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第四章 白细胞介素-4
白细胞介素-4(interleukin-4,IL-4)是一种多效性细胞因子,在调节T、B淋巴细胞和其他类型细胞的增殖、分化、凋亡以及促进Th2细胞为特征的免疫应答过程中发挥着重要作用。IL-4的多重生物效应依赖于细胞类型和分化状态,研究表明,IL-4在介导过敏性疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病、肿瘤等疾病的免疫反应中有多重作用。IL-4对肿瘤、自身免疫性疾病和感染性疾病等有治疗作用,并且对疫苗免疫应答具有调节作用。因此,IL-4的信号转导途径及其功能,一直是人们关注的研究热点问题之一。
一、白细胞介素-4
1982年,Howard发现T细胞培养上清中有一种促进B细胞增殖的因子,起初命名为B细胞生长因子-1,而有的实验室称为B细胞刺激因子-1、T细胞生长因子-2。1986年,成功基因克隆该B细胞增殖因子,国际统一命名为IL-4。
IL-4是一种具有多种生物学功能的细胞因子,在人体内,IL-4由活化的T细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞产生和分泌;另外,NK细胞、人胃上皮细胞也分泌IL-4。然而,小鼠体内,IL-4主要由Th2亚群T淋巴细胞产生。
二、白细胞介素-4基因与蛋白结构
小鼠IL-4基因长约6kb,成熟的IL-4分子由120个氨基酸残基组成,裸肽分子量为14kD,含有3个糖基化点,经糖基化后IL-4分子量为30kD。人IL-4基因定位于第5号染色体,由4个外显子和3个内含子组成,约10kb,是现知淋巴因子基因中较大的一个,编码153个氨基酸残基前体。成熟人IL-4分子由129个氨基酸残基组成,含有2个糖基化点和6个半胱氨酸(参与分子内3个二硫键的组成),氨基酸二级结构中含有4个α螺旋结构。人与鼠IL-4 DNA水平上具有70%同源性,人和小鼠IL-4前体蛋白,从N端到91位氨基酸以及C端到128位氨基酸之间在具有70%同源性,前体蛋白91至128位氨基酸之间同源性较低,这可能与IL-4种属作用特异性有关,同时,人与小鼠IL-4生物学作用上没有交叉反应。
三、白细胞介素-4受体及信号转导
(一)IL-4受体
IL-4受体IL-4R属于红细胞生成素受体超家族成员,其基因定位于染色体16p12.1。IL-4R由802个氨基酸残基组成,相对分子质量为140kD,其中胞膜外区含有209个氨基酸,跨膜区24个氨基酸及胞质区569个氨基酸。IL-4R有2种类型:Ⅰ型受体复合物IL-4 Rα/γc和II型受体复合物IL-4Rα/IL-13Rα1。T细胞、B细胞、肥大细胞和巨噬细胞不同程度地表达Ⅰ型IL-4R受体;而B细胞、单核细胞、内皮细胞、上皮细胞和成纤维细胞不同程度地表达的Ⅱ型IL-4R受体。Ⅰ型受体只与IL-4结合,而Ⅱ型受体可与IL-4和IL-13结合。
(二)IL-4的信号转导
IL-4与效应细胞表面IL-4Rα结合,促使IL-4Rα与γc或IL-13Rα1形成二聚体,并在细胞内结构域的尾部磷酸化,后在二聚体的细胞内结构域装配成一个信号转导复合物,活化下游胞内分子,促进靶基因转录。目前,研究清楚的信号通路主要有3种途径:①两面神激酶(Janus kinase,JAK)及信号转导与转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)通路,具体为JAK1、JAK3和TyK2-STAT6;②Ras-ERK通路;③磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶-B(phosphatidyl inositol 3-kinase and protein kinase B,PI3KPKB/AKT)通路。IL-4与其受体结合后,通过这三种途径,最后活化mTOR信号通路。
四、白细胞介素-4的生物学功能
体外实验发现,IL-4是一种具有多种生物效应的细胞因子,如对于B细胞、T细胞、肥大细胞、巨噬细胞和造血细胞都有免疫调节作用。
(一)IL-4对B细胞的作用
促进SAC或抗IgM预先刺激B细胞的增殖,这一生物学功能已被用来作为检测IL-4的生物学活性。IL-4促进B细胞MHCⅡ类抗原、FcεRⅡ/CD23和CD40的表达,并增强B细胞提呈抗原能力,使免疫系统对小量抗原刺激发生免疫应答。同时,IL-4增加FcεRⅡ/CD23(IgE Fc段低亲和力受体)的表达,并释放可溶性CD23(sCD23)/IgE结合因子(IgE-BF),与mIgE阳性细胞结合并诱导其分化,可能与促进B细胞IgE的产生有关。IL-4提高LPS刺激小鼠B细胞IgG1、IgE产生水平分别为8~10倍和10~100倍,但对IgG3分泌降低6~10倍,IgG2a、IgG2b和IgM有不同程度下降,对IgA产生无明显影响。IL-4增强IgG1和IgE水平的机制可能是:①使选择性刺激定向产生IgG1或IgE的B细胞的增殖和分化;②增加特异的重链稳定区Ig类的转换使Sμ-Sγ1结合,促进IgG1合成和分泌。IFN-γ对IL-4上述生物学功能有明显抑制作用。而IL-4则可抑制IFN-γ mRNA的转录和抑制IFN-γ诱导B细胞产生IgG2a。寄生虫感染时血清IgG1和IgE水平升高。此外,IL-4还可促进休止期B细胞的早期活化,从G0期进入G1期,细胞体积增大,并表达CD25。
(二)IL-4对T细胞的作用
IL-4是T细胞自身分泌的生长因子,促进Th2活化STAT6和GATA3,通过IL-4/STAT6/GATA3正反馈促进Th2分化,且抑制其他Th亚群如Th1、Th17的分化。纯化后的T细胞(CD4阳性或CD8阳性亚群)对IL-4的增殖反应还需要IL-1(或PMA)的协同作用;而IL-2单独可维持活化T细胞的增殖,表明IL-4生长信号的传递过程与IL-2有所不同。高剂量IL-4能诱导CD4 -CD8 +、CD4 +CD8 -或CD4 -CD8 -胸腺细胞的增殖。IL-4增强PHA刺激T细胞释放的GM-CSF和G-CSF。在小鼠实验中,多数情况下IL-4对CTL和LAK细胞的分化有正调节作用;而对人的杀伤细胞则有时表现为负调节作用,如在人MLC中IL-4选择性地促进Th增殖并伴有CTL、NK和LAK功能的降低。此外,IL-4还能抑制IL-2所诱导的NK白血病细胞LAK活性。最近发现,将IL-4与T细胞或B细胞孵育,可降低高亲和力IL-2R位点数,但不影响低亲和力IL-2R的数量。IL-4还可刺激CD3 -的NK细胞克隆的生长。
(三)IL-4对肥大细胞的作用
IL-4与IL-3有协同作用,刺激肥大细胞增殖、存活、黏附和趋化,尤其对于黏膜和结缔组织型肥大细胞体外生长是必需的。IL-4对肥大细胞的作用,也是通过STAT6信号通路实现的,还可活化MEK和p38激酶。
(四)IL-4对巨噬细胞的作用
巨噬细胞分为2类:IFN-γ和TLR诱导经典M1巨噬细胞活化,M1巨噬细胞表达高水平IL-12、IL-23、IL-1β和NO,介导炎症过程;IL-4和IL-13诱导M2巨噬细胞活化,表达精氨酸酶1、甘露糖凝集素、几丁质酶和IL-10,呈现抗炎性反应。促进巨噬细胞提呈抗原和杀伤肿瘤细胞的功能,可能与调节MHCⅡ类抗原和FcR表达有关。同时,IL-4与GM-CSF、IL-3和LPS有协同作用。IL-4可诱导外周血单核细胞分泌G-CSF和M-CSF,增强中性粒细胞介导的吞噬、杀伤活性和ADCC作用。IL-4是小鼠巨噬细胞趋化因子,促进IL-1Ra产生,而抑制单核细胞IL-1、TNF和IL-6的产生。
(五)IL-4对树突状细胞的作用
目前,IL-4对树突状细胞作用的研究较少。体外研究发现,IL-4和GM-CSF协同刺激髓系前体分化成树突状细胞。
(六)协同CSF刺激造血细胞的增殖
IL-4与G-CSF协同增强粒细胞集落形成,协同红细胞生成素(EPO)增强BFU-E的形成。IL-4作为肿瘤免疫调节剂已进入Ⅱ期临床试验。此外,还开始进行治疗免疫缺陷症的临床试验。由于体内、体外均证实IL-4可以抑制IL-1、IL-6和TNF分泌,并促进IL-1Ra的产生,因此应用IL-4可能为治疗败血症休克提供一种新的方法。
(七)IL-4和其他Th2细胞因子的非免疫学功能
IL-4和IL-13能直接抑制淋巴内皮细胞分化。动物神经损伤模型,来源于T细胞的IL-4通过与神经元IL-4R结合促进神经元生长。
最近研究表明,在低温时,局部代谢压力下,棕色脂肪组织能通过IL-4/IL-13替代途径活化巨噬细胞,促进产热和脂肪分解,IL-4还可直接促进脂肪分解。
五、白细胞介素-4与疾病的关系
(一)IL-4与肿瘤的关系
EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)刺激B淋巴母细胞具有无限增殖潜能,这与B细胞恶性肿瘤,如霍奇金淋巴瘤的发展或维持相关。而CD40L/IL-4促进B细胞增殖的寿命有限。实验证明,两者差异调节一组共同的基因,其中主要涉及6个差异调节基因,EBV上调但CD40L/IL-4下调的2个原癌基因 Znf487p和 Pim-2,EBV下调但CD40L/IL-4上调的4个基因, SPINT2、 siglec10、 tspan33和 DUSP6。在EBV诱导的转化实验中增加IL-4,其转化效率降低,应用IL-4治疗B细胞恶性肿瘤可能是一种新的途径。在体外培养的4种肾癌细胞株中,如Caki-1、SNU482、SNU228和A498,IL-4可通过STAT6和p38有丝分裂原活化蛋白激酶信号通路诱导细胞衰老,两种通路相互独立且有叠加效应。在Caki-1细胞中,IL-4诱导的STAT6的活性强烈而持久,IL-4诱导的p38有丝分裂原活化蛋白激酶活性也强于A498细胞株,不同细胞株的反应差异与细胞IL-4R水平相关,Caki-1细胞在休眠状态即可表达IL-4Rα和IL-13Rα1信使RNA;因此,对于肿瘤细胞表达高水平IL-4R的患者,选择IL-4治疗可能是有益的。IL-4能显著提高肿瘤浸润淋巴细胞体外培养的增殖,增强其杀瘤活性。相反,IL-4也能促进肿瘤细胞增殖。Roca等报道在体外培养营养枯竭的应激下,IL-4诱导前列腺癌PC3细胞增殖,其信号途径是激活c-Jun氨基末端激酶通路和上调存活素;IL-4对其他来源的癌细胞也有相似的作用,如乳腺癌细胞MDA-MB231、头颈部癌细胞A253、卵巢癌细胞SKOV-3。IL-4作用于不同类型的肿瘤细胞可产生相反的细胞效应,说明IL-4的生物活性具有多效性,其机制可能与其激活的信号途径相关。
(二)IL-4与哮喘
在严重的哮喘和持续的气道阻塞的患者气道中,成纤维细胞可导致网状层增厚和结构改变,其原因分别是Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型胶原沉积增加,细胞外基质的分子过度沉积,如透明质酸、蛋白聚糖、基膜聚糖和肌腱蛋白C。Bellini等在过敏原加剧的哮喘患者外周血中分离出大量的成纤维细胞。在体外经自体血清培养后,哮喘患者的成纤维细胞表达较高水平的IL-4Rα、IL-13Rα1和高亲和力IL-17A受体。用IL-4或IL-13刺激培养后,哮喘患者的成纤维细胞释放细胞外基质分子增加,显著增加了胶原纤维分泌,并产生大量的IL-11和可检测的IL-6及白血病抑制因子。哮喘患者气道中,Th17细胞分泌细胞因子IL-17A,IL-17A可促进中性粒细胞的招募和刺激成纤维细胞增殖。因此,Th2和Th17细胞产生的细胞因子促进了哮喘的进展。Stott等用花粉过敏患者的外周血CD4 +T细胞培养,发现Th2克隆细胞高表达IL-31,Th1克隆细胞显著低表达CD31,加入抗IL-4后,Th2克隆细胞IL-31表达显著降低,说明IL-31主要来源于Th2细胞,其表达依赖于自分泌的IL-4。研究证实在皮肤炎、哮喘等过敏性疾病中,IL-31水平增加,因此IL-31很可能是潜在的药物治疗靶点。在屋尘螨过敏性哮喘患者外周血中,IL-4R +Treg比例增高,IL-4R +Treg/Treg比值与患者第一秒用力呼气容积占预计值百分比呈显著负相关( r=-0.512, P<0.05)。在过敏性哮喘环境下,Th2细胞可能通过分泌IL-4,作用于Treg表达的IL-4R,经STAT6信号通路,抑制Treg表达Foxp3,抵抗Treg对Th2细胞免疫抑制,影响哮喘的发生与发展。研究证明缺乏诱导性Treg的小鼠,在胃肠道和肺的黏膜部位,自发发生明显的Th2型病变,并伴有变应性炎症和哮喘的特征。维A酸可恢复IL-4抑制的Foxp3表达,转化生长因子β1同维A酸激动剂是促进耐受诱导的新通路,尤其是在治疗Th2占主导的疾病。中药对治疗哮喘有一定的疗效。灵芝、苦参、甘草单独提取物和混合提取物能抑制小鼠记忆Th2细胞产生IL-4和IL-5,抑制人肺成纤维细胞产生嗜酸细胞活化趋化因子1。混合提取物的协同效应和活性成分对哮喘的作用机制还需进一步研究。
(三)IL-4与类风湿关节炎
类风湿关节炎是一种以进行性关节损害为特征的慢性炎症性自身免疫疾病。类风湿关节炎发病机制主要是细胞免疫反应(Th1反应),IL-4抑制类风湿关节炎滑膜细胞的增殖和前列腺素E2与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的生成,增加单核细胞凋亡,从而降低单核细胞数量,促进幼稚T细胞向Th2细胞分化,纠正Th1/Th2失衡。聂瑛洁等将牛Ⅱ型胶原与完全弗佐剂经尾静脉注射入SD大鼠体内建立类风湿关节炎大鼠模型,于初次免疫后第5日用IL-4诱导的DC细胞治疗,治疗组血清中IL-4的水平比模型组高( P<0.05),IFN-γ的水平比模型组低( P<0.05),IL-4诱导的DC细胞治疗能减轻类风湿关节炎大鼠的滑膜炎的严重程度。Woods等使用的腺病毒基因治疗的方法在大鼠佐剂性关节炎(adjuvant-induced arthritis,AIA)模型中增加炎症关节IL-4的表达。分别在踝关节炎发病前或在最大炎症时单次注射产生鼠IL-4腺病毒(adenovirus-producing rat IL-4,AxCAIL-4)与注射未插入IL-4基因的病毒组和磷酸缓冲盐溶液组比较,AxCAIL-4能明显降低大鼠AIA和(或)AIA/腺病毒诱导的踝关节炎的炎症症状,表明腺病毒产生的IL-4在滑膜中可减少AIA诱导炎症反应和存在的炎性细胞,在体内降低骨质破坏、减少滑膜血管的数量、减少炎性细胞因子。
(四)IL-4与造血干细胞移植
造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)是治疗血液系统疾病的有效手段,免疫反应在移植和疾病控制方面有重要作用,HSCT的主要限制是急性移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD),Treg持续抑制同种异体T细胞增殖,是其抑制GVHD的关键机制。赵霞等认为间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)能抑制HCT后的GVHD。从骨髓分离扩增出MSCs,以不同浓度的MSCs和MSCs培养上清液分别与混合淋巴细胞反应体系培养7天,在加入PHA条件下,MSCs与T细胞共培养4天后,收集上清液检测IL-2和IL-4,结果表明MSCs能抑制PHA作用下的T细胞分泌IL-2、IL-4,并与MSCs数量呈相关性,其中对IL-2抑制作用更显著;MSCs和MSCs培养上清液可显著抑制混合淋巴细胞反应体系中T细胞分泌IL-2和IL-4,但与MSCs浓度无相关性,说明MSCs可能是直接作用于T细胞或通过分泌可溶性因子调节Th1/Th2反应平衡而发挥免疫调节作用的。Leveson-Gower等用低剂量的CD4 +NKT细胞成功抑制了小鼠的GVHD。BALB/c小鼠经致死量射线照射后,5×10 6TCD-BM(来自供体C57BL/6小鼠骨髓)和不同剂量的NKT细胞(来自C57BL/6小鼠的脾和肝脏)一起经尾静脉注入受体小鼠,未注入NKT细胞的小鼠作为对照组;第2日加注供体小鼠5×10 5野生型或荧光素酶表达普通T细胞(Tcons)建立GVHD模型,结果显示NKT细胞首先出现在脾和淋巴结,后来迁移到GVHD靶器官,如胃肠道和肝,与Tcons细胞迁移模式相似。低剂量的NKT细胞能显著提高GVHD小鼠的存活率,且低剂量与高剂量比较有更高的存活率,2.5×10 4的NKT细胞是最适剂量,存活率从20%提高到74%。不同剂量的NKT细胞对Tcons细胞增殖无影响,但能降低表达IFN-γ和TNF-α的CD4 +和CD8 +T细胞百分比。来自IL-4 -/-小鼠的NKT细胞抑制GVHD效应显著低于野生型小鼠,而IFN-γ -/-NKT细胞抑制GVHD效应不变,说明IL-4参与了NKT细胞对GVHD的抑制机制。另外,还证明了NKT细胞不损害Tcons细胞的移植物抗肿瘤效应。MSCs和NKT细胞抑制GVHD的效应,为治疗GVHD提供新的途径,为HCT带来更广阔的应用前景。
(五)IL-4与妊娠
趋化因子及其受体招募T细胞,直接或间接地影响T细胞的分化。趋化因子受体的类型或数量的差异是调节Th1和Th2细胞的活化和分化的一个重要因素,其表达也受细胞因子的影响。趋化因子受体和细胞因子之间的相互作用中对Th1/Th2细胞的分化和功能起着重要的作用。Th1细胞主要表达趋化因子CXC受体3(chemokine C-X-C motif receptor3,CXCR3)和趋化因子CC受体5(chemokine C-C motif receptor5,CCR5),而CCR3选择性地表达在产生IL-4的Th2细胞表面。IL-4和IL-10是两种Th2细胞因子,诱导Th0向Th2细胞分化,抑制Th1细胞同时增强Th2反应,促进免疫耐受。Jiang等建立自然流产小鼠模型和正常妊娠小鼠模型,发现自然流产小鼠模型组经IL-4或IL-4和IL-10治疗后,CD4 +T细胞CCR3的表达显著上调,而CXCR3的表达显著下调;CCR5表达在IL-4和IL-10治疗后显著降低,而仅IL-4治疗下降不明显。自然流产小鼠模型胚胎吸收率显著高于正常妊娠模型组,经IL-4或IL-4和IL-10治疗后胚胎吸收率明显下降,表明CCR3表达上调对维持正常妊娠可能是必要的,CCR表达降低而CCR5和CXCR3表达升高,可能反映了体内Th1/Th2细胞的比例失衡,Th1/Th2相关细胞因子分泌异常是导致流产的发病机制。在小鼠模型中IL-4与IL-10可选择性诱导CCR3、CCR5和CXCR3的表达,从而诱导妊娠免疫耐受,为治疗自发性流产提供新的机制。
(六)IL-4与再生障碍性贫血
免疫介导的造血抑制是再生障碍性贫血(aplastic anemia,AA)最常见的病理机制。AA患者可能有细胞免疫和体液免疫异常。用抑制T细胞的抗人胸腺球蛋白和环孢素对AA治疗有效,大剂量泼尼松对血清中存在造血抑制物的AA患者治疗有效。童勇等研究发现,AA患者外周血Th细胞减少( P<0.01),细胞内CD3 +CD4 +IFN-γ +、CD3 +CD4 +IL-4 +细胞均增高,Th1/Th2增高( P<0.01);NKT细胞增多( P<0.05),NKT细胞内IL-4水平升高( P<0.05);IFN-γ水平差异无统计学意义,结果表明AA是由T淋巴细胞亢进所致的造血功能衰竭,AA患者体内明显向Th1偏移,Th细胞内IFN-γ和IL-4均明显增高,也可以看作是向Th1偏移后的应激。AA患者T淋巴细胞产生过量的造血负调控因子如IFN-γ,可阻止细胞周期的进行和通过Fas信号通路促进CD34 +细胞的凋亡,从而表现出明显的造血抑制活性。NKT细胞可代偿调节AA患者IFN-γ和IL-4比例。
(七)IL-4与缺血性心脏病
Rezaei等第一次报道了IL-4基因多态性与缺血性心脏病的相关性。IL-4的590/T等位基因频率在缺血性心脏病组显著高于对照组。缺血性心力衰竭患者三种最常见的IL-4基因型-590C/C、-33 C/C和-33 T/T显著高于对照组。-590C/T IL-4基因位点与IL-4的产生有关,CC、TC和TT基因型分别与低、中和高的IL-4产生相关。IL-4基因-33C/T位点位于起始密码子ATG上游-33bp处,在IL-4转录激活中起着重要的作用,IL-4的纯合子变异体-33C/C与IL-4产生增加相关;在对照组没有发现-33T/T基因型,表明在缺血性心力衰竭患者中显著过表达。IL-4刺激哮喘患者的成纤维细胞,增加细胞外基质分子释放和胶原纤维分泌,促进肺纤维化的发展;而在心脏压力超负荷时,IL-4可能主要由肥大细胞产生,显著促进心肌纤维化。在高血压性心肌病患者中,尿IL-4水平与心肌纤维化和重构显著相关。目前少有报道缺血性心脏病患者外周血IL-4水平与对照组存在差异,细胞因子基因多态性与缺血性心力衰竭的发生、发展中可能发挥的作用还需进一步研究。
(八)IL-4与浆细胞病
浆细胞病患者体内多克隆免疫球蛋白的合成受到抑制,极易并发各类感染,原因主要是C-反应蛋白(CRP)浓度升高,抑制Th细胞合成和分泌IL-4,使多克隆B细胞激活发生缺陷,增殖、分化为浆细胞受到影响,从而抑制了多克隆免疫球蛋白的合成。
(九)IL-4与器官移植免疫排斥反应
IL-4是活化的Th2细胞分泌的因子之一。IL-4能通过自分泌促进Th2细胞进一步活化增殖分化,辅助其介导体液免疫,抑制Th1细胞的增殖并降低Th1细胞分泌细胞因子的能力。有研究发现在大鼠同种异体脾移植中,通过向供体脾脏输注IL-4质粒脂质体复合物,使IL-4在脾脏中高表达,抑制了IFN-γ的产生及Th1活性,延长了移植脾的存活时间。细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4通过阻断CD28协同刺激途径负性调节T细胞增殖。Zhang等将细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4和IL-4基因共同转导入小鼠下睑皮下,明显延长了角膜移植术后角膜植片的存活时间。角膜移植免疫排斥反应是一个多因素参与的调节过程,近年来研究表明细胞因子在角膜移植免疫中起重要作用,角膜移植免疫排斥反应是主要由Th1因子介导的迟发型超敏反应。Th1因子IFN-γ在角膜移植免疫排斥反应中起着促进排斥反应的作用,而Th2因子IL-4的高表达可能有助于诱导免疫耐受。CD25、IFN-γ和IL-4在角膜移植免疫排斥反应过程中发挥重要的作用;促进IL-4表达,抑制IFN-γ及CD25产生,对降低角膜移植免疫排斥反应具有积极的作用。
(十)IL-4与慢性肝炎
细胞因子通过炎症反应、干扰细胞生长、诱导细胞凋亡等途径在重型肝炎的发病中发挥作用。IL-4为Th2分泌的抗炎因子,可抑制单核巨噬细胞产生IL-6、TNF-α和氧自由基等炎症介质,减轻肝组织炎症,与肝炎慢性化有关。
(十一)IL-4与胃炎、消化道溃疡
越来越多的证据表明幽门螺杆菌( Hp)与慢性胃炎及胃、十二指肠溃疡有密切的关系,在隆起糜烂性胃炎患者中, Hp感染者体内Th2型细胞分泌的细胞因子IL-4水平明显高于不感染 Hp者。IL-4促进Th2细胞分化,通过促进B淋巴细胞的增殖,上调体液免疫应答,但这种体液免疫应答对 Hp的根除不但无效,而且易导致 Hp感染的持续存在。
(十二)IL-4与慢性阻塞性肺疾病
近年研究表明细胞因子与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)发生发展密切相关。COPD患者血清中IL-4的水平高于对照组,经研究发现IL-4和IL-13是构成COPD气道炎症的重要细胞因子,作为主要的炎性递质可能参与了COPD的发病,它们相互作用,加速局部炎症的发生发展,最终导致气道结构的重塑和气流阻塞的形成。
(十三)IL-4与体液免疫缺陷
如前所述,IL-4又称B细胞生长因子、B细胞分化因子及B细胞刺激因子,可诱导B细胞增殖,因此IL-4低下或缺乏可引起体液免疫缺陷。病儿IL-4的水平低下,SmIg的分化障碍是导致免疫球蛋白分泌不足甚至缺乏的原因之一。目前IL-4作为肿瘤免疫调节剂已进入Ⅱ期临床试验,治疗免疫缺陷症的临床试验也开始进行。
六、白细胞介素-4与疫苗接种
粱惠萍等研究了乙型肝炎疫苗与体内IL-4水平的相关性,结果显示,无、弱应答组中的IL-4平均表达水平为3.18±4.45μg/L,显著低于中、强应答组7.76±5.71μg/L( P=0.0001),提示机体接种乙型肝炎疫苗后无、弱应答的产生与IL-4分泌水平低下相关,原因可能是IL-4具有刺激B细胞活化、增殖并产生抗体IgG1亚类、IgE、IgM的强大功能,并以自分泌方式促进Th2细胞分化,是体液免疫的重要调节因子。血清中IL-4分泌量的异常会影响体液免疫应答,IL-4的减少会造成B细胞抗体的产生减少,从而导致乙型肝炎疫苗的无、弱应答。
IL-4对B细胞、T细胞、单核-巨噬细胞、嗜碱性粒细胞等多种细胞具有活化、增殖、分化和趋化等作用,通过多种信号通路在免疫调节网络中发挥重要作用。IL-4的生物作用具有多效性、复杂性、双向性等特点,在不同的疾病中作用效应迥异;IL-4对B细胞恶性肿瘤、高表达IL-4R的癌细胞、类风湿关节炎、GVHD、自发性流产等疾病可能有治疗作用,在体外培养营养枯竭的应激下,IL-4可促进癌细胞增殖,且与哮喘、皮肤炎、AA、缺血性心脏病等疾病的进展相关;IL-4能增强人体对乙型肝炎疫苗的免疫应答。随着研究的深入,相信IL-4在疾病研究与治疗方面将拥有更广阔的应用前景。
(姜 锐)
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