IL-22在銀屑病發(fā)病機制中的研究進展①

李玥熠 趙潤生 鄭書深（河北醫(yī)科大學，石家莊050017）

近些年來，人們對銀屑病有了更為深刻的認識。銀屑病不僅是一種皮膚病，還與心血管疾病、糖尿病、肥胖、炎癥性腸病等多種疾病有著密切的聯(lián)系，進而被定義為一種系統(tǒng)性疾病，其極大影響患者的生活質(zhì)量。多種致病因素導致T細胞的異常激活和分化，異常活化的T細胞作為銀屑病發(fā)病的調(diào)控核心，通過產(chǎn)生細胞因子和與其他細胞相互作用導致表皮異常增生。在這個過程之中，IL-23/Th17軸是主要的炎癥通路。對發(fā)病機制的深入了解也為高效治療提供了基礎的理論依據(jù)，一系列新藥的研發(fā)尤其是靶向治療藥物的出現(xiàn)為銀屑病患者帶來了希望。

1 銀屑病概述

銀屑病是一種常見的慢性復發(fā)性炎癥性皮膚病，分尋常型銀屑?。ò邏K型銀屑?。?、水滴狀銀屑病、皺褶型銀屑病、膿皰型銀屑病、紅皮病型銀屑病5種。其中尋常型銀屑病占銀屑病患者的90%以上［1］。銀屑病的主要病理表現(xiàn)為表皮過度角質(zhì)化及角化不全、棘層細胞肥厚、淋巴細胞浸潤及血管擴張等。其病因至今尚未完全闡明，目前認為銀屑病是在遺傳因素和環(huán)境因素等多種因素相互作用下，導致角質(zhì)形成細胞過度增殖和T細胞功能異常的一種免疫性疾?。?］。在尋常型銀屑病中，血漿和皮膚的IL-22和IL-17細胞因子水平顯著升高。其中，血漿IL-22水平與銀屑病的嚴重程度密切相關［3］。

2 IL-22與IL-22受體

2.1 IL-22及其生理功能 IL-22屬于IL-10細胞因子家族，是活化T細胞產(chǎn)生的一種關鍵效應分子［4］。Th22、Th17、Th1細胞和固有淋巴細胞如NK細胞、γδT細胞、淋巴組織誘導細胞以及3型固有淋巴樣細胞（ILC3）等都可以產(chǎn)生IL-22［5］。IL-22通過促進合成抗菌肽（β-defensin 2/3/4、S100A7、S100A8和S100A9）發(fā)揮其在固有免疫中的作用；在黏膜受損和皮膚損傷時，IL-22誘導角質(zhì)形成細胞增殖并抑制其凋亡，促進組織再生，這表示IL-22有促炎和組織保護的雙重作用［6-8］。

2.2 銀屑病患者體內(nèi)IL-22的異常表達與調(diào)控 IL-22作用的雙重性使得它在組織損傷的急性期具有保護作用，而在某些慢性疾病中則有助于疾病的進展，例如，在銀屑病患者體內(nèi)，IL-22可以誘導角質(zhì)形成細胞增殖和上皮增生，抑制表皮角質(zhì)形成細胞終末分化，從而誘導上皮銀屑病樣病變［9-10］。AKIL等［11］發(fā)現(xiàn)血清中IL-22水平與尋常型銀屑病的嚴重程度有關，在銀屑病患者皮膚的病變區(qū)域IL-22 mRNA的表達異常增多，但在對照組中表達較少。在尋常型銀屑病患者體內(nèi)IL-22的mRNA水平、循環(huán)Th22細胞的比例、IL-22水平與尋常型銀屑病病變區(qū)域面積、嚴重程度呈正相關；而在正常人體內(nèi)呈負相關［12］。

對銀屑病發(fā)病機制的研究表明，銀屑病是固有免疫和適應性免疫失調(diào)的結(jié)果，而且銀屑病還表現(xiàn)出自身免疫性疾病的特點［13-14］?，F(xiàn)在認為IL-23/Th17軸是尋常型銀屑病的炎癥反應通路。T細胞是銀屑病發(fā)病中的關鍵因素，致病因素作用于皮膚后，激活的樹突狀細胞將抗原呈遞給T細胞，同時分泌TNF-α、IL-12、IL-23，IL-12和IL-23介導了原始T細胞向Th1和Th17細胞的增殖分化。Th17失去了調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）的調(diào)控，產(chǎn)生IL-22、IL-17和IL-21等細胞因子，最終導致表皮角質(zhì)形成細胞增殖［15-16］。在TNF-α和IL-6的作用下原始T細胞也可以分化為Th-22，進一步產(chǎn)生IL-22［17］。

2.3 IL-22受體以及IL-22結(jié)合蛋白 IL-22的受體是由異二聚體鏈構(gòu)成的跨膜受體復合物，復合物包括兩個亞基，分別為IL-22R1和IL-10R2。IL-22R1屬于Ⅱ類細胞因子受體家族［18］。IL-22R1僅表達于非造血細胞，例如上皮細胞、肝細胞和胰腺的腺泡細胞。骨髓、外周血單核細胞、脾臟和胸腺內(nèi)的大量免疫細胞不表達IL-22R1。IL-10R2則表達于所有的組織細胞。IL-22受體特殊的表達模式使IL-22成為介導白細胞和上皮細胞之間相互作用以及調(diào)節(jié)上皮細胞功能的關鍵媒介［19-20］。IL-22結(jié)合受體后，首先使細胞內(nèi)的JAK1激酶和Tyk2激酶磷酸化，JAK1和Tyk2激酶通過STAT1/3/5中的絲氨酸和酪氨酸磷酸化，激活下游細胞內(nèi)通路，包括MAPK、AKT、P38、JNK和ERK1/2等［21］。

IL-22BP（IL-22結(jié)合蛋白，IL-22 binding protein）是另一種IL-22受體，它是由IL-22RA2基因編碼的一種可溶的分泌性單鏈受體。IL-22BP存在于各種組織中，包括乳腺、肺、結(jié)腸，其具體來源不清［18］。IL-22BP和IL-22的親和力高于IL-22R1和IL-22的親和力。在正常人體內(nèi)，IL-22BP和IL-22的結(jié)合阻止了IL-22和其跨膜受體復合物的結(jié)合，從而可以抑制IL-22的效應。研究發(fā)現(xiàn)，血清中IL-22/IL-22BP的比值與銀屑病嚴重程度密切相關，因此認為IL-22BP可以調(diào)控IL-22在上皮中的效應。但是在銀屑病中，IL-22BP有限的表達并不能充分拮抗過量的IL-22，反而有助于銀屑病患者的上皮病變的發(fā)展和維持［22］。

3 IL-22對角質(zhì)形成細胞的調(diào)控及其機制

3.1 IL-22對角質(zhì)形成細胞的作用 IL-22作用于表皮角質(zhì)形成細胞后，影響角質(zhì)形成細胞的增殖、終末分化、黏附和遷移等正常的生理過程，誘導抗菌肽和特定趨化因子產(chǎn)生的一系列炎癥反應，導致上皮重組和炎癥反應［23］。角質(zhì)形成細胞的激活在銀屑病的發(fā)生發(fā)展中起至關重要的作用。

通過對基因共表達網(wǎng)絡的研究，經(jīng)IL-22誘導的正常角質(zhì)形成細胞，有4 251個基因表達量發(fā)生改變，這些基因涉及上皮和血管重塑、免疫反應以及JAK激酶通路的傳導、STAT轉(zhuǎn)錄信號的激活等過程。這些基因的激活奠定了銀屑病發(fā)生的分子基礎［24］。IL-22作用上皮角質(zhì)形成細胞而導致其病變的基因表達過程是雙向的，IL-22通過激活STAT3促進相關基因的表達。在這個過程中早期表達的基因包括編碼分泌性細胞因子和轉(zhuǎn)錄因子的基因，例如CCL2、IL-24和SOCS3（suppressor of cytokine signaling3）等。早期基因表達又促進了晚期基因的表 達，例 如CXCL8、CCL20、S100As和HBD2等基因［25］。

IL-22在正常機體中通過與受體結(jié)合，誘導基因表達，編碼引起組織炎癥、免疫監(jiān)視和機體穩(wěn)態(tài)的相關分子，從而維持上皮細胞的屏障作用［26］。當IL-22的含量在體內(nèi)失衡，就會引起一系列基因表達的紊亂。

IL-22作用于正常人的表皮角質(zhì)形成細胞后，通過IL-22-STAT3軸使SLURP2（secreted mammalian Ly6/urokinase plasminogen activator receptor-related protein）的表達增加。經(jīng)誘導產(chǎn)生的SLURP2調(diào)節(jié)基底膜的角質(zhì)形成細胞向角質(zhì)層遷移并延緩了角質(zhì)形成細胞的分化，減少了角質(zhì)形成細胞的凋亡。經(jīng)過IL-22的誘導，SLURP1的含量也升高。SLURP1可以加速角質(zhì)形成細胞的終末分化和凋亡。表明SLURP1表達可能是一種維持銀屑病病變上皮穩(wěn)定性的代償機制［27-28］。

IL-22-STAT3-Bcl-3通路在銀屑病的發(fā)病機制中起重要作用。IL-22作用于角質(zhì)形成細胞后誘導STAT3磷酸化，Bcl-3（B cell leukemia-3）被STAT3激活后表達增加。Bcl-3可以與p50組成復合體易位到細胞核，調(diào)節(jié)CXCL8、S100As和人β防御素2（HBD2）的表達，這導致表皮變薄等一系列癥狀和炎癥反應。同時IL-22受體的表達也會引起B(yǎng)cl-3含量的升高［25］。

IL-22還可以影響細胞間縫隙連接（GJIC）從而影響銀屑病的發(fā)病?？p隙連接是由兩個半通道組成的，每個半通道包含6個稱為連接素（Cxs）的跨膜蛋白亞基。IL-22作用于細胞后，激活JNK信號通路，減少連接素43（Cx43）的表達，減少了細胞間的縫隙連接從而影響了細胞的增殖［29］。

3.2 IL-22對角質(zhì)形成細胞中microRNAs（miR?NAs）的影響 miRNAs是一種單鏈非編碼RNA，它在一系列細胞生理過程如細胞增殖、分化和凋亡中發(fā)揮重要作用［30］。它能夠通過結(jié)合mRNA的3′UTR（3′端非翻譯區(qū)）負性調(diào)節(jié)mRNA的翻譯［31］。microRNAs在銀屑病中發(fā)揮重要作用，包括調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細胞的過度增殖，調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細胞中細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，介導免疫失調(diào)［32］。實驗發(fā)現(xiàn)IL-22作用于角質(zhì)形成細胞后使miRNAs和mRNAs含量發(fā)生變化，28種miRNAs的表達增加，其中有5種表達下調(diào)，15種表達量是對照組水平的兩倍之多，這影響了眾多基因的表達進而影響細胞內(nèi)的生物過程。這為銀屑病發(fā)病機制和治療方法的研究提供了廣闊的前景，詳述如下。

IL-22誘導的人角質(zhì)形成細胞和銀屑病患者損傷皮膚中miR-122-5p上調(diào)。miR-122-5p靶向調(diào)節(jié)Spry2，使Spry2的表達顯著下調(diào)，從而抑制了Spry2對Erk/MAPK信號通路的負性調(diào)控［30］。miR-223在銀屑病皮膚損傷和IL-22激活的角質(zhì)形成細胞中過表達，miR-223過表達抑制PTEN的水平，增加了p-Akt的表達［32］。ABDALLAH等［33］在IMQ誘導的銀屑病中發(fā)現(xiàn)，IL-22依賴性的miR?31?5p表達上調(diào)，miR?31?5p在角質(zhì)形成細胞中的mRNA靶點為Pwp1（periodic tryptophan protein 1 associated with histone modification），miR?31?5p通過下調(diào)Pwp1從而促進STAT3上調(diào)。miR-548a-3p在銀屑病的病變區(qū)和IL-22誘導的人角質(zhì)形成細胞中表達明顯增加，miR-548a-3p通過負性調(diào)節(jié)PPP3R1（protein phosphatase 3 regulatory subunit B）進而抑制了編碼鈣調(diào)磷酸酶亞體B和Cn（鈣調(diào)磷酸酶）在信號轉(zhuǎn)導過程中的作用，而且Cn對Treg細胞的分化和維持過程也起重要作用，從而影響維持皮膚的穩(wěn)態(tài)和銀屑病的發(fā)病［31］。這些miRNAs含量的增加促進了角質(zhì)形成細胞增殖、分化和遷移。

另外IL-22作用于角質(zhì)形成細胞還可以引起某些miRNAs的表達下調(diào)。IL-22通過抑制miR-330的表達，減弱miR-330對CTNNB1的靶向抑制作用，進而增加了β-catenin的表達，激活基因的轉(zhuǎn)錄和細胞的增殖；并且使細胞周期蛋白D1的表達升高和Axin2表達減少，最終促進了角質(zhì)形成細胞的增殖［34］。在IL-22激活的角質(zhì)形成細胞中miR-20a-3p表達下調(diào)。正常情況下miR-20a-3p負性調(diào)控SFMBT1，抑制細胞增殖和誘導細胞凋亡，故miR-20a-3p表達下調(diào)可以促進角質(zhì)形成細胞增殖進而促進銀屑病的發(fā)展［35］。miR-145-5p在銀屑病的皮損中下調(diào)使得其負向調(diào)控的MLK3表達上調(diào)，從而失去了對角質(zhì)形成細胞增殖和分泌其他細胞因子的抑制［36］。

此外，有些miRNAs的異常表達也可以調(diào)控銀屑病的發(fā)生發(fā)展，這是機體的一種自我保護機制。研究表明，miR-197的過表達可以抑制IL-22誘導的角質(zhì)形成細胞的增殖和遷移。雖然，IL-22可以激活miR-197的表達，但是miR-197在銀屑病損傷皮膚中的表達下調(diào)。下調(diào)的原因可能是IL-22受體IL-22RA1是miR-197的靶基因，雖然IL-22通過STAT3途徑誘導了miR-197的表達，但反過來miR-197調(diào)節(jié)IL-22受體的表達，減弱了IL-22的生物效應。這可能是控制IL-22效應的一條新的生物反饋通路［37］。

miRNAs異常表達影響了角質(zhì)形成細胞的增殖分化過程，這促進了銀屑病的發(fā)生發(fā)展，miRNAs在銀屑病發(fā)病機制中的作用越來越受到重視，同時也為治療提供了新的方向。

3.3 IL-22與其他細胞因子的協(xié)同作用 多種細胞因子的協(xié)同作用促進了銀屑病的發(fā)病。多種刺激作用于原始T細胞后誘導定向分化，分化產(chǎn)生Th17、Th1和Th22細胞，釋放IL-17、INF-γ、IL-22和TNF-α。這些細胞因子導致棘層肥厚和抗菌肽的合成，進一步產(chǎn)生更多的細胞因子募集和激活樹突狀細胞和T淋巴細胞，通過維持角質(zhì)形成細胞的激活來促進銀屑病的發(fā)展。

IL-22和INF-γ對銀屑病的發(fā)病機制有重要影響，因為他們促進炎癥基因的表達并改變角質(zhì)形成細胞的增殖和分化程序［38-39］。EKMAN等［40］發(fā)現(xiàn)IL-17和IL-22促進了角質(zhì)形成細胞的增殖并且維持了細胞的免疫狀態(tài)，這個功能是通過RAC1/MEK/ERK/NF-κB通路起作用的，RAC1在小鼠中誘導了銀屑病樣皮膚變化并且促進了角質(zhì)形成細胞表面表達CD44，CD44介導了IL-17/IL-22下游靶點S100A7、S100A8和S100A9的表達。

DONETTI等［41］發(fā)現(xiàn)IL-22和TNF、IL-17的協(xié)同作用共同促進了銀屑病的發(fā)展。當IL-22單獨存在時僅僅影響角質(zhì)形成細胞終端分化，但IL-22聯(lián)合IL-17和TNF-α共同促進了角質(zhì)形成細胞的增殖和分化。LI等［42］采用IL-17A、IL-22、IL-1a、抑癌蛋白M和TNF-α（M5）共同處理角質(zhì)形成細胞后，皮膚出現(xiàn)了類似銀屑病的皮膚損傷。這表明在銀屑病的發(fā)展過程中需要多種促炎因子的協(xié)同作用。

IL-22作用于受體，通過激活表皮角質(zhì)形成細胞的信號通路STAT1和STAT3及其下游的信號通路，調(diào)控CCL2、CXCL10、CXCL8等趨化因子的表達［43］。其中有些細胞因子，例如CXCL10和CCL20受到IFI16（interferon-inducible protein 16）的調(diào)控，而IL-22作為一種銀屑病相關的細胞因子作用于角質(zhì)形成細胞，誘導IFI16的表達［23］。這些細胞因子的產(chǎn)生促進了細胞趨化，導致免疫細胞在表皮聚集，加重了銀屑病的炎癥反應和皮膚損傷。

IL-22、IL-17A和TNF-α協(xié)同作用誘導原代培養(yǎng)的人角質(zhì)形成細胞表達IL-36s，IL-36s直接誘導KC自身表達和產(chǎn)生促炎介質(zhì)如TNF-α、IL-6、IL-8，這可能促進了銀屑病患者的皮膚炎癥發(fā)展［44］。IL-20細胞因子的亞家族成員，包括IL-19、IL-20和IL-24，在銀屑病的病變區(qū)域中高表達。IL-17和IL-22協(xié)同作用可以誘導人角質(zhì)形成細胞中IL-20亞家族蛋白的產(chǎn)生［45］，IL-22和IL-24的協(xié)同作用促進了類鈣調(diào)蛋白（calmodulin-like protein 5，CALML5）以及其他基因的表達，從而影響了角質(zhì)形成細胞的終末分化［22］。

4 IL-22治療前景

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)IL-22對銀屑病發(fā)生發(fā)展的具有重要作用。現(xiàn)如今，IL-22的水平已經(jīng)成為一種動態(tài)檢測銀屑病和判斷銀屑病治療是否有效的指標。已知IL-22由多種細胞分泌，再作用于皮膚角質(zhì)形成細胞上的IL-22R并激活下游的信號通路，影響細胞內(nèi)多種基因的轉(zhuǎn)錄翻譯，最終實現(xiàn)其效應。這過程為我們研究銀屑病的治療提供了廣闊的前景。

ISHIZAKI等［26］通過研究Tyk2對IL-22和IL-23下游信號的作用，提出Tyk2可能是一個銀屑病的治療靶點。有研究表明，針對共同細胞因子下游通路的STAT3的小分子抑制劑STA-21可以通過抑制表皮增生、真皮淋巴細胞浸潤和毛細血管增生，對銀屑病的治療發(fā)揮作用［46］。此外，口服JAK1、JAK3抑制劑托法替尼對銀屑病的治療有較好的有效性、安全性及可耐受性［47］。TAMEHIRO等［48］使用具有銀屑病樣皮膚的RhoH-/-小鼠模型，將IL-22BP/Ig-Fc融合體注入小鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠皮膚炎癥被抑制，這表示IL-22BP可以通過結(jié)合IL-22發(fā)揮對銀屑病的治療作用?；趯︺y屑病患者體內(nèi)非正常miRNAs表達的研究，一些研究者提出miRNAs以及其調(diào)控通路可能是治療銀屑病的一個重要方向［30，34］。

靶向治療是銀屑病治療的重要研究方向，基于銀屑病炎癥通路的研究，生物制劑現(xiàn)在主要針對于IL-23/Th17軸和TNF-α信號通路。抗TNF-α單抗是最早使用的治療銀屑病的生物制劑，也是用來評價新藥物的標準，包括etanercept、infliximab、adalimum?ab和certolizumab。目前經(jīng)過臨床試驗的IL-23/Th17軸的藥物有：抗IL-23/IL-23R單克隆抗體（ustekinumab、guselkumab、tildrakizumab、risanki?zumab）、抗IL-17A/IL-17F單克隆抗體（secukinum?ab、ixekizumab、brodalumab）［15］。此外，KHK4083，一種抗人CD134的單克隆抗體，臨床試驗表明其對銀屑病治療有一定的作用［49］；itolizumab是一種抗CD6的單克隆抗體，臨床試驗表明，應用Itolizumab后患者的銀屑病癥狀得到了改善［50］。

IL-22作為IL-23/Th17軸中的關鍵因子之一，其靶向治療也在逐步研究之中。PERERA［24］向銀屑病小鼠模型注射IL-22單克隆抗體，經(jīng)過治療后，動物模型體內(nèi)浸潤性的CD3+細胞數(shù)量減少，并且外皮蛋白（involucrin）的表達減少，皮膚變薄，治療效果符合抗TNF-α治療的金標準?，F(xiàn)在，已經(jīng)有兩種IL-22的單克隆抗體進入臨床試驗，分別是ILV-094（Fezakinumab）和ILV-095。IL-22單克隆抗體Feza?kinumab已經(jīng)實施了一期臨床試驗，用來評估其治療銀屑病的療效和安全性。但結(jié)果未公布，并被輝瑞公司列入未完成項目。另一種抗體ILV-095經(jīng)一期實驗后并不能達到有效終點。所以，對于IL-22的靶向治療仍需要進一步的研究［51］。