TSLP在过敏及其他疾病中的作用

胸腺基质淋巴生成素（TSLP）是一种多效性的细胞因子，作用于多种细胞谱系，包括树突状细胞、T细胞、B细胞、中性粒细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和固有淋巴细胞，调控它们的成熟、存活和招募。TSLP最为人知的是其在促进Ⅱ型免疫反应中的作用，尤其是在过敏性疾病中的作用。2021年，一种靶向TSLP的单克隆抗体已获批用于重度哮喘的治疗。然而，现已明确TSLP在多种病理环境中扮演着许多重要角色。事实上，几种TSLP的遗传变异与疾病严重程度相关，TSLP的染色体变异在某些癌症中较为常见，表明TSLP在疾病中的重要作用。在本综述中，我们讨论了TSLP生物学的最新进展，重点阐述它如何调控组织微环境，不仅在过敏性疾病中发挥作用，还在传染性疾病、炎症性疾病和癌症中发挥作用。令人鼓舞的是，针对TSLP通路的治疗正积极开展，并且已用于多种疾病的研究。

TSLP是一种四螺旋 α-螺旋结构的I型细胞因子，是IL-7的同源物。尽管最初被发现作用于B细胞，但随后被发现直接作用于树突状细胞（DCs），并通过其对DCs的作用间接影响T细胞；然而，后来的研究表明，TSLP对于正常CD4+T细胞的发育也至关重要，并直接作用于CD4+和CD8+T细胞。此外，TSLP还对中性粒细胞、肥大细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸性粒细胞、ILC2s、自然杀伤T细胞、平滑肌细胞以及肿瘤细胞产生作用。这一广泛的靶细胞谱系有助于解释TSLP在人体和小鼠中所介导的多种功能。

肺部、皮肤和胃肠道中的上皮细胞和基质细胞是TSLP的主要来源，无论是在稳态还是炎症条件下，尽管DC、嗜碱粒细胞和肥大细胞也能产生这一细胞因子（图1）。此外，毛囊也能产生TSLP，并且与IL-7共同作用，TSLP有助于在皮肤内维持ILCs的存在，这些细胞通过调控皮脂腺功能调节皮肤微生物群。上皮细胞的TSLP产生可被多种刺激诱导，包括机械损伤、TLR3、TLR2和NOD2的配体、蠕虫感染、促炎细胞因子以及蛋白酶（如胰蛋白酶和木瓜蛋白酶）。肺部的TSLP产生也会在感染病毒后被激活，包括呼吸道合胞病毒（RSV）、鼻病毒、流感病毒和淋巴细胞性脉络膜脑炎病毒。TSLP作为警报因子，能够迅速从细胞中释放，激发外源性和内源性的危险信号，从而加剧炎症反应。

图1：TSLP的诱导因子、来源和靶标

TSLP的产生受到促炎性TH2细胞因子IL-4和IL-13的正向调控，同时也受到TNF、IL-1β和IL-25的调控，其中TNF与TH2细胞因子协同作用，增强TSLP的产生。相反，干扰素-γ（IFNγ）和IL-17抑制TSLP的释放。β2-肾上腺素受体激动剂和糖皮质激素也能抑制TSLP的释放，并且协同作用抑制聚（I:C）诱导的TSLP释放。在组织损伤的背景下，巨噬细胞衍生的前颗粒素可诱导小鼠气道上皮细胞产生TSLP，从而引发过敏性炎症。此外，IgE与其高亲和力受体（FcεRI）交联后，可诱导肥大细胞产生TSLP。在转录水平上，NF-κB和AP1参与TSLP基因的表达，并且在TSLP启动子区域已发现NF-κB结合位点。

TSLP通过一种异二聚体受体进行信号传导，该受体由TSLPR和IL-7受体α链（IL-7Rα，亦称为CD127）组成（图2）。这种异二聚体受体在TSLP靶细胞上表达，包括DCs、肥大细胞、巨噬细胞、嗜碱粒细胞、T细胞、上皮细胞和神经元。与其同源因子IL-7不同，IL-7通过一种由IL-7Rα和共用细胞因子受体γ链组成的异二聚体受体激活JAK1和JAK3，而TSLP则通过IL-7Rα激活JAK1，通过TSLPR激活JAK2。JAK1和JAK2随后主要激活STAT5A和STAT5B，以及较少程度上激活STAT1和STAT3，最终驱动IL-4、IL-5、IL-9和IL-13的产生，并引发促炎效应。

图2：TSLP诱导信号传导的机制

TSLP在过敏性疾病中的作用

TSLP与其他上皮细胞来源的细胞因子IL-25和IL-33在过敏性疾病的发生发展中发挥着关键作用，包括哮喘、特应性皮炎和食物过敏（图3）。最初的研究表明，TSLP通过作用于DCs并诱导其表达OX40L、CD80和CD86，从而促进初始CD4+ T细胞分化为促炎的TH2细胞，这些TH2细胞产生IL-4、IL-5、IL-13和TNF。随后研究发现，TSLP激活的DC还刺激初始CD4+ T细胞分化为T滤泡辅助细胞（Tfh），这些细胞能够诱导记忆B细胞分泌IgG和IgE，从而将TSLP与过敏中IgE的产生联系起来。TSLP还促进嗜酸粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞释放TH2细胞因子和趋化因子。TSLP作用于嗜碱粒细胞与食物过敏相关的炎症性疾病嗜酸性食管炎的小鼠模型的IgE独立发展有关。

图3：TSLP在过敏性疾病和病毒感染中的作用

除了TSLP对CD4+T细胞的间接作用外，该细胞因子还直接作用于CD4+T细胞，并且在其对抗原的完全增殖以及记忆TH2细胞的形成和免疫记忆反应中是必需的。缺失TSLPR的小鼠（Crlf2-/-小鼠）表现出强烈的TH1细胞反应，伴随有高水平的IL-12、IFNγ和IgG2a，但IL-4、IL-5、IL-10、IL-13和IgE的水平较低。Crlf2-/- CD4+T细胞对抗原的增殖仅较弱，并且Crlf2-/-小鼠在没有补充野生型CD4+T细胞的情况下无法发展卵白蛋白（OVA）诱导的肺部炎症。有趣的是，TSLP在气道炎症模型中的作用取决于它是作用于先天免疫细胞还是适应性免疫细胞。在胰蛋白酶诱导的气道炎症模型中，TSLP直接刺激了ILC2细胞，但未激活嗜碱粒细胞，以增强Ⅱ型炎症；而在OVA诱导的气道炎症中，TSLP主要作用于DC和CD4+T细胞，而不是嗜碱粒细胞或ILC2细胞，尤其是在致敏阶段。因此，TSLP在过敏性疾病中具有广泛的作用。

特应性皮炎（AD）是一种异质性疾病，具有多因素的发病机制，包括遗传易感性、环境因素和免疫因素。TSLP的遗传变异会影响该疾病的严重程度和持续性。TSLP在人体AD病变中高度表达，且其在小鼠皮肤中过度表达可导致类似AD的疾病。

哮喘的患病率在不同种族群体之间有所差异，在小鼠模型中，TSLP在肺部的过度表达导致严重的气道炎症和气道高反应性（AHR）。此外，哮喘患者，尤其是重度哮喘患者，气道中TSLP和TH2细胞因子的水平升高，且TSLP水平能够预测未来哮喘的加重。轻度特应性哮喘患者的活检切片显示，过敏原刺激可增加支气管上皮和黏膜下层中IL-25、IL-33和TSLP的水平，这些细胞因子的水平与气道阻塞的程度相关。此外，嗜酸性哮喘患者的IL-4水平升高，这不仅通过降低丝聚蛋白和黏附分子（如E-cadherin）的表达增加气道上皮细胞的通透性，还通过提高IL-33和TSLP的水平，进一步增强TH2炎症反应。

患有一种特应性疾病的个体往往也会患有其他特应性疾病，并可能发展为过敏性疾病，包括哮喘或鼻炎，这一现象被称为特应性进程（atopic march）。对于有风险的AD患者进行早期治疗干预，并更好地理解触发哮喘的机制，可能有助于预防哮喘和特应性进程。TSLP参与了AD和哮喘的发生，近期研究表明其在特应性进程中的作用。与此观点一致，皮肤来源的TSLP在动物模型中促进了过敏原敏感性哮喘。此外，当小鼠在新生期感染呼吸道合胞病毒（RSV）时，在再感染后，由于TSLP的表达、OX40L的表达、肺部DC迁移和TH2细胞极化，它们会表现出增强的AHR，导致后期出现过敏反应。

重要的是，TSLP在哮喘中的关键致病作用得到了以下发现的支持：一种特异性针对TSLP的人单克隆抗体，称为特泽鲁单抗（Tezspire），能够阻断其与TSLPR的结合及其生物学作用，从而减少嗜酸性炎症和气道高反应性（AHR），并降低哮喘患者的疾病加重。因此，2021年，美国FDA批准了特泽鲁单抗用于重度哮喘的治疗。此外，一种针对IL-7Rα的人源化Fc失活IgG1单克隆抗体，可能同时阻断TSLP和IL-7，目前正在评估用于治疗自身免疫性疾病。然而，与其在哮喘中的效果不同，特泽鲁单抗在一项IIa期试验（NCT03809663）中未能在特应性皮炎（AD）中实现统计学意义上的改善。

TSLP与宿主防御感染的关系

金黄色葡萄球菌（S. aureus）可引起健康个体的严重皮肤感染，并且随着耐药菌株的扩展，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），这些感染正变得更加严重。如前所述，TSLP在屏障表面（包括皮肤）高表达，且已被证明能通过直接作用于中性粒细胞，增强中性粒细胞介导的MRSA杀伤作用。TSLP还可增强对链球菌（Streptococcus pyogenes）的杀伤，链球菌是另一种重要的皮肤感染病原。TSLP通过直接作用于补体C5系统，调节中性粒细胞产生活性氧种类，从而增强MRSA的杀伤作用，这一过程依赖于中性粒细胞和补体。

病毒感染：如上所述，TSLP在TH2免疫反应中的作用已经得到了广泛研究，但其在CD8+T细胞反应中的作用尚未得到充分表征。流感病毒感染是呼吸道疾病的主要原因，导致大量的发病率和死亡率，每年约造成50万人死亡。在流感病毒感染或注射模仿病毒双链RNA的聚(I:C)后，肺部上皮细胞会产生包括TSLP在内的促炎细胞因子，这些因子会改变肺部的免疫反应（图3）。TSLP直接通过促进细胞毒性T细胞存活，并间接通过激活DCs来支持细胞毒性T细胞的存活。

除了呼吸道病毒外，其他几种病毒感染也被报道能诱导上皮细胞产生TSLP，包括水疱性口炎病毒、丙型肝炎病毒、免疫缺陷病毒（HIV和SIV）和人乳头瘤病毒（HPV），这突显了TSLP作为警觉素的作用。

总之，TSLP在包括细菌和病毒感染在内的多种传染性疾病中发挥作用，而不仅仅限于蠕虫感染。

在过去十年中，TSLP在多种癌症（包括实体肿瘤和白血病）的控制和发病中的作用已被阐明，研究表明，TSLP在不同的肿瘤类型和具体情境下，既具有促肿瘤作用，也具有抗肿瘤作用（见图4）。

图4：TSLP在癌症中的作用

急性淋巴细胞白血病：费城染色体样急性淋巴细胞白血病（ALL）通常与影响CRLF2的基因变异相关，实际上，针对JAKs的治疗，例如通过针对JAKs的蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs），已被证明是治疗CRLF2重排型ALL的有效方法。在与唐氏综合症相关的急性淋巴细胞白血病（ALL）中，CRLF2重排率较高，TSLP增加了酪氨酸磷酸酶PTPN11与RAS的结合，导致RAS蛋白的激活，从而促进ALL细胞的生长。

在乳腺癌中，癌细胞可以分泌TSLP，这与初级乳腺肿瘤浸润中OX40L+ DCs的存在相关。这些DC在体外促进TH2细胞的发育，产生IL-13和TNF。阻断TSLP可降低IL-13的产生，并在异种移植模型中减少肿瘤生长。

相反，其他研究表明，TSLP可能具有抑制肿瘤的活性。一项研究发现，在远端部位通过基因或化学方式诱导TSLP，可在小鼠中引发强烈的抗肿瘤免疫反应，抑制自发性乳腺癌的发生，这一过程是通过TH2细胞介导的。

在肺癌中也描述了TSLP的促肿瘤功能。也有研究报告了TSLP在宫颈癌、胃癌和卵巢癌中独立于TH2细胞的促肿瘤作用。TSLP在宫颈癌细胞中由缺氧诱导分泌，进而诱导趋化因子CCL17的释放，CCL17招募嗜酸性粒细胞，导致肿瘤细胞增殖增加和凋亡减少，这些过程分别通过上调Ki-67和BCL-2实现，并通过诱导IL-8和血管内皮生长因子的产生间接刺激血管生成。

因此，TSLP与多种恶性肿瘤的促进或抑制作用相关，提示该细胞因子在恶性疾病中的作用依赖于具体的微环境。

TSLP在脂肪代谢中的作用

肥胖增加了多种疾病的风险，包括高脂血症、糖尿病、某些癌症、脂肪肝和心血管疾病。最近有报道显示，TSLP在脂肪代谢中发挥作用，选择性地促进白色脂肪组织的丧失，在遗传模型和饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗及非酒精性脂肪性肝炎中均具有保护作用。TSLP水平升高的小鼠由于过度的脂质通过皮肤分泌为皮脂而导致毛发油腻，并且血液中的三酰甘油、游离脂肪酸、胆固醇酯、游离胆固醇和蜡酯水平升高，这些变化是由TSLP介导的皮肤CD4+或CD8+T细胞诱导皮脂和皮脂相关抗菌肽的释放所导致的。鉴于ILC在皮肤中暴露于TSLP后会负向调节皮脂腺的大小和脂质含量，因此，由TSLP调控的ILC和T细胞可能在控制皮脂分泌中发挥对立作用。

TSLP在慢性炎症性疾病中的作用

新兴证据表明，TSLP在慢性炎症和自身免疫疾病中的作用与TH2细胞无关，突出了其超越TH2型反应的作用。这些发现表明，TSLP可能在多种人类疾病中发挥广泛的作用。

慢性阻塞性肺疾病（COPD）通常与TH1细胞、巨噬细胞和中性粒细胞相关，而哮喘则主要与TH2细胞、嗜酸性粒细胞和/或肥大细胞相关。尽管COPD主要与TH1相关，但与对照组相比，COPD患者支气管上皮中的TSLP mRNA和蛋白质水平有所升高。已知加重COPD的因素，包括呼吸道病毒、双链RNA、香烟烟雾提取物以及激活NF-κB的促炎细胞因子，会刺激COPD患者产生TSLP，提示TSLP可能参与COPD的发展和/或加重。

特发性肺纤维化（IPF）是一种严重的、进行性且最终致命的疾病，特征为不明病因的肺间质纤维化。TSLP和TSLPR在IPF患者的肺部中过度表达，并且TSLP在IPF患者的支气管肺泡灌洗液和血清中均有所增加。

类风湿性关节炎（RA）是一种影响关节的自身免疫性炎症性疾病，特征为慢性滑膜炎—主要与TH1型和TH17型炎症相关。最近，TSLP基因多态性与RA易感性风险之间的关系得到了证实，RA患者的滑膜液和血浆中TSLP和TNF水平显著高于对照患者。有趣的是，TNF不仅能够诱导RA患者的滑膜成纤维细胞产生TSLP，也能促使对照患者的滑膜成纤维细胞产生TSLP，提示滑膜成纤维细胞产生TSLP并非RA特异性，而是被TNF增强。相应地，使用抗TSLP中和抗体阻断TSLP活性，能减轻由抗II型胶原抗体诱导的小鼠TNF依赖性实验性关节炎损伤，表明TSLP在RA发病机制中起到一定作用。此外，在小鼠的胶原诱导性关节炎模型中，TSLP注射显著加重了关节炎的严重程度，且T细胞的激活导致关节破坏。总体而言，研究表明TSLP表达可能是RA的疾病标志物，靶向TSLP信号通路可能代表一种合理的新型RA治疗策略。

TSLP是一种多效性细胞因子，具有多重作用。尽管TSLP作为Ⅱ型炎症反应启动因子的原始作用已得到充分确立，但正如本综述所述，这种细胞因子的生物学和作用远远超出了最初的认识。TSLP现在已被发现与病毒感染、癌症、慢性炎症和脂肪代谢等多种疾病相关。TSLP在过敏性疾病中通常具有有害作用，但在宿主防御中，它可能具有保护作用。而在癌症中，已有多项研究表明，TSLP的作用可能是有益的也可能是有害的，这取决于恶性肿瘤的类型和生物学背景。

综上所述，TSLP在多种疾病和细胞稳态中的作用表明，它具有作为疾病严重程度预测标志物和治疗靶点的巨大潜力。

Ebina-Shibuya, Risa, and Warren J Leonard. “Role of thymic stromal lymphopoietin in allergy and beyond.” Nature Reviews Immunology 2023 (23): 24-37. doi:10.1038/s41577-022-00735-y