IL?4、IL-13:調(diào)控嗜酸性粒細胞與肥大細胞活化的關(guān)鍵細胞因子

白細胞介素-13(Interleukin-13)作為白介素家族的核心成員之一,是由IL-13基因編碼合成的蛋白質(zhì),其分子量約為10KD。該細胞因子可由多種免疫細胞分泌,涵蓋CD4+T細胞、CD8+T細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞及自然殺傷細胞,其中以2型輔助性T細胞(Th2)的分泌最為顯著。IL-13對單核巨噬細胞、B淋巴細胞、NK細胞及血管內(nèi)皮細胞等多種細胞均具有廣泛的生物學(xué)調(diào)控作用,是維系機體免疫應(yīng)答平衡的重要介質(zhì)。


生物活性

IL-13的生物活性主要體現(xiàn)在對多種免疫細胞及相關(guān)細胞的精準(zhǔn)調(diào)控上,具體表現(xiàn)如下:

(1)對單核巨噬細胞的調(diào)控作用 IL-13能夠有效調(diào)控單核細胞的形態(tài)特征及表面分子表達水平,可促進單核巨噬細胞發(fā)生形態(tài)改變,加速其相互融合,進而形成異物型多核巨噬細胞(foreign body giant cell,F(xiàn)BGC)。此外,IL-13還可顯著增強人單核細胞表面CD23(IgE低親和力受體IgERn)、主要組織相容性復(fù)合體II(MHCII)以及與吞噬功能密切相關(guān)的甘露糖受體的表達;同時,它能抑制脂多糖(LPS)激活的單核/巨噬細胞中IL-1、IL-6、IL-8等致炎性細胞因子的基因轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)合成過程,從而減輕炎癥反應(yīng)強度。


(2)對B淋巴細胞的調(diào)控作用 IL-13可誘導(dǎo)B細胞表達CD23、CD72、IgM及MHC II等表面分子,在與CD4+T細胞共培養(yǎng)的條件下,還能促使高純度成熟B細胞表達IgE重鏈基因,進而合成IgE和CD4,但對IgG、IgM及IgA的合成無明顯影響。值得注意的是,IL-13與IL-4在基因定位及DNA序列上存在諸多相似性,功能上也具有一定的重疊性,作為除IL-4之外的關(guān)鍵因子,IL-13在過敏性疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的作用。


(3)對血管內(nèi)皮細胞的調(diào)控作用 IL-13可選擇性誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞表達血管間黏附分子1(VCAM-1),且不會對E-選擇素及細胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達產(chǎn)生影響,這種選擇性調(diào)控能夠顯著增強嗜酸性粒細胞與血管內(nèi)皮細胞的黏附能力,為嗜酸性粒細胞向炎癥部位浸潤奠定基礎(chǔ)。


(4)對NK細胞及肥大細胞的調(diào)控作用與其他生物學(xué)活性 IL-13可促進NK細胞產(chǎn)生IFN-γ,且與IL-2具有協(xié)同增效作用,能夠進一步增強NK細胞的免疫功能。同時,它還可調(diào)控肥大細胞的細胞因子分泌,誘導(dǎo)肥大細胞早期原癌基因(c-fos)的表達,并提升ICAM-1分子的表達水平。此外,基因轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)研究已證實,IL-13兼具特異性與非特異性抗腫瘤活性,不過其具體的作用機制目前仍未完全明確,有待進一步深入研究。


臨床應(yīng)用

過敏性哮喘的病理核心是炎癥反應(yīng),且典型伴隨Th2型免疫應(yīng)答的異常激活。Th2細胞可分泌IL-4、IL-5、IL-9、IL-13等一系列細胞因子,其中IL-13被認為是參與哮喘發(fā)病的核心因子,幾乎貫穿于哮喘的所有病理過程。大量臨床及基礎(chǔ)試驗證實,IL-13在哮喘發(fā)病機制中處于中軸地位,因此,IL-13及其信號傳導(dǎo)途徑作為極具潛力的治療靶位點,在哮喘臨床治療中展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價值。基于這一機制,利用IL-13拮抗劑阻斷哮喘患者體內(nèi)過量表達的IL-13的生物活性,已成為改善哮喘癥狀、控制病情進展的有效思路。


小鼠體內(nèi)試驗?zāi)P妥C實,IL-13可通過非淋巴細胞依賴途徑誘導(dǎo)哮喘相關(guān)癥狀,這一作用是IL-4所不具備的,也進一步表明IL-13是哮喘治療中更為高效的靶位點。除此之外,IL-13可通過與IL-13Rα2結(jié)合誘導(dǎo)TGF-β的產(chǎn)生,進而引發(fā)哮喘患者肺部纖維化,加重肺部損傷。與小鼠模型結(jié)果一致,哮喘患者體內(nèi)同樣存在IL-13的高表達現(xiàn)象,其表達水平與哮喘病情嚴(yán)重程度密切相關(guān),在人類哮喘的發(fā)病過程中起到關(guān)鍵調(diào)控作用。


在哮喘的靶向治療中,sIL-4R是首個應(yīng)用于臨床的可溶性細胞因子受體,其作用靶點為IL-4;與sIL-4Rα類似,sIL-13R重組體作為哮喘治療藥物,可特異性抑制IL-13的生物活性,且sIL-13R主要分為sIL-13Rα1和sIL-13Rα2兩種亞型。劍橋抗體中心開展的臨床研究中,將抗IL-13單克隆抗體應(yīng)用于重度持續(xù)哮喘患者的治療,I期臨床試驗初步證實該藥物具有良好的安全性和有效性。早在2013年,國外就已呼吁開展IL-13單克隆抗體治療哮喘的II期臨床試驗,而以疫苗形式誘導(dǎo)機體產(chǎn)生持續(xù)的IL-13中和抗體,相較于傳統(tǒng)治療方式,對哮喘這類慢性疾病具有更高的應(yīng)用潛力,有望為慢性哮喘的長期控制提供新的方向。


IL-4、IL-5、IL-8、IL-13作為調(diào)控炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵細胞因子,可協(xié)同促進肥大細胞及嗜酸性粒細胞的活化、增殖與脫顆粒,進而促使其釋放組胺、白三烯、前列腺素等多種炎癥介質(zhì);這些炎癥介質(zhì)會進一步刺激血管擴張、通透性增加,招募更多免疫細胞向炎癥部位浸潤,放大炎癥反應(yīng)效應(yīng),最終加重組織炎癥損傷,這一過程在過敏性疾病、炎癥性疾病的病理進展中具有重要影響。

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