白細胞介素-32在克雷伯桿菌肺炎發(fā)生發(fā)展中的作用

許德鳳

(上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院，上海 200135)

克雷伯桿菌(Kp)是導致肺炎發(fā)生的主要細菌之一，往往產(chǎn)生嚴重的炎癥反應，并可使局部炎癥向全身性炎癥演變。同時Kp肺炎耐藥株不斷增加，且產(chǎn)生超廣譜酶，易形成多發(fā)性蜂窩狀肺膿腫，從而導致敗血癥的發(fā)生，發(fā)病率和致死率較高，其疾病進展與多種細胞因子關系密切。在肺炎早期，血中促炎細胞因子腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-6、-8等明顯增加，而IL-32作為一種新發(fā)現(xiàn)的前炎性反應細胞因子，能誘導 TNF-α、IL-6和 IL-8等的產(chǎn)生，從而導致肺炎的發(fā)生發(fā)展。本文就IL-32在Kp肺炎發(fā)生發(fā)展中的作用及作用機制做一闡述。

1 Kp感染疾病進展與多種細胞因子關系密切

研究證實Kp肺炎時，炎性細胞過度激活，產(chǎn)生并釋放大量細胞因子，如TNF-α、IL-1β、-6、-8 等，在肺炎發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。IL-1β、-6、-8及TNF-α是重要的炎性生物標記，其與肺部炎癥病理變化密切相關〔1〕。

2 IL-32的生物學特性及與炎癥性疾病的關系

2.1IL-32的生物學特性 Kim等〔2〕鑒定并命名了IL-32。隨后越來越多研究表明IL-32是一種前炎性反應細胞因子〔3，4〕，它和很多炎癥性和自身免疫性疾病密切相關。IL-32主要由自然殺傷細胞、T細胞、上皮細胞及周圍血中的單核細胞產(chǎn)生分泌。干擾素(IFN)-γ 能強烈誘導上皮細胞和單核細胞IL-32 的產(chǎn)生。IL-32 存在四種剪接變異體：α、β、γ 和δ〔4〕。其主要生物學特性：①誘導炎性細胞因子的產(chǎn)生:IL-32有促炎癥因子的特性，可通過激活核因子(NF)-κB和P38MAPK途徑產(chǎn)生諸如TNF-α、IL-1β、-6等細胞因子。這種特性表明IL-32可能在炎癥反應放大效應中起重要作用〔4～7〕。IL-32還可誘導諸如IL-8和巨噬細胞炎癥因子(MIP)-2CXC類趨化因子的產(chǎn)生，基于這些趨化因子的影響，IL-32有可能放大多形核粒細胞(PMNs)對病原微生物的吞噬和殺傷功能〔8〕。②促進炎癥介質釋放:IL-32是小鼠巨噬細胞和人血單個核細胞前列腺素雌二醇(E2)釋放的強大誘導劑，前列腺素E2的釋放是炎癥的重要特征之一，IL-32通過促進前列腺素的釋放，激活外周血單個核細胞中的花生四烯酸代謝〔9〕。將人IL-32γ注射至裸鼠的膝關節(jié)，可觀察到關節(jié)腫脹，炎癥細胞顯著流入及軟骨損傷。在TNF-α缺陷的小鼠中，未觀察到IL-32所致的關節(jié)腫脹，炎癥細胞的流入顯著減少，但是黏蛋白丟失并不受影響，這提示IL-32的效應部分依賴于TNF-α。③參與調(diào)節(jié)自然殺傷細胞(NK)正常功能:研究證明NK功能障礙與IL-32調(diào)節(jié)不良有關，且對IL-2激活存在障礙〔10〕。

2.2IL-32受體與炎癥性疾病的關系 Novick等〔11〕在一項針對IL-32受體的研究中分離鑒定出與IL-32α結合的蛋白是分子量為30 kD的蛋白酶(PR)3，也就是IL-32的受體。PR3受體作用不依賴于其酶的活性。在這之前對PR3的研究〔12〕已提示PR3是一種多功能的蛋白，可影響細胞的生長、分化和凋亡。PR3在細胞因子介導的炎癥性疾病中發(fā)揮的作用主要依賴于其酶的活性，即PR3可活化PR活化受體(PAR)-2。在很多組織都發(fā)現(xiàn)了PAR-2參與炎癥的病理作用。在PAR-2缺乏的小鼠和使用PAR-2拮抗劑的小鼠身上，人工誘導產(chǎn)生的關節(jié)炎癥顯著減輕。另外還有報道〔13〕PAR-2在氣管炎癥及傳染性結腸炎中發(fā)揮重要作用。PR3通過活化PAR-2參與了炎癥的發(fā)生。同時，PR3的活化與細胞因子誘導的炎癥反應也有關系，在使用抗PR3的拮抗劑時，與可溶性PR3同時增加的還有一些前炎癥反應細胞因子如IL-1和TNF，表明IL-32在炎癥性疾病中發(fā)揮作用。

3 IL-32參與多種炎癥性疾病的作用機制

目前的研究表明：IL-32主要作用是誘導TNF-α、IL-1β、-6和趨化因子的產(chǎn)生。IL-32與TNF-α密切相關并可促使與TNF-α相關的炎癥疾病的惡化〔14〕。文獻報道IL-32與類風濕關節(jié)炎(RA)、Crohn病(局限性腸炎)、結核病、獲得性免疫缺陷綜合征等炎癥性疾病密切相關，IL-32的表達與紅細胞沉降率、TNF-α、IL-1β和IL-8等炎癥性因子密切相關〔6,14～18〕。

目前已發(fā)現(xiàn)IL-32能通過多條信號通路轉導〔4，18〕。①NF-κB通路IL-32與相應受體結合激活NF-κB通路，影響多種細胞因子、黏附因子、免疫受體、急性時相蛋白、應激反應蛋白基因的轉錄。例如，IL-32以時間依賴性方式誘導Raw細胞中NF-κB抑制蛋白(I-κB)降解，激活NF-κB，通過NF-κB誘導IL-32的表達。②P38MAPK磷酸化通路:P38MAPK屬于有絲分裂原蛋白激酶(MAPK)轉導系統(tǒng)的一個亞族，是廣泛存在于細胞質內(nèi)的含有絲氨酸/蘇氨酸殘基的蛋白激酶，P38MAPK激活是炎癥信號的關鍵轉錄分子。③半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Caspase)-1途徑誘導細胞產(chǎn)生IL-32，刺激IL-1β和IL-6產(chǎn)生。

4 IL-32在呼吸道炎癥反應中的作用及機制

4.1參與呼吸道炎癥 IL-32在呼吸道炎癥中有非常重要的作用。慢性阻塞性肺疾病(COPD)是以氣道慢性炎癥性改變?yōu)椴±硖卣髦坏某Ｒ姴。珻alabrese等〔20〕利用免疫組化技術研究了IL-32對COPD及病情發(fā)展的影響，結果表明，IL-32在COPD患者中表達增加。

4.2促進呼吸道炎癥作用 IL-32在自然免疫反應及特殊免疫反應中都是一個重要的參與者。自然免疫反應作為呼吸道炎癥中的一道抗炎癥防線，IL-32可通過NF-κB、p38MAPK等誘導IL-1α、-1β、-2、-6、TNF-α、NF、巨噬細胞炎癥蛋白2、活化蛋白-1和化學趨化因子等的活性。而呼吸道炎癥反應中，最重要的炎癥因子就是IL-6、-8、TNF-α、細胞黏附因子(ICAM)-1等〔21〕。文獻報道，當IL-32的量減少大約80%時，ICAM-1、IL-1α、-6和IL-8的相關刺激產(chǎn)物將減少62%，表明IL-32是一個重要的促炎癥因子〔20〕。研究發(fā)現(xiàn)，人血管內(nèi)皮細胞中存在大量IL-32，通過NF-κB、促炎癥因子TNF-α及IL-1β等可誘導IL-32的表達，而IL-32β可通過誘導血管黏附因子和細胞因子而使炎癥在血管內(nèi)播散，同時，IL-32可使炎癥細胞在有活性的內(nèi)皮細胞上聚集〔22，23〕。通過這種反饋，呼吸道炎癥可從肺局部擴散到全肺，從輕度變?yōu)橹囟取２㈦S著血液循環(huán)向全身播散，甚至導致全身炎癥反應綜合征。

5 目前存在的問題

綜上，IL-32在Kp肺炎形成中起作用，但還有許多問題尚未解決：①Kp肺炎不同時期IL-32水平的變化和病情發(fā)展的關系；②在Kp肺炎中，IL-32是通過何種途徑分泌并發(fā)揮作用的?這些問題還需進一步研究，如果弄清楚以上問題，IL-32就不僅僅可以作為Kp肺炎的治療指標，還可以有效標記疾病進展〔20〕。

6 參考文獻

1Ramirez P，F(xiàn)errer M，Gimeno R，etal.Systemic inflammatory response and increased risk for ventilator-associated pneumonia：a preliminary study〔J〕.Crit Care Med，2009;37：1691-5.

2Kim SH，Han SY，Azam T，etal.Interleukin-32：a cytokine and inducer of TNFα〔J〕.Immunity,2005;22：131-42.

3Lee S，Kim JH，Kim H，etal.Activation of the interleukin-32 pro-inflammatory pathway in response to human papillomavirus infection and over-expression of interleukin-32 controls the expression of the human papillomavirus oncogene〔J〕.Immunology,2011;132(3)：410-20.

4Felaco P，Castellani ML，De Lutiis MA.IL-32：a newly-discovered proinflammatory cytokine〔J〕.J Biol Regul Homeost Agents,2009；23(3)：141-7.

5Netea MG，Azam T，F(xiàn)erwerda G，etal.IL-32 synergizes with nucleotide oligomerization domain(NOD)land(NOD)2 ligands for IL-1β and IL-6 production through a caspase 1-dependent mechanism〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2005;102(45):16309-14.

6Asquith DL，McInnes IB.Emerging cytokine targets in rheumatoid arthritis〔J〕.Curr Opin Rheumatol,2007；19(3)：246-51.

7Lee S，Kim JH，Kim H，etal.Activation of the interleukin-32 pro-inflammatory pathway in response to human papillomavirus infection and over-expression of interleukin-32 controls the expression of the human papillomavirus oncogene〔J〕.Immunol Opin HIV AIDS，2010；5(2)：184-8.

8Nold F，Nold-Petry CA，Pott GB，etal.Endogenous IL-32 controls cytokine and HIV-1 production〔J〕.Immnology，2008;181(1):55-6.

9Conti P，Youinou P，Theoharides TC.Modulation of automunity by the latest interleukins (with special emphasis on IL-32)〔J〕.Auto Immune Rev，2007;6(3):131-7.

10Marcondes AM，Andrew J，Derek LM，etal.Dysregulation of IL-32 in myelodysplastic syndrome and chronic myelomonocytic leukemia modulates apoptosis and impairs NK function〔J〕.Cell Biol，2008;105(8):2865-70.

11Novick D，Rubinstein M，Azam T，etal.Proteinase 3 is an IL-32 binding protein〔J〕.PNAS,2006;103：3316-21.

12Yang JJ,Preston GA,Pendergraft WF,etal.Internalization of proteinase 3 is concomitant with endothelial cell apoptosis and internalization of myeloperoxcidase with generation of intracellular oxidants〔J〕.Am J Pathol,2001;58:581-92.

13Hansen KK,Sherman PM,Cellars L,etal.A major role for proteolytic activity and proteinase-activated receptors-2 in the pathogenesis of infectious colitis〔J〕.Proc Nat1 Acad Sci USA,2005;102;8363-8.

14Bai X，Kim SH，Azam T，etal.IL-32 is a host protective cytokine against my cobacterium tuberculosis in differentiated THP-1 human macrophages〔J〕.J Immunol,2010；184(7)：3830-40.

15Shoda H，F(xiàn)ujio K，Yamaguchi Y，etal.Interactions between IL-32 and tumor necrosis factor alpha contribute to the exacerbation of immune-inflammatory diseases〔J〕.Arth Res Theraphy,2006;8：R166.

16Netea MG，Azam T，Lewis EC,etal.Mycobacterium tuberculosis induces interleukin-32 production through a caspase-1/IL-18/interferon-γ dependent mechanism〔J〕.PLoS Med,2006；3(8)：e277.

17Rasool ST，Tang H，Wu J，etal.Increased level of IL-32 during human immunodeficiency virus infection suppresses HIV replication〔J〕.Immunol Lett,2008;17(2):161-7.

18Clerici M.Beyond IL-17：new cytokines in the pathogenesis of HIV infection〔J〕.Curr Opin HIV AIDS,2010；5(2)：184-8.

19Cho KA，Jun YH，Suh JW，etal.Orientia tsutsugamushi induced endothelial cell activation via the NOD1-IL-32 pathway〔J〕.Microb Pathol,2010；49(3)：95-104.

20Calabrese F，Baraldo S，Bazzan E，etal.IL-32，a novel proinflammatory cytokine in chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Am J Respir Crit Med,2008;178：894-901.

21Greene CM，Low TB，O′Neill SJ，etal.Anti-proline-glycine-proline or antielastin autoantibodies are not evident in chronic inflammatory lung disease〔J〕.Am J Respir Crit Care Med,2010；181(1)：31-5.

22Kobayashi H，Huang J，Ye F，etal.Interleukin-32beta propagates vascular inflammation and exacerbates sepsis in a mouse model〔J〕.PloS One，2010;5:e9458.

23Nold-Petry CA，Nold MF，Zepp JA，etal.IL-32-dependent effects of IL-1beta on endothelial cell functions〔J〕.Porc Natl Acad Sci USA，2009;106：3883-8.