IL-27负调控γδ T细胞产生IL-17：流感继发肺炎链球菌肺炎的一种潜在机制

Secondary pneumococcal pneumonia after influenza infection is the leading cause of death from influenza-related complications, and cytokine dysregulation plays an important role in the development of postinfluenza pneumococcal pneumonia. However, the underlying mechanism remains to be elucidated. IL-17 produced by innate γδ T cells plays a pivotal role in regulating early host immune response against external pathogens. Our preliminary studies demonstrated that decreased production of IL-17 from γδ T cells increased sensitivity to secondary pneumococcal pneumonia after influenza infection. Furthermore, influenza infection induced the elevated levels of IL-27, and IL-27 could down-regulate the expression of transcription factor RORγt and the secretion of IL-17 in activated γδ T cells. Therefore, we firstly hypothesized that "the induced IL-27 after influenza infection cloud inhibit the production of IL-17 from γδ T cells upon pneumococcal infection, and S.pneumoniae would thus evade host immune defense", which may be a novel mechanism for the development of postinfluenza pneumococcal pneumonia. This project will take IL-27R-/- and γδ TCR-/- knockout mice to investigate the role of IL-17 from γδ T cells being negatively regulated by IL-27 in the development of secondary pneumococcal pneumonia after influenza infection and its potential intracellular signaling pathways by use of FACS sorting, adoptive cell transfer, gene chip and retrovirus transduction, etc. And this work will have important implications for the treatment of postinfluenza pneumococcal pneumonia.

流感继发S.pn肺炎是导致流感患者死亡的最重要原因，细胞因子反应失衡在其发病中起重要作用，但机制不详。先天性免疫细胞γδ T细胞产生的IL-17在宿主早期抗感染免疫中发挥重要作用。我们前期证实流感继发S.pn肺炎的发病与γδ T细胞产生的IL-17异常减低相关。进一步研究发现流感病毒感染后，IL-27异常表达升高，且IL-27可下调活化γδ T细胞IL-17关键转录因子RORγt 表达，并降低IL-17分泌。在此基础上，首次提出："IL-27表达上调使流感继发S.pn感染时γδT细胞生成IL-17减低，S.pn逃逸宿主免疫防御"的假说。拟用IL-27R-/-和γδTCR-/-等基因敲除小鼠模型，通过流式细胞分选、过继性细胞回输、基因芯片和反转录病毒等技术，从分子水平、细胞和动物模型揭示IL-27负调控γδT细胞产生IL-17在流感继发S.pn肺炎发病中的作用及信号机制，为其防治提供新思路。

本项目从IL-27调控肺脏免疫细胞功能的角度，深入探讨了细菌性肺炎的免疫发病机制，取得以下原创性结果：. （1）流感病毒感染后，通过I 型干扰素信号途径诱导宿主表达IL-27，IL-27进而促进继发肺炎链球菌肺炎的发生发展。IL-27受体缺陷小鼠发生流感继发肺炎链球菌感染的死亡率显著下降，表现在肺部表达IL-17A的 γδ T细胞（非 αβ T细胞）数量显著上升，中性粒细胞反应显著上调，细菌清除率因而显著增强。体外实验中发现，IL-27可抑制肺炎链球菌感染和树突状细胞活化状态下γδ T细胞分泌IL-17A。IL-27对γδ T细胞分泌IL-17A的抑制效应依赖于转录因子STAT1的活化。最后抑制IL-27活性或外源性给予IL-17A可抵抗流感后继发肺炎链球菌的感染。该项工作首次揭示IL-27可通过抑制 γδ T细胞表达IL-17A，从而促进流感继发肺炎链球菌的感染。上述主要结果以第一作者的身份发表于国际重要期刊EMBO Mol Med （2014;6:120-140）。. （2）在上述工作基础上，我们进一步研究了IL-27在脓毒症继发肺部细菌感染中免疫作用机制。发现在脓毒症患者和小鼠中，IL-27表达显著上调。动物模型中，IL-27受体缺陷小鼠在二次肺部细菌感染状态下， 细菌清除能力明显提高，生存率显著增强，且早期肺脏中细胞因子和趋化因子表达升高，中性粒细胞数量增多。抗体中和IL-27活性后，小鼠生存率和细菌清除能力明显提高，而外源性注射IL-27可导致小鼠对继发肺部细菌感染的易感性增加。当敲除小鼠巨噬细胞和中性粒细胞后，IL-27缺失对继发肺部细菌感染的耐受性也会消失。深入研究显示，IL-27受体缺失的巨噬细胞吞噬杀菌能力显著提高，且共刺激分子表达显著升高，而IL-27受体缺失的中性粒细胞杀菌能力增强，且粘附分子Mac-1表达上调。此项研究说明脓毒症状态下，IL-27是损害肺脏抗菌能力的重要分子。上述主要工作以通讯作者发表在Thorax（2014;69:926-37），并被该杂志主编评为2014年度有特色的研究工作（Thorax 2015;70:581-584）。. 总之，在本项国家自然科学基金的资助下， 我们揭示IL-27是感染破坏肺脏免疫稳态的一个关键节点分子，系列工作发表SCI论文5篇，申请国家发明专利1项，培养研究生5名。