白細胞介素18與特應性皮炎的研究進展

陳保疆(綜述)，張玉環(審校)

(1.天津市泰達醫院皮膚科，天津300457;2.天津市中醫藥研究院，天津300120)

特應性皮炎(atopic dermatitis，AD)又稱異位性皮炎、遺傳過敏性濕疹，反復發作，伴有顯著瘙癢，是一種常見的難治性皮膚病。白細胞介素18(interleukin-18，IL-18)為近幾年發現的一種新的IL因子，可與許多細胞因子相互作用，參與體內多種免疫反應，IL-18在AD的發病及治療中起非常重要的作用。現就IL-18的研究及其與AD的關系進展進行綜述。

1 IL-18研究概述

1995年Okamura等［1］首次從相繼被熱滅活痤瘡丙酸桿菌感染和脂多糖誘發的中毒性休克小鼠肝臟提取液中獲得了一種由應激誘生的蛋白，隨著該蛋白質的研究逐步深入，該因子被命名為IL-18。

人類IL-18基因位于11q22.2～22.3染色體上，IL-18由157個氨基酸組成，目前的研究已發現，IL-18主要由活化的單核-巨噬細胞產生，屬于單核因子，但是在其他組織中，也有廣泛表達。但其后的研究表明，胰腺、腎臟、骨胳肌、肝臟、肺、皮膚的角質形成細胞、骨的成骨細胞、小腸的上皮細胞、軟骨細胞等非免疫系統的各種組織和細胞都可產生［2］。

IL-18的生物學活性主要包括:促進T細胞的增殖與分化，IL-18對T細胞增殖有重要作用，可明顯地刺激用CD3單克隆抗體活化的人T細胞增殖，IL-18促進細胞的增殖效應是通過一種IL-2依賴途徑進行的［3］。IL-18和 IL-12協同可誘導具抗 CD3的T細胞向輔助T細胞(T helper cell，Th)1分化，IL-18與IL-12聯合也可顯著誘導T細胞中Th2類細胞因子產生。有學者等提出，IL-18是唯一在不同免疫背景下參與調節Th1和Th2免疫反應的細胞因子［4］。刺激 Th1細胞表達Fas，其與配體結合，誘導靶細胞的凋亡誘導死亡因子(Fas ligand，FasL)介導的細胞毒作用，IL-18能增強 Th1功能性 FasL的表達，選擇性地增強FasL介導的 Th1的細胞毒作用［5］。IL-18促進自然殺傷(natural killer，NK)細胞增殖，誘導 NK細胞產生干擾素 γ(interferon-γ，IFN-γ)，增強 NK 細胞的細胞毒作用及殺傷活性，并且與其他細胞因子協同作用［6］。聯合應用IL-18和IL-12可以使CD40抗體活化的B細胞表達IFN-γ，不抑制B細胞的增殖，但可抑制IgE和IgG的生成，IL-18還能調節B細胞免疫球蛋白的分泌，抑制活化的B細胞產生IgE［7］。

2 IL-18與AD

2.1 AD患者血清 IL-18水平 Ando等［8］對370例在日本城市中居住9～10年的學齡兒童血清IL-12、IL-18和IgE進行檢測，同時根據世界兒童哮喘和過敏原研究機構(ISAAC)協議，采用問卷調查方式對過敏癥狀進行評估。IL-18在哮喘、過敏性鼻炎或AD的患兒較沒有過敏癥狀兒童血清中顯著升高，且這種情況與血清IgE水平高低沒有關聯。表明IL-18是以非依賴性IgE的方式誘導AD的發生。IL-18可能成為對于這些過敏性疾病有用的生物學標記。

研究發現80%的AD患者血清IgE高于健康人，被稱為外源性AD;患者的血清IgE的水平未見升高，被稱為內源性AD［9］。有些研究，顯示了血清總IgE和IL-18存在一定關系，有人對 AD血清總 IgE、IL-18、IL-12和 IFN-γ進行檢測，并采用了 Scoring Atopic Dermatitis(SCORAD)指數對患者臨床癥狀嚴重程度進行評分。結果表明，IL-18的血清水平與AD的臨床嚴重程度相關，臨床可以作為AD患者一個敏感的參數，進而可能在疾病診斷及后續的疾病治療中發揮重要作用［10］。也有學者認為，盡管IL-18與AD嚴重程度之間存在著密切的相關性，其作為以后臨床常規檢測仍需要進行更多的研究［11］。

2.2 AD患者皮膚角質層IL-18表達 有學者對95例AD患者和40例健康對照組皮膚角質層IL-18進行了檢測，結果AD皮損處角質層IL-18水平顯著高于健康對照組，除與臨床嚴重程度評分SCORAD有相關性外，還與血清IL-18、IgE、乳酸脫氫酶、趨化因子、嗜酸粒細胞、經表皮流失水分均有相關性。血清IgE＜1500 U/mL的AD患者，皮損種植金黃色葡萄球菌患者IL-18升高，表明表皮IL-18的產生與AD嚴重程度有關。金黃色葡菌球的聚集可促成IL-18的產生，尤其在血清 IgE相對低 AD患者更為明顯［12］。

2.3 AD患者IL-18基因多態性 在基因多態性方面，Kim等［13］為了研究IL-18基因單核苷酸多態性(single-nucleotide polymorphism，SNP)和單倍型的聯系，將646例AD患者和474例健康對照組IL-18基因分為3種基因多態性，顯示IL-18基因的rs795467 SNP和單倍型T-T-C與AD明顯相關尤其外源性AD與對照組之間，AD患者IL-18濃度明顯高于對照組，與rs795467基因多態性無相關性。沒有發現血清IL-18水平和AD癥狀評分的相關性，IL-18基因SNP和單倍型T-T-C與過敏性的AD而不是非過敏性的內源性AD密切相關，研究支持IL-18上調IgE的假說。Novak等［14］研究證實IL-18基因SNPs主要通過導致IL-18合成功能失調影響AD疾病的發展。

此外，Narbutt等［15］研究發現，AD 患者血清IL-18水平與年齡有關，將40例AD患者和50例健康對照組根據年齡分為＞10歲和＜10歲兩組，檢測血清IL-18，＜10歲組患者IL-18水平顯著高于對照組，而＞10歲組患者與對照組比較差異無統計學意義。動物實驗表明，IL-18基因缺失的AD動物模型小鼠，逃避了AD的發生，顯示AD發病依賴IL-18［16］。

3 IL-18在AD中的作用及機制

3.1 IL-18與金黃色葡萄球菌感染 AD患者的皮膚極易被微生物感染，尤其是金黃色葡萄球菌，在皮損處的定植率非常高，其外毒素是表皮炎癥加重的關鍵因素，免疫失衡和IL-18在AD皮膚炎癥中扮演重要角色。在AD患者體內，葡萄球菌超抗原可以迅速誘導IL-18的表達，體外實驗則發現葡萄球菌腸毒素(staphylococcal enterotoxins，SE)可以誘導粒細胞表達IL-18［17］。有研究顯示，IL-18分泌的增加使AD患者免疫的異常狀態得到進一步的增加，從而導致炎癥的不斷產生［18］。為進一步了解金黃色葡萄球菌對AD 患者 IL-18的影響，Matsui等［19］研究發現，在金黃色葡萄球菌聚糖膠體溶液誘導的IL-18的產生條件下，導致CD4+T產生 Th2細胞因子IL-4，影響AD的發生。

3.2 IL-18與Th1/Th2細胞的失衡 Th1/Th2細胞的失衡是AD發病的基礎。其細胞因子表達是雙相模式，急性皮損主要由Th2型細胞所致，慢性炎性反應則主要由Th1型細胞所致。Th1型細胞因子有IFN-γ、IL-2、IL-18、TNF-α，而 Th2 型因子有 IL-4、IL-5、IL-10、IL-13。最近 IL-18在 AD中的作用不斷被發現，IL-18誘導初始T細胞發展成為Th2細胞，同時，IL-18可使 NK、肥大細胞、嗜堿粒細胞產生IL-13、IL-4。因此，IL-18 可以增強固有免疫［20］。Th1細胞表達 IL-18R，在抗原和 IL-2的刺激下產生IFN-γ，此外，IL-18也可增加IL-18R的產生。它們同時產生Th2細胞因子IL-9和IL-13，人Th1細胞在抗-CD3和IL-18作用下也可以產生IFN-γ和IL-13。以往研究證實內源性AD患者Th1細胞在IL-18作用下通過產生Th1和Th2細胞因子，這種獨特的具備能夠產生Th1和Th2相關細胞因子潛力的Th1細胞，被命名為“超級 Th1 細胞”(super Th1，sTh1)［21］。

3.3 IL-18與皮膚屏障作用 IL-18與AD患者皮膚屏障作用破壞有關，NC/Nga小鼠遺傳性的皮膚屏障作用降低，用于制作AD動物模型。根據皮膚內嗜酸細胞和肥大細胞計數，分為嚴重/緩和兩個組別。兩組小鼠血清IL-18均出現升高，而不是IgE，經過去污劑和金黃色葡萄球菌A蛋白雙重刺激，皮膚屏障作用破壞，NC/Nga小鼠表皮很快表達Th1相關細胞因子，包括CXC趨化因子受體3(chemokine C-X-C motif receptor，CXCR)和CC趨化因子受體5(chemotactic cytokines receptor，CCR)配體，sTh1細胞能夠同時產生Th1(IFN-γ)和Th2(IL-13)細胞因子，誘導sTh1需要IL-18的刺激。阻斷IL-18可阻止AD的發展，IL-3阻斷可部分阻止AD發展，提示IL-18可通過誘導sTh1細胞產生IL-3，在AD發展中起作用［22］。

3.4 IL-18與角質形成細胞 Wittmann等［23］闡釋了IL-18對角質形成細胞作用，人類原始的角質形成細胞表達IL-18α對IL-18的反應已經被發現。分別從AD和銀屑病患者皮膚分離新鮮角質形成細胞，與對照組比較IL-18α明顯高表達，在IFN-γ和TNF刺激下IL-18α明顯上調，IL-4導致IL-18α的下調。IL-18誘導銀屑病患者和正常人角質形成細胞產生CXCL/IP-10(interferon inducible protein，IP)，此外，在 IFN-γ刺激下，IL-18可上調主要組織相容性復合體Ⅱ的表達。在IL-18誘導主要組織相容性復合體Ⅱ表達的角質形成細胞共同培養T細胞產生大量的IFN-γ。IL-18對角質形成細胞功能性地上調主要組織相容性復合體Ⅱ且產生CXCL10/IP-10細胞因子，說明了IL-18在表皮層炎癥中的重要作用。

3.5 IL-18與AD其他作用及機制 IL-18對AD患者核因子κB和Fas有一定的聯系。有學者研究表明IL-18可以使IFN-γ誘導角質形成細胞CXCL9，CXCL10和CXCL11的產生。IL-18的這些作用促進Th1細胞潛入炎癥皮損部位，加重炎性反應。IL-18在這類皮損中扮演了前炎性細胞因子的作用，同時也是一個潛在的治療靶點［24］。Sohn等［25］研究表明，嚴重AD患者血清IL-18和可溶性FasL顯著高于對照組，說明IL-18可以直接增強FasL介導的Th1細胞毒效應。

4 IL-18與AD治療

自從發現細胞因子在炎癥過程中的重要作用后，以細胞因子網絡作為靶向代表了一種很有前途的治療方法。AD作為T細胞介導的過敏性炎癥性皮膚病，臨床缺乏特異性治療手段，細胞因子療法已經開始試驗性的治療。IL-18作為前炎性細胞因子可以有效緩解NC/Nga鼠AD模型的皮損癥狀，并減少外周血IgE水平，因此通過補充Th1型細胞因子達到糾正Th1/Th2失衡是AD治療的有效手段［26］。

IL-18雖然已證實是AD發病的前炎性因子，但IL-18細胞因子治療尚不能取代AD的傳統治療，但隨著研究的進一步深入，細胞因子在AD治療中仍存在光明的應用前景［27］。

5 展望

IL-18作為一種多效細胞因子，可以通過多個途徑作用于AD的發生、發展，但AD的皮膚炎癥形成是復雜的，多種因素可能同時存在，相互影響，各種炎性細胞及炎性介質參與了AD的發展。IL-18在AD中的研究還剛起步，其在AD中作用及詳細機制還有待于進一步的研究和探討。近年來出現的以IL-18為靶點或效應劑治療AD是一種非常有益的探索，雖然這些研究大多還停留在實驗階段，但隨著研究的深入，IL-18可望成為治療AD的新手段［28］。

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