il-10与免疫性疾病

il-10与免疫性疾病

1989年，ferrin等人首次描述了由th2细胞克隆产生的细胞因子可抑制th1细胞克隆分泌的ifn-h。当时被称之为细胞因子合成抑制因子(CytokineSynthesisInhibitingFactor,CSIF),即我们今天所熟知的白细胞介素10(Interleukin-10,IL-10)。很多细胞可以产生IL-10,包括T细胞亚群(Th2,Tc2,Tr1),单核细胞,巨噬细胞等。人体IL-10的主要来源是巨噬细胞。随着研究的深入,目前认为IL-10不仅可以诱导外周耐受和免疫抑制,而且在免疫调节中起关键作用。1白介素10的生物学特征1.1hol-10和ebvil-1的结构IL-10为单拷贝基因,由5个外显子和4个内含子组成,含178个氨基酸残基,18个氨基酸信号肽。许多病毒与IL-10有同源性:EB病毒(BCRF1),2型疱疹病毒,巨细胞病毒等。Zanov通过X线晶体结构分析了人类IL-10和BCRF1(ebvIL-10)结构,除了分子N末端有较为明显的不同外,hIL-10和ebvIL-10分子结构具有高度的同源性。它们都是“V”型二聚体分子,每条链由6个α螺旋组成,分别为A、B、C、D、E、F螺旋。A、C、D、F4个螺旋可以形成典型的捆状结构。目前已经发现五个分子与IL-10在结构上存在明确相关性,包括IL-19、IL-20、IL-22、IL-24和IL-26,这六个分子被归为IL-10家族。1.2il-10r2信号转导IL-10受体(IL-10Recepor,IL-10R)由IL-10R1和IL-10R2两个亚单位组成。IL-10R1是与IL-10有高亲和力的配体结合亚单位,基因定位于染色体11q23.3。中和性的抗IL-10R1单克隆抗体可阻断所有已知的IL-10活性,因此IL-10R1对IL-10的反应是必需的。IL-10R2是IL-10R用于信号转导的辅助亚单位,与IL-10的结合亲和性无关,其主要功能是募集JAK激酶(Tyk2)进入信号转导复合物中。目前对IL-10信号传导通路了解最详细的是Jak/STAT(JanusKinase/SingnalTransducerandActivatorofTranscription)系统。IL-10和IL-10R相互作用可以激活酪氨酸激酶Jak1和Tyk2,它们各自与IL-10R1和IL-10R2相联系。Jak1缺失小鼠巨噬细胞对IL-10不应答,提示Jak1在IL-10信号传导中起着必需的作用。受体的参与和酪氨酸的磷酸化可以激活定位于胞质的转录因子STAT1、3、5。STAT3直接募集到IL-10R1胞浆结构域的两个发生磷酸化的酪氨酸残基,这种磷酸化对IL-10信号转导是必需的。STAT1和STAT5在IL-10的生物学和信号传导中的作用尚不明确。1.3丙型肝炎感染u2005基因多态性是指基因组序列上的变异,它是影响人体对疾病易感性及不同个体对药物反应差异性的重要因素。人类IL-10启动子存在三个频繁的点突变位点:-1082(G/A),-819(C/T)和-592(C/A)。在对18例丙型肝炎自发清除者,42例现症感染者及135例正常人的研究中发现,-1082GG基因型频率高者更容易从HCV感染中康复。对溃疡性结肠炎的研究显示-1082AA基因型患者ANCA(抗中性粒细胞浆抗体)阳性率更高。体外研究证实IL-10启动子区-1082A、-819T、-592A等位基因在LPS(内毒素)的刺激下IL-10产量更低,提示含上述等位基因的IL-10在体外对LPS敏感性下降。更多研究表明IL-10启动子基因多态性与自身免疫性肝病、系统性红斑狼疮、哮喘等存在相关关系。1.4其他途径和应激轴巨噬细胞是IL-10的主要来源,它可以被许多内源性的和外源性的因素诱导产生。这些因素包括内毒素(通过Toll-LikeReceptor4,NF-κB依赖途径),TNF-α(通过TNF受体P55,NF-κB依赖途径),儿茶酚胺和使cAMP升高的药物(通过蛋白激酶A,CREB-1/ATF-1NF-κB依赖途径)。应激轴在调节人体内IL-10的分泌中起重要作用,中枢神经系统炎症或内毒素血症都可以通过儿茶酚胺的释放激活应激轴,导致巨噬细胞IL-10合成增加,特别是在肝脏中。而阻断应激轴则可以增加对内毒素介导休克的敏感性。因此,中枢神经系统和肝脏巨噬细胞的相互作用控制着系统性炎症反应。1.5il-10和tnf-IL-10具有多种免疫功能:(1)抑制单核细胞依赖性Th细胞增生,并抑制Th1类淋巴因子如IL-2、IL-1β、IFN-γ、TNF-α等的合成及其活性。(2)IL-10抑制炎症和细胞免疫反应,加强与适应性免疫和清除功能相关的耐受性,抑制由单核细胞和巨噬细胞产生的促炎因子。(3)抑制NK细胞的活性。(4)抑制T细胞的凋亡。(5)抑制反应性氮氧化物的产生。2临床作用的研究IL-10对于炎症性动物模型强大的免疫调节功能和可能的治疗作用,促使人们将其应用于临床研究。到目前为止,人类重组IL-10已经在正常志愿者,克罗恩病、类风湿性关节炎、银屑病、HCV感染、HIV感染等患者中进行过实验。2.1发生严重异常的感冒在Ι期临床试验中,对正常志愿者通过静脉及皮下等途径以不同剂量IL-10对其安全性、耐受性、药代动力学、药效学等方面进行了研究。研究显示IL-10具有良好的耐受性,在剂量高达25μg/kg时没有严重副反应的发生。剂量达到100μg/kg时可以在小部分人中观察到轻微的类似感冒样症状。在健康志愿者中静脉应用25μg/kg的IL-10可以抑制LPS诱导的体温升高和IL-1、IL-6、TNF-α的释放。2.2对肠道炎性的作用胃肠道作为自体与肠腔内所含外部抗原和病原体的屏障。粘膜相关免疫系统必需在两个相反的功能之间保持平衡:病原体免疫系统的发展与保持对食物及自然菌群抗原的免疫耐受。这个平衡的调节非常复杂,IL-10可能在其中起非常重要的作用。动物试验证明IL-10基因消除小鼠可以发展为致命性的肠道炎症反应,而在无菌性环境中饲养则不会发生肠道炎症反应。提示缺少IL-10的免疫调节作用,正常肠道抗原会诱发致命性肠道炎症反应。在肠道炎症的起始阶段应用IL-10可以有效中止炎症进程,但对于逆转已经形成的炎症反应是没有效果的。基于上述IL-10对肠道炎症性动物模型发挥的显著性作用,IL-10疗法作为一个潜在的新型抗炎疗法应用在克罗恩病的治疗上。1997年报道了一例应用糖皮质激素无效的患者在应用了IL-10疗法后被成功治愈。但是,大量多中心的研究表明,应用IL-10疗法与安慰剂相比没有显著的临床改善。另一项研究中,IL-10没有应用于急性克罗恩病的治疗,而是应用于预防术后再发。与安慰剂相比,IL-10疗法在内镜下的复发率没有显著性的差异。IL-10对炎症性肠病的治疗仍存在争议,进一步研究仍在进行中。2.3il-1和b对血清及关节润滑液的研究提示IL-10水平和RA存在相关关系。体外研究显示IL-10能够有效阻断促炎因子的产生,包括TNF-α、IL-1和IL-8。应用IL-10疗法在治疗各种动物模型关节炎中是有效的,可以减轻炎症细胞浸润和关节损害。IL-10联合氨甲喋呤治疗RA的多中心研究中显示:每周三次应用8μg/kg或20μg/kg的IL-10效果相差不明显,而且可有血小板计数和血红蛋白的降低。另一方面,IL-10联合糖皮质激素或抗-TNF单克隆抗体是否可以对RA患者能够起到显著的作用,是一个值得研究的课题。2.4应用il-10的实践银屑病患者表皮IL-10mRNA的表达量显著低于特异性皮炎和皮肤T细胞淋巴瘤。尽管存在大量的促炎因子过度表达,IL-10mRNA的表达量与正常皮肤没有差别,提示银屑病中存在相对性的IL-10缺乏。重组人IL-10对银屑病的治疗已经进行了大量的研究。在早期试验中,每天于皮损部位注射8μg/kg的IL-10可以导致全身性的抗银屑病效应,一部分患者皮损甚至完全消失。另一个试验中,10个银屑病患者接受了为期7周的治疗,剂量分别为每天4μg/kg。试验具有良好的耐受性,经过6周的治疗后皮损区域和严重程度显著降低,这些抗银屑病效果都得到了组织学的证实。Friedrich等观察长期应用IL-10对免疫系统和疾病消退持续时间的影响得出了不同的结论。选择皮损消退期银屑病患者接受试验,一组接受皮下注射IL-10(10μg/kg),另一组接受安慰剂治疗直到病变消退或试验结束(4个月)。安慰剂组在观察期内90%的病人病变消退,而IL-10治疗组只有28.6%。两组之间存在显著性差异。总的来说,IL-10疗法在银屑病中是有效的,具有良好的耐受性。对其最终临床效果的评价有待于Ⅲ期临床试验。2.5hcv感染后没有得到治疗研究显示TNF和其他炎症因子可以促进HIV的复制,这是研究IL-10对抗病毒治疗不能完全应答HIV患者的理论基础。IL-10治疗HIV感染患者四周后没有得到病毒学和免疫学的效应,不支持IL-10疗法应用于HIV的治疗。自从十几年前发现丙型肝炎病毒(HCV)后,尽管新疗法(改良的因特芬,抗病毒药物)的应用,在治疗HCV相关肝脏疾病方面已经取得了巨大进步,但是对于HCV感染的远期结果仍然不能令人满意。最近对HCV感染者的研究显示,IL-10尽管没有明显的抗病毒效应,但在降低转氨酶水平,改善肝脏组织学,降低肝脏纤维化方面可以起到明显作用。2.6疗哮喘的新兴途径在哮喘的动物模型中,IL-10可以抑制过敏原介导的气道炎症和非特异性气道反应。IL-10强大的抗炎功能,有望成为治疗哮喘的新兴途径。应用IL-10基因修饰的CD4+T细胞治疗哮喘小鼠,能有效降低气道炎症和气道高反应性,且与支气管肺泡灌洗液中IL-10水平呈剂量依赖关系,并能被IL-10单克隆抗体所逆转。一个随机的、双盲的关于糖皮质激素、抗白三烯、β-受体激动剂对小儿哮喘效果的实验证实:曲安西龙和孟鲁司特疗法能够增加血清IL-10水平,降低嗜酸粒细胞计数,取得积极临床治疗效果。2.7sle患者自身抗体的变化IL-10作为潜在的B细胞刺激因子可以增强B细胞的激活、增值和分化。IL-10可能在系统性红斑狼疮中起关键性的作用,因为系统性免疫性疾病的特点是自身抗体的大量产生和细胞免疫反应的降低。在SLE中,大量的自身抗体产生的免疫复合物导致了器官的损害。与正常人不同,SLE病人的IL-10水平非常高,且IL-10的水平与临床疾病的活动存在相关性。应用IL-10的抗体在体外中和IL-10可以显著减轻SLE患者自身抗体的产量。结合动物模型的研究提示:IL-10在SLE中是有害的,IL-10的拮抗物对于人类SLE的治疗是有效的。2.8il-1e在肺癌治疗中的地位和作用有研究提示,在基底细胞和鳞状细胞癌中可以观察到IL-10的过度表达。研究证实淋巴瘤患者IL-10水平显著高于正常人群,而且IL-10基因表达的增强往往与肿瘤的进展相关。IL-10水平升高被认为对治疗反应不佳或预后不良,特别是在肺,胃肠道和肾脏肿瘤中。在肿瘤被完全切除后IL-10水平一般会降至正常,术后持续性高水平的IL-10预示着肿瘤复发或对化疗无明显反应。总的来说,不同肿瘤中IL-10的过度表达预示着肿瘤的进展,特别是对抗肿瘤免疫的抑制作用。3免疫调节作用IL-10是一个多能的,对不同细胞具有潜在效应的细胞因子。这使它成为一个在免疫调节和宿主防御反应具有广泛效应的分子。最初的研究认为IL-10主要介