與腦卒中相關(guān)的白細胞介素的基因多態(tài)性研究進展

陳晨，喬曉媛(綜述) 商廣喜，王金桃(審校)

腦卒中通常是指腦梗死等缺血性腦血管事件，其危險因素包括吸煙、酗酒、高血壓、糖尿病、肥胖、高脂血癥等。近年來，炎癥介質(zhì)作為腦卒中的危險因素逐漸為學(xué)界認可。腦血管事件發(fā)生后，許多炎癥介質(zhì)參與到腦神經(jīng)元的損傷之中。白細胞介素(interleukin，IL)是在白細胞或免疫細胞間相互作用的淋巴因子，它與血細胞生長因子同屬細胞因子，兩者相互協(xié)調(diào)、相互作用，共同完成造血和免疫調(diào)節(jié)功能。IL在傳遞信息，激活與調(diào)節(jié)免疫細胞，介導(dǎo)T、B細胞的活化、增殖、分化及炎癥反應(yīng)中起重要作用。IL是炎癥介質(zhì)中較重要的一類[1-3]，近10余年的研究表明，IL在腦血管事件中起著重要作用。本文就不同類型的IL及其基因多態(tài)性與腦卒中的關(guān)系進行綜述。

1 IL-1

IL-1家族包括3個主要亞型，即IL-1α、IL-1β[2-4]和IL-1受體拮抗劑(receptor antagonist，IL-1Rα)[5-6]。IL-1家族的上述3種同源性蛋白質(zhì)依次由3種基因編碼，即IL-1A、IL-1B和IL-1RN。IL-1β及IL-1α均與腦卒中相關(guān)，兩者都是促炎反應(yīng)的主要誘導(dǎo)劑，可改變內(nèi)皮的許多功能，如抑制內(nèi)皮細胞增殖，誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞表達黏附分子，進而引起單核細胞和淋巴細胞的聚集、浸潤，并牢固黏附于內(nèi)皮，同時也刺激內(nèi)皮產(chǎn)生促凝活性物質(zhì)以促進血栓形成。

1.1 IL-1α Luheshi等[7]觀察了大鼠大腦中動脈梗死模型缺血4h后再灌注的IL-1α水平，發(fā)現(xiàn)IL-1α在腦梗死后的炎癥介質(zhì)反應(yīng)中占據(jù)重要地位。Zhao等[8]通過對682例動脈粥樣硬化性腦卒中患者及598例對照進行了單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)研究，發(fā)現(xiàn)IL-1α-889 C/T等位基因可增加動脈粥樣硬化性腦梗死的發(fā)病風(fēng)險(P=0.035)。Dzhulaǐ等[9]觀察了100例腦出血患者血清IL-1α的變化，發(fā)現(xiàn)IL-1α增加25～30倍時，可作為腦出血預(yù)后不良的早期預(yù)警因子。Belfer等[10]選擇了95例動脈粥樣硬化性腦卒中患者及113例對照進行SNP研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在校正了性別、年齡、種族、高血壓、高膽固醇血癥、糖尿病、吸煙、心臟病等因素后，IL-1α rs2071373 (P=0.031)與降低動脈粥樣硬化性腦梗死相關(guān)。

1.2 IL-1β 大多數(shù)研究認為IL-1β與腦卒中密切相關(guān)[7,11-12]。Touzani等[13]給大腦中動脈梗死模型大鼠的腦室注射IL-1β后，發(fā)現(xiàn)梗死體積明顯增大，損傷加重。IL-1β的腦缺血損傷機制可能與以下機制有關(guān)：①增加缺血組織興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性；②加重腦缺血神經(jīng)細胞Ca2+超載，加速腦神經(jīng)細胞損傷；③刺激內(nèi)皮細胞表達白細胞黏附因子1、IL-8，促使白細胞游出血管聚集于缺血腦組織，加重腦缺血損傷；④誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡基因的表達，促進細胞凋亡，造成缺血后梗死和神經(jīng)功能損害。

1.3 IL-1Rα Worrall等[14]發(fā)現(xiàn)，IL-1Rα的2號等位基因是頸動脈粥樣硬化的易感因素，其純合子攜帶者的頸動脈粥樣硬化發(fā)生率遠高于非攜帶者。Olsson等[15]對腦梗死患者進行了SNP研究，共納入844例患者和668例對照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL1RN的rs380092位點與腦梗死高度相關(guān)。Pradillo等[16]對大腦中動脈梗死模型大鼠局部注射IL-1Rα，發(fā)現(xiàn)可明顯降低梗死范圍。Greenhalgh等[17]對蛛網(wǎng)膜下腔出血大鼠模型進行觀察發(fā)現(xiàn)，IL-1Rα可降低由IL-1介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，未來可能用于治療蛛網(wǎng)膜下腔出血。

2 IL-4

IL-4是一種多效細胞因子。粥樣硬化斑塊中存在活化的淋巴細胞及巨噬細胞，可分泌IL-4，而后者又可促進脂蛋白代謝，從而加快動脈粥樣硬化的過程[18]。人IL-4基因中存在多個多態(tài)性位點。Zee等[19]報道，IL-4 C582T (即C590T)可作為美國白種人腦梗死的獨立預(yù)測因子。而韓國學(xué)者Park等[20]在腦梗死和腦出血韓國人群進行IL-4(rs2243250，rs2070874)的基因位點檢測，并按年齡進行匹配，發(fā)現(xiàn)韓國人群中IL-4與腦出血相關(guān)，但與腦梗死無關(guān)。希臘學(xué)者Marousi等[21]對145例腦梗死患者分別進行了1、3、6個月的隨訪，檢測IL4-589C＞T，并匹配了145例性別、年齡相似的健康對照，結(jié)果顯示IL4-589C＞T與腦梗死無關(guān)，但IL4-589C＞T升高可預(yù)測腦卒中再發(fā)。此外，IL-4還可通過上調(diào)金屬蛋白酶-12導(dǎo)致動脈粥樣硬化的發(fā)生[22]。

3 IL-6

IL-6主要參加機體的細胞免疫、炎性反應(yīng)、造血調(diào)控等[23]。IL-6能誘導(dǎo)纖維蛋白原啟動凝血因子，使血管炎癥部位成纖維細胞增殖，膠原沉積；具有較強的血小板活化因子特性，可通過激活血小板促進血小板聚集，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞損害；同時還參與脂質(zhì)代謝，影響膽固醇、低密度脂蛋白的水平[24]，與動脈粥樣硬化性疾病密切相關(guān)[25]。機體內(nèi)多種有核細胞都可產(chǎn)生IL-6，如單核細胞、B細胞、T細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞等。此外，多種細胞因子如IL-1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-?(INF-?)等可誘導(dǎo)IL-6合成。腦組織內(nèi)IL-6的主要生成細胞可能是星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞，在刺激和病毒感染后均能產(chǎn)生IL-6。IL-6基因位于第7號染色體短臂上，含5個外顯子和4個內(nèi)含子，在基因啟動子區(qū)存在多態(tài)性，這種基因多態(tài)性可影響IL-6基因轉(zhuǎn)錄和表達，并影響IL-6相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸。Belfer等[10]認為IL-6 rs1180243(P=0.024)的表達與降低腦卒中發(fā)病相關(guān)。

IL-6主要由神經(jīng)元和小膠質(zhì)細胞而非星形細胞表達，這也許與其抗腦缺血損傷及神經(jīng)保護作用有關(guān)。Hoshi等[26]研究表明，無癥狀性腦梗死時IL-6水平亦顯著升高。Chapman等[27]研究發(fā)現(xiàn)，實驗大鼠腦梗死后IL-6明顯升高，卒中后4h開始升高，24h達高峰。Yan等[28]發(fā)現(xiàn)腦卒中3周內(nèi)IL-6持續(xù)升高，與卒中具有明顯的相關(guān)性。這些研究均提示我們針對卒中高危人群進行篩查時，可選擇IL-6作為觀測指標。

4 IL-8

IL-8是一種具有內(nèi)源性白細胞趨化及活化作用的堿基-肝素結(jié)合性蛋白質(zhì)，它具有多細胞來源，單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、血管內(nèi)皮細胞等在適當因子的刺激后均能產(chǎn)生IL-8。IL-8是中性粒細胞移行、到達炎癥部位的重要趨化因子?；罨闹行粤＜毎陨硪伯a(chǎn)生IL-8，進一步引起中性粒細胞聚集，形成炎性反應(yīng)的正反饋。IL-8是否與腦卒中相關(guān)目前學(xué)界仍存在爭議。部分學(xué)者認為，腦卒中后IL-8表達增加并促使神經(jīng)元炎性損傷。在缺血再灌注早期，腦脊液和血清中IL-8水平顯著增加，IL-8產(chǎn)生的時間早于腦水腫形成和白細胞浸潤的時間[29]。而Enquobahrie等[30]對368例腦梗死患者進行檢測，并未發(fā)現(xiàn)IL-8與腦卒中有明顯相關(guān)性。

5 IL-10

IL-10又稱為細胞因子合成抑制因子，為抗炎性細胞因子之一，是由CD4+輔助性T2細胞分泌的一種能抑制CD4+輔助性T1細胞的細胞因子，具有多種抑制能力。IL-10一方面可抑制炎癥細胞(如單核細胞、淋巴細胞等)的黏附、浸潤，另一方面可抑制各種促炎因子(如IL-2、IL-1β、TNF-α等)的合成和分泌，還可促進IL-1Rα及可溶性IL-4受體(sIL-4R)等抗炎癥因子的表達[31]。IL-10腦缺血保護作用的可能機制是：①在轉(zhuǎn)錄水平抑制細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生；②上調(diào)體內(nèi)細胞因子拮抗劑如IL-1RA及可溶性p55、p75TNFR的基因表達，從而拮抗IL-1、TNF的促炎作用；③抑制核因子κB、Ras等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而抑制多種相關(guān)炎性介質(zhì)的產(chǎn)生。

因此，目前認為IL-10具有腦卒中后的神經(jīng)保護作用，其機制可能與IL-10的抗炎癥和抗凋亡作用有關(guān)[32]。Yan等[28]發(fā)現(xiàn)腦卒中后1周時IL-10明顯升高。Sultana等[33]對238例腦梗死患者進行了IL-10基因多態(tài)性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦梗死組患者IL-10的－1082 G/G較對照組明顯升高，因此認為其可作為腦梗死的獨立危險因素(OR=3.25)。Rodríguez-Yá?ez等[34]對臨床-彌散不匹配的腦卒中患者(NIHSS評分＞8分，核磁彌散加權(quán)像＜25ml)進行檢測，發(fā)現(xiàn)其IL-10水平明顯升高。Chang等[35]研究發(fā)現(xiàn)135例患者腦卒中后48h內(nèi)的IL-10水平明顯升高，認為IL-10可作為預(yù)測腦梗死的獨立危險因素，用于預(yù)測卒中預(yù)后(NIHSS≥12分)及90d內(nèi)的復(fù)發(fā)情況。Nayak等[36]對17例急性腦梗死患者發(fā)病后24、48、72、144h的血清IL-10水平進行檢測，結(jié)果顯示均明顯升高。

6 IL-18

IL-18是結(jié)構(gòu)上與IL-1β類似的促炎性細胞因子。與IL-8一樣，IL-18與腦卒中的相關(guān)性仍備受爭議。Jander等[37]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠腦缺血后48h采用RT-PCR可檢測到IL-18 mRNA的表達，7～14d達高峰，提示IL-18可能對腦缺血晚期的炎性反應(yīng)有一定調(diào)節(jié)作用，免疫細胞化學(xué)染色顯示IL-18主要在吞噬性的小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞中表達。Yang等[38]研究表明，腦卒中7d后血清IL-18水平增高可預(yù)測卒中后6個月內(nèi)抑郁的發(fā)生，但該研究僅對100例住院患者進行了檢測和隨訪，結(jié)論的臨床可靠性尚需大樣本、長時間的流行病學(xué)資料予以佐證。Stott等[39]對266例70～82歲的高齡腦卒中患者進行了IL-18檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-18與老年卒中并無相關(guān)性，故認為其并非腦卒中的危險因素。

綜上所述，IL與腦卒中密切相關(guān)，其中一些小樣本試驗已經(jīng)表明，IL不同的基因位點可能預(yù)示卒中的加重或再發(fā)[8,10,15,19,21,28,33,35-36]。誠然，有些研究結(jié)果尚不成熟，尚待進一步研究驗證，比如同為IL-4的研究，美國學(xué)者認為IL-4 C582T(即C590T)為獨立的預(yù)測因素[19]，而希臘學(xué)者認為IL4-589C＞T與腦梗死無關(guān)[21]，可能與研究方法、人群及病例樣本的差異有關(guān)。因此，進一步深入研究IL基因多態(tài)性與腦卒中的關(guān)系，有助于為腦卒中特別是缺血性腦血管病的防治提供新的思路和方法，有助于流行病學(xué)工作者在進行大樣本人群篩查時及時發(fā)現(xiàn)腦卒中的高危人群，同時也有助于神經(jīng)病學(xué)臨床工作者針對腦卒中的危險因素進行干預(yù)及隨訪。

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