il-10與免疫性疾病

il-10與免疫性疾病

1989年，ferrin等人首次描述了由th2細胞克隆產(chǎn)生的細胞因子可抑制th1細胞克隆分泌的ifn-h。當時被稱之為細胞因子合成抑制因子(CytokineSynthesisInhibitingFactor,CSIF),即我們今天所熟知的白細胞介素10(Interleukin-10,IL-10)。很多細胞可以產(chǎn)生IL-10,包括T細胞亞群(Th2,Tc2,Tr1),單核細胞,巨噬細胞等。人體IL-10的主要來源是巨噬細胞。隨著研究的深入,目前認為IL-10不僅可以誘導外周耐受和免疫抑制,而且在免疫調節(jié)中起關鍵作用。1白介素10的生物學特征1.1hol-10和ebvil-1的結構IL-10為單拷貝基因,由5個外顯子和4個內含子組成,含178個氨基酸殘基,18個氨基酸信號肽。許多病毒與IL-10有同源性:EB病毒(BCRF1),2型皰疹病毒,巨細胞病毒等。Zanov通過X線晶體結構分析了人類IL-10和BCRF1(ebvIL-10)結構,除了分子N末端有較為明顯的不同外,hIL-10和ebvIL-10分子結構具有高度的同源性。它們都是“V”型二聚體分子,每條鏈由6個α螺旋組成,分別為A、B、C、D、E、F螺旋。A、C、D、F4個螺旋可以形成典型的捆狀結構。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)五個分子與IL-10在結構上存在明確相關性,包括IL-19、IL-20、IL-22、IL-24和IL-26,這六個分子被歸為IL-10家族。1.2il-10r2信號轉導IL-10受體(IL-10Recepor,IL-10R)由IL-10R1和IL-10R2兩個亞單位組成。IL-10R1是與IL-10有高親和力的配體結合亞單位,基因定位于染色體11q23.3。中和性的抗IL-10R1單克隆抗體可阻斷所有已知的IL-10活性,因此IL-10R1對IL-10的反應是必需的。IL-10R2是IL-10R用于信號轉導的輔助亞單位,與IL-10的結合親和性無關,其主要功能是募集JAK激酶(Tyk2)進入信號轉導復合物中。目前對IL-10信號傳導通路了解最詳細的是Jak/STAT(JanusKinase/SingnalTransducerandActivatorofTranscription)系統(tǒng)。IL-10和IL-10R相互作用可以激活酪氨酸激酶Jak1和Tyk2,它們各自與IL-10R1和IL-10R2相聯(lián)系。Jak1缺失小鼠巨噬細胞對IL-10不應答,提示Jak1在IL-10信號傳導中起著必需的作用。受體的參與和酪氨酸的磷酸化可以激活定位于胞質的轉錄因子STAT1、3、5。STAT3直接募集到IL-10R1胞漿結構域的兩個發(fā)生磷酸化的酪氨酸殘基,這種磷酸化對IL-10信號轉導是必需的。STAT1和STAT5在IL-10的生物學和信號傳導中的作用尚不明確。1.3丙型肝炎感染u2005基因多態(tài)性是指基因組序列上的變異,它是影響人體對疾病易感性及不同個體對藥物反應差異性的重要因素。人類IL-10啟動子存在三個頻繁的點突變位點:-1082(G/A),-819(C/T)和-592(C/A)。在對18例丙型肝炎自發(fā)清除者,42例現(xiàn)癥感染者及135例正常人的研究中發(fā)現(xiàn),-1082GG基因型頻率高者更容易從HCV感染中康復。對潰瘍性結腸炎的研究顯示-1082AA基因型患者ANCA(抗中性粒細胞漿抗體)陽性率更高。體外研究證實IL-10啟動子區(qū)-1082A、-819T、-592A等位基因在LPS(內毒素)的刺激下IL-10產(chǎn)量更低,提示含上述等位基因的IL-10在體外對LPS敏感性下降。更多研究表明IL-10啟動子基因多態(tài)性與自身免疫性肝病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、哮喘等存在相關關系。1.4其他途徑和應激軸巨噬細胞是IL-10的主要來源,它可以被許多內源性的和外源性的因素誘導產(chǎn)生。這些因素包括內毒素(通過Toll-LikeReceptor4,NF-κB依賴途徑),TNF-α(通過TNF受體P55,NF-κB依賴途徑),兒茶酚胺和使cAMP升高的藥物(通過蛋白激酶A,CREB-1/ATF-1NF-κB依賴途徑)。應激軸在調節(jié)人體內IL-10的分泌中起重要作用,中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥或內毒素血癥都可以通過兒茶酚胺的釋放激活應激軸,導致巨噬細胞IL-10合成增加,特別是在肝臟中。而阻斷應激軸則可以增加對內毒素介導休克的敏感性。因此,中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟巨噬細胞的相互作用控制著系統(tǒng)性炎癥反應。1.5il-10和tnf-IL-10具有多種免疫功能:(1)抑制單核細胞依賴性Th細胞增生,并抑制Th1類淋巴因子如IL-2、IL-1β、IFN-γ、TNF-α等的合成及其活性。(2)IL-10抑制炎癥和細胞免疫反應,加強與適應性免疫和清除功能相關的耐受性,抑制由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生的促炎因子。(3)抑制NK細胞的活性。(4)抑制T細胞的凋亡。(5)抑制反應性氮氧化物的產(chǎn)生。2臨床作用的研究IL-10對于炎癥性動物模型強大的免疫調節(jié)功能和可能的治療作用,促使人們將其應用于臨床研究。到目前為止,人類重組IL-10已經(jīng)在正常志愿者,克羅恩病、類風濕性關節(jié)炎、銀屑病、HCV感染、HIV感染等患者中進行過實驗。2.1發(fā)生嚴重異常的感冒在Ι期臨床試驗中,對正常志愿者通過靜脈及皮下等途徑以不同劑量IL-10對其安全性、耐受性、藥代動力學、藥效學等方面進行了研究。研究顯示IL-10具有良好的耐受性,在劑量高達25μg/kg時沒有嚴重副反應的發(fā)生。劑量達到100μg/kg時可以在小部分人中觀察到輕微的類似感冒樣癥狀。在健康志愿者中靜脈應用25μg/kg的IL-10可以抑制LPS誘導的體溫升高和IL-1、IL-6、TNF-α的釋放。2.2對腸道炎性的作用胃腸道作為自體與腸腔內所含外部抗原和病原體的屏障。粘膜相關免疫系統(tǒng)必需在兩個相反的功能之間保持平衡:病原體免疫系統(tǒng)的發(fā)展與保持對食物及自然菌群抗原的免疫耐受。這個平衡的調節(jié)非常復雜,IL-10可能在其中起非常重要的作用。動物試驗證明IL-10基因消除小鼠可以發(fā)展為致命性的腸道炎癥反應,而在無菌性環(huán)境中飼養(yǎng)則不會發(fā)生腸道炎癥反應。提示缺少IL-10的免疫調節(jié)作用,正常腸道抗原會誘發(fā)致命性腸道炎癥反應。在腸道炎癥的起始階段應用IL-10可以有效中止炎癥進程,但對于逆轉已經(jīng)形成的炎癥反應是沒有效果的?；谏鲜鯥L-10對腸道炎癥性動物模型發(fā)揮的顯著性作用,IL-10療法作為一個潛在的新型抗炎療法應用在克羅恩病的治療上。1997年報道了一例應用糖皮質激素無效的患者在應用了IL-10療法后被成功治愈。但是,大量多中心的研究表明,應用IL-10療法與安慰劑相比沒有顯著的臨床改善。另一項研究中,IL-10沒有應用于急性克羅恩病的治療,而是應用于預防術后再發(fā)。與安慰劑相比,IL-10療法在內鏡下的復發(fā)率沒有顯著性的差異。IL-10對炎癥性腸病的治療仍存在爭議,進一步研究仍在進行中。2.3il-1和b對血清及關節(jié)潤滑液的研究提示IL-10水平和RA存在相關關系。體外研究顯示IL-10能夠有效阻斷促炎因子的產(chǎn)生,包括TNF-α、IL-1和IL-8。應用IL-10療法在治療各種動物模型關節(jié)炎中是有效的,可以減輕炎癥細胞浸潤和關節(jié)損害。IL-10聯(lián)合氨甲喋呤治療RA的多中心研究中顯示:每周三次應用8μg/kg或20μg/kg的IL-10效果相差不明顯,而且可有血小板計數(shù)和血紅蛋白的降低。另一方面,IL-10聯(lián)合糖皮質激素或抗-TNF單克隆抗體是否可以對RA患者能夠起到顯著的作用,是一個值得研究的課題。2.4應用il-10的實踐銀屑病患者表皮IL-10mRNA的表達量顯著低于特異性皮炎和皮膚T細胞淋巴瘤。盡管存在大量的促炎因子過度表達,IL-10mRNA的表達量與正常皮膚沒有差別,提示銀屑病中存在相對性的IL-10缺乏。重組人IL-10對銀屑病的治療已經(jīng)進行了大量的研究。在早期試驗中,每天于皮損部位注射8μg/kg的IL-10可以導致全身性的抗銀屑病效應,一部分患者皮損甚至完全消失。另一個試驗中,10個銀屑病患者接受了為期7周的治療,劑量分別為每天4μg/kg。試驗具有良好的耐受性,經(jīng)過6周的治療后皮損區(qū)域和嚴重程度顯著降低,這些抗銀屑病效果都得到了組織學的證實。Friedrich等觀察長期應用IL-10對免疫系統(tǒng)和疾病消退持續(xù)時間的影響得出了不同的結論。選擇皮損消退期銀屑病患者接受試驗,一組接受皮下注射IL-10(10μg/kg),另一組接受安慰劑治療直到病變消退或試驗結束(4個月)。安慰劑組在觀察期內90%的病人病變消退,而IL-10治療組只有28.6%。兩組之間存在顯著性差異?？偟膩碚f,IL-10療法在銀屑病中是有效的,具有良好的耐受性。對其最終臨床效果的評價有待于Ⅲ期臨床試驗。2.5hcv感染后沒有得到治療研究顯示TNF和其他炎癥因子可以促進HIV的復制,這是研究IL-10對抗病毒治療不能完全應答HIV患者的理論基礎。IL-10治療HIV感染患者四周后沒有得到病毒學和免疫學的效應,不支持IL-10療法應用于HIV的治療。自從十幾年前發(fā)現(xiàn)丙型肝炎病毒(HCV)后,盡管新療法(改良的因特芬,抗病毒藥物)的應用,在治療HCV相關肝臟疾病方面已經(jīng)取得了巨大進步,但是對于HCV感染的遠期結果仍然不能令人滿意。最近對HCV感染者的研究顯示,IL-10盡管沒有明顯的抗病毒效應,但在降低轉氨酶水平,改善肝臟組織學,降低肝臟纖維化方面可以起到明顯作用。2.6療哮喘的新興途徑在哮喘的動物模型中,IL-10可以抑制過敏原介導的氣道炎癥和非特異性氣道反應。IL-10強大的抗炎功能,有望成為治療哮喘的新興途徑。應用IL-10基因修飾的CD4+T細胞治療哮喘小鼠,能有效降低氣道炎癥和氣道高反應性,且與支氣管肺泡灌洗液中IL-10水平呈劑量依賴關系,并能被IL-10單克隆抗體所逆轉。一個隨機的、雙盲的關于糖皮質激素、抗白三烯、β-受體激動劑對小兒哮喘效果的實驗證實:曲安西龍和孟魯司特療法能夠增加血清IL-10水平,降低嗜酸粒細胞計數(shù),取得積極臨床治療效果。2.7sle患者自身抗體的變化IL-10作為潛在的B細胞刺激因子可以增強B細胞的激活、增值和分化。IL-10可能在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中起關鍵性的作用,因為系統(tǒng)性免疫性疾病的特點是自身抗體的大量產(chǎn)生和細胞免疫反應的降低。在SLE中,大量的自身抗體產(chǎn)生的免疫復合物導致了器官的損害。與正常人不同,SLE病人的IL-10水平非常高,且IL-10的水平與臨床疾病的活動存在相關性。應用IL-10的抗體在體外中和IL-10可以顯著減輕SLE患者自身抗體的產(chǎn)量。結合動物模型的研究提示:IL-10在SLE中是有害的,IL-10的拮抗物對于人類SLE的治療是有效的。2.8il-1e在肺癌治療中的地位和作用有研究提示,在基底細胞和鱗狀細胞癌中可以觀察到IL-10的過度表達。研究證實淋巴瘤患者IL-10水平顯著高于正常人群,而且IL-10基因表達的增強往往與腫瘤的進展相關。IL-10水平升高被認為對治療反應不佳或預后不良,特別是在肺,胃腸道和腎臟腫瘤中。在腫瘤被完全切除后IL-10水平一般會降至正常,術后持續(xù)性高水平的IL-10預示著腫瘤復發(fā)或對化療無明顯反應?？偟膩碚f,不同腫瘤中IL-10的過度表達預示著腫瘤的進展,特別是對抗腫瘤免疫的抑制作用。3免疫調節(jié)作用IL-10是一個多能的,對不同細胞具有潛在效應的細胞因子。這使它成為一個在免疫調節(jié)和宿主防御反應具有廣泛效應的分子。最初的研究認為IL-10主要介