IL-25增强广州管圆线虫感染小鼠中的嗜酸性粒细胞相关炎症

《Parasite Immunology》：IL-25 Enhances Eosinophil-Associated Inflammation in Angiostrongylus cantonensis-Infected Mice

　　

该研究旨在探讨白细胞介素（IL）-25在血管圆线虫病（angiostrongylosis）发病机制中的作用。研究人员使用ICR小鼠作为非容许宿主，将其分组并用广州管圆线虫（Angiostrongylus cantonensis）的感染期幼虫进行实验性感染。两组感染小鼠在感染后第3天（dpi）腹腔注射小鼠IL-25或抗IL-25单克隆抗体（mAb），然后每5天以相同剂量加强注射。每周从每组收集血清样本和脑组织进行免疫学和病理学检查。IL-25处理组显示出嗜酸性粒细胞百分比和免疫球蛋白E（IgE）水平显著增加，以及白细胞介素-5（IL-5）和白细胞介素-13（IL-13）水平升高。在21 dpi时，IL-25处理组的嗜酸性脑膜炎严重程度加重。这些结果表明，IL-25可能增强感染广州管圆线虫的小鼠中嗜酸性粒细胞相关的炎症。

嗜酸性粒细胞是骨髓来源的粒细胞，在活化后通过产生前列腺素、白三烯和细胞因子等化学介质发挥免疫调节作用，并释放基质金属蛋白酶-9和胶原酶等毒性颗粒蛋白以清除微生物和寄生虫，但过度活化可导致宿主组织损伤。广州管圆线虫（Angiostrongylus cantonensis）是引起人类嗜酸性脑膜炎、脑炎和脑脊髓炎的主要病原体，主要通过摄入生或未煮熟的软体动物传播，在台湾、中国大陆、东南亚及部分太平洋岛屿等地流行。感染后，非容许宿主（如人类和小鼠）的幼虫进入脑膜，触发以Th2型免疫反应为主的应答，表现为白细胞介素（IL）-5、IL-4、IL-13和IL-33表达升高，伴随嗜酸性粒细胞浸润脑脊液。IL-25（又称IL-17E）与IL-17结构相似，但生物学功能不同，可由活化的Th2细胞、树突状细胞、巨噬细胞、肥大细胞和上皮细胞产生，能增强过敏原诱导的气道炎症，包括促进Th2细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13）表达、嗜酸性粒细胞和CD4⁺ T细胞募集以及杯状细胞增殖，并在某些寄生虫感染中启动2型免疫反应。然而，IL-25在血管圆线虫病免疫病理发生中的具体作用尚不明确。为此，研究人员通过实验感染ICR小鼠（非容许宿主）并给予外源性IL-25或抗IL-25单克隆抗体（mAb），探究IL-25对嗜酸性粒细胞相关炎症的影响。该论文发表于《Parasite Immunology》。

为开展研究，研究人员使用了ICR小鼠模型（购自台湾宜兰Biolasco Co. Ltd.），并通过口服感染广州管圆线虫L3幼虫（35条/只）建立感染模型。主要技术方法包括：将小鼠随机分为6组（A–F），分别进行非感染或感染处理，并在感染后第3天开始腹腔注射小鼠IL-25（0.7 μg）或抗IL-25 mAb（10 μg），之后每5天加强注射一次；每周通过尾静脉采血制作薄血涂片以进行白细胞分类计数，并收集血清用于酶联免疫吸附试验（ELISA）检测IL-5、IL-13和免疫球蛋白E（IgE）水平；在感染后第14、21、28和35天处死小鼠，取出脑组织进行虫体回收和病理检查（石蜡包埋、4–5 μm切片、苏木精-伊红（H&E）染色），观察脑膜炎严重程度并计数浸润细胞数量和嗜酸性粒细胞比例。统计分析采用Student's t检验或方差分析，p<0.001视为极显著。

研究结果如下：

**3.1 白细胞分类计数中嗜酸性粒细胞百分比**：通过每周薄血涂片检查发现，接受IL-25注射的非感染小鼠（B组）以及感染广州管圆线虫的小鼠（D组、E组、F组）中，嗜酸性粒细胞百分比均显著高于未处理的非感染对照组（A组）（p<0.001），尤其在第三周达到峰值。在感染组中，抗IL-25 mAb处理组（F组）在第二和第三周的嗜酸性粒细胞百分比显著低于未处理感染组（D组）和IL-25处理感染组（E组）（p<0.001）。这表明IL-25可促进嗜酸性粒细胞生成，而抗IL-25 mAb可抑制此过程。

**3.2 血清中IgE水平**：ELISA检测显示，与未处理非感染组（A组）相比，IL-25注射的非感染组（B组）和感染组（D组）的IgE水平在第一周即显著升高（p<0.001）。外源性IL-25处理的感染小鼠（E组）的IgE水平从第一周起显著高于其他组（p<0.001），而抗IL-25 mAb处理的感染小鼠（F组）从第三周起IgE水平显著低于感染对照组（D组）（p<0.001）。结果提示IL-25可促进IgE产生。

**3.3 细胞因子表达**：ELISA检测显示，未感染和感染小鼠中IL-25本底水平均较低且无显著差异。IL-5表达方面，IL-25注射的非感染组（B组）、感染组（D组）和IL-25处理感染组（E组）在第二周显著高于非感染对照组（A组）（p<0.001），且E组显著高于D组，而抗IL-25 mAb处理感染组（F组）显著低于D组（p<0.001）。IL-13表达方面，从第一周起，B组、D组、E组和F组均显著高于A组（p<0.001），且E组在第二和第三周显著高于其他组，而F组在第一、二、三周均显著低于D组（p<0.001）。这表明IL-25正向调控IL-5和IL-13表达，抗IL-25 mAb则抑制其表达。

**3.4 虫体回收与病理检查**：在14 dpi时，各组虫体回收率无显著差异（未处理组11.7±2.12，IL-25组12±1.0，mAb组11.4±1.3）。21 dpi后各组回收数均少于5条，提示幼虫在感染后期被清除。病理检查显示，所有感染组均出现由幼虫迁移引起的创伤性出血病灶。在14 dpi时，未处理组、IL-25组和mAb组均观察到中度脑膜炎（++）。在21 dpi时，未处理组和mAb组仍为中度脑膜炎（++），但IL-25处理组出现重度嗜酸性脑膜炎（+++），表现为大量炎症细胞浸润，尤其是嗜酸性粒细胞。细胞计数显示，与未处理组相比，IL-25组在相同时间点的炎症细胞总数和嗜酸性粒细胞比例显著增加，而mAb组则显著减少（p<0.001）。说明外源性IL-25加重了感染后期嗜酸性脑膜炎的严重程度。

讨论部分总结了研究结论：外源性IL-25不仅增加未感染小鼠的嗜酸性粒细胞比例、IgE、IL-5和IL-13水平，也在感染广州管圆线虫的小鼠中增强这些指标；而抗IL-25 mAb处理则抑制了感染小鼠中IgE、IL-5和IL-13的表达。病理上，IL-25处理组在21 dpi时嗜酸性脑膜炎加重。研究人员翻译研究结论为：“本研究结果证明，外源性IL-25不仅增加未感染小鼠中IgE、IL-5和IL-13的产生，还增加嗜酸性粒细胞比例。此外，IL-25增强感染广州管圆线虫小鼠中IgE、IL-5和IL-13的产生。并且，给予抗IL-25 mAb抑制了这些感染小鼠中IgE、IL-5和IL-13的表达。IL-25处理组的嗜酸性脑膜炎在感染后21天加重。综上所述，我们的发现提示IL-25可能在血管圆线虫病的免疫病理发生中发挥重要作用。”该研究为理解IL-25在寄生虫感染驱动的嗜酸性炎症中的作用提供了新证据，并可能为血管圆线虫病治疗提供潜在靶点。