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(xì)胞克隆產(chǎn)生的細(xì)胞因子可抑制th1細(xì)胞克隆分泌的ifn-h。當(dāng)時(shí)被稱之為細(xì)胞因子合成抑制因子(CytokineSynthesisInhibitingFactor,CSIF),即我們今天所熟知的白細(xì)胞介素10(Interleukin-10,IL-10)。很多細(xì)胞可以產(chǎn)生IL-10,包括T細(xì)胞亞群(Th2,Tc2,Tr1),單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞等。人體IL-10的主要來(lái)源是巨噬細(xì)胞。隨著研究的深入,目前認(rèn)為IL-10不僅可以誘導(dǎo)外周耐受和免疫抑制,而且在免疫調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。1白介素10的生物學(xué)特征1.1hol-10和ebvil-1的結(jié)構(gòu)IL-10為單拷貝基因,由5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子組成,含178個(gè)氨基酸殘基,18個(gè)氨基酸信號(hào)肽。許多病毒與IL-10有同源性:EB病毒(BCRF1),2型皰疹病毒,巨細(xì)胞病毒等。Zanov通過(guò)X線晶體結(jié)構(gòu)分析了人類(lèi)IL-10和BCRF1(ebvIL-10)結(jié)構(gòu),除了分子N末端有較為明顯的不同外,hIL-10和ebvIL-10分子結(jié)構(gòu)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(gè)α螺旋組成,分別為A、B、C、D、E、F螺旋。A、C、D、F4個(gè)螺旋可以形成典型的捆狀結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)五個(gè)分子與IL-10在結(jié)構(gòu)上存在明確相關(guān)性,包括IL-19、IL-20、IL-22、IL-24和IL-26,這六個(gè)分子被歸為IL-10家族。1.2il-10r2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)IL-10受體(IL-10Recepor,IL-10R)由IL-10R1和IL-10R2兩個(gè)亞單位組成。IL-10R1是與IL-10有高親和力的配體結(jié)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(duì)IL-10的反應(yīng)是必需的。IL-10R2是IL-10R用于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的輔助亞單位,與IL-10的結(jié)合親和性無(wú)關(guān),其主要功能是募集JAK激酶(Tyk2)進(jìn)入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物中。目前對(duì)IL-10信號(hào)傳導(dǎo)通路了解最詳細(xì)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(xì)胞對(duì)IL-10不應(yīng)答,提示Jak1在IL-10信號(hào)傳導(dǎo)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(zhì)的轉(zhuǎn)錄因子STAT1、3、5。STAT3直接募集到IL-10R1胞漿結(jié)構(gòu)域的兩個(gè)發(fā)生磷酸化的酪氨酸殘基,這種磷酸化對(duì)IL-10信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是必需的。STAT1和STAT5在IL-10的生物學(xué)和信號(hào)傳導(dǎo)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(duì)疾病易感性及不同個(gè)體對(duì)藥物反應(yīng)差異性的重要因素。人類(lèi)IL-10啟動(dòng)子存在三個(gè)頻繁的點(diǎn)突變位點(diǎn):-1082(G/A),-819(C/T)和-592(C/A)。在對(duì)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(fù)。對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的研究顯示-1082AA基因型患者ANCA(抗中性粒細(xì)胞漿抗體)陽(yáng)性率更高。體外研究證實(shí)IL-10啟動(dòng)子區(qū)-1082A、-819T、-592A等位基因在LPS(內(nèi)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(duì)LPS敏感性下降。更多研究表明IL-10啟動(dòng)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(guān)關(guān)系。1.4其他途徑和應(yīng)激軸巨噬細(xì)胞是IL-10的主要來(lái)源,它可以被許多內(nèi)源性的和外源性的因素誘導(dǎo)產(chǎn)生。這些因素包括內(nèi)毒素(通過(guò)Toll-LikeReceptor4,NF-κB依賴途徑),TNF-α(通過(guò)TNF受體P55,NF-κB依賴途徑),兒茶酚胺和使cAMP升高的藥物(通過(guò)蛋白激酶A,CREB-1/ATF-1NF-κB依賴途徑)。應(yīng)激軸在調(diào)節(jié)人體內(nèi)IL-10的分泌中起重要作用,中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥或內(nèi)毒素血癥都可以通過(guò)兒茶酚胺的釋放激活應(yīng)激軸,導(dǎo)致巨噬細(xì)胞IL-10合成增加,特別是在肝臟中。而阻斷應(yīng)激軸則可以增加對(duì)內(nèi)毒素介導(dǎo)休克的敏感性。因此,中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟巨噬細(xì)胞的相互作用控制著系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)。1.5il-10和tnf-IL-10具有多種免疫功能:(1)抑制單核細(xì)胞依賴性Th細(xì)胞增生,并抑制Th1類(lèi)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(xì)胞免疫反應(yīng),加強(qiáng)與適應(yīng)性免疫和清除功能相關(guān)的耐受性,抑制由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的促炎因子。(3)抑制NK細(xì)胞的活性。(4)抑制T細(xì)胞的凋亡。(5)抑制反應(yīng)性氮氧化物的產(chǎn)生。2臨床作用的研究IL-10對(duì)于炎癥性動(dòng)物模型強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能和可能的治療作用,促使人們將其應(yīng)用于臨床研究。到目前為止,人類(lèi)重組IL-10已經(jīng)在正常志愿者,克羅恩病、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病、HCV感染、HIV感染等患者中進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)。2.1發(fā)生嚴(yán)重異常的感冒在Ι期臨床試驗(yàn)中,對(duì)正常志愿者通過(guò)靜脈及皮下等途徑以不同劑量IL-10對(duì)其安全性、耐受性、藥代動(dòng)力學(xué)、藥效學(xué)等方面進(jìn)行了研究。研究顯示IL-10具有良好的耐受性,在劑量高達(dá)25μg/kg時(shí)沒(méi)有嚴(yán)重副反應(yīng)的發(fā)生。劑量達(dá)到100μg/kg時(shí)可以在小部分人中觀察到輕微的類(lèi)似感冒樣癥狀。在健康志愿者中靜脈應(yīng)用25μg/kg的IL-10可以抑制LPS誘導(dǎo)的體溫升高和IL-1、IL-6、TNF-α的釋放。2.2對(duì)腸道炎性的作用胃腸道作為自體與腸腔內(nèi)所含外部抗原和病原體的屏障。粘膜相關(guān)免疫系統(tǒng)必需在兩個(gè)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(duì)食物及自然菌群抗原的免疫耐受。這個(gè)平衡的調(diào)節(jié)非常復(fù)雜,IL-10可能在其中起非常重要的作用。動(dòng)物試驗(yàn)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(yīng),而在無(wú)菌性環(huán)境中飼養(yǎng)則不會(huì)發(fā)生腸道炎癥反應(yīng)。提示缺少I(mǎi)L-10的免疫調(diào)節(jié)作用,正常腸道抗原會(huì)誘發(fā)致命性腸道炎癥反應(yīng)。在腸道炎癥的起始階段應(yīng)用IL-10可以有效中止炎癥進(jìn)程,但對(duì)于逆轉(zhuǎn)已經(jīng)形成的炎癥反應(yīng)是沒(méi)有效果的?；谏鲜鯥L-10對(duì)腸道炎癥性動(dòng)物模型發(fā)揮的顯著性作用,IL-10療法作為一個(gè)潛在的新型抗炎療法應(yīng)用在克羅恩病的治療上。1997年報(bào)道了一例應(yīng)用糖皮質(zhì)激素?zé)o效的患者在應(yīng)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(yīng)用IL-10療法與安慰劑相比沒(méi)有顯著的臨床改善。另一項(xiàng)研究中,IL-10沒(méi)有應(yīng)用于急性克羅恩病的治療,而是應(yīng)用于預(yù)防術(shù)后再發(fā)。與安慰劑相比,IL-10療法在內(nèi)鏡下的復(fù)發(fā)率沒(méi)有顯著性的差異。IL-10對(duì)炎癥性腸病的治療仍存在爭(zhēng)議,進(jìn)一步研究仍在進(jìn)行中。2.3il-1和b對(duì)血清及關(guān)節(jié)潤(rùn)滑液的研究提示IL-10水平和RA存在相關(guān)關(guān)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(yīng)用IL-10療法在治療各種動(dòng)物模型關(guān)節(jié)炎中是有效的,可以減輕炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和關(guān)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(yīng)用8μg/kg或20μg/kg的IL-10效果相差不明顯,而且可有血小板計(jì)數(shù)和血紅蛋白的降低。另一方面,IL-10聯(lián)合糖皮質(zhì)激素或抗-TNF單克隆抗體是否可以對(duì)RA患者能夠起到顯著的作用,是一個(gè)值得研究的課題。2.4應(yīng)用il-10的實(shí)踐銀屑病患者表皮IL-10mRNA的表達(dá)量顯著低于特異性皮炎和皮膚T細(xì)胞淋巴瘤。盡管存在大量的促炎因子過(guò)度表達(dá),IL-10mRNA的表達(dá)量與正常皮膚沒(méi)有差別,提示銀屑病中存在相對(duì)性的IL-10缺乏。重組人IL-10對(duì)銀屑病的治療已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。在早期試驗(yàn)中,每天于皮損部位注射8μg/kg的IL-10可以導(dǎo)致全身性的抗銀屑病效應(yīng),一部分患者皮損甚至完全消失。另一個(gè)試驗(yàn)中,10個(gè)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(yàn)具有良好的耐受性,經(jīng)過(guò)6周的治療后皮損區(qū)域和嚴(yán)重程度顯著降低,這些抗銀屑病效果都得到了組織學(xué)的證實(shí)。Friedrich等觀察長(zhǎng)期應(yīng)用IL-10對(duì)免疫系統(tǒng)和疾病消退持續(xù)時(shí)間的影響得出了不同的結(jié)論。選擇皮損消退期銀屑病患者接受試驗(yàn),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(yàn)結(jié)束(4個(gè)月)。安慰劑組在觀察期內(nèi)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。總的來(lái)說(shuō),IL-10療法在銀屑病中是有效的,具有良好的耐受性。對(duì)其最終臨床效果的評(píng)價(jià)有待于Ⅲ期臨床試驗(yàn)。2.5hcv感染后沒(méi)有得到治療研究顯示TNF和其他炎癥因子可以促進(jìn)HIV的復(fù)制,這是研究IL-10對(duì)抗病毒治療不能完全應(yīng)答HIV患者的理論基礎(chǔ)。IL-10治療HIV感染患者四周后沒(méi)有得到病毒學(xué)和免疫學(xué)的效應(yīng),不支持IL-10療法應(yīng)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(yīng)用,在治療HCV相關(guān)肝臟疾病方面已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步,但是對(duì)于HCV感染的遠(yuǎn)期結(jié)果仍然不能令人滿意。最近對(duì)HCV感染者的研究顯示,IL-10盡管沒(méi)有明顯的抗病毒效應(yīng),但在降低轉(zhuǎn)氨酶水平,改善肝臟組織學(xué),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(dòng)物模型中,IL-10可以抑制過(guò)敏原介導(dǎo)的氣道炎癥和非特異性氣道反應(yīng)。IL-10強(qiáng)大的抗炎功能,有望成為治療哮喘的新興途徑。應(yīng)用IL-10基因修飾的CD4+T細(xì)胞治療哮喘小鼠,能有效降低氣道炎癥和氣道高反應(yīng)性,且與支氣管肺泡灌洗液中IL-10水平呈劑量依賴關(guān)系,并能被IL-10單克隆抗體所逆轉(zhuǎn)。一個(gè)隨機(jī)的、雙盲的關(guān)于糖皮質(zhì)激素、抗白三烯、β-受體激動(dòng)劑對(duì)小兒哮喘效果的實(shí)驗(yàn)證實(shí):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(xì)胞計(jì)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(xì)胞刺激因子可以增強(qiáng)B細(xì)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(guān)鍵性的作用,因?yàn)橄到y(tǒng)性免疫性疾病的特點(diǎn)是自身抗體的大量產(chǎn)生和細(xì)胞免疫反應(yīng)的降低。在SLE中,大量的自身抗體產(chǎn)生的免疫復(fù)合物導(dǎo)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(dòng)存在相關(guān)性。應(yīng)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(jié)合動(dòng)物模型的研究提示:IL-10在SLE中是有害的,IL-10的拮抗物對(duì)于人類(lèi)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(xì)胞和鱗狀細(xì)胞癌中可以觀察到IL-10的過(guò)度表達(dá)。研究證實(shí)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(dá)的增強(qiáng)往往與腫瘤的進(jìn)展相關(guān)。IL-10水平升高被認(rèn)為對(duì)治療反應(yīng)不佳或預(yù)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(huì)降至正常,術(shù)后持續(xù)性高水平的IL-10預(yù)示著腫瘤復(fù)發(fā)或?qū)煙o(wú)明顯反應(yīng)?？偟膩?lái)說(shuō),不同腫瘤中IL-10的過(guò)度表達(dá)預(yù)示著腫瘤的進(jìn)展,特別是對(duì)抗腫瘤免疫的抑制作用。3免疫調(diào)節(jié)作用IL-10是一個(gè)多能的,對(duì)不同細(xì)胞具有潛在效應(yīng)的細(xì)胞因子。這使它成為一個(gè)在免疫調(diào)節(jié)和宿主防御反應(yīng)具有廣泛效應(yīng)的分子。最初的研究認(rèn)為IL-10主要介