IL-17在神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病中作用的研究進展

李卓含, 時鵬，年娣

1蚌埠醫(yī)學(xué)院檢驗系,安徽蚌埠 233000；2蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科； 3蚌埠醫(yī)學(xué)院檢驗系核醫(yī)學(xué)教研室

神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病是神經(jīng)病學(xué)領(lǐng)域中的一大類重要疾病,多發(fā)生于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-肌肉接頭處，導(dǎo)致中樞或周圍神經(jīng)元或軸索損傷、炎性脫髓鞘及神經(jīng)—肌肉接頭處損傷破壞等病理改變。常見神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病有吉蘭-巴雷綜合征(GBS)、多發(fā)性硬化(MS)、視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病(NMOSD)等。該類疾病致病機制復(fù)雜，臨床表現(xiàn)多樣，發(fā)病無年齡差別，且多數(shù)存在致殘、致死的可能性，預(yù)后和轉(zhuǎn)歸多不理想，因此進一步研究該類疾病發(fā)病機制及針對細胞因子精準免疫靶向治療有重要意義。現(xiàn)就IL-17細胞因子在以GBS、MS和NMOSD為代表的神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病中的研究進展綜述如下。

1 IL-17細胞因子概述及作用

正常情況下，機體受病原體感染和刺激后CD4+T細胞向Th1、Th2、Th17、Treg等方向增殖，參與調(diào)節(jié)機體免疫應(yīng)答。其中，初始T細胞受IL-6、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)等細胞因子刺激、非受體酪氨酸激酶(JAK)介導(dǎo)，激活STAT3信號通路，通過表達視黃酸相關(guān)核孤兒受體γt(RORγt)，使Th0向Th17 方向轉(zhuǎn)化[1-2]。Th17細胞被促炎細胞因子激活后分泌IL-17細胞因子家族(IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F)，疾病條件下構(gòu)成免疫炎性環(huán)境、參與促進自身免疫性疾病的發(fā)生。CHEN等[3]實驗表明，BATF缺陷會導(dǎo)致小鼠Th17細胞分化受抑制從而抵抗實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)，進一步證實，活化蛋白-1家族中負調(diào)控因子BATF可直接干擾抑制Th17細胞的增殖，進一步抑制IL-17和IL-22等炎性細胞因子分泌，減輕多種炎性疾病的組織損傷。KIM等[4]實驗發(fā)現(xiàn)，CCR6缺陷小鼠的EAE嚴重程度減弱，提示CCR6參與Th17細胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)介導(dǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥；同時實驗還在免疫后的淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn)RORγt+Treg細胞，外周RORγt+Tr17細胞受再刺激時可產(chǎn)生IL-17A，且在EAE模型中可通過抑制髓鞘特異性Th17細胞的外周擴張和向中樞神經(jīng)系統(tǒng)遷移，調(diào)節(jié)Th17介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫。

IL-17有調(diào)節(jié)固有免疫、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及促進自身免疫性疾病的作用,通過與細胞表面相應(yīng)受體結(jié)合，向下傳遞信號，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。IL-17的受體有五個成員組成，即IL-17RA-E，其相互之間組合形成同源或異源二聚體的形式作為受體復(fù)合物傳導(dǎo)信號。

IL-17A與IL-17F具有較高的同源性，與IL-17RA和IL-17RC受體復(fù)合體結(jié)合后誘導(dǎo)炎癥細胞因子、趨化因子表達，介導(dǎo)炎癥細胞在機體全身或局部發(fā)生炎性浸潤，最終造成嚴重的組織損傷。PACHECO等[5]研究顯示，相較于健康人及非狼瘡性腎炎(LN)患者，狼瘡性腎炎患者外周血和尿沉渣中IL-17A水平均較高，同時IL-17A水平與腎臟組織病理活檢嚴重程度有一定正相關(guān)性。

IL-17C是自分泌作用的細胞因子，通過對IL-17C下游靶基因表達的微陣列分析發(fā)現(xiàn)，IL-17C 能促進機體自身的上皮細胞合成抗菌肽、促炎癥因子以及趨化因子等細胞因子，發(fā)揮炎性作用[6]。感染性炎癥中，如表皮葡萄球菌感染、病原相關(guān)分子模式(PAMPs)、病原菌激活的炎癥因子感染后，均引起上皮細胞直接或間接分泌IL-17C，促進炎癥反應(yīng)的進展[7]。IL-17C與IL-17RE/IL-17RA特異性結(jié)合并激活下游信號通路，最終表達于多器官組織，如皮膚、結(jié)腸、肺等誘發(fā)炎性反應(yīng)；其中最常見表達于上皮細胞，銀屑病、實驗性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎等自身免疫性疾病就是其作用于上皮細胞的結(jié)果。沉默IL-17RE相關(guān)基因后，再以IL-17C刺激結(jié)腸上皮細胞可致上皮細胞磷酸化程度降低[8-9]。狼瘡性腎炎患者外周血中IL-17C及其受體同樣高表達，但抑制IL-17C受體后可減輕狼瘡鼠的腎小球新月體樣損害[10]。推測IL-17RE作為下游信號通路在IL-17C與非感染性炎癥的信號傳導(dǎo)和表達中起重要作用。

2 IL-17在神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病中的作用

神經(jīng)系統(tǒng)疾病是以認知和運動功能障礙為主要臨床表現(xiàn)的疾病總稱，疾病初期神經(jīng)元的損傷可引起炎性反應(yīng)，同時炎性反應(yīng)正反饋作用進一步使神經(jīng)元退行性損傷、血腦屏障被破壞，IL-17等小分子炎性物質(zhì)穿過血腦屏障誘導(dǎo)更多細胞因子介導(dǎo)炎癥，引起中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病和損傷。

2.1 IL-17在GBS中的作用 GBS屬周圍神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病，病程具有自限性。根據(jù)電生理特點GBS分多種亞型，急性炎癥性脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)病(AIDP)和急性運動軸索型神經(jīng)病(AMAN)是目前研究較多的亞型，其中AIDP為經(jīng)典型。

GBS發(fā)病時患者可快速出現(xiàn)四肢對稱性肢體無力、腱反射減弱或消失、輕度感覺障礙或自主神經(jīng)功能紊亂等運動神經(jīng)功能的障礙。分子模擬學(xué)說表明，病原體某些成分的結(jié)構(gòu)與周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)相似，造成免疫系統(tǒng)錯誤識別后免疫細胞和自身抗體攻擊周圍相似的神經(jīng)，最終導(dǎo)致周圍神經(jīng)脫髓鞘引發(fā)GBS等自身免疫性疾病[11]。多數(shù)患者發(fā)病前有感染史、疫苗接種史、手術(shù)史，其中超半數(shù)患者在感染前4周內(nèi)有胃腸道或上呼吸道感染，但部分患者的感染癥狀在周圍神經(jīng)癥狀表現(xiàn)時消失[12-13]。

研究表明[14]，GBS患者體內(nèi)Th17、Th1和Th2通路相關(guān)細胞因子水平升高，Th17細胞生長發(fā)育和發(fā)揮作用與IL-17、IL-6、IL-21、IL-22、IL-23等多種細胞因子協(xié)同，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)和維甲酸受體相關(guān)的孤兒受體γ(RORγ)等轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)下完成的。DEBNATH等[15]在患者腦脊液中檢測到8種與Th17通路相關(guān)的細胞因子，其中IL-17A、IL-6和IL-22水平升高，且患者腦脊液中IL-17A和IL-6水平呈正相關(guān)關(guān)系。姬亞杰等[16]發(fā)現(xiàn)，GBS患者外周血中Th17細胞水平高于健康對照，患者體內(nèi)Th17細胞分泌的IL-17、IL-22等細胞因子介導(dǎo)病原體感染后機體啟動免疫防御機制，進一步介導(dǎo)免疫炎癥反應(yīng)的同時促進更多炎性因子釋放(如TNF-α、IL-6、IL-22、CD161、CCR6等趨化因子)，加重疾病的發(fā)生發(fā)展。由此推測，Th17分泌IL-17等細胞因子構(gòu)建炎性反應(yīng)環(huán)境，與多種炎性細胞因子協(xié)同參與GBS的發(fā)病。劉洪波等[17]發(fā)現(xiàn)，血清IL-17水平：GBS組急性期>GBS組恢復(fù)期>對照組，重型 GBS 患者急性期血清IL-17水平較輕型者升高，AMAN型患者急性期血清 IL-17 水平較AIDP型升高；血清IL-35水平：GBS組恢復(fù)期>GBS組急性期>對照組，推斷GBS發(fā)病過程中IL-17和IL-35均發(fā)揮免疫學(xué)功能，但作用不同，它們分泌的相對水平高低決定了GBS疾病嚴重程度和所處時期，急性期血清 IL-17分泌水平可能是鑒別 GBS 周圍神經(jīng)病損程度及疾病類型的一種參考。苗軍等[18]將實驗性自身免疫性神經(jīng)炎(EAN)小鼠分為AIDP 和 AMAN兩組；結(jié)果表明免疫球蛋白靜脈滴注(IVIG)治療對急性期兩種亞型GBS均有效。但IVIG治療后AIDP組患者血液中IL-17和IFN-γ降低，而 AMAN 組治療后變化不明顯；因此推測IVIG通過降低GBS患體內(nèi)IL-17 和IFN-γ的表達和作用，調(diào)節(jié)AIDP患者體內(nèi)炎性反應(yīng)達到治療效果，而AMAN的致病和治療機制暫時不能確定。

血漿置換、免疫球蛋白靜脈滴注是目前臨床公認的治療GBS較傳統(tǒng)的兩種方法，在療效上有一定效果，但臨床應(yīng)用時禁忌證較多，且對患者存在一定毒性作用，如感染血液傳播疾病、過敏等問題。通過調(diào)控體內(nèi)細胞因子可更精準靶向改善疾病進程。大量實驗表明，腸道益生菌可通過改善腸道屏障調(diào)節(jié)機體炎癥反應(yīng)，維持人體免疫系統(tǒng)穩(wěn)定。根據(jù)SHI等[19]報告，在GBS患者糞便樣本中嬰兒雙歧桿菌濃度與Th17和Th2細胞亞群呈負相關(guān)；EAN模型鼠給予嬰兒雙歧桿菌治療2周后，模型鼠坐骨神經(jīng)腫脹和脫髓鞘程度減弱、坐骨神經(jīng)的傳導(dǎo)速度加快、Th17和Th2細胞降低；推測IL-17在GBS中誘導(dǎo)自身免疫反應(yīng)可能與雙歧桿菌減少有關(guān)，而嬰兒雙歧桿菌可下調(diào)EAN模型鼠Th17，抑制IL-17等促炎性細胞因子分泌，促進Treg/Th17細胞因子的平衡，改善GBS臨床癥狀。另年娣等[20]發(fā)現(xiàn)，1，25(OH)2D3干預(yù)EAN大鼠，干預(yù)組大鼠坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度現(xiàn)在增加、外周神經(jīng)損傷減輕、坐骨神經(jīng)炎細胞浸潤和髓鞘脫失減輕、臨床癥狀改善、評分降低，疾病高峰期血清IL-17、IFN-γ降低。

隨著中西醫(yī)結(jié)合的療法在臨床上廣泛應(yīng)用，有些中藥被發(fā)現(xiàn)同樣有改善GBS臨床癥狀的作用，如近年研究發(fā)現(xiàn)黃芪有抗腫瘤、抗病毒、抗炎等作用[21]。苗帥等[22]發(fā)現(xiàn)，黃芪改善EAN大鼠的臨床癥狀可能涉及多種機制。從細胞免疫的角度，首先可能與減少周圍神經(jīng)的炎性細胞浸潤有關(guān)：黃芪治療后EAN大鼠坐骨神經(jīng)中T細胞等炎性細胞浸潤減少；其次可能抑制IL-17和IFN-γ的分泌。ELISA檢測發(fā)現(xiàn)，EAN大鼠淋巴結(jié)單個核細胞懸液中IL-17和IFN-γ分泌的受抑制程度與黃芪使用劑量呈正相關(guān)。

2.2 IL-17在MS中的作用 MS是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病，主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘病變，臨床常表現(xiàn)出肢體無力、感覺異常、急性視神經(jīng)炎等多種進行性神經(jīng)功能障礙癥狀，降低了患者生活質(zhì)量，甚至威脅生命健康。臨床上應(yīng)用免疫抑制類藥物或免疫調(diào)節(jié)藥物對MS癥狀有明顯緩解作用，從而推測MS可能是一種與自身免疫有關(guān)的疾病。但病因和發(fā)病機制至今尚未完全明確。

傅增輝等[23]對復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化癥(RRMS)急性期患者和健康對照觀察發(fā)現(xiàn)，MS患者治療前血漿IL-17水平較高，外周血Th17細胞百分率增加明顯，PBMC中BATF和RORγt mRNA表達均增加；患者在使用甲基潑尼松龍及對癥治療4周后血漿IL-17水平下降，外周血BATF、RORγt mRNA表達均降低，Th17細胞百分率減少，但IL-17、RORγt mRNA表達及Th17細胞百分率仍高于健康對照組。古再努爾·艾爾肯等[24]對45例MS患者和35例同期的健康人員研究發(fā)現(xiàn)，MS患者外周血中Th17和Th1細胞百分率較對照組升高、具有降低炎性作用的Treg細胞百分率降低、血漿細胞因子IL-17A和IFN-γ均增加；患者潑尼松治療1個月后外周血中Th17和Th1細胞百分率降低、Treg細胞增加、血漿IL-17A和IFN-γ減少。結(jié)合Th17細胞炎性作用機制推測，IL-17、IFN-γ、BATF、RORγt mRNA等細胞因子均與MS發(fā)病相關(guān)，BATF、RORγt等細胞因子作用后，促進Th17細胞分泌產(chǎn)生IL-17刺激機體，進而導(dǎo)致和加重多發(fā)性硬化的臨床癥狀，Treg細胞具有緩解炎性作用的機制。從診斷的角度推測，潑尼松可通過降低Th17細胞百分率、調(diào)節(jié)IL-17A、IFN-γ等細胞因子緩解疾病癥狀，臨床檢出IL-17、IFN-γ以及RORγt和BATF等轉(zhuǎn)錄因子異常升高可能對MS的診斷及預(yù)后的判斷有一定意義。從免疫治療的角度，靶向抑制上述細胞因子分泌和表達也為MS的個性化治療提供了新思路。

那他珠單抗(Natalizumab)是美國FDA批準的用于RRMS穩(wěn)定期緩解期治療的四大類藥物之一，能阻止Th細胞通過血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。BUHLER等[25]研究表明，與健康對照相比，那他珠單抗治療后RRMS患者外周血淋巴細胞和CD4+IL-17+細胞增加，但CD4+IFN-γ+和CD4+IL-22+計數(shù)未增加；因此推測并證實了該藥物通過增加RRMS患者血液中CD4+IL-17+細胞等多種淋巴細胞，阻斷其向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移。KIM等[4]發(fā)現(xiàn)，T調(diào)節(jié)17細胞(Tr17)，即免疫誘導(dǎo)的LN-RORγt+ Treg細胞，可抑制髓鞘特異性Th17細胞在外周擴張和在中樞神經(jīng)系統(tǒng)遷移，調(diào)節(jié)Th17相關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫疾病，這在研究利用調(diào)控IL-17細胞因子與Treg細胞相對水平、靶向免疫療法治療多發(fā)性硬化等自身免疫性疾病有重大意義。

2.3 IL-17在NMOSD中的作用 NMOSD屬于神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病，多累及脊髓和視神經(jīng)，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)非特異性炎性脫髓鞘類疾病。臨床上表現(xiàn)形式隨患者的病灶位置不同而不同，常有復(fù)發(fā)性視神經(jīng)炎，或同時發(fā)生雙側(cè)視神經(jīng)炎，病程反復(fù)、進展性加重、預(yù)后不佳。雖然對發(fā)病機制尚不清楚，但可以確定和炎性反應(yīng)密切相關(guān)。

AGASING等[26]發(fā)現(xiàn)，高表達IFN的NMOSD患者Th17通路相關(guān)的細胞因子水平升高，推測IFN-Ⅰ可通過啟動炎癥級聯(lián)反應(yīng)，使記憶B細胞誘導(dǎo)IL-6，從而促使Th17細胞及自身抗體產(chǎn)生等多種炎性通路，加重NMOSD疾病程度。正如IL-17通過特異性IL-17R向下傳遞信號，視神經(jīng)脊髓炎譜系病可能與Th17細胞通過toll樣受體(TLR)傳遞信號、相互促進和共同介導(dǎo)視神經(jīng)脊髓炎譜系病。BARROS等[27]發(fā)現(xiàn)，與健康組相比，NMOSD組患者外周血中產(chǎn)生大量IL-17的CD4+T細胞同時高表達相應(yīng)受體TLR2、TLR4和TLR9，不同TLRs+ Th17樣細胞亞群中IL-17和IL-6共表達比例上升；相反，TLRs+ Treg17細胞(IL-10+IL-17+)的百分比與NMOSD疾病嚴重程度負相關(guān)；DIAS等[28]報告了類似結(jié)果：Pam3C(TLR2)和LPS(TLR4)誘導(dǎo)NMOSD患者的CD4+T細胞增殖后產(chǎn)生IL-17、IL-6和IL-21，它們對受體激動劑的作用與NMOSD導(dǎo)致的神經(jīng)功能障礙和復(fù)發(fā)表現(xiàn)為正相關(guān)；同時TLR2使FoxP3+和FoxP3-CD4+T細胞含量降低。

許力等[29]研究發(fā)現(xiàn)，血清IL-17水平與NMOSD臨床病情嚴重程度有正相關(guān)性，且加重NMOSD患者病變部位炎性滲出、組織壞死；推測血清IL-17水平可作為NMOSD疾病嚴重程度和進展的預(yù)測指標之一,對評價疾病預(yù)后有一定指導(dǎo)意義。從治療的角度，免疫特異性治療同樣是治療NMOSD的較好方法。上述中，AGASING等[26]對IFN高表達NMOSD患者用利妥昔單抗治療后IL-17和IL-6水平降低；但目前其介導(dǎo)NMOSD治療的確切機制尚不清楚，但根據(jù)數(shù)據(jù)推測可能與通過降低IL-17和IL-6有關(guān)。部分中藥同樣可以降低體內(nèi)IL-17等炎性細胞因子，達到緩解疾病癥狀，發(fā)揮療效的目的。趙天佑等[30]研究表明，補腎益髓膠囊規(guī)律治療后患者EDSS及中醫(yī)癥狀評分降低、臨床癥狀減輕；從分子學(xué)角度，NMOSD組IL-17A、IL-23、IL-1β、TNF-α水平高于對照組，經(jīng)補腎益髓膠囊治療后水平降低，上述結(jié)果再次證明了IL-17A、IL-23等細胞因子參與NMOSD的發(fā)病機制，推測補腎益髓膠囊可能通過調(diào)節(jié)IL-23/IL-17A炎性軸降低IL-17A表達，緩解NMOSD對患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性作用的損傷。

綜上所述，IL-17與多種炎性細胞因子一起協(xié)同參與介導(dǎo)多種神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病，對疾病的嚴重程度和組織損傷的評分有一定臨床診斷和指導(dǎo)意義。雖然血漿置換、免疫球蛋白靜脈注射以及小劑量潑尼松龍等激素療法是目前臨床上公認的常用治療神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病的方法，但根據(jù)其發(fā)病機制，特異性抑制IL-17細胞因子的分泌、控制IL-17等細胞因子表達作用、調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞比例可達到更好、更精準的治療和緩解炎性作用于臨床癥狀的療效，NMOSD還可通過抑制IL-17下游的toll樣受體達到緩解疾病癥狀的效果。

當今，利用免疫學(xué)原理靶向控制細胞因子達到治療某種疾病的目的已成為一種研究趨勢。深入研究IL-17在炎性反應(yīng)中的信號傳導(dǎo)，阻斷IL-17下游信號通路將有助于人類緩解神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病中炎癥作用，緩解神經(jīng)系統(tǒng)疾病帶來的痛苦。