TLRs介導的炎癥信號通路與變應性鼻炎發(fā)病機制研究進展

古麗白熱木·玉素因，毛艷，劉燕，賀金華，顧政一，穆合塔爾·阿卜杜熱合木

(1.新疆醫(yī)科大學藥學院，烏魯木齊 830011； 2.新疆維吾爾自治區(qū)藥物研究所，烏魯木齊 830004；3.新疆醫(yī)科大學第六附屬醫(yī)院脊柱外科，烏魯木齊 830004)

變應性鼻炎(allergic rhinitis，AR)又稱過敏性鼻炎，是多種信號通路和細胞因子共同參與的鼻腔黏膜炎癥疾病。AR是全球性健康問題，對人體無致命危害，但嚴重影響患者生活質(zhì)量及心理狀況，增加社會負擔，隨病程進展會引起其他嚴重并發(fā)癥，如鼻竇炎、結膜炎、咽炎以及哮喘等，因此探究AR的發(fā)病機制非常重要。AR的發(fā)病機制涉及許多信號通路，其中Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)介導的信號通路與AR的發(fā)病密切相關[1]。TLRs可通過不同的信號途徑啟動先天免疫反應。AR患者的鼻腔上皮細胞中發(fā)現(xiàn)了表達豐富的TLRs(TLR3、TLR7、TLR9)，初期的TLRs激活會觸發(fā)自我保護機制，但過度的TLRs激活會因持續(xù)分泌促炎細胞因子和趨化因子而導致炎癥反應[2]。AR炎癥反應發(fā)病的關鍵在于輔助性T細胞(helper T cell，Th)1/Th2細胞因子失衡，Th2細胞因子產(chǎn)生占主導可促進AR形成[3]。目前，人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的TLRs共10種(TLR1～TLR10)，在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的TLRs共有12種(TLR1～TLR9，TLR11～TLR13)，TLRs種類不同，介導的信號轉導通路也不同，與炎癥密切相關的TLRs有TLR2～TLR5，與AR相關且研究較多的有TLR2、TLR4、TLR9[4-5]。現(xiàn)就TLRs介導的與AR發(fā)病機制相關的信號通路進行綜述，旨在為AR的治療提供科學依據(jù)。

1 TLRs/核因子κB通路

核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)為TLRs的下游信號轉導通路，起重要的樞紐作用，也是與AR相關的最具有代表性的信號通路。NF-κB以p50和p65組成的二聚體形式發(fā)揮作用，激活相關轉錄過程，使細胞因子表達增多，從而促進大量炎癥細胞浸潤、聚集，引起或加重機體炎癥反應[6]。NF-κB主要參與促炎反應的誘導和Th2細胞因子的生成。機體變應原激活可導致Th1/Th2細胞因子失衡，Th2細胞因子占主導可促進AR的發(fā)生發(fā)展。相關研究發(fā)現(xiàn)，許多中藥可以治療AR，且大多通過抑制NF-κB p65的活化降低白細胞介素(interleukin，IL)-5、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、趨化因子1等的表達與釋放，進而緩解AR炎癥反應[7]。雷公藤內(nèi)酯醇可通過TLR2-NF-κB信號通路及相關炎癥因子的作用治療AR[8]。益氣祛風、宣痹化飲方能抑制胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)信號轉導通路，緩解氣道炎癥反應，減少炎癥細胞浸潤，進而有效治療AR-哮喘綜合征。以上研究提示中藥可能為AR的治療提供更多選擇。胡琛等[9]發(fā)現(xiàn)，AR患者血清中TLR4、NF-κB、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)呈高表達，推測NF-κB在AR中發(fā)揮重要作用。林甦和黃敬之[10]采用卵清白蛋白構建AR大鼠模型，分析AR鼻黏膜上皮細胞在玉屏風散作用下TLR4/NF-κB相關因子的表達，發(fā)現(xiàn)AR組大鼠鼻黏膜組織中TLR4、NF-κB p65蛋白和基因的表達水平明顯高于正常對照組，且NF-κB p65的活化與IL-5、趨化因子、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子的表達呈顯著正相關，表明NF-κB可通過多種途徑參與AR的發(fā)病過程。張敏等[11]采用卵清蛋白建造AR細胞模型發(fā)現(xiàn)，細胞中IL-4的生成直接關系到NF-κB的產(chǎn)生，IL-4可促進免疫偏移，使Th1細胞向Th2細胞偏移，從而導致Th2細胞占主導的炎癥反應。另有研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB能夠通過激活信號通路環(huán)腺苷酸-蛋白激酶A、加速細胞間黏附分子-1信使RNA的生成，從而促進肥大細胞分泌大量的促炎癥因子，進一步在AR的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用[12]。以上研究表明，NF-κB可通過多種信號途徑參與AR發(fā)生、發(fā)展，NF-κB信號通路在AR發(fā)病過程中起重要作用。

2 TLRs/髓樣分化因子88通路

髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)作為“橋梁分子”將TLRs與NF-κB聯(lián)系起來，NF-κB活化后影響Th1/Th2細胞平衡，從而對外源性病原體做出免疫應答[13]。TLRs介導的信號通路主要有MyD88依賴性及MyD88非依賴性途徑兩種，其中MyD88非依賴性途徑屬于TLR3介導的信號通路，能夠同時激活MyD88依賴性及MyD88非依賴性途徑的受體只有TLR4。MyD88與TLRs結合能夠迅速地在機體內(nèi)積聚，進而磷酸化抑制性κB激酶復合物和促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen activated protein kinases，MAPK)，進而激活NF-κB等重要基因，最終促進機體大量合成并釋放相關炎癥細胞因子，誘發(fā)機體產(chǎn)生嚴重的炎癥效應[14]。研究發(fā)現(xiàn)，激活機體內(nèi)的TLRs/MyD88信號通路能夠快速誘導Th1細胞發(fā)生適應性免疫應答，從而阻礙以Th2細胞免疫應答為主的變態(tài)反應性疾病的發(fā)生、發(fā)展[15]。此外，TLRs/MyD88信號通道能夠激活樹突狀細胞(dendritic cell，DC)，并促進其快速成熟，可能通過TLR配體利用MyD88傳遞負向信號激活DC來抑制Th2細胞介導的免疫反應[13]。由于AR的發(fā)生發(fā)展過程與Th1/Th2細胞的平衡密切相關，Th2細胞占主導可促進AR發(fā)展[16]。Oh等[17]的研究表明，TLRs/MyD88信號通路能促進DC成熟，并通過MyD88依賴性途徑傳遞信號，從而調(diào)節(jié)Th2細胞反應過程，隨后激活AR患者鼻腔上皮中TLRs，并伴隨MyD88依賴性Th1、Th17細胞介導的炎癥反應。基于MyD88的關鍵銜接作用，TLRs/MyD88途徑可能成為AR治療的重要信號通路。

3 TLRs/MAPK通路

目前鑒定出應激活化蛋白激酶、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、p38MAPK以及大MAPK/ERK5 4種MAPK[18]。MAPK是TLRs的下游信號轉導分子，與AR發(fā)病相關的通路有TLRs/p38 MAPK通路、TLR2/JNK通路、TLRs/ERK1/2通路。

3.1TLRs/p38MAPK通路 TLRs/p38MAPK通路在機體免疫調(diào)節(jié)過程中起重要作用。p38MAPK是在炎癥細胞增殖、分化和細胞因子產(chǎn)生過程中起關鍵作用的蛋白激酶，參與調(diào)控炎癥反應。p38MAPK是TLRs的下游信號轉導分子，TLRs與配體結合后激活p38MAPK，進而活化NF-κB，從而導致炎癥因子的表達與釋放。研究發(fā)現(xiàn)，AR患者外周血單核細胞中的炎癥相關因子IL-6、p38MAPK、TNF-α的水平均明顯升高，p38MAPK相關特異性抑制劑能夠有效地減少AR患者體內(nèi)IL-6、TNF-α的生成與分泌[18]。說明TLRs/p38MAPK參與炎癥反應過程中需要激活IL-6、TNF-α等炎癥因子，從而導致AR進一步的發(fā)生、發(fā)展。

孫斌等[19]采用肺炎克雷伯桿菌誘導建立AR模型進行研究發(fā)現(xiàn)，大鼠鼻黏膜細胞大量表達p38MAPK相關蛋白，加用p38抑制劑可大大減輕大鼠鼻黏膜損傷，說明AR的發(fā)生、發(fā)展中TLRs/p38MAPK信號通路亦起到至關重要的作用。江雪等[20]發(fā)現(xiàn)，AR患者血清中p38MAPK、NF-κB、TNF-α、IL-1β以及IL-4呈過表達，其促進了炎癥因子的釋放，加速了AR的發(fā)展過程；活化p38MAPK信號通路可促進炎癥因子的釋放，加速AR發(fā)展；抑制p38MAPK信號通路可緩解AR癥狀，減輕鼻黏膜變態(tài)反應。另有研究表明，p38MAPK參與AR的發(fā)病機制與Th2細胞因子的釋放有關，表明TLRs/p38MAPK通路抑制劑可能在AR治療中起關鍵作用[21]。益氣祛風、宣痹化飲方可能通過抑制NF-κB信號轉導通路，激活環(huán)腺苷酸-蛋白激酶A途徑，減少TNF-α和TNF-α信使RNA的表達，從而改善AR癥狀[22]。

3.2TLRs/JNK通路 JNK是TLRs的下游信號轉導分子，在AR鼻黏膜重構中發(fā)揮作用。周遠紅[23]的研究表明，AR大鼠鼻腔中JNK的表達明顯增加，其磷酸化在鼻黏膜重構中起重要作用，應用γ干擾素后，JNK的表達被明顯抑制，JNK信號通路上游物IL-1β的水平和下游物JNK的磷酸化水平降低，進而逆轉AR鼻黏膜組織重構過程，從而緩解AR癥狀，為AR治療提供選擇。目前關于TLR2/JNK通路在AR中作用的研究較少，還有待深入研究。

3.3TLRs/ERK通路 ERK是TLRs下游信號轉導分子，包括ERK1、ERK2。關兵等[24]對AR患者和正常人鼻甲組織進行RNA轉錄組測序和生物信息學分析，篩選出的差異基因集中在ERK通路，表皮生長因子、成纖維細胞生長因子通過ERK信號轉導通路在AR發(fā)病中發(fā)揮作用，推測ERK通路是治療AR的有效靶點。陳琦等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，CD23不僅通過促進免疫球蛋白E的表達與釋放，促進AR發(fā)展，同時通過激活ERK信號轉導通路，促進趨化因子20、IL-8釋放，進而募集和趨化中性粒細胞、T淋巴細胞及嗜酸粒細胞，導致局部炎癥聚集放大，從而促進AR的發(fā)生發(fā)展。

4 IL-33/受體瘤變抑制因子2通路

IL-33是TLRs/IL-1受體超家族成員，受體瘤變抑制因子2(suppression of tumorigenicity 2，ST2)是IL-1受體超家族成員，也是IL-33的特異性受體。當IL-33與ST2結合后，與TLRs協(xié)同產(chǎn)生作用，激活NF-κB和MAPK信號轉導途徑，加快嗜酸粒細胞、嗜堿粒細胞、肥大細胞等多種炎癥細胞在鼻黏膜的聚集，同時加快IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子的釋放，導致AR發(fā)生[26]。于曦等[27]在小鼠急性變應原暴露實驗中發(fā)現(xiàn)，IL-33/ST2途徑對于鼻部Th2細胞的激活非常重要；在慢性變應原暴露實驗中ST2有助于Th2細胞的激活，促進鼻部以Th2細胞為主的炎癥反應。Haenuki等[28]在豚草花粉特異性AR小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，豚草花粉通過驅動內(nèi)源性IL-33促進AR發(fā)生；在人類受試者中，肥大細胞和嗜堿粒細胞通過刺激IL-33的表達加快AR的發(fā)生，推測IL-33可能是預防AR的重要靶點。王遠明等[29]在AR皮下免疫治療中發(fā)現(xiàn)，IL-33表達的增加可促進Th2細胞反應，并指出IL-33可作為AR皮下免疫療法的預測因子。

5 胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素/OX40配體通路

位于上皮細胞中的胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)與受體結合后活化DC，活化的DC可產(chǎn)生OX40配體(OX40 ligand，OX40L)，從而刺激CD4+T細胞分化為Th2細胞，最終促進炎癥反應。位于DC中的TSLP被認為是引起AR的一種重要分子，TSLP通過激活DC表達更豐富的OX40L，此過程與Th2細胞的激活有關。花粉是普遍存在的變應原，是季節(jié)性AR的誘因之一，短豚草作為粉型TLR4激動劑，引發(fā)TLR4依賴性TSLP/OX40L/OX40信號轉導通路，最終導致Th2細胞激活[30]。由此可見，TLR4依賴性TSLP/OX40L信號通路可能在AR的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

6 高遷移率族蛋白B1/TLR4通路

高遷移率族蛋白B1 (high mobility group box protein B1，HMGB1)是大部分細胞表達的核蛋白，參與DNA復制和轉錄過程。HMGB1與TLR4結合后可促進炎癥因子的表達與釋放，進而促進AR炎癥反應過程。Shimizu等[31]對32例慢性鼻竇炎伴鼻息肉、AR患者和健康人鼻腔分泌物的研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，慢性鼻竇炎伴鼻息肉、AR患者鼻腔分泌物HMGB1的水平明顯升高，HMGB1表達集中于鼻上皮細胞的細胞核中，TNF-α刺激鼻上皮細胞產(chǎn)生和分泌HMGB1，HMGB1刺激鼻上皮細胞產(chǎn)生和分泌IL-6和IL-8，且抗TLR4封閉性抗體能顯著減少HMGB1誘導的IL-6和IL-8的分泌。

7 結 語

目前與AR發(fā)病相關的信號通路中，對TLRs介導信號通路的研究較多，有望成為治療AR的新靶點。但是AR的發(fā)病涉及多種因素，至今發(fā)病機制尚未完全闡明，仍需要不斷深入研究探討各信號通路與AR形成的關系，以期為AR的治療提供依據(jù)。此外，針對信號通路的相關特異性蛋白抑制劑也給AR的治療帶來希望，以TLRs介導的信號通路的靶點抑制劑為研究熱點，并為篩選AR特異性蛋白抑制劑提供了依據(jù)。但TLRs介導的信號通路在機體的存在較為廣泛，在腫瘤、肺炎、骨關節(jié)炎、類風濕關節(jié)炎、慢性扁桃體炎等疾病中也發(fā)揮重要作用，且靶點抑制劑對其他組織器官正常功能的影響還有待研究。