IL-17在原发性胆汁性胆管炎发病机制中的作用研究进展

2021-03-28杨文霞综述唐映梅审校

医学研究生学报 2021年3期

杨文霞综述，唐映梅审校

0 引言

原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cholangitis, PBC)是一种慢性自身免疫性肝病，组织学特征为小叶间胆管的慢性进行性非化脓性胆管炎，导致胆汁淤积，病情进展可出现肝纤维化、肝硬化，发病机制尚未完全清楚[1]。PBC多见于40～60岁女性，临床表现常出现疲劳和瘙痒，血清学主要表现为碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)升高、抗线粒体抗体(anti-mitochondrial antibody, AMA)或特异性抗核抗体(抗gp210、抗sp100、抗PML等)阳性[2-3]。FDA批准的唯一用于PBC的一线治疗药物为熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid, UDCA)，但仍有约40%患者无应答或应答不佳[4]。奥贝胆酸是近年来新批准的唯一用于PBC的二线治疗药物，但缺乏长期治疗数据，肝移植仍是许多难治性PBC患者的终末治疗选择[5]，但移植术后复发率较高。PBC全球发病率稳步上升，其发病是遗传、环境、感染等多种因素共同作用的结果[6-7]，但具体发病机制未明，新的致病机制仍需探索。白细胞介素-17(interleukin-17, IL-17)是主要来源于Th17细胞的细胞因子，在介导自身免疫性疾病中发挥重要作用。本文就IL-17及其在PBC发生发展中的作用研究进展作一综述。

1 IL-17和IL-17R

1.1 IL-17IL-17主要来源于Th17细胞，Th17为独立于Th1、Th2和调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)的CD4+T淋巴细胞亚群。在细胞因子TGF-β、IL-6、IL-1β等作用下，原始CD4+T淋巴细胞中转录因子维甲酸相关核孤儿受体γt激活，诱导Th17分化，Th17主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22等细胞因子[8]。除Th17外，CD8+T淋巴细胞、巨噬细胞、自然杀伤T细胞(natural killer T cells, NKT)、γδT淋巴细胞、3型先天淋巴样细胞、中性粒细胞等免疫细胞及部分非免疫细胞如上皮细胞、成纤维细胞也可产生IL-17[9-10]，先天免疫细胞是感染早期IL-17的来源。

IL-17家族包括IL-17A-F，均以二硫键连接的同型或异型二聚体的形式分泌和发挥效应，IL-17A和IL-17F在同源性上最接近(50%)[11-12]，传导相似的信号，具有如下信号强度分级：1L-17A > IL-17A/F > IL-17F。IL-17A、IL-17E(也称IL-25)、IL-17F是重要的促炎因子，IL-17A和IL-17E诱导炎症因子并促进炎症反应，IL-17E诱导过敏性炎症，而IL-17B、IL-17C、IL-17D的功能尚待研究[11]。IL-17A为IL-17家族研究最多的成员，与受体亲和力最强，是主要的效应因子，通常所指的IL-17即IL-17A[13]。

1.2IL-17RIL-17R是细胞表面单次跨膜受体，主要在上皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞等细胞表达[14]。IL-17R包括IL-17RA-E亚基，其中IL-17RA广泛分布[13]。IL-17R复合物由五种不同的亚基(IL-17RA-E)组成的异二聚体构成，各受体亚基具有同源性，均含有两个胞外纤连蛋白II样结构域和一个胞内结构域SEF/IL-17R(SEFIR)，SEFIR对于触发下游信号传递至关重要[12]。IL-17RA可分别与不同的亚基构成功能性受体用于IL-17信号的差异性传导：IL-17RA、IL-17RB构成IL-17E受体，IL-17RA、IL-17RC够成IL-17A、IL-17F、IL-17A/F受体，IL-17RA、IL-17RE构成IL-17C受体，而IL-17B受体由IL-17RB和一个未知受体构成，IL-17D受体未知[10,13]。IL-17R在机体广泛表达, 以肝、肾、脾表达较多。在肝中，IL-17R在肝细胞、胆管上皮细胞、肝星状细胞、Kupffer细胞等细胞表达[15]。

1.3IL-17的功能IL-17是机体内重要的促炎因子。正常情况下IL-17在体内可抵抗外来微生物的感染，是宿主黏膜防御的重要组成部分；但IL-17过表达可引起机体炎性损伤和自身免疫功能紊乱，在炎性疾病、自身免疫性疾病、移植排斥反应等过程中发挥重要作用[15-16]。IL-17与IL-17R特异性结合后可通过胞内SEFIR结构域募集核转录因子κB激活剂1(Act1)，激活NF-κB及丝裂原活化蛋白激酶等信号通路促进下游靶基因激活，促进促炎因子及趋化因子IL-6、TNF-α、CCL20、CXCL1等的表达，募集中性粒细胞，同时激活巨噬细胞和中性粒细胞，引起并增强炎症反应[10-11]。其促炎效应主要与募集免疫细胞，并与其他促炎因子协同作用形成正反馈效应有关[15]。IL-17是许多炎性疾病和自身免疫性疾病的关键效应因子，IL-17及Th17在许多自身免疫性疾病如类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎等疾病中高表达，与其发病机制有关[17]；IL-17中和抗体已被批准用于某些慢性炎症和自身免疫性疾病的治疗，如银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等[18]。

IL-17在多种肝疾病的发病中起重要作用，如IL-17与乙型肝炎的肝损伤程度相关[19]；与非酒精性脂肪性肝病的肝细胞脂肪变性有关[20]；与原发性肝癌的低存活率相关[21]。近年来研究表明IL-17在PBC患者中表达升高，并在PBC的炎症反应及肝纤维化过程中发挥重要作用[3,13]。

2 IL-17在PBC发病中的作用

2.1 IL-17和Th17在PBC中高表达多项研究证明PBC患者血清及肝中IL-17表达升高，Th17细胞在外周血及肝中明显高于健康对照组，且随疾病进展呈升高趋势，晚期时大量IL-17阳性细胞浸润于受损胆管周围和门静脉区域，这可能与晚期时趋化因子CCL20表达增加募集更多的Th17 细胞至肝有关[22-24]，可导致外周血中Th17细胞数量低于早期，但仍高于健康对照组。肝中IL-17阳性细胞浸润是PBC晚期的典型表现，PBC中早期介导炎症的Th1细胞向Th17细胞的转换对于疾病进展具有重要意义，Th1/Th17比率与疾病严重程度呈负相关[25]。此外，PBC中Th17和Treg表达失衡，Th17/Treg比例增加，在PBC的发病机制中起重要作用[3]。CD4+CD161+T细胞是Th17的祖细胞，研究表明PBC中CD4+CD161+T细胞表达增加，是Th17升高的来源[23]。

Th17维持和存活及IL-17分泌依赖于IL-23，IL-23/IL-17轴起促炎作用并在自身免疫性疾病中起重要作用[26]。PBC患者外周血IL-23水平升高且与临床分期相关，随疾病进展呈升高趋势，IL-23阳性细胞浸润于PBC患者门静脉区域和受损胆管周围，IL-23R在小叶间胆管周围表达增加，IL-23/IL-17轴与PBC慢性胆管炎密切相关[25,27]。研究显示PBC患者外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMC)和血清中miRNA-92a表达降低，与外周血Th17细胞数量呈负相关，PBMC中miR-92a与IL-17A共表达，miR-92a可能直接调控Th17的分化参与PBC发病[28]。

此外，研究显示正常C57BL/6J小鼠肝CD+T细胞分泌IL-17的能力强于脾脏；脾CD4+T细胞与肝非实质细胞共培养可将IL-17产量提高10倍，说明肝微环境有利于诱导Th17细胞的产生，并在肝炎性疾病或自身免疫性疾病中起作用，但诱导机制不清[24]。

2.2IL-17在PBC中的重要促炎作用IL-17在PBC的免疫炎症反应中发挥关键作用。病原体相关分子模式如脂多糖刺激下，胆管上皮细胞可产生Th17诱导型细胞因子IL-6、IL-1β和维持型细胞因子IL-23，胆管局部树突状细胞和巨噬细胞及其细胞因子可促进Th17分化，参与胆道先天性免疫应答[29]。IL-17可能参与PBC的慢性胆管炎，IL-17A基因敲除的PBC小鼠中可检测到胆管炎减轻及AMA水平降低[30]；胆管上皮细胞表达IL-17R，可对IL-17作出反应，诱导其分泌炎症因子IL-6、IL-1β、IL-23及趋化因子CXCL1、CXCL2、CCL20等，促进炎性细胞包括Th17细胞的迁移，加重慢性胆管炎及胆管损伤[31]。此外，IL-17被证明是改变PBC中肝巨噬细胞极化的关键细胞因子，可通过激活 NF-κB途径使巨噬细胞向M1方向极化，促进炎症反应[22]。

半乳糖凝集素3(Galectin-3, Gal-3)是一种多效凝集素，在炎症反应和免疫调控中起重要作用。研究显示PBC患者和小鼠模型中Gal-3表达增加，可介导肝巨噬细胞中NLRP3炎性小体的组装和激活及IL-1β的分泌，以自分泌的形式作用于肝巨噬细胞促进其分泌IL-17，Gal-3缺失可降低PBC小鼠IL-17的表达，减轻自身免疫性胆管炎[32-33]。与之相反，Gal3基因敲除的PBC小鼠中发现血清IL-17表达增加，胆管炎和纤维化增强[34]。Gal3可发挥多重效应，在PBC中的作用机制及对IL-17表达的影响有待进一步研究。IL-17与PBC炎症程度呈正相关，与血清ALT，ALP，GGT呈正相关。PBC患者经UDCA治疗后外周血IL-17水平降低，在UDCA应答者中下降显著，外周血IL-17水平的下降趋势可能提示患者对UDCA的应答情况及预后情况[35]。

2.3IL-17在PBC中的促纤维化作用IL-17可发挥强大的促纤维化作用，促进PBC中肝纤维化进展。IL-17可剂量依赖性地促进肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSC)的增殖，促进HCS向肌成纤维细胞分化，表达和分泌胶原蛋白，促进纤维化[23]；IL-17可通过刺激Kupffer细胞分泌IL-6、TNFα、TGFβ1等炎性因子促进肝纤维化[36]。研究显示PBC患者NKT细胞数量表达增加，其产生的IL-17A可促进HSC产生TGF-β及α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)促进肝纤维化进程[37]。

IL-17A可通过诱导肝内胆管上皮细胞(intrahepatic biliary epithelial cells, IBECs)的上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)促进PBC的肝纤维化进展[38]。EMT指上皮细胞失去其上皮特征并转化为具有迁徙和侵袭能力的间质细胞的过程，在胚胎发育、肿瘤侵袭和转移、组织修复及纤维化中起重要作用[39]。EMT是PBC中IBECs破坏的潜在机制，是PBC的关键致病过程。肝移植后复发PBC患者的研究表明IBECs间充质标记物波形蛋白(Vimentin)、成纤维细胞特异性蛋白-1、α-SMA 表达增加，上皮标记物E-钙粘蛋白(E-cadherin)表达减少，经历了IBECs-EMT，这种表型转变可解释PBC的进行性导管减少[40]。EMT是肝纤维化的重要机制，IBECs-EMT可能在PBC发病及纤维化进展中起重要作用。研究发现IL-17A可体外通过IL-17A-IL-17RA-Act1-NF-κB 信号通路诱导IBECs-EMT，可剂量和时间依赖性上调Vimentin的表达，下调E-cadherin的表达，且与TGF-β1诱导EMT有协同作用[13]。IL-17A诱导IBECs-EMT的其他机制及与其他因子的相互作用有待进一步研究。

研究发现PBC、自身免疫性肝炎及其重叠综合征患者肝组织中IL-17的表达水平与肝纤维化程度相关，可作为肝纤维化及肝硬化程度的判断指标之一[41]。总之，IL-17不仅可介导PBC中的免疫炎症反应，在PBC的肝纤维化中起重要作用。