白介素家族在慢性胰腺炎病程中的作用
朱婧怡 孙晓茹 闫懋赟 刘牧云 孙畅
海军军医大学第一附属医院消化内科；海军第905医院消化内科
通信作者：孙畅， Email: sunchang8211@163.com
CP是由基因、环境及其他多种因素引起的以胰腺纤维化和炎症反应为特征的一种慢性进行性疾病。针对CP发病机制的深入研究，发现其与炎症因子的异常表达密切相关。白介素（interleukin, IL）是参与全身性炎症和免疫系统调节的细胞因子，CP患者血清中可检测到多种IL家族成员的升高，但既往多数是针对单一IL家族成员的探讨。为更好地了解IL在CP中促炎和抗炎、促纤维化和抗纤维化的作用，本文对目前研究较为深入的IL家族成员进行综述，旨在为CP治疗提供新的思路。
一、IL⁃6
IL⁃6由巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等释放，饮酒、内毒素血症、吸烟等因素均可使IL⁃6的水平升高。IL⁃6与其受体结合构成经典信号通路和反式信号传递通路，共同促进CP的发展。IL⁃6/JAK/STAT信号通路在胰腺星状细胞（pancreatic stellate cells, PSCs）的增殖和激活中起着重要的作用,IL⁃6是信号传导转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）重要的细胞活化因子，诱导STAT3磷酸化，随之激活PSCs并促进转化生长因子⁃β1（transforming growth factor⁃β1, TGF⁃β1）分泌。目前IL⁃6诱导TGF⁃β1产生的精确信号通路还有待进一步阐明。TGF⁃β1/Smad2/Smad3通路进一步促进PSCs的激活和胶原蛋白1的产生，增强IL⁃6的表达和分泌，促进炎症的延续和放大。IL⁃6对正常胰岛β细胞具有细胞毒性，因此IL⁃6水平升高可能是CP合并糖尿病的预后指标。靶向IL⁃6/JAK/STAT信号通路是目前CP治疗热点，靶向解整合素⁃金属蛋白酶17/IL⁃6转录信号、JAK1/2抑制剂等在动物实验中均可显著减少炎症细胞浸润，延缓胰腺纤维化。但IL⁃6信号通路也是体内免疫稳定不可缺少的反应，这种治疗策略可能降低机体正常免疫功能而带来更多隐患。针对IL⁃6的生物药物（例如托珠单抗）临床经验表明，患者易出现中性粒细胞减少和感染增加等不良反应。
二、IL⁃17
IL⁃17可以激活NF⁃kB、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen⁃activated protein kinase, MAPK）等一系列信号通路，其家族成员包括IL17A~17F细胞因子，其中IL⁃17A最早被发现。研究表明，IL⁃17A是CP患者特异的免疫学标志物，可与其他类型AP、慢性腹痛等相区别。IL⁃17A与PSCs上的IL⁃17受体（IL⁃17R）结合，激活上述炎症信号通路，增强IL⁃6、TGF⁃β1等因子表达，促进细胞外基质生成。TGF⁃β1、IL⁃6/STAT3信号通路可诱导幼稚T细胞分化为辅助性T细胞17（T helper cell 17,TH17），促进Th17增殖及IL⁃17分泌增加。IL⁃17协同其他因子促进胰腺纤维化，构成了一个正反馈回路。阻断IL⁃17或可能限制和（或）减缓CP纤维化进展。有研究观察到缺乏干扰素基因刺激因子可加速小鼠CP病程进展，这与胰腺中IL⁃17 A+CD4+ T细胞的增加有关，STING信号的激活通过调节Th17在CP中发挥抗纤维化作用。研究发现，抑制转录因子Bach2可促进Th17细胞极化和IL⁃17过表达，从而加快CP进展。针对IL⁃17的药物，上市的有司库奇尤单抗和依奇珠单抗，主要用于银屑病、银屑病关节炎等治疗，尽管临床应用获得了良好的疗效与安全性，但也有出现原有疾病炎症加重或新发炎症性疾病的个案报道，该类药物的长期安全性仍需进一步监测与研究。
三、IL⁃33
IL⁃33属于IL⁃1家族，是IL⁃1受体生长刺激表达基因2（growth stimulating expression gene 2， ST2）的特异性配体。ST2包括跨膜结合亚型ST2L和可溶性ST2两种形式，主要在肥大细胞和极化辅助性T细胞2（T helper cell 2, Th2）上表达。IL⁃33可激活PSCs中MAPK、NF⁃kB等通路，并显著增强IL⁃6、IL⁃8、单核细胞趋化蛋白⁃1（monocyte chemotactic protein⁃1, MCP⁃1）等表达。此外，IL⁃33是典型的2型免疫反应增强剂，其可结合2型天然淋巴细胞（innate lymphoid cell 2, ILC2）、肥大细胞等细胞膜上ST2L，驱动2型免疫反应，诱导Th2细胞相关因子IL⁃13、IL⁃4、IL⁃5大量分泌，促进PSCs的增殖和激活。高三酰甘油血症是CP的危险因素，脂代谢调控PSCs活化的过程，同时也增加IL⁃33的表达。过量摄取的低密度脂蛋白及其分解产物累积导致脂肪毒性，致使大量活性氧（reactive oxygen species, ROS）产生，进而促进氧化应激和内质网应激的产生,这样的应激环境有助于IL⁃33的释放。通过给予抗ST2抗体抑制IL⁃33可阻止炎症反应、纤维化进程。
四、IL⁃4和IL⁃13
IL⁃4、IL⁃13都是Th2相关因子，共用IL⁃4Rα⁃Stat6信号通路，具有许多相似作用。巨噬细胞分为经典激活巨噬细胞（M1型）和选择性激活的巨噬细胞（M2型），小鼠和人CP胰腺组织中均以M2型巨噬细胞为主。M2型巨噬细胞产生TGF⁃β1和血小板源性生长因子β（platelet derived growth factor β,PDGF⁃β），刺激PSCs活化，表达IL⁃4和IL⁃13，二者结合IL⁃4Rα又会促进M2型转化，导致了正反馈过程。Shinozaki等认为IL⁃13抑制NF⁃κB/TGF⁃β1通路促进PSCs的增殖。Yang等通过重组激活基因⁃1(recombination activating gene 1, rag⁃1)缺陷的小鼠，即不存在T淋巴细胞小鼠继续敲除其ILC2基因，得到IL⁃13下降的结果，证实了IL⁃13主要由IL⁃33激活ILC2而产生。Watanabe等认为CD4+ T细胞是IL⁃13的来源。Xue等认为PSCs也是IL⁃13的来源，但后续的染色实验否定了这一观点。IL⁃13在CP中的来源及其纤维化的作用仍需进一步的探究。基于此病理过程的免疫治疗，如IL⁃4、IL⁃13阻断肽治疗及硫氧还蛋白1特异性识别并灭活IL⁃4等，均可减弱巨噬细胞的活化状态，改善CP小鼠模型中的胰腺纤维化。除此之外，抑制IL⁃4、IL⁃13及下游信号已为哮喘、变应性鼻炎、自身免疫性疾病、纤维化疾病等患者提供临床益处，但仍需要更多临床试验来获得信服的数据以评价IL相关靶向治疗的有效性与安全性。
五、IL⁃18
IL⁃18由各种经典炎症小体激活，caspase⁃1或IL⁃1β转化酶裂解使无活性前体形式的IL⁃18经加工、释放为成熟形式。NLRP3炎症小体caspase⁃1是IL⁃18成熟最常见的激活物。复发性急性胰腺炎（recurrent acute pancreatitis,RAP）是CP的独立危险因素，部分AP造成的胰腺炎症与坏死会逐渐发展为CP胰腺纤维化。IL⁃18在AP、RAP、CP中均表达增加，坏死腺泡细胞分泌大量IL⁃18，刺激PSCs导致胰腺纤维化进展。IL⁃18可能是AP向CP转化时的重要靶点。IL⁃18参与了多种浸润性炎症细胞促进胰腺纤维化的进程：体外实验证实IL⁃18与IL⁃10协同促进巨噬细胞向M2型转化；IL⁃18和IL⁃3刺激肥大细胞产生IL⁃4和IL⁃13促进CP发展；CP时嗜酸性粒细胞升高并大量释放IL⁃18提示腹水、胰腺肿大发生率高；CP相关急性肺损伤发现大量中性粒细胞浸润并释放IL⁃18，激活下游NF⁃kB通路导致肺组织病理改变。进一步研究发现中和IL⁃18抗体、靶向敲除IL⁃18小鼠均可降低炎症标志物水平，改善CP小鼠纤维化。嘌呤能2X7受体（purinergic 2X7 receptor, P2X7R）抑制剂、番石榴类黄酮等通过抑制NLRP3炎症小体激活，下调IL⁃18等细胞因子表达，抑制TGF⁃β1/Smad3通路，可预防小鼠胰腺纤维化发展。
六、IL⁃10
CD4+ T、CD8+ T细胞和B细胞等均可分泌IL⁃10。IL⁃10受体包括主要在白细胞中表达的IL⁃10Rα和在体内多种细胞广泛表达的IL⁃10Rβ。IL⁃10与其受体结合可激活JAK1⁃TYK2⁃STAT3信号级联，诱导抗炎反应。Demols等发现在反复AP发作诱导的CP小鼠模型中，敲除IL⁃10基因的小鼠CP病理表现更加严重。内源性IL⁃10减少了腺泡细胞的增殖，抑制了TGF⁃β1、TNF⁃α、IL⁃1、IL⁃6和IL⁃8等的表达，使得胰腺胶原蛋白的合成减少，证实了IL⁃10发挥的抗炎、抗纤维化特性。降血脂药普伐他汀通过增加IL⁃10的分泌来发挥抗炎、抗纤维化及抗氧化作用，减轻小鼠胰腺炎症情况。Balaha等发现香豆素Fraxetin通过增加IL⁃10水平，抑制IL⁃6、TNF⁃α促炎因子，使CP小鼠胰腺病理改变得到部分恢复。Feng等构建了含有IL⁃10质粒的纳米粒子，实验性治疗后降低了CP小鼠的炎症反应、胶原沉积等纤维化表现，但未恢复到正常水平。提示IL⁃10抗炎、抗纤维化作用是有限的，可能与TGF⁃β1能自分泌方式刺激释放、IL⁃18可以逃脱IL⁃10的影响等机制相关。Gu等在利用柯萨奇病毒B4诱导的CP小鼠模型中，发现IL⁃10基因敲除小鼠与对照组小鼠比较，胰腺组织损伤更少，病毒清除更快，且对照组小鼠通过抗IL⁃10R抗体、阻断IL⁃10信号传导得到了类似的结论。该研究病毒感染期间对照组小鼠IL⁃10高表达，反映出IL⁃10的抗炎因子作用，但促炎反应和T细胞反应也相对滞后，反而为病毒早期传播扩散加速CP的进展提供机会。
七、IL⁃22
IL⁃22由T细胞分泌，属于IL⁃10家族，其受体分为IL⁃10R2和IL⁃22R1。IL⁃22可激活STAT、MAPK等通路，不仅参与免疫保护，还参与多种胰腺损伤的致病过程。作为免疫保护因子，IL⁃22可增加BCL⁃2、Bcl⁃xl等凋亡基因表达，与自噬重要调控因子Beclin⁃1结合，减少自噬小体形成。IL⁃22在小鼠体内通过抑制自噬途径改善雨蛙素诱导的胰腺炎已被证实。慢性酒精摄入是CP的危险因素之一，酒精性胰腺炎患者表现出局部溶酶体相关膜蛋白⁃2缺失，溶酶体降解不足，自噬小体累积参与胰腺炎进展。IL⁃22与自噬相关机制在CP中值得进一步探究，或许能成为抑制CP纤维化进展的靶点之一。但Xue等在阐述香烟对CP小鼠模型的影响时，也发现IL⁃22潜在的促纤维化作用。CP吸烟组患者较不吸烟组，体内IL⁃22水平明显升高，香烟烟雾中所含的芳基烃受体激动剂作用于T细胞上的芳基烃受体，诱导IL⁃22生成。IL⁃22与PSCs上的IL⁃22R1结合，通过STAT3通路促进CP病理过程。IL⁃22在CP的双重角色体现了IL家族作用复杂、调控机制多样的特点。
八、IL⁃15
IL⁃15由多种细胞组成性表达，包括树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞等。LPS、IFN以及病毒感染等可诱导IL⁃15的产生。目前的研究表明IL⁃15在多种纤维化疾病和肿瘤中扮演着免疫保护作用，参与了NK和CD8+ T细胞的增殖和功能表达、肿瘤杀伤等过程。rIL⁃15注射治疗可改善雨蛙素诱导的CP小鼠胰腺组织的病理改变，调节胰腺重构。IL⁃15通过STAT5通路增加CD49+CD3+NK T细胞的表达，分泌IFN⁃γ，具有抗纤维化作用。Kandikattu等通过构建蛙皮素⁃AOM（化学致癌物）小鼠模型以模拟CP和胰腺炎相关恶性肿瘤的发展过程，发现IL⁃15免疫治疗可改善小鼠胰腺恶性表型特征，降低胰腺嗜酸性粒细胞浸润。药理性过表达IL⁃15可能为预防CP恶性转变治疗提供新的思路。
综上所述，在CP中，IL因子多数情况下是联合其他细胞因子协同调控PSCs及免疫细胞的增殖、分泌、分化来参与炎症反应和免疫反应。尽管CP调控机制复杂，IL相关靶向治疗还是为CP治疗提供了广阔的前景，阻断促炎因子（如促炎因子拮抗剂和促炎因子信号转导抑制剂）和强化抗炎因子为优化CP治疗提供思路，在动物实验中也取得了预期的效果，但仍然需要更多大样本、多中心临床试验来验证其有效性与安全性。
