楊美琪，劉維新，來爽，蘭雨桐，李虹，鄧秋萍，陳軼楠

（中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院消化內科，沈陽 110001）

炎癥性腸病 （inflammatory bowel disease，IBD）在我國人群中比較常見，分布廣泛，以小腸和結腸病變?yōu)橹?、病程遷延且復發(fā)率高［1］，主要有克羅恩病 （crohn disease，CD） 和潰瘍性結腸炎 （ulcerative colitis，UC） 2種。CD主要表現(xiàn)為青少年期發(fā)病，病變常累及回盲部及末端回腸；而UC發(fā)病年齡主要集中在中老年，可表現(xiàn)為全結腸受累。IBD的主要臨床表現(xiàn)為持續(xù)性腹瀉，伴有黏液膿血便、發(fā)熱、反復腹痛、腹部出現(xiàn)包塊、甚至可出現(xiàn)腸梗阻［2］。IBD患者癥狀產生的主要原因是結腸上皮黏膜屏障受損，功能降低，從而引起免疫反應失調；其腸壁黏膜層內浸潤有大量中性粒細胞、淋巴細胞和單核細胞，可引起腸道內劇烈的炎癥反應［3］。同時研究［3］表明，IBD患者的結直腸癌發(fā)病率要遠高于正常人。但是IBD的病因及發(fā)病機制還未完全明確，很多參與炎癥反應的調控因子與之相關，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體 （nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor，NLR） 對腸道黏膜的炎癥反應及腸道炎癥性疾病的預后起重要調控作用［4］，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白 （nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein，NLRP） 1、NLRP3、NLRP6已被證實與IBD密切相關［4］。

目前關于NLR在IBD進程中發(fā)揮的作用存在2種不同的意見。有些學者指出，NLR在IBD中發(fā)揮正向保護作用，并設計小鼠實驗進行驗證，得出的結果確實證實了在小鼠IBD中NLR具有保護作用。然而最近一些學者認為：在不同的研究環(huán)境下，實驗小鼠的喂養(yǎng)方式和喂養(yǎng)環(huán)境、小鼠的種群和基因背景、葡聚糖硫酸鈉 （dextran sulfate sodium，DSS） 的給藥濃度和時間都有所不同，所以得到的實驗結果不能作為支持其結論的證據(jù)；LISSNER等［5］認為NLR炎癥小體的激活具有位置特異性，NLR炎癥小體在腸道黏膜層被激活時對機體發(fā)揮的是保護作用，然而當腸道黏膜屏障被破壞時，腸道微生物會深入到固有層并大量招募免疫細胞，這時NLR就會對機體造成損傷。目前，關于某些細胞因子如白細胞介素（interlenkin，IL）-18、IL-1β與IBD的關系還存在爭議，一些學者認為這些細胞因子是通過調節(jié)其他炎性細胞因子從而在IBD中發(fā)揮作用，例如致病性輔助T細胞被認為是受IL-1β和IL-18調節(jié)而對腸道產生致病性作用；還有一種解釋，在機體各處由不同組織器官內的不同細胞分泌的IL-18和IL-1β對IBD的作用會有所不同，但具體作用及機制還有待進一步研究。除了IL-1β和IL-18外，IL-1、IL-6、IL-12、IL-17和干擾素-γ等調節(jié)因子的水平也受NLR的調節(jié)［6］。

1 NLRP1與IBD之間的關系及作用機制

NLRP1是NLR家族的成員，已被證明與多種自身免疫相關性疾病有關，除了與IBD密切相關外，還與白癜風和Ⅰ型糖尿病等有密不可分的關系［7］。NLRP1調節(jié)IBD的機制目前主要表現(xiàn)為對機體內細胞因子水平的調控，主要細胞因子有IL-1β和IL-18。NLRP1可降解前體IL-1β和前體IL-18，使之轉變?yōu)榫哂谢钚缘某墒鞝顟B(tài)［8］。在活躍的IBD患者體內，結腸上皮內的結腸單核細胞可分泌大量的IL-1β和IL-18，這些細胞因子在炎癥反應中發(fā)揮關鍵作用。先前的研究［9］已表明，在NLRP1大量缺乏的情況下，IL-1β和IL-18等細胞因子水平明顯降低，而在急性加重期的IBD患者體內，NLRP1、IL-1β和IL-18的含量相比于正常人大幅度上升。

有研究［7］結果表明：缺乏NLRP1的小鼠體質量下降幅度明顯大于對照組，且恢復速度慢，死亡率高。該研究證實NLRP1對小鼠的腸道黏膜起保護作用，可對抗DSS誘導的小鼠結腸炎，消除炎癥反應，減弱小鼠的腸道損傷。該研究結果支持其提出的假設：NLRP1在IBD中發(fā)揮正向保護作用。但是，最新的文獻［10］報道否認了這個假說，并提出原有的研究存在漏洞，不足以證明其假說；認為NLRP1存在與其他炎癥小體不同之處，即NLRP1可以通過調控腸道內的梭狀芽孢桿菌，抑制丁酸鹽的產生，進而導致IBD的炎癥反應加重［10］。丁酸鹽已被證明能夠在IBD中發(fā)揮正向保護作用，可以通過上調過氧化物酶體增殖物激活受體γ來控制腸道炎癥進展［11］。

2 NLRP3與IBD之間的關系及作用機制

2.1 NLRP3在IBD中的作用機制

NLRP3是目前NLR家族中研究最多、最深入的炎癥小體，在調節(jié)多種炎癥性疾病和自身免疫性疾病方面起至關重要的作用［9］。NLRP3存在于許多不同類型的細胞、組織和器官中。在不同位置，其發(fā)揮的功能存在差異，除了固有免疫細胞 （如巨噬細胞和樹突細胞），在結腸上皮細胞中也有表達［12］。有文獻［13］報道NLRP3突變可以增加患者對CD的易感性。ALLEN等［8］提出NLRP3丟失會增加DSS誘導的小鼠腸道損傷和炎癥作用。研究［14］報道，缺乏NLRP3和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1 （caspase-1） 的小鼠腸道功能紊亂，腸道上皮的完整性被破壞，加重腸道炎癥反應。NLRP3能夠激活前體caspase-1，使其轉換為具有活性的形式caspase-1，具有活性的caspase-1反過來裂解其他前體炎癥分子，產生具有活性的炎性細胞因子，包括IL-1β和IL-18［15-16］，這些因子對IBD的發(fā)生發(fā)展及疾病活動度有重要的調控作用［17］。曾有DSS誘導小鼠結腸炎的研究［14，18］得出結論：NLRP3能夠保護腸道黏膜免受炎癥的影響，減少結直腸上皮的病理損傷改變。

2.2 NLRP3相關基因

一些基因或細胞因子通過影響NLRP3，進而對IBD產生一定的影響。酪氨酸蛋白磷酸酶非受體22（tyrosine-protein phosphatase non-receptor 22，PTPN22）與IBD密切相關，可以作為IBD的有力治療靶點［15］。PTPN22的表達量與機體內NLRP3含量呈正相關，小鼠體內PTPN22的丟失或突變會導致NLRP3的去磷酸化減少，這個行為能夠促進炎癥的發(fā)生。PTPN22的表達增強能夠抑制炎癥細胞的自噬作用，自噬作用的喪失則會抑制NLRP3的激活。半胱天冬酶招募域蛋白8能夠激活caspase-1，進而調節(jié)NLRP3水平，影響IL-1β和IL-18的分泌。但也有研究［19］表明半胱天冬酶招募域蛋白8對IL-1β的釋放沒有作用，所以對于半胱天冬酶招募域蛋白8對NLRP3的具體作用目前還存在爭議。IL-18通過誘導和激活免疫細胞和誘導促炎性細胞因子、趨化因子和生長因子的產生，參與上皮修復和愈合過程［8］。還有證據(jù)表明，IL-18可以抑制增生期結腸炎的慢性階段［8］。黏膜相關淋巴組織淋巴瘤易位基因1信號轉導通路對于炎癥反應的調控也十分關鍵，通過構建DSS誘導的結腸炎模型，可以觀察到黏膜相關淋巴組織淋巴瘤易位基因1抑制劑能夠抑制NLRP3的激活，達到干預炎癥反應的目的，這也將成為治療IBD的又一有效手段［20］。木蝴蝶素作為一種NLRP3抑制劑，被證明對IBD有治療作用，可以通過顯著降低結腸黏膜中NLRP3的表達和激活來抑制IBD的發(fā)展［13］，但是其抑制IBD發(fā)展的具體機制還有待深入研究。

2.3 NLRP3在IBD中發(fā)揮的作用

有研究［21］表明，缺乏NLRP3的腸道更難以抵抗IBD，主要體現(xiàn)為有害物質穿透上皮屏障的滲透性增強，腸道的菌群平衡失調，有害菌浸潤到結腸黏膜層，產生有害的免疫反應。但目前大多數(shù)研究［17，22］認為，NLRP3、IL-1β和IL-18分泌增加會加劇IBD的腸道炎癥病變進展，之所以會出現(xiàn)不一致的結論，可能是由于近年來人們對腸道菌群對腸道作用的研究更加深入，腸道的穩(wěn)態(tài)是在眾多腸道菌群的共同作用下維持穩(wěn)定，而NLRP3可能會導致某種微生物的種群遭到破壞，破壞腸道穩(wěn)態(tài)，導致炎癥反應的發(fā)生［23］。已有研究［24-25］報道吳茱萸堿和巴馬汀這2種物質可以通過使NLRP3失活，達到減弱DSS誘導的結腸炎中炎癥反應嚴重程度的目的。

3 NLRP6對IBD的影響

NLRP6是NLR家族成員中的重要成員，主要參與腸道中微生物的識別和腸道黏膜的損傷修復［26］。NLRP6具有獨特的限制表達模式，可以在腸道的各個部位表達，如回腸、結腸、十二指腸等，在人外周血的單核細胞中也有表達，然而在其他器官如肝、脾等中幾乎檢測不到［27］。NLRP6的這種限制表達模式，促使人們對它能否促進結腸黏膜的傷口愈合、改善腸道黏膜細胞的自我更新情況進行了研究。缺少NLRP6的小鼠結直腸黏膜愈合率較野生型小鼠低，提示了NLRP6可能具有促進結直腸黏膜修復和愈合的能力［28］?；虮磉_譜分析也揭示，NLRP6與結直腸上皮細胞的自我更新之間存在聯(lián)系。還有研究［5］顯示，NLRP6在Ly6Chi炎癥單核細胞中呈高表達狀態(tài)，在NLRP6缺乏型小鼠體內植入Ly6Chi炎癥單核細胞，可有效降低小鼠結腸炎的發(fā)病率。NLRP6控制炎癥反應的方式可能與NLRP1和NLRP3有不同之處，有研究［5］報道，NLRP6對IL-18的產生和分泌有調控作用，但也有學者提出，NLRP6不會對IL-18產生調節(jié)作用，體內IL-18濃度的變化不依賴于NLRP6［29］。

NLRP6還可以預防小鼠DSS誘導的結腸炎的復發(fā)。NLRP6可在腸上皮細胞中高表達，發(fā)揮對腸道功能以及黏膜修復的調節(jié)作用［27，30］。腫瘤壞死因子-α （tumor necrosis factor-α，TNF-α） 是重要的炎性細胞因子，其水平常常與慢性IBD患者的疾病嚴重程度相關，并可以促進DSS誘導的結直腸損傷的修復。為驗證這一結論，給野生型小鼠注射TNF-α，對其存活率沒有影響，相比之下，NLRP6缺乏型小鼠在注射TNF-α后生存率有明顯改善［30］。此外，IL-10也被證明與IBD密切相關。

綜上所述，本文總結并探討了NLRP1、NLRP3、NLRP6三者在IBD中發(fā)揮的作用及其相關機制。結果發(fā)現(xiàn)，三者對于保護腸道黏膜對抗IBD的機制均有相同之處，即這3種炎癥小體均可通過調節(jié)細胞因子IL-1β和IL-18等的活性和水平對機體內的炎癥反應進行調節(jié)；并且NLRP1、NLRP3、NLRP6這三者均與IBD密切相關，至于發(fā)揮的是正向保護作用還是負向作用需進一步研究證明。