IL-27与异基因造血干细胞移植后移植物抗宿主病关系的研究进展*

李　玲,杨　红 综述，张　铀 审校

(昆明医科大学第二附属医院血液科　650101)



·综述·

IL-27与异基因造血干细胞移植后移植物抗宿主病关系的研究进展*

李玲,杨红 综述，张铀△审校

(昆明医科大学第二附属医院血液科650101)

白细胞介素27;免疫耐受;T淋巴细胞,调节性；移植物抗宿主病;异基因造血干细胞移植

近些年来，异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)被普遍用在治疗恶性血液系统疾病，最常见的有发生在淋巴结或淋巴组织的肿瘤、血癌、浆细胞骨髓瘤及骨髓增生异常综合征等[1]。大多数的allo-HSCT治疗，较大程度地延长了患者的生命周期，但是在allo-HSCT治疗后，患者发生移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)的概率仍然很高。接受allo-HSCT后，患者发生GVHD的主要原因是由于患者与提供异基因造血干细胞的志愿者之间存在免疫遗传学上不容忽视的差别，患者的抗原可以致敏异基因造血干细胞供者的免疫活性细胞(主要是T细胞)，T细胞开始大量增殖分化，攻击患者的受体细胞，使患者，也就是宿主产生一种全身性疾病[2]。该病是骨髓移植后最严重的并发症之一，既便从匹配相容性较高的亲属进行移植，慢性GVHD的发病率也可将近50%，严重影响了移植后的疗效及患者的生存质量，同时也是导致患者在移植后死亡的主要原因。另外，输血也可造成相关的GVHD。

临床GVHD可分为急性和慢性，在患者干细胞移植后100 d以内发生为急性GVHD，没有慢性GVHD的特点，主要病变器官为皮肤、肝脏和胃肠道；慢性GVHD则发生在手术后100 d后，患者病变器官较多，较广泛。临床上，GVHD的表现较多且复杂，并且发病的病理生理进程尚未完全明确。但近年的实验数据表明，调节性T淋巴细胞(regulatory T cells,Tregs)所具有的对免疫反应程度的调控作用与allo-HSCT后发生的急性和慢性GVHD密切相关。Tregs主要包括自然发生的CD4+CD25+Foxp3+Tregs(natural occuring regulatory T cells，nTregs)、具有外周促诱导作用的调控性Tregs(induced CD4+Foxp3+T cells，iTregs)、分泌白细胞介素-10(IL-10)的Tregs(CD4+IL-10+Foxp3-T cells，Tr1)和分泌TGF-β的TH3细胞。大量实验证明细胞因子可以在相当程度上影响GVHD，这些细胞因子可以调控Tregs，IL-27就是其中一个重要的细胞因子。近年来的研究证实IL-27和具有免疫调节作用的Tregs有很重要的联系，是可以影响GVHD发生及病程的细胞因子，现就IL-27及其与在移植后发生的急、慢性GVHD之间关系的相关研究进行总结。

1　IL-27概述

IL-27是Pflanz等[3]在2002年发现的，由活跃的单核细胞和与单核细胞关系密切的树突状细胞等抗原提呈细胞(antigen presenting cells，APC)分泌，是IL-12细胞因子家族的又一令人关注的成员。IL-27是异二聚体细胞因子，它由p28和可溶细胞因子受体EBI3的表达产物组成[4]，IL-27能与T细胞受体或特定蛋白WSX-1相互结合，从而发挥其生理功能。IL-27受体(IL-27R)由WSX-1/TCCR和gP130组成，gP130分子由918个氨基酸组成，是IL-6、IL-11、IL-27等共用的信号传导链，广泛表达于机体的各种组织细胞上。WSX-1蛋白含有600多个氨基酸，是Ⅰ型细胞受体或结合蛋白家族中的一员，普遍存在于外周淋巴和淋巴结、胸腺、脾等器官中。研究表明WSX-1在初始T细胞中的表达并不高，但在一些其他类型的细胞中却有较高表达，如NK细胞、NKT细胞、效应T细胞、Tregs和记忆性T细胞。一些研究表明，WSX-1与IL-27可以相互识别；而gP130参与T细胞的作用过程。IL-27与IL-27R结合后主要通过激活JAK/STATs信号级联反应途径来进行信号转导，包括在T细胞内的磷酸化Jak1、STAT1、STAT3、STAT4和STAT5，NK细胞内的Jak1、STAT3和STAT5，单核细胞所有的STAT1和STAT3及肥大细胞所有的STAT3[5]。GVHD是一种过度的炎性反应，它由造血干细胞供者的免疫活性细胞介导，这些免疫活性细胞，主要是T细胞，攻击宿主细胞和宿主器官。IL-27有多效性免疫调节作用，可减少炎症细胞因子，减轻自身免疫疾病。

2　IL-27与急性GVHD

第一阶段，首先是患者组织及器官受到损害和APC的活化。该阶段主要与炎症细胞因子有关。疾病和感染的发生、疾病的治疗及基因移植之前的预处理都可以导致患者细胞中释放炎症细胞因子，引起抗原表达，促进供者T细胞对宿主抗原的识别[6-7]。经历活化过的APC很快就可以产生IL-27，IL-27的生成速率在APC被刺激后也随之增大。科学研究表明IL-27对炎性反应的抑制过程及其机制还不是很清晰，但IL-27可抑制炎性反应已被实验证明。Yoshimura等[8]研究证明IL-27可以抑制活化的CD4+T细胞分泌各种炎症细胞因子，同时还可以抑制由T细胞和巨噬细胞产生的过度的炎性反应，甚至可以终止这些反应，但IL-27的这种功能在反应最开始阶段并不会很明显。IL-27可以发挥对STAT3通路的激活作用，在对STAT3通路发挥作用的同时，IL-27还可以减少由脂多糖(LPS)刺激引起的巨噬细胞TNF-α和IL-12的释放、抑制氧自由基的活性，这些氧自由基与粒细胞、巨噬细胞有关[9-10]。燕伟平等[11]使用C57BL/6小鼠建模，研究IL-27对中枢神经系统(central nervous system,CNS)中炎症趋化剂(chemokines，CCL5)的调控作用，以及IL-27对具有自身免疫性脑脊髓膜炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)的小鼠模型发挥的疗效。研究结果显示，随时间增加，中枢神经系统中IL-27的水平增高，而炎症趋化因子的水平开始增大至一个峰值，然后再呈下降的趋势。给予实验小鼠IL-27，实验组小鼠神经功能缺损相较EAE模型组小鼠减轻，而使用IL-27R抑制剂组小鼠神经功能缺损较其他组加重。实验进行至第3周结束，实验组小鼠的CCL5表达相对于EAE模型组显著性减少，IL-27R抑制剂组较EAE模型组显著增高。对这项研究数据进行分析，结果证明在EAE模型中，IL-27可以降低CCL5的水平，从而减轻小鼠神经功能损坏症状，降低该疾病的严重程度和复发率。

第二阶段，供者T淋巴细胞激活。患者体内抗原的蛋白质分子可以被APC分解为肽，这些肽可以与重要的组织相容复合物((major histocompatibility complex，MHC)彼此识别并进行结合，这些结合物存在于APC细胞外表面，T淋巴细胞则可以通过MHC自身的抗原特异性识别这种复合物。患者体内的同种异体抗原的构成决定了增殖和分化的T淋巴细胞亚群，MHCⅠ类、Ⅱ类抗原分别刺激CD8+T淋巴和 CD4+T淋巴细胞，诱发针对MHCⅠ类和Ⅱ类差异的GVHD。抗原信号传递导致T淋巴细胞活化成为辅助型T淋巴(Th1)细胞，从而导致IL-2和干扰素IFN-γ的分泌，这两种细胞因子又可以促进T淋巴细胞的增殖活化并生成具有细胞杀伤能力NK细胞，使NK细胞变得活跃。这样的细胞因子释放级联反应是急性GVHD发生过程中最关键的部分。IL-27与Th1有关的如GVHD等过度免疫所致疾病的发生发展和转归有密切的联系，对保持机体的自身免疫稳定具有重要的意义，IL-27可以减少成熟并且已经极化的CD4+T淋巴细胞的增殖，对Th1细胞的免疫发挥反调节作用，使得患者机体可以发挥防御性的免疫，而又不会引发过度的免疫反应而导致组织损伤。Hölscher等[12]利用WSX-1基因敲除小鼠进行研究，结果表明IL-27可以降低Th1细胞免疫反应的程度，并且减少这种免疫的发作周期。WSX-1基因敲除小鼠的Th1细胞比正常Th1细胞具有更强的增殖作用，这一结果也进一步证明IL-27可以降低Th1细胞的增殖从而降低Th1细胞免疫的强度。同时，患有弓形虫病的WSX-1基因缺失小鼠机体内可以建立Th1细胞免疫，并且可以有效减少感染程度,但是却不能调节这种过度的保护性反应，使得Th1型免疫程度超过预期，最后造成具有致死趋向的炎症，以IFN-γ和T淋巴细胞超正常水平及活性为特征。与野生小鼠对比，感染锥形虫且已注射ConA的WSX-1基因缺失小鼠肝组织损伤更加严重，而这种肝组织损伤就是由于Th1细胞的过度免疫。

第三阶段，效应细胞也可以在GVHD过程引起机体组织损害。颗粒酶B/穿孔素途径、死亡受体及其配体途径和TC途径已被普遍证实。炎症介质与TC和NK细胞均可以产生细胞损害，这三者具有协同作用，可以使局部组织损伤面积增大、加重损伤及炎性反应，最终引起患者组织损害甚至全身GVHD[13]。Zhou等[14]在IL-27存在下自体培养血小板减少症患者的血小板，研究其在TC引起的血小板破损和由于免疫而发生的血小板减少中的影响。结果表明，IL-27可抑制TC细胞介导的血小板破坏，在加入IL-27的TC细胞中，颗粒酶B和T-bet的表达显著下降，而颗粒酶A、穿孔素及脱中胚蛋白未受影响。

3　IL-27与慢性GVHD

慢性GVHD在临床上的表现与大部分的自身免疫性疾病相似，具有自身免疫性胶原血管病的临床特征，在临床病理上类似于自身免疫性的硬皮病和系统性红斑狼疮，被认定为是一类自身免疫性疾病。慢性GVHD发病原因与移植后胸腺功能的损害有一定关系[15]。胸腺抑制可减少自身反应性T细胞，诱导患者的免疫耐受。胸腺功能损害会引起患者体内的供者T细胞逃脱胸腺的抑制作用[15]。Tregs在机体内扮演着不可或缺的角色，尤其是对由于免疫系统功能出现异常导致的疾病中发挥着重要作用。在机体内，Tregs亚型种类有许多，研究表明IL-27可参与调控某些Tregs亚型。

4　IL-27与Th17细胞

4.1CD4+T细胞家族中另一个主要成员是Th17细胞，它可产生多种具有炎性作用的细胞因子，如Th17细胞。Th17细胞对炎性反应、自身免疫性疾病、肿瘤和移植后排斥发生及其过程有重要影响[16]。近些年的大部分研究证实Th17细胞可以影响自身免疫性疾病，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。Amad-Obi等[17]建立动物模型，在模型中发现 IL-27可刺激STAT1和STAT3信号通路，减少Th17细胞产生IL-17，起到抗炎的作用。Vi1arino等[18]报道IL-27能通过STAT1信号通路发挥作用，可以在T-bet依赖性和非依赖性两种作用下减少Th17细胞的免疫应答，在没有STAT1信号通路的情况下，IL-27可以直接通过增加T-bet的表达从而减少IL-17的产生。Liu等[19]报道，IL-27通过诱导STAT1信号通路和细胞因子信号传导抑制蛋白1下调重要的转录因子RORγt来抑制IL-17的表达。Sweeney等[20]的研究对象是多发性硬化患者，该研究的实验结果显示IL-27存在下，IFN-γ的水平降低，而IL-27的这种作用是通过发挥对 Th17细胞的负调节来实现的，这证实了在人体与小鼠模型中，IL-27均可以抑制Th17细胞。但是由于患者与动物模型的特性在生物学上有相当大的差异，所以使用动物模型研究得到的结果并不完全适用于患者，这需要将来更多的研究。

4.2IL-27与Tr1细胞Tr1细胞是诱导型的Tregs，在体内外某些情况下初始CD4+T淋巴细胞可以被诱导向Tr1细胞分化，Tr1细胞能够分泌IL-10和TGF-β，IL-10能够降低免疫反应的发生率并且降低免疫程度,具有这种功能的细胞因子可以发挥免疫负性作用和抗炎功能，减少多种疾病的发生及其发展。Tr1细胞可增强外周对免疫耐受的能力，对减少自身免疫反应和异常免疫细胞造成的病理损伤可发挥重要作用，同时还能降低移植排斥反应和GVHD的发生率。有报道称，IL-27能够促进Tr1细胞的分化，是影响该细胞分化过程的一个重要因素[21]。Kushwah等[22]将未分化的CD4+T淋巴细胞与树突状细胞放在一起共同培育，这些树突状细胞对免疫可耐受，研究结果表明未分化的CD4+T淋巴细胞有向Tr1细胞分化的趋势。Ilarregui等[23]将galectin-1加入树突状细胞中，树突状细胞获得IL-27依赖性调节作用，可促进IL-10介导的T淋巴细胞耐受和抑制自身免疫神经炎症。Wang等[24]研究显示IL-27能够引起Tr1细胞的分化，并使IL-10、IFN-γ得以表达，并且这种引发作用必须有STAT1和STAT3的信号转导和转录过程的参与。Fitzgerald等[25]认为体外实验中，IL-27能够通过STAT1信号通路使得Tr1样CD4+T淋巴和CD8+T淋巴增加IL-10的表达，IL-10可以产生IFN-γ，但是却不会使Tregs的表达增多。Apetoh等[26]报道，IL-27可通过表达c-Maf从而促使Tr1细胞分泌IL-10，c-Maf直接引发IL-10和IL-21的表达，而且IL-21还可增加IL-10的转录。Sun等[27]建立呼吸道病毒感染模型，进一步证实IL-27在由免疫引发的病毒清除及减少过度炎症损伤等方面刺激IL-10的生成，发挥重要的调控作用。

4.3IL-27与Th1细胞Th1和Th2两种细胞分化过程不能保持在平衡的状态是炎症性疾病发生或其程度加重的原因。Yoshida等[28]研究发现IL-27可促进Th1细胞分化，分化后的Th1细胞可以分泌IFN-γ等细胞因子从而引发炎性反应。Lucas等[29]报道，IL-27能减少初始CD4+T细胞产生GATA-3，GATA-3是一种重要转录因子，由IL-4引发生成并且能够促使Th2细胞的发育。因此推测IL-27可通过减少GATA-3的产生而抑制IL-4对Th2细胞的分化作用，同时增加Th1细胞的分化。Pan等[30]对其进行了更深一步研究，研究证明IL-27/WSX-1只在Th1细胞分化的早期过程中发挥作用。

5　IL-27在治疗GVHD中的应用前景

GVHD的产生机制主要是供者T淋巴细胞攻击处于免疫抑制状态受者的器官和组织。目前尚缺乏理想的防治方法，其难点在于要在预防骨髓移植术后GVHD发生的同时又可以保证移植后的抗白血病的作用。IL-27 是维持免疫平衡的重要因子，与许多具有免疫或非免疫细胞的发育、分化和功能密切相关。IL-27发挥免疫调节作用，一是促使野生型T细胞向Th1细胞转化，加速IFN-γ的生成，通过增加具有细胞杀伤作用的T淋巴细胞的活性发挥抗病毒、抗肿瘤的功能。另一方面，IL-27 同时可以降低Th2及 Th17的免疫反应。IL-27对免疫程度实施调控时，既能够加速Tr1细胞分化和增加IL-10水平，又能抑制TGF-β和IL-6的影响，减少向Foxp3+Treg分化的CD4+T淋巴细胞。由此可见，IL-27的研究为临床上防治GVHD提供了一个新的方向。

作者所在实验研究中发现，在经Galectin-l处理得到的骨髓树突状细胞中，IL-27的水平明显增加，并且与Galectin-1水平呈正相关。此外，通过Real time-PCR扩增，进一步确证了BM-DCgal诱导的T淋巴细胞可有效上调IL-27R的表达。利用IL-27诱导初始T淋巴细胞分化发育，分化得到的CD4+T淋巴细胞可分泌大量的IL-10，在此诱导分化过程中阻断IL-27R受体信号转导后，Tr1细胞的分化效应受到影响。由此说明了IL-27R受体在BM-DCgal诱导同种异体Tr1细胞分化过程的重要性。基于这些体外实验的基础，作者将进一步设计小鼠体内实验，构建GVHD小鼠模型，应用Galectin-l处理的小鼠DC细胞来预防小鼠GVHD疾病的发生。如果实验成功，将为临床上在不影响机体免疫功能及抗白血病作用的前提下有效预防GVHD这一治疗难题奠定实验基础。

6　结　　论

截止到目前，临床上普遍使用allo-HSCT对血液系统肿瘤进行治疗，原因在于其有其他治疗手段无法替代的疗效。但是，它也有自身的缺点，即移植后患者需要遭受GVHD，这种疾病是骨髓移植后较为普遍且可严重降低疾病治疗效果的并发症之一，对移植的治疗效果与患者的生存水平有着不容忽视的影响。IL-27是近些年来发现的IL-12家族的新成员，对Tregs有重要影响，可发挥免疫负调控作用，可以在allo-HSCT后的GVHD治疗中发挥重要作用。IL-27可以协调Th1和Th2细胞因子，使两者达到的平衡，其在炎性发生的每个环节中都有参与，在炎症性和自身免疫性疾病的治疗中的作用举足轻重。所以，IL-27可抑制免疫细胞激活和减少炎症细胞的产生，在allo-HSCT后产生的GVHD中起着重要作用。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.12.042

国家自然科学基金资助项目(81160074)。作者简介：李玲(1988-)，住院医师，硕士，主要从事galectin-1诱导骨髓树突状细胞防治移植物抗宿主病研究。△

，E-mail:youzhangmd@aliyun.com。

R457.7

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1671-8348(2016)12-1708-04

2015-12-17

2016-01-18)