NK细胞在介导儿童过敏性哮喘中的作用和研究进展

高倩男，饶兴愉，朱惠芳，罗开源

(赣南医学院 1.2017级硕士研究生；2.第一附属医院儿科，江西 赣州 341000)

过敏性哮喘是儿童常见的过敏性疾病，主要表现为反复发作的喘息、咳嗽、气促、胸闷，可逆性气流受限，血流阻塞和支气管痉挛等症状[1]。全球约有3亿人罹患哮喘，其中儿童患过敏性哮喘的比例呈逐年上升的趋势[2-4]。过敏性哮喘是一种由多因素引起的持续性慢性气道炎症疾病，不仅受遗传因素的先天影响，也可由空气污染和过敏原的刺激等环境因素引起，病因复杂，发病机制尚不明确[5-7]。若得不到及时有效的治疗，不仅会影响患儿生活质量及其生长发育，随着疾病的发展会出现不可逆性气道狭窄及气道重塑，严重威胁患儿生命[8]。

NK细胞是来源于造血干细胞并在骨髓微环境中分化成熟的一类大颗粒天然淋巴细胞，不仅参与清除肿瘤细胞及病毒感染的细胞，还可介导机体超敏反应及自身免疫性疾病的发生[9]。NK细胞主要分布于外周血中，占外周血单个核细胞的5%～10%，约占肺部定植淋巴细胞总数的10%。根据NK细胞的不同表型，可分为不同的类别：如根据细胞因子的分泌情况，可将NK细胞分为NK1和NK2两个亚群。其中NK1细胞对IL-12产生免疫应答，分泌以IFN-γ和IL-10为主的细胞因子；而NK2细胞的成熟需要IL-4的刺激，分泌IL-5和IL-13等细胞因子[10]。而根据表面标志物CD56及CD16的相对表达，可将NK细胞分为CD56bright和CD56dim两个亚型。正常个体中CD56brightNK细胞占所有NK细胞的5%～10%，CD56brightNK细胞以分泌细胞因子功能为主，如IFN-γ，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-10和IL-13，表现弱细胞毒性；而CD56dimNK细胞则与之相反，分泌细胞因子相对较少，但细胞毒活性和溶解靶细胞的能力较强。多数CD56brightNK细胞表面CD16的表达呈阴性，且缺乏抑制性受体(Killer Inhibition Receptors, KIR)的表达。此外，CD56dimNK细胞优先位于急性炎性外周部位，而CD56brightNK细胞迁移至慢性炎症部位[11-13]。有研究表明[14-16]，对比哮喘急性加重期与稳定期，前者血液中NK细胞数量更多；与轻度哮喘患者和健康人相比，重度哮喘患者NK细胞的活化受体NKG2D(Natural Killer Group 2 member D)和活化标志CD69表达显著增高。在严重哮喘患儿外周血NK细胞数量与嗜酸性粒细胞数量呈正相关，同时嗜酸性粒细胞与NK细胞表面表达的受体NKG2D与活化标志物CD69呈正相关。

过敏性哮喘是儿童常见的慢性气道疾病，是由免疫细胞(如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、淋巴细胞等)和多种细胞因子共同参与的、具有高气道反应性的慢性炎症性疾患。目前大多数研究认为Th1与Th2比例失衡是引发哮喘的主要原因[17-19]，而IFN-γ、IL-5、IL-13等细胞因子是其下游效应因子[20]。NK细胞作为免疫调节细胞在与其他免疫细胞的相互作用中发挥着重要的作用，其作用机制是通过多种细胞因子及在其表面的多个活化性和抑制性受体与靶细胞的配体相结合。关于NK细胞在哮喘发病机制中的作用一直存在争议。有研究报道哮喘患者NK细胞活性增高，NK细胞对促进过敏性肺部炎症有贡献。经过敏原刺激后NK细胞活化，同时受炎症部位趋化因子的作用，向炎症部位转移，并产生大量以Ⅱ型免疫反应为主的细胞因子，如IL-3、IL-5、IL-13等促进哮喘的发生；同时NK细胞表面受体与相应的配体结合，促进T细胞释放IL-4、IL-13等因子。相反，其他一些研究表明，过敏性嗜酸性气道炎症可以通过NK细胞功能的增强而被抑制。NK细胞分泌的IFN-γ是经典的Ⅰ型免疫反应细胞因子，同时NK细胞表面受体可通过与促分解脂质介质resolvin E1和脂氧素A4等结合，激活NK细胞，从而杀伤T细胞及嗜酸性粒细胞，介导过敏性炎症的消退[21]。

哮喘作为一种常见但病因及病理机制复杂的疾病，其发病机制及治疗等方面的研究备受关注。NK细胞在哮喘发病机制中的确切作用尚不确定，也存在一定的争议。本文就NK细胞在儿童过敏性哮喘中的正反向调节作用进行综述。

1 NK细胞对哮喘发生的正向调节作用

1.1 NK细胞分泌的免疫因子对哮喘的促进作用活化的NK细胞可分泌多种调节因子，如IL-1、IL-3、IL-5、IL-13、GM-CSF等具有致炎作用，促进哮喘的发生[22]。IL-1可协助抗原激活CD4+T细胞，促进B细胞增殖和分泌抗体；同时IL-1通过诱导IL-2来刺激成熟的淋巴细胞增殖及分泌细胞因子。IL-33是IL-1家族的一员，通过与2型先天性淋巴细胞(Group 2 innate lymphoid cells，ILC2)表面的IL-33受体相结合，从而诱导Ⅱ型细胞因子的分泌。ILC2主要分布于肺脏及纵隔淋巴结中，当机体受到过敏原刺激时，气道上皮细胞受损分泌IL-13、IL-25、IL-33等免疫调节因子诱导ILC2活化，分泌大量Ⅱ型细胞因子，如IL-5、IL-13等，作用于嗜酸性粒细胞、肥大细胞等使气道反应性增加，黏液分泌增多，促进哮喘的发生[23-24]。IL-5可诱导嗜酸性粒细胞活化，延长其生存期减少凋亡，还能促进嗜碱性粒细胞释放组胺及白三烯等炎症介质。在卵清蛋白(OVA)诱导的哮喘小鼠模型中使用抗-NK1.1单克隆抗体将NK细胞耗竭，结果显示肺嗜酸性粒细胞减少，支气管肺泡灌洗液IL-4和IL-5减少[25-26]。IL-4在Ⅱ型免疫反应中起重要作用，在有IL-4存在时成熟的NK细胞可产生IL-5、IL-13。IL-4/IL-13与B细胞表面受体结合，可诱导B细胞的增殖、IgE的合成。IL-13可下调IL-12来抑制Th1细胞发育，有助于Th2的产生。

1.2 NK细胞表面表达的受体对哮喘的促进作用

1.2.1 NK细胞表面表达的NKG2D对哮喘的调控NKG2D是NK细胞表面及T淋巴细胞表面表达的活化性受体。机体受到过敏原刺激后，肺脏组织细胞表面的NKG2D配体升高，NK细胞通过NKG2D受体-配体之间的结合，从而激活肺脏NK细胞[27]。FARHADI等实验结果表明，屋尘螨(HDM)致敏的小鼠肺脏组织细胞表达NKG2D的配体MULT-1，血清中主要组织相容性Ⅰ类相关蛋白A(MICA)和UL16结合蛋白2水平增高，消耗NKG2D可减少致敏小鼠肺脏中NK细胞、T细胞及嗜酸性粒细胞的浸润，抑制肺部CD4+T细胞分泌IL-4和IL-13，同时总IgE及HDM特异性IgE的产生减少。将NK细胞过继转移至NKG2D耗竭的小鼠体内则可恢复该炎症反应，但转移缺乏NKG2D受体的NK细胞及颗粒酶素B的NK细胞则不能恢复炎症反应，表明NKG2D及颗粒酶素B在过敏性哮喘中起着促进Ⅱ型免疫反应的作用[16,21,28-30]。NK细胞对NKG2D配体的识别是CD4+T细胞分化为Th2细胞和过敏致敏所必需的。NK细胞在过敏性炎症的致敏期起作用，在效应期间也对CD4+T细胞活化起作用。

1.2.2 NK细胞表面表达的大麻素2型受体(CB2)对哮喘的调控CB2受体在NK细胞上高表达，其配体为花生四烯酸衍生的二十烷类化合物。CB2受体缺乏的小鼠肺内NK细胞数量增多，NK细胞通过介导嗜酸性粒细胞、Ⅱ型细胞因子的产生及黏液的分泌减少，从而缓解气道过敏性炎症。在CB2受体缺乏的小鼠肺组织中产生IFN-γ的NK细胞数量增加，但能产生IFN-γ的T细胞数量无明显增多，说明CB2主要是通过影响NK细胞产生IFN-γ起调节作用，而不是影响Th1细胞[31]。前列腺素I2(PGI2)与过敏反应有关，与变态反应及炎症有关的物质均能引起PG的释放，其中在致敏肺内PGI2分泌是明显增多的，PG及组胺等炎症介质的释放互为依赖关系，这种相互依赖关系与肺内cAMP的浓度有关。与CB2受体有相似的现象，在HDM刺激后，与野生小鼠相比，PGI2受体(IP)缺乏的小鼠肺组织内NK细胞池增大两倍，这些NK细胞可产生更多的IFN-γ。同时CB2受体缺乏小鼠与IP缺乏小鼠相似的现象与NK细胞对ILC 2活性的限制有关。

2 NK细胞对哮喘发生的反向调节作用

2.1 NK细胞分泌的细胞因子对哮喘的抑制作用活化的Th1细胞及NK细胞可分泌IFN-γ。IFN-γ受体有α链与β链，其中β链与IFN-γ介导的信号传导有关，β链为Th0及Th2细胞的组成性表达成分，而Th1细胞缺如[32]。在Th2细胞亚群中，IFN-γ作用于其表面的IFN-γ受体，诱导STF-IFN-γ(Signal Transducing Facters-IFN-γ)，而抑制Th2细胞增殖，但不会抑制Th1细胞增殖[33]。IFN-γ抑制气道粘膜中嗜酸性粒细胞的聚集及IgE的产生。IL-2及IL-12是经典的Ⅰ型细胞因子，联合使用IL-2及IL-8刺激小鼠气道可抑制气道高反应及气道嗜酸性炎症，通过上调IL-12的产生及IL-12/STAT 4-依赖的细胞信号传导，进而促进IFN-γ的生成[34]。IL-18最初称为IFN-γ的诱导因子，可增强IL-12诱导的IFN-γ产生，IL-18和IL-12具有协调作用，促进NK细胞的增殖，增加IFN-γ的产生；同时IL-18和IL-12合用对IgE产生抑制及降低气道中嗜酸性粒细胞的浸润，也是通过IFN-γ依赖的机制调节的[35]。

2.2 NK细胞表面表达的受体对哮喘的抑制作用脂氧素A4是已知的可诱导嗜酸性粒细胞转运及组织积累，其受体在NK细胞上表达。促分解脂质介质resolvin E1和脂氧素A4，与NK细胞表面趋化因子受体1(CMKLR1)和脂氧素A4受体/甲酰肽受体2(ALX/FPR2)的结合，使NK细胞激活，进而杀伤T淋巴细胞和嗜酸性细胞[1,16,21]。NK细胞毒性受体(NCRs，包括NKp30、NKp44和NKp46)不仅介导靶细胞溶解，而且调节免疫应答的稳态；从NK细胞中敲除NCR1可降低NCR1介导的NK细胞活性，包括NCR1介导的对靶细胞的杀伤作用。在OVA免疫过后，NCR1缺乏小鼠的过敏性嗜酸性细胞肺部炎症较NCR1+小鼠更为严重，提示NCR1可减轻过敏反应[36-37]。

3 小结与展望

NK细胞是一类天然的免疫调节细胞，NK细胞在儿童过敏性哮喘中起着促进或抑制气道免疫炎症的作用。增加产生Ⅱ型细胞免疫因子的NK细胞及NK表面活化性受体表达的增加，可促进过敏性炎症的发生和发展；反之，分泌IFN-γ的NK细胞增多则降低气道嗜酸性炎症反应，总之可归结为Ⅱ型与Ⅰ型免疫反应之间的平衡情况。哮喘是目前儿童过敏性疾病中比较热门的研究之一。由于其发病率高，发病机制复杂，涉及免疫系统中的多种细胞及细胞因子的共同作用，因此有必要进一步研究NK细胞在哮喘中扮演的角色，为哮喘的靶向治疗提供一定的依据。