侯穎，令狐蓮潔 綜述 劉模榮 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，貴州 遵義 563000

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種以慢性和非特異性為特征的自身免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制尚不清楚，但大量研究表明其發(fā)病與遺傳因素、腸道菌群、腸黏膜免疫調(diào)節(jié)異常和環(huán)境因素等有關(guān)，是一種可以通過削弱腸道屏障(如化學(xué)屏障，物理屏障等)，從而導(dǎo)致腸道黏膜局部免疫過度激活而引發(fā)的疾病；大量免疫炎性細(xì)胞(主要包括T 淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等)浸潤到腸黏膜固有層，在腸黏膜局部主動分泌細(xì)胞因子，包括促炎細(xì)胞因子[腫瘤壞死因子-α(TNF-α)白細(xì)胞介 素-12 (IL-12)、IL-23、IL-27、IL-17、IL-6、IL-1、IL-17、IL-22 等]和抗炎細(xì)胞因子[轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、IL-10、IL-2、IL-35]等；兩者之間動態(tài)失衡是導(dǎo)致腸黏膜損傷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 促炎細(xì)胞因子

1.1 TNF-αTNF-α是一種眾所周知的促炎細(xì)胞因子，在各種細(xì)胞事件中起重要作用，包括細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞死亡，在炎癥和腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到一定的作用[1]。在炎癥性疾病中，TNF-α的主要來源是單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞，其他細(xì)胞如肥大細(xì)胞、T和B淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等也可以分泌少量TNF-α。TNF-α除了能夠在體內(nèi)引起某些腫瘤組織的出血性壞死以及體外直接殺傷某些腫瘤細(xì)胞,具有其他許多生物學(xué)活性，它能夠通過誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的聚集，調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的增生、成熟和活化，并促進(jìn)其黏附、游走和脫顆粒，進(jìn)而刺激單核細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生細(xì)胞因子從而產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致腸道的炎癥損傷[2]。值得注意的是，TNF-α介導(dǎo)的促炎轉(zhuǎn)錄因子NF-kB是炎癥程序的中心激活劑之一，它可上調(diào)與腫瘤細(xì)胞存活、增殖、侵襲、血管生成和轉(zhuǎn)移相關(guān)的基因表達(dá)，其與炎癥性腸病癌變可能有潛在聯(lián)系。目前，臨床上也根據(jù)這一研究結(jié)論，廣泛運(yùn)用了抗TNF-α類藥物用于治療重度IBD，英夫利昔等生物制劑[3]不僅對IBD腸道反應(yīng)起到了較好的作用，同時在國內(nèi)外的一些病例報道中可以看出該類藥物對于IBD患者的腸外表現(xiàn)也起到了非常積極的效果。

1.2 IL-12 細(xì)胞因子家族 IL-12 細(xì)胞因子家族(IL-12 Cytokine family)主要由樹突狀細(xì)胞(DC)、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和人B淋巴細(xì)胞分泌；該細(xì)胞因子家族包含四種細(xì)胞因子，分別是IL-12、IL-23、IL-27 和IL-35，每個成員由一個螺旋α亞單位(p35、p19 和p28)和一個β亞單位(p40 和EBI3)組成[4]，IL-12 由p35 和p40 組 成，IL-23 由p19 和p40 組 成，IL-27 由p28 和EBI3 組成，IL-35 含有p35 和EBI3；IL-12 細(xì)胞因子家族與其相應(yīng)受體的結(jié)合將激活JAK/STAT 信號通路，導(dǎo)致介導(dǎo)生物活性的靶基因轉(zhuǎn)錄，已經(jīng)成為宿主免疫的重要調(diào)節(jié)因子。

1.2.1 IL-12、IL-23 IL-12 由4 個α螺旋組成，由2 種IL-12A(P35)和IL-12B (P40)兩種獨(dú)立基因編碼形成；它可以誘導(dǎo)IFN-γ的產(chǎn)生，有利于Th1的分化，并在先天免疫和獲得性免疫之間形成聯(lián)系；研究表明，IL-12在CD患者的胃黏膜、固有層單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中過量產(chǎn)生，從CD的炎癥損傷中分離出的巨噬細(xì)胞在體外產(chǎn)生更多的IL-12[5]。IL-23 是由IL-12P40 和IL-23P19亞基共同組成的異源二聚體細(xì)胞因子，其中P40 亞基是IL-23 與IL-12 共用的，IL-23 在穩(wěn)定Th17增殖中起重要作用。研究表明，IL-23在CD的發(fā)病機(jī)中起著促炎作用，主要表現(xiàn)在CD患者的結(jié)腸IL-23水平升高，CD 患者腸系膜淋巴結(jié)的髓樣樹突狀細(xì)胞分泌高水平的IL-23，此外CD 患者IL-23R 的表達(dá)在腸黏膜固有層中上調(diào)，IL-23R 的上調(diào)表達(dá)與干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)相關(guān)[6]。Yen 等[7]使用IL-10 敲除小鼠(一種自發(fā)的IBD 模型)，并表明IL-23p19 缺乏可抑制結(jié)腸炎的發(fā)展，IL-23 可通過IL-17 和IL-6 依賴性機(jī)制加速結(jié)腸炎的發(fā)作并促進(jìn)炎癥。基于上述理論，靶向IL-12/IL-23p40 位點(diǎn)的藥物已在臨床前研究和臨床試驗(yàn)中被廣泛證實(shí)可以改善腸道炎癥，一旦藥物與該位點(diǎn)結(jié)合，則將使IL-12、IL-23失效，目前臨床上所應(yīng)用的布雷奴單抗(briakinumab)及烏司奴單抗(ustekinumab)就是一種抗IL-12/IL-23p40 的人單克隆抗體，且對腫瘤壞死因子拮抗劑難治性中重度CD 患者中起到了顯著的臨床反應(yīng)和緩解。

1.2.2 IL-27 IL-27 由EB13 (Epstein-Barr 病 毒誘導(dǎo)基因3)蛋白和P28 亞基組成，也稱IL-30 ，IL-27調(diào)節(jié)先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，包括激活先天性免疫細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)，促進(jìn)Th1和Treg細(xì)胞分化，抑制Th2、Th17和Treg細(xì)胞的分化。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)IL-27與IBD的發(fā)病存在相關(guān)性，多項(xiàng)研究表明白IL-27 基因多態(tài)性和突變與IBD風(fēng)險相關(guān)，活動性UC或活動性CD患者的局部結(jié)腸組織中IL-27 基因表達(dá)水平增加；相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明口服重組IL-2 乳酸桿菌或皮下注射IL-12 均可改善結(jié)腸炎模型中的小鼠結(jié)腸炎，包括提高存活率、降低臨床評分和病理評分、減少促炎細(xì)胞因子和增加抗炎性細(xì)胞因子的分泌，與野生型對照組相比，經(jīng)DSS 誘導(dǎo)后的IBD 小鼠模型，IL-27R(-)小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的炎癥表現(xiàn)，這些研究證實(shí)了IL-27 在IBD的保護(hù)作用[8]。

1.3 IL-6 IL-6 主要由受刺激的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，值得注意的是，固有層巨噬細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎和IBD患者中產(chǎn)生大量的IL-6，當(dāng)前研究已表明IL-6表達(dá)的升高與結(jié)直腸腺瘤發(fā)生的風(fēng)險增加有關(guān)[9]。IL-6與可溶性IL-6 受體(sIL-6R)結(jié)合并形成IL-6-sIL-6R復(fù)合物，該復(fù)合物通過gp130 表面分子結(jié)合激活腸道靶細(xì)胞，可防止其腸道細(xì)胞凋亡并激活STAT3，該物質(zhì)是一種主要致癌轉(zhuǎn)錄因子[10]。此外，IL-6 還可通過觸發(fā)多個靶細(xì)胞，如抗原呈遞細(xì)胞和T細(xì)胞，發(fā)揮促炎功能，有實(shí)驗(yàn)表明，用單克隆抗體阻斷IL-6 信號被證明能有效抑制小鼠模型中的慢性腸道炎癥，抑制結(jié)腸炎活性與抑制STAT3 激活、誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡和降低促炎細(xì)胞因子水平如IFN、TNF、IL-1[11]。這些結(jié)果都表明IL-6 在炎癥發(fā)生發(fā)展過程起到了促進(jìn)作用，且與IBD的癌變密切相關(guān)。

1.4 IL-1 在活動期IBD患者的腸黏膜中，固有層樹突狀細(xì)胞(DC)和巨噬細(xì)胞在對共生微生物群或TLR信號的存在作出反應(yīng)而被激活后，分泌大量的促炎細(xì)胞因子，如IL-1 和IL-18[9]。IL-1 細(xì)胞因子的合成和釋放是一個嚴(yán)密調(diào)節(jié)的過程，主要受起始mRNA和轉(zhuǎn)錄因子NF-κB 影響，IL-1 又以IL-1a 和IL-1b 為代表，它們通過IL-1R 發(fā)出信號，腸上皮細(xì)胞能產(chǎn)生IL-1Ra (IL-1 受體拮抗劑)，其功能是通過與靶細(xì)胞IL-1受體結(jié)合來抑制IL-1促炎作用，并競爭性地抵消IL-1 的作用；隨著活動度的增加，可以看到IL-1Ra/IL-1比率降低，這兩個比率之間的不平衡表明IL-1Ra缺乏可能有助于IBD的發(fā)生發(fā)展[12]。在后續(xù)研究中表明，IL-1 家族成員具有依賴于疾病階段的多效性功能，在IBD 中，IL-1 表達(dá)的升高可能是結(jié)腸巨噬細(xì)胞刺激的結(jié)果，該刺激作用可激活I(lǐng)L-1 轉(zhuǎn)換酶，將成熟的IL-1b 釋放到結(jié)腸黏膜中；此外3SIGIRR/TLR8 是IL-1R 信號的負(fù)調(diào)節(jié)因子，敲除該基因可表現(xiàn)出腸道炎癥加重，這些發(fā)現(xiàn)表明IL-1在結(jié)腸炎癥的啟動中具有顯著的作用[13-14]。

1.5 IL-17 IL-17 是一種連接獲得性和先天性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞因子，IL-17由Th17細(xì)胞產(chǎn)生，并由轉(zhuǎn)錄因子維A酸受體相關(guān)孤立受體(ROR)γt控制，IL-17細(xì)胞因子家族包含6 個成員，IL-17A，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17E 和IL-17F[15]。 在小鼠中，原始T 細(xì)胞在TGF-β和IL-6 的作用下分化為產(chǎn)生IL-17A 細(xì)胞因子的Th17 細(xì)胞，TGF-β和IL-6 促進(jìn)(ROR)γt 和RORα的表達(dá)，這兩種轉(zhuǎn)錄因子對TH17的分化有著重要的作用，相比之下，獨(dú)立存在的IL-6可以驅(qū)動Th17 細(xì)胞分泌IL-22 細(xì)胞因子，IL-23 和STAT3 是Th17 細(xì)胞反應(yīng)的擴(kuò)增和維持所必需的[16]。IL-17A 和IL-17F已被證明在IBD 患者的組織活檢中升高，Leppkes 等[17]發(fā)現(xiàn)IL-17A 和IL-17F 在IBD 炎癥發(fā)生發(fā)展過程中起到了正向作用，IL-17A 和IL-17F缺乏可顯著降低炎癥的嚴(yán)重程度。

1.6 IL-22 IL-22 是IL-10 細(xì)胞因子家族成員之一，其受體是由IL-22R1 和IL-10R2 組成的異源二聚體，其可通過增強(qiáng)輔助性T 淋巴細(xì)胞的增殖分化從而在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮抗炎作用[9]。根據(jù)相關(guān)研究證明，IL-22 能夠促進(jìn)Stat3 的磷酸化，誘導(dǎo)了抗菌肽Reg3y 等表達(dá)和分泌，在腸上皮細(xì)胞的局部炎癥中發(fā)揮著抗炎作用，然而過多的IL-22 會導(dǎo)致干細(xì)胞自我更新能力的下降，從而干擾腸黏膜的修復(fù)[18]。

2 抗炎細(xì)胞因子

2.1 轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β) TGF-β是一種多功能細(xì)胞因子，其由成纖維細(xì)胞分泌，主要參與了腸道的免疫調(diào)節(jié)；TGF-β主要通過抑制NK 細(xì)胞和CD8+CTL，阻斷細(xì)胞毒性程序關(guān)鍵蛋白(如穿孔素，顆粒酶和細(xì)胞毒素等)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，此外TGF-β還可上調(diào)Treg 細(xì)胞和Th17 細(xì)胞的增殖分化，而Treg 細(xì)胞可抑制B細(xì)胞增殖和IgA分泌，抑制IL-33的產(chǎn)生以及增強(qiáng)腸道上皮緊密連接，從而發(fā)揮著抗炎的作用[19]。值得注意的是，雖然TGF-β既可以促進(jìn)Treg 細(xì)胞分化，也可以誘導(dǎo)Th17 細(xì)胞合成。輔助性T 淋巴細(xì)胞是一種重要的免疫細(xì)胞，其可以分泌大量促炎細(xì)胞因子，如IL-22、TNF-α、IL-6、IL-13 等。故TGF-β看似在免疫調(diào)節(jié)中存在矛盾性，但實(shí)際上TGF-β需要在促炎因子IL-6 大量存在的情況下才會使Th17 細(xì)胞表型進(jìn)一步增殖分化。

2.2 IL-10 IL-10 細(xì)胞因子家族主要包括IL-10、IL-19、IL-20、IL-22、IL-24、IL-26、IL-28 等細(xì)胞因子，雖然它們同屬于一個細(xì)胞家族，但是其生物學(xué)功能卻各有不同[20]。由于當(dāng)前對除IL-10 以外的家族細(xì)胞因子研究較少，無法通過參考相應(yīng)文獻(xiàn)對其結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行總結(jié)。IL-10是作用于免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞最有效的免疫抑制因子，IL-10 作為抗炎細(xì)胞因子，在體內(nèi)具有重要的作用，IL-10 由各種免疫細(xì)胞釋放，如T細(xì)胞、B細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，其主要通過抑制TNF-α的釋放發(fā)揮抗炎作用[21]。臨床研究中顯示IBD 患者血清中IL-10 水平顯著下降，與非炎癥相比，急性CD患者CD20+/IL-10免疫活性細(xì)胞明顯升高。目前的一些研究表明，IL-10 在IBD 預(yù)防和緩解腸道炎癥中起著關(guān)鍵作用，目前治療IBD的生物制劑之一安吉優(yōu)便是作用于該靶點(diǎn)[22]。

2.3 IL-2 IL-2 主要由CD4+Th1 細(xì)胞分泌，其可通過與對應(yīng)受體相結(jié)合發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。在當(dāng)前關(guān)于IBD的動物研究中可以看到IL-12較為矛盾之處：首先IL-2 可誘導(dǎo)CD4+Treg細(xì)胞的分化，進(jìn)一步促進(jìn)抗炎炎癥因子(如TGF-β、IL-10)的釋放，但相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又可看到IL-2 可促進(jìn)CD4+Th1 細(xì)胞的增殖分化，進(jìn)而激活CTL 細(xì)胞、NK 細(xì)胞及B 淋巴細(xì)胞等，加強(qiáng)腸道甚至全身的炎癥反應(yīng)[23]。但在宋瑞花等[24]的研究中顯示，IL-2 在IBD 中的作用前者明顯強(qiáng)于后者，因此可以初步認(rèn)定IL-2 在IBD 中起到了抑制炎癥發(fā)生發(fā)展的作用。

2.4 IL-35 IL-35 是新鑒定的IL-12 家族的一員，由IL-12α鏈和IL-27β鏈組成，雖然其屬于促炎細(xì)胞因子IL-12 家族，但目前發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞因子在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著抗炎作用；該細(xì)胞因子對不同的T細(xì)胞亞群由選擇性活性，它可誘導(dǎo)Treg 細(xì)胞群體的增殖，降低Th17 細(xì)胞群的活性[9]。多項(xiàng)研究證明IL-35 在IBD的重要調(diào)節(jié)作用，主要表現(xiàn)在血清中的IL-35 水平顯著降低，但在局部結(jié)腸組織中升高，并且在活動期IBD患者中發(fā)現(xiàn)過多分泌IL-35 的腸黏膜；在T 細(xì)胞依賴性小鼠結(jié)腸炎模型中，與IL-27p28/小鼠(僅缺乏IL-27)相比，EBI3 小鼠(缺乏IL-27 和IL-35)出現(xiàn)較早發(fā)生和更為嚴(yán)重的腸道炎癥，而重組IL-35 治療顯著限制了結(jié)腸炎的發(fā)展，并降低了Th1和Th17細(xì)胞標(biāo)記物的水平[25]。這些結(jié)果表明IL-35 可能是IBD 的重要調(diào)節(jié)因子，具有靶向治療IBD的潛力。

3 小結(jié)

隨著醫(yī)療的進(jìn)展，IBD 在中國乃至全球范圍內(nèi)的發(fā)病率不斷升高，該病也引起越來越多的重視。雖然其發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚，但可以肯定的是在IBD的發(fā)病機(jī)制中，炎性細(xì)胞因子起到了舉足輕重的作用；細(xì)胞因子可以分為促炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-12、IL-23、IL-27、IL-17、IL-6、IL-1、IL-17、IL-22 等)和抗炎細(xì)胞因子(TGF-β、IL-10、IL-2、IL-35 等)兩大類，在健康人中這兩類細(xì)胞因子之間相互作用，達(dá)到一個動態(tài)平衡，大量研究發(fā)現(xiàn)IBD在發(fā)病中促炎性細(xì)胞因子的大量釋放，而抗炎性細(xì)胞因子活性受到抑制，進(jìn)而引起在腸道局部甚至發(fā)展至全身的炎癥表現(xiàn)，其具體機(jī)制已在上述部分詳細(xì)講述。目前，IBD 的細(xì)胞因子靶向療法(如英夫利昔單抗、安吉優(yōu)單抗、烏司奴單抗等)已經(jīng)徹底顛覆了傳統(tǒng)的5-氨基水楊酸、激素等治療方法，相比傳統(tǒng)治療，前者無論在控制癥狀、延長無復(fù)發(fā)時間甚至是黏膜愈合方面都起到非常巨大的進(jìn)步。這篇綜述總結(jié)了當(dāng)前大量國內(nèi)外關(guān)于細(xì)胞因子與炎癥性腸病相關(guān)的臨床及基礎(chǔ)研究，以期為炎癥性腸病的治療提供潛在的靶點(diǎn)。