牛肖飞，袁雪晶，马凤娟

(1.南京中医药大学第一临床医学院，南京 210023； 2.南京中医药大学附属医院中医儿科，南京 210029)

哮喘是全世界最常见的一种多因素介导的难治性慢性儿童疾病，全球哮喘患者数量每10年增加1倍[1]。小儿哮喘与成人哮喘发病机制基本相同，主要为先天因素和环境因素，受遗传和环境因素影响，哮喘患儿的发病率呈上升趋势[2]。哮喘是一系列复杂、重叠的个体疾病或表型[3]。现代医学认为哮喘主要与多种炎症细胞、细胞组分及多种细胞因子[如免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)E、白细胞介素(interleukin，IL)、干扰素、Toll样受体、肿瘤坏死因子、转化生长因子]的参与密切相关，IL是一种重要的炎症介质，促进或抑制多种细胞及细胞因子间的相互作用，诱导细胞的增殖、分化，是调节免疫应答和介导炎症反应的一种重要蛋白分子，在小儿哮喘的发病过程中不可或缺。许多研究报道IL在哮喘疾病中发挥重要作用，IL-2家族的一些成员，如IL-4和IL-9与哮喘的发生最为密切[4-6]。现就IL-2家族与哮喘的研究进展进行综述。

1 IL-2家族细胞因子与小儿哮喘

1.1IL-2与小儿哮喘 IL-2在人体中主要由辅助性T细胞(helper T cell,Th细胞)1产生，有促细胞作用。IL-2能够促进T细胞、巨噬细胞的生长分化和细胞因子的分泌，诱导B细胞的抗体分泌和B细胞的增殖，并且能够刺激自然杀伤细胞的增殖，提高自然杀伤细胞的杀伤活性，增加细胞因子的产生。

IL-2参与机体免疫调节，并且是参与气道高反应性的重要介质。有研究表明，IL-2与炎症分子浸润和呼吸道高流速密切相关[7]。在哮喘患儿气道内的Th1细胞中有一种特异性细胞因子T-bet(T-盒基因家族新型转录因子)，低于健康人群水平，其水平降低与Th1细胞分泌的IL-2水平下降成正比。T-bet是影响Th1细胞与Th2细胞分化的决定性因子，能抑制或阻断Th2细胞的分化信号，还能诱导已完成定向分化的Th2细胞向相反的Th1细胞转化，对哮喘起到保护作用[8]。哮喘患儿的IL-2水平下降，Th1细胞表达降低，与普遍认为哮喘的发生与Th1和Th2的比例失衡相一致。张晶等[9]运用放射免疫分析哮喘患儿治疗前后血清免疫分子的变化，发现治疗前IL-2表达水平明显低于正常水平。但对过敏性哮喘患儿外周血细胞因子的研究发现，急性发作期哮喘患儿外周血的IL-2表达水平及其可溶性受体水平均升高，至缓解期也未恢复正常[10]。IL-2对T细胞活化具有双重作用，当外界病原体侵入机体，病原体刺激常规T细胞的增殖和分化，诱导免疫应答，并可通过维持调节性T细胞来参与免疫应答的控制。哮喘发生时，IL-2的表达水平增高或降低，可能与IL-2对T细胞活化的双重作用有关。综上，IL-2参与哮喘免疫反应，但是并不能作为诊断小儿哮喘的指标。

1.2IL-4与小儿哮喘 人类和小鼠中IL-4由不同种类的细胞分泌，前者IL-4主要于活化的T细胞产生，后者主要由Th2细胞亚群产生，IL-4是一种具有免疫调节作用的细胞因子，B细胞的表达和IgE的分泌均依赖其调节，还可使细胞表面的IgE受体水平上调，进一步加强IgE介导的免疫反应。IL-4还能够诱导T淋巴细胞、嗜酸粒细胞等炎症细胞向炎症部位的迁移，并且能促使多种细胞因子，如某些趋化因子、炎症因子以及血管细胞黏附分子的表达，导致可逆性气道阻塞和肺组织炎症。

IL-4在Th1细胞和Th2细胞免疫网络中居于中心地位，是Th2细胞产生的特征性细胞因子，能抑制Th1细胞功能及Th1细胞因子的产生，并可增强Th2细胞功能，促进其产生大量的炎症因子(如IL-5和IL-13)，在哮喘发病过程中IL-4的表达增加导致Th1细胞和Th2细胞的比例失衡[11]。哮喘发病过程中气道发生炎症反应，相关炎症细胞增加。有研究者在IL-4和IL-12对哮喘影响的实验中用卵清白蛋白致敏正常小鼠制备哮喘小鼠模型，测定支气管肺泡灌洗液中炎症细胞和嗜酸粒细胞的数量、IL-4和IL-12的表达水平，结果发现嗜酸粒细胞和IL-4表达均升高，并且两者相对同步动态变化[12]。因此，IL-4可能并不是直接促进嗜酸粒细胞向气道的募集和浸润，而只是作为一种关键炎症介质，诱导嗜酸粒细胞向气道募集和浸润。另有研究对哮喘患儿的外周血进行定量分析，发现哮喘患儿血清IL-2的表达水平与嗜酸粒细胞计数呈负相关，而IL-4表达水平与嗜酸粒细胞计数呈正相关[13-14]。通过上述研究推断，IL-2参与哮喘炎症反应，可能存在双向调控作用，但在哮喘中影响其分泌水平的调控机制尚未明确。

1.3IL-9与小儿哮喘 IL-9是一种T淋巴细胞生长因子，由多种免疫细胞分泌，并具有双向性，在超敏反应和自身免疫疾病中作为一种致病因子加重免疫疾病反应，在寄生虫感染和皮肤移植中却作为保护因子增强机体防御能力。因此在主要由过敏或遗传因素导致的哮喘中，IL-9是一种可加重哮喘的细胞因子，能够诱导参与哮喘的Th2细胞、肥大细胞、嗜酸粒细胞及气道上皮细胞等不同种类炎症细胞的生长、增殖、分化，并且对炎症反应中细胞的信息传递与功能具有重要的调节作用。

IL-9主要由Th9细胞产生，也可由其他Th细胞亚群产生。Th9细胞源性的IL-9可通过增强气道上皮细胞中IL-13的表达，加重气道炎症反应[15-16]。而且与成人过敏性哮喘不同的是，有实验研究表明，在儿童哮喘中，IL-9也能够介导中性粒细胞的产生和IL-8的释放，IL-8可诱导中性粒细胞在呼吸道聚集，IL-8、IL-9和中性粒细胞三者互相影响，联合参与哮喘的发病过程，实验中哮喘患儿诱导痰IL-9、IL-8的表达水平均明显高于健康对照组，不仅诱导参与炎症细胞、细胞分子间的信息传递，还可以直接促进黏蛋白的分泌[17]。有研究显示，IL-9在转基因小鼠中的组成型表达可导致气道上皮细胞中黏蛋白2和黏蛋白5AC基因的表达升高以及高碘酸-希夫反应阳性染色高度显色，还可以诱导人原代肺培养物和人黏液表皮样肺癌细胞中黏蛋白2和黏蛋白5AC的表达[18]，表明IL-9在体内外均能上调肺细胞中黏蛋白的表达。以上研究均反映了IL-9是哮喘反应中的关键介质，干预IL-9可能为治疗哮喘带来希望。

1.4IL-15与小儿哮喘 IL-15是Th1相关性细胞因子，在结构上与IL-2的β链和γ链空间构象相同，所以与IL-2在生物功能上具有很多相似性，可增强多种免疫细胞的活力，对B细胞、T细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞等细胞的增殖分化和有关细胞因子的分泌均有促进作用。IL-15与多种组织和细胞都具有亲和性，并与炎症反应和自身免疫性疾病有关，参与哮喘气道炎症。IL-15可参与哮喘发病的不同阶段，有临床研究对不同时期哮喘患儿进行IL-15表达水平、嗜酸粒细胞和Ig含量变化的检测，与正常儿童相比，哮喘急性发作期和缓解期患儿血清IL-15表达水平均升高，且哮喘发作期IL-15水平分别随着嗜酸粒细胞计数和IgE水平的上调而升高，推测IL-15可能通过抑制嗜酸粒细胞凋亡、提高IgE水平参与哮喘发病全过程的变应性炎症[19]。Hastie等[20]分析了重度和轻度哮喘患者痰液中炎症介质的区别发现，重症哮喘患者的炎症介质增多，并与细胞形成复合物。而在变应原刺激的小鼠哮喘模型中，通过评估IL-15基因缺陷小鼠和IL-15基因过表达小鼠的气道炎症、气道高反应性、抵抗力和顺应性，发现IL-15可下调促炎因子的表达，从而改善变应原引起的气道阻塞[21]。因此，IL-15对哮喘的具体影响需要进一步研究。

2 IL-2家族细胞因子受体拮抗剂

2.1IL-2受体拮抗剂 在免疫反应过程起重要作用的T细胞的扩增主要依赖IL-2及其受体之间的相互作用，而IL-2受体主要存在于活化的T淋巴细胞中。生理学上认为抗IL-2受体抗体能阻止应激下的T细胞活化、降低免疫反应，但目前并没有相关实验研究抗IL-2受体抗体对哮喘是否具有治疗作用。

IL-2与其受体结合后可激活小型鸟苷三磷酸结合蛋白通路，促进细胞增殖和分化，IL-2受体的结合特异性使其成为理想的药物靶点，迈克珠单抗是针对该靶点能够阻断IL-2与IL-2受体结合的新型药物，能够抑制免疫炎症反应[22-23]。但是临床并未将迈克珠单抗作为哮喘的一种治疗手段，可能还需要进一步的临床研究来验证其是否可以作为治疗哮喘的新型靶向药物。IL-2和多种细胞因子的受体组成部分含有IL-2受体γ链，这些细胞因子需通过共用 IL-2受体γ链进行信息转导，促进T细胞的增殖。Nourizadeh等[24]发现IL-2受体γ链基因突变的新生儿患有严重的免疫缺陷疾病。通过这一研究推断IL-2可能是促进免疫系统成熟的催化剂，为研究IL-2受体拮抗剂在哮喘发病过程中是否能降低免疫炎症反应，抑制相关淋巴细胞的增殖提供了方向，同时也为迈克珠单抗治疗哮喘提供了有力证据。

2.2IL-4受体拮抗剂 IL-4在哮喘发病过程起重要作用，对炎症反应和气道高反应均有促进作用，同时可诱导嗜酸粒细胞增殖。目前已研制出IL-4受体拮抗剂、IL-4突变体等，两种生物制剂均可通过减少IL-4的数量和抑制IL-4的表达来降低哮喘的发病率，以达到治疗哮喘的目的。

可溶性IL-4受体缺少跨膜和胞内结构域,与IL-4结合后不能介导信号转导，具有高度特异性和高度亲和性。有研究在可溶性IL-4受体质粒的基础上，构建了能够编码鼠融合蛋白可溶性IL-4受体和幽门螺杆菌-中性粒细胞激活蛋白的重组质粒，结果显示重组质粒能有效抑制气道炎症，降低卵清蛋白致敏哮喘小鼠血清IgE水平，并对Th1和Th2细胞的平衡进行重塑，且效果优于仅表达可溶性IL-4受体的质粒[25]。度普利尤单抗注射液(通用名:达必妥)是IL-4受体α亚基的人单克隆抗体，能阻断IL-4和IL-13的活性，不仅可以减少哮喘急性发作，还可以改善肺功能。有研究将达必妥用于6～<12岁的中度至重度失控的持续性哮喘患儿[26]。近年达必妥被批准用于治疗12岁及以上有嗜酸粒细胞表型或口服皮质类固醇依赖性哮喘的中度至重度哮喘患者。噻托溴铵可通过抑制嗜碱粒细胞产生IL-4并调节IL-C2活化来减轻IL-C2依赖性气道炎症[27]。由此可见，IL-4受体拮抗剂能够降低哮喘炎症反应，从而降低气道高反应性，通过减轻哮喘的发作，提高哮喘患儿的生命质量。

2.3抗IL-9 IL-9与哮喘的发病机制密切相关，是参与哮喘的重要炎症介质，且在小鼠和人的研究中，IL-9产生与芳香烃受体、肺嗜酸粒细胞增多、肥大细胞积聚和黏液分泌过多有关。目前，关于IL-9受体拮抗剂治疗哮喘的案例和研究并不多，有少量研究对抗IL-9治疗哮喘进行了相关实验，如Kim等[28]对卵清蛋白致敏的哮喘小鼠进行卵清蛋白雾化激发，并与抗IL-9治疗哮喘模型小鼠进行对照，给予抗IL-9后，小鼠嗜酸粒细胞、中性粒细胞、B细胞、肥大细胞和Th17细胞数量减少，抗IL-9组的总IgE、IL-9水平也降低，结果表明抗IL-9治疗可抑制炎症细胞的浸润和细胞因子的产生。推断抗IL-9可能通过降低炎症细胞的募集缓解气道炎症。一项临床试验对不同程度哮喘患者多次皮下注射人源化抗IL-9单克隆抗体，发现抗体有一定的安全性，并提示了其临床活性，支持在轻度至中度哮喘患者中的持续研究[29]。从以上两项实验中可以推测，抗IL-9可能对轻度哮喘患儿有一定的治疗作用，但是否可以用于治疗重症哮喘还需要大量临床试验验证。

2.4IL-15受体拮抗剂 目前IL-15与哮喘的确切关系尚不明确，关于IL-15受体拮抗剂与哮喘的文献研究较少。国外的一项实验得出，BNZ-2(一种IL-15/IL-21抑制肽)可以选择性阻断IL-15、IL-21的表达，并作用于人原代肠上皮内细胞毒性T细胞，在复杂的IL-15和IL-21表达上调的免疫疾病中，BNZ-2可用于预防细胞毒性T细胞介导的组织损伤，有治疗哮喘的可能性[30]。Moui等[31]在哮喘小鼠模型中发现，注入IL-15/sIL-15受体α复合物可提高小鼠体内细胞因子的生物利用度、活性及小鼠免疫力，但对小鼠肺功能没有影响，因此限制了其治疗潜力，但提示其可能有与其他疗法联合治疗小儿哮喘的潜力。

3 小 结

小儿哮喘是一种多因素导致的慢性肺部疾病，不同的细胞因子参与哮喘的发生与发展，IL-4和IL-9与哮喘的关系最为明确，两者水平升高均加重哮喘症状。而IL-2与IL-15在哮喘患儿体内的水平是增加还是降低并没有统一观点，推测可能与引起哮喘的因素有关，也可能与患儿先天免疫应答差异有关。IL-4受体拮抗剂对哮喘有明显的治疗作用，甚至可以作为单一药物用于哮喘的治疗，IL-9受体拮抗剂对哮喘也有一定治疗作用，但是对不同程度哮喘患者的疗效还不明确，IL-2受体拮抗剂对哮喘可能有治疗作用，而IL-15相关免疫制剂对哮喘是否有治疗作用尚不清楚。只有具体明确IL-2与IL-15对哮喘的影响，才能进一步了解两者相关的生物免疫制剂是否能对哮喘患儿进行治疗。