《Nature Communications》：Evidence for Interleukin-17C governing interleukin-17A pathogenicity and promoting asthma endotype switching in bronchiectasis
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本研究针对支气管扩张-哮喘重叠（BAO）这一临床难题，揭示了IL-17C通过与其受体IL-17RE结合，增强3型固有淋巴样细胞（ILC3s）产生IL-17A，从而驱动哮喘内型向中性粒细胞型转换的新机制。该研究为BAO的精准治疗提供了潜在靶点，具有重要的临床意义。
在呼吸系统疾病领域，支气管扩张和哮喘是两种常见的慢性炎症性疾病，但它们常常在同一患者身上共存，形成支气管扩张-哮喘重叠（BAO）。这种情况给临床治疗带来了巨大挑战，因为针对哮喘的常规疗法（如吸入性糖皮质激素）可能不适用于支气管扩张，甚至可能增加感染风险。BAO患者的哮喘类型往往不同于单纯的哮喘，更倾向于一种难以控制的、以中性粒细胞炎症为主的“2型低”（type 2-low）内型，但其背后的分子机制尚不明确，成为了精准医疗道路上的一个障碍。
为了解开BAO的谜团，一项发表在《Nature Communications》上的研究应运而生。研究人员将目光投向了免疫系统中的一些关键信号分子和细胞。他们发现，在BAO患者体内，一种名为白细胞介素-17C（IL-17C）的细胞因子水平升高，并且与另一种强效的促炎因子IL-17A以及一群名为3型固有淋巴样细胞（ILC3s）的免疫细胞数量呈正相关。这提示IL-17C可能在BAO的疾病进程中扮演着重要角色。
为了验证这一猜想，研究人员巧妙地构建了一个模拟BAO病理过程的动物模型。他们先让小鼠的呼吸道慢性感染一种在支气管扩张患者中常见的细菌——铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），然后再用卵清蛋白（OVA）诱导其产生哮喘样症状。结果发现，这种先感染后致敏的模式成功地使小鼠的哮喘特征从典型的嗜酸性粒细胞（与过敏相关）主导类型，转换成了以中性粒细胞浸润为主的类型，同时伴有更严重的气道高反应性（AHR）和更高的IL-17A水平。这与在BAO患者中观察到的现象非常相似。
那么，IL-17A是如何被“启动”的呢？进一步的探索将焦点集中到了IL-17C身上。研究人员发现，在感染铜绿假单胞菌后，肺部上皮细胞产生的IL-17C会显著增加。这种增加与上皮细胞屏障功能的损坏有关，而损坏部分是由中性粒细胞分泌的基质金属蛋白酶-9（MMP-9）所介导的。更重要的是，当他们使用基因敲除技术去除小鼠体内的IL-17C受体——IL-17RE时，神奇的事情发生了：这些小鼠在经历相同的感染和致敏过程后，肺部的中性粒细胞炎症、IL-17A的水平以及ILC3s的活化程度都明显减轻了，但针对细菌的清除能力却有所下降。
机制研究的最后一块拼图在于揭示IL-17C如何精确地作用于免疫细胞。通过高精度的细胞分选和分析技术，研究人员证实，ILC3s的表面确实表达着IL-17RE受体。当外源的IL-17C与这些细胞共同培养时，能直接刺激它们产生更多的IL-17A。这表明IL-17C就像是ILC3s的“加速器”，通过IL-17RE这个“油门踏板”，直接指令ILC3s加大IL-17A的“产量”，从而推动中性粒细胞性炎症的发生。
本研究主要采用了临床样本分析、小鼠疾病模型（铜绿假单胞菌慢性感染联合OVA致敏）、细胞培养模拟、流式细胞术、酶联免疫吸附试验（ELISA）、定量实时聚合酶链式反应（qRT-PCR）、蛋白质印迹（Western blot）、组织病理学分析、气道功能测量以及基因敲除动物模型等技术方法。临床样本来源于上海肺科医院招募的健康对照、哮喘、支气管扩张及BAO患者。
Exposure to P. aeruginosa chronic lower respiratory tract infection drives asthma endotype switching towards neutrophilic asthma associated with Th17 cells and ILC3s
通过建立铜绿假单胞菌慢性感染后OVA致敏的小鼠模型，研究发现该模型成功模拟了BAO患者的中性粒细胞性哮喘特征，表现为气道阻力增加，BALF中IL-17A水平升高、IL-5和IL-13水平降低，肺部炎症浸润以中性粒细胞为主，并且Th17细胞和ILC3s反应增强，而Th2细胞和ILC2s反应受到抑制。
IL-17A mediates asthma endotype switching towards neutrophilic asthma driven by P. aeruginosa chronic exposure
通过在小鼠模型中使用IL-17A中和抗体，研究发现中和IL-17A可以显著减轻PA/OVA暴露引起的气道炎症、降低中性粒细胞数量及ILC3s水平，并部分恢复Th2反应，证明IL-17A在铜绿假单胞菌感染驱动的哮喘内型转换中起关键介导作用。
Epithelial barrier integrity is impaired in a P. aeruginosa-exposed asthma model
在体外细胞实验中发现，铜绿假单胞菌预处理 followed by OVA或IL-13刺激，会导致人肺上皮细胞（A549）形态改变、细胞间通透性增加、紧密连接（如ZO-2, ZO-3, Claudin-18）和粘附连接（E-cadherin）蛋白表达下降，表明上皮屏障完整性受损。小鼠肺组织免疫组化结果也证实了这一点。
The level of IL-17C positively correlates with IL-17A and is associated with the defective epithelial barrier integrity
研究发现，在PA/OVA小鼠模型及BAO患者血清中，IL-17C水平显著升高，且与IL-17A水平及ILC3s数量呈正相关。体外实验表明，上皮屏障损伤诱导的IL-17C表达依赖于MMP-9的活性。
Ablation of Il17re inhibits IL-17A production in neutrophilic asthma driven by chronic infection with P. aeruginosa
使用Il17re基因敲除（Il17re-/-）小鼠进行实验，发现缺失IL-17RE可减轻PA/OVA暴露引起的气道炎症和中性粒细胞浸润，降低IL-17A水平、Th17细胞和ILC3s反应，同时肺部细菌负荷减少，表明IL-17C/IL-17RE信号通路在驱动中性粒细胞性哮喘中至关重要。
IL-17C binds directly to ILC3s through interacting with IL-17RA-IL-17RE complex in lung tissues and potentialtes IL-17A expression
机制研究表明，ILC3s高表达IL-17RE受体。IL-17C能直接结合到ILC3s上的IL-17RE，从而促进ILC3s产生IL-17A。体内外实验证实，IL-17RE+的ILC3s比IL-17RE-的ILC3s产生更多的IL-17A。
综上所述，本研究揭示了在支气管扩张-哮喘重叠（BAO）中，铜绿假单胞菌慢性感染通过破坏气道 epithelial barrier，诱导MMP-9依赖性IL-17C表达上调。IL-17C进而通过与其受体IL-17RE结合，直接作用于3型固有淋巴样细胞（ILC3s），增强其产生IL-17A的能力，最终驱动哮喘内型向中性粒细胞优势型转换。这项研究不仅阐明了BAO的一种新的免疫炎症机制，将上皮屏障功能、先天淋巴细胞和细胞因子网络联系起来，而且首次提出了IL-17C/IL-17RE信号轴是连接细菌感染与中性粒细胞性哮喘的关键桥梁。这为开发针对BAO，特别是IL-17A高表达亚群患者的精准靶向治疗策略（例如靶向IL-17C或IL-17RE）提供了坚实的理论依据和潜在的干预靶点，对改善这类难治性患者的临床预后具有重要意义。
