IL－17在泌尿系腫瘤中的研究進展

宋瑞霞 王志平

IL－17是一類T細胞來源的細胞因子，可以招募中性粒細胞，促進多種細胞釋放炎性因子，促進細胞增殖和血管生成，從而參與多種疾病包括慢性炎癥、自身免疫性疾病和癌癥的發(fā)生和發(fā)展［1－2］。近些年來，由于存在正反兩方面的研究證據(jù)，IL－17在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的確切作用仍不十分明確，一方面IL－17可以通過誘導腫瘤的血管生成等來發(fā)揮促瘤效應；另一方面它又可以通過增強NK細胞、細胞毒性T細胞（cytotoxic tlymphocytes，CTLs）的活性來發(fā)揮抗腫瘤效應。因此，本文就近年來IL－17在泌尿系腫瘤方面的研究做一綜述。

一、IL－17家族概述

IL－17最先是在1993年由Rouvier首次從鼠T細胞雜交瘤細胞中分離而來，起初被稱為細胞毒性T細胞抗原8（cytotoxic tlymphocytes antigen 8，CTLA－8）［3］。后來IL－17和IL－17受體相繼被發(fā)現(xiàn)，IL－17成為一個新的細胞因子家族［4］，該家族包括6個細胞因子，分別為IL－17A、B、C、D、E和F，5個細胞因子受體，即IL－17RA（或IL－17R）、IL－17RB（或IL－17Rh1）、IL－17RC（或IL－17RL）、IL－17RD和IL－17RE。編碼人IL－17A的基因定位于染色體6p12，由3個外顯子和若干個保守的非編碼序列組成，編碼小鼠IL－17的基因定位于染色體1－A4，與人IL－17A基因有60%的同源性。IL－17A基因編碼的蛋白是由155個氨基酸組成，其分子質(zhì)量為20～30ku的同源二聚體糖蛋白，包括氨基端19個氨基酸的信號肽和136個氨基酸的成熟肽。IL－17A蛋白質(zhì)含有6個半胱氨酸、1個氨基端糖基化位點和2個磷酸化位點的保守序列（分別是蛋白激酶C和酪氨酸激酶的作用位點）。不同種屬的IL－17具有較高的同源性，人IL－17與單純皰疹病毒開放閱讀框架13（HSVS13）編碼的蛋白質(zhì)、小鼠CTLA－8和大鼠IL－17的同源性分別為57%、63%和58%。IL－17A的受體IL－17R是一個約130kDa長的單鏈跨膜蛋白，其氨基末端位于細胞外。IL－17RB和IL－17RD的編碼基因均位于染色體3q21.1，IL－17RC和IL－17RE的編碼基因則位于3p25.3，小鼠的IL－17受體高度保守，受體蛋白與人類的具有68%～90%的同源性［4］。

二、IL－17的表達及調(diào)節(jié)

IL－17是一種具有多種生物學效應的細胞因子，主要由Th17細胞產(chǎn)生，一種不同于Th1、Th2的CD4＋T細胞。除CD4＋T細胞外，CD8＋T細胞、自然殺傷NK細胞、γδT細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞和骨髓瘤細胞系U266的變異體AF10（B淋巴細胞）也表達IL－17，并且哮喘患者的痰、支氣管肺泡灌洗液及外周血中的嗜酸性粒細胞也可檢測到IL－17［5］。目前也有研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤組織中γδT細胞才是IL－17最主要的來源［6］。

產(chǎn)生IL－17的T細胞是一種不同于Th1和Th2細胞的Th細胞譜系，即Th17細胞，Th17的分化與Th1、Th2細胞不同，IL－23誘導幼稚T細胞分化成Th17細胞，IL－23與IL－4抗體、β干擾素抗體協(xié)同作用，更有利于幼稚T細胞分化成Th17細胞。通過免疫組織化學檢測，IL－17RC蛋白在多數(shù)人正常組織中均表達，包括心肌細胞、血管和淋巴內(nèi)皮細胞、腺細胞、上皮細胞等多種細胞，尤其是在大多數(shù)血管和淋巴內(nèi)皮，鱗狀上皮組織中IL－17RC蛋白為高表達，在乳房、子宮頸、輸卵管、腎、膀胱、支氣管上皮組織中IL－17RC蛋白也是高表達的［7］。

某些疾病可導致IL－17的水平增高，如自身免疫疾病、感染性疾病和炎癥相關(guān)性腫瘤等［8］，幽門螺旋桿菌寄居的胃黏膜、克雷伯桿菌感染的肺、牙齦炎患者的牙齦組織及博氏疏螺旋體關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)滑液中IL－17水平顯著增高。多種細胞因子對IL－17的表達有調(diào)節(jié)作用，IL－23和IL－6協(xié)同作用增加 CD4＋記憶 T細胞IL－17的分泌［9］；IL－1β、IL－18以及轉(zhuǎn)化生長因子（transform growth factorβ，TGF－β）等可以上調(diào) T細胞對IL－17的產(chǎn)生，IL－2、IL－27、IL－4及IFN－γ可以抑制Th17細胞的分化，從而導致IL－17的水平降低［10］。

三、IL－17的作用及機制

IL－17具有強大的招募中性粒細胞，誘導產(chǎn)生多種細胞因子、趨化因子、炎癥效應物質(zhì)和抗微生物蛋白等作用，其在天然免疫和宿主防御中有特殊功能，從而參與多種自身免疫性疾病和感染炎癥。IL－17的作用機制尚未完全闡明。IL－17主要由活化的CD4＋T細胞產(chǎn)生，并與廣泛分布的IL－17R結(jié)合介導炎癥反應。在類風濕性關(guān)節(jié)炎等慢性炎癥中，IL－17可通過直接使基質(zhì)降解，或間接使活化陽性細胞增多，并誘導其他致炎細胞因子，如IL－1β和TNF－α到達炎癥部位，引起組織損害［11］。IL－17可以激活 NF－κB和促分裂素原活化蛋白激酶（mitogen－activated protein kinases，MAPK）通路，NF－κB和 MAPK均是IL－17發(fā)揮其促炎癥作用的靶基因［12］。IL－17R與IL－17結(jié)合后通過激活細胞外的信號調(diào)節(jié)蛋白激酶、c－jun N端蛋白激酶，還有p38MAP激酶通路，隨后導致IL－6、IL－1、NF－κB表達的上調(diào)［13］。

近些年來，發(fā)現(xiàn)IL－17與腫瘤的關(guān)系密切。腫瘤細胞微環(huán)境產(chǎn)生的多種細胞因子在腫瘤致病機制中發(fā)揮著重要作用。目前，由于存在正反兩方面的研究證據(jù)，IL－17在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的確切作用仍不十分明確，一方面IL－17可以通過抑制腫瘤細胞凋亡和促進腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤的血管生成，表達MMP－2和MMP－7促進腫瘤細胞浸潤和轉(zhuǎn)移，分泌IL－6等細胞因子，抑制CD4＋T、CD8＋T細胞在腫瘤組織中浸潤，抑制IFN－γ的功能等來發(fā)揮促瘤效應；另一方面它又可以通過募集T淋巴細胞浸潤、增強NK細胞、CTLs的活性、促進中性粒細胞浸潤等來發(fā)揮抗腫瘤效應。IL－17在惡性腫瘤中發(fā)揮作用與Stat3信號轉(zhuǎn)導通路有關(guān)。在野生型WT小鼠IL－17缺陷或IFN－γ單缺陷的以及IL－17和IFN－γ雙缺陷的小鼠中轉(zhuǎn)染B16腫瘤，運用免疫熒光染色的方法觀察小鼠中B16腫瘤的生長情況和Stat3信號轉(zhuǎn)導通路活化即磷酸化程度的關(guān)系，結(jié)果表明IL－17的表達水平與Stat3信號轉(zhuǎn)導通路的活化程度呈正相關(guān)［14］。進一步研究揭示IL－17促進腫瘤細胞中Stat3信號轉(zhuǎn)導通路的活化并導致抗凋亡和血管生成因子的上調(diào)［15］。然而也有研究提出腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中IL－17誘導Stat3信號轉(zhuǎn)導通路的活化并非直接作用，而是通過中間介質(zhì)IL－6來活化Stat3信號通路的［16］。

四、IL－17與泌尿系腫瘤

1.腎癌：腎癌是泌尿系最常見的惡性腫瘤之一，與其他惡性腫瘤相比，腎癌通常對化療都不甚敏感，免疫治療對腎癌有一定的效果。目前，有關(guān)IL－17在腎癌中的研究較少。有研究發(fā)現(xiàn)，在腎癌患者中，由腫瘤反應性T細胞分泌的IL－17可誘導腎癌細胞大量釋放IL－8，通過抗體治療后，腫瘤得到消退，提示IL－17在腎癌的免疫治療中發(fā)揮重要的作用［17］。國內(nèi)學者段靜靜等［18］通過檢測腎癌患者血清中Th1／Th2／Th17細胞因子的表達水平，分析細胞因子之間的相關(guān)性，表明在腫瘤生長時，Th1向Th2飄移，呈現(xiàn)Th2優(yōu)勢分化狀態(tài)，多參數(shù)聯(lián)合檢測細胞因子更能客觀評價腫瘤微環(huán)境，有助于動態(tài)監(jiān)測腫瘤的發(fā)生、發(fā)展變化情況，為腎癌細胞因子治療的合理選擇提供依據(jù)。最近，趙國斌等［19］對56例腎癌患者血清IL－17及VEGF水平進行了檢測，結(jié)果顯示，腎癌患者外周血IL－17水平高于健康對照者，但Ⅰ、Ⅱ期患者與對照組無明顯差異（P＞0.05），Ⅲ、Ⅳ期患者則明顯升高（P＜0.05），提示IL－17水平與腎癌分期具有相關(guān)性，而在不同病理分型腎癌患者中IL－17表達無明顯差異。因此，可以推測IL－17在腎癌的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，這為腎癌的免疫治療提供了新的思路。

2.前列腺癌：前列腺慢性炎癥與增生性炎性萎縮（proliferative inflammatory atrophy，PIA）密切相關(guān)，而PIA可轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒墑e前列腺上皮內(nèi)瘤變與前列腺癌發(fā)生有關(guān)［20］。研究發(fā)現(xiàn)，IL－17在前列腺癌患者PIA部位明顯表達增高［21］。PIA主要特點是在前列腺上皮和基質(zhì)中存在單核和中性粒細胞的浸潤，單核巨噬系統(tǒng)產(chǎn)生大量的IL－6與TGF－β，共同誘導Th17細胞活化并分泌大量IL－17，導致炎癥反應加強。

在雄激素依賴型前列腺癌中IL－17RC高度表達，通過阻止Capase－3的活化，抑制 TNF－α誘導的細胞凋亡［22］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，IL－17RC蛋白亞型在雄激素依賴型和雄激素非依賴型前列腺癌中差異化表達，推測用anti－ICD抗體檢測出的IL－17RC蛋白可能對前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展起促進作用，相反，用anti－ECD抗體檢測出的IL－17RC蛋白起抑制作用［23］。在基因水平進一步探討IL－17在前列腺癌中發(fā)揮的作用，研究發(fā)現(xiàn)，與IL－17RC＋小鼠模型比較，IL－17RC－小鼠模型前列腺癌體積明顯減小，且侵襲、轉(zhuǎn)移的發(fā)生率也明顯減低，證實了IL－17抑制癌細胞增殖，促進細胞凋亡，刺激成纖維細胞產(chǎn)生Mmp7，能分解多種細胞外基質(zhì)成分，導致黏膜損傷癌變。首次明確提出IL－17－Mmp7信號軸在由前列腺上皮內(nèi)瘤變向前列腺癌病理轉(zhuǎn)變過程中起重要作用［24］。

3.膀胱癌：有研究發(fā)現(xiàn)膀胱癌患者早期階段血IL－17A水平升高，且與膀胱癌高分期（Ⅲ、Ⅳ）比較，低分期（Ⅰ、Ⅱ）患者IL－17A水平升高明顯，提示IL－17A是膀胱癌進展中的一種重要的炎癥因子［25］。在中國漢族人群中，IL－17基因多態(tài)性與膀胱癌有關(guān)［26］，其中IL－17ASNP rs2275913和IL－17FSNP rs763780均與膀胱癌侵襲性有關(guān)，提示IL－17基因多態(tài)性與性別、吸煙狀態(tài)、膀胱癌分期一樣均影響膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展。此外，IL－17與膀胱癌的治療也密切相關(guān)［27］。膀胱灌注牛型分枝桿菌卡介苗（bacillus calmette－guerin，BCG）治療膀胱癌，研究發(fā)現(xiàn)中性粒細胞浸潤對抗瘤作用非常重要，但在BCG治療后，IL－17的生成早于中性粒細胞浸潤，進一步研究發(fā)現(xiàn)IL－17－小鼠在BCG治療后，中性粒細胞數(shù)目減少，致BCG誘導的抗瘤效應消除［28］。更值得注意的是，γδT細胞缺陷小鼠在BCG治療膀胱癌后，IL－17含量與中性粒細胞數(shù)目下降，而在CD4－小鼠中無此種情況發(fā)生，說明由γδT細胞分泌的IL－17對于BCG的抗腫瘤效應是非常重要的［28］。對膀胱癌患者術(shù)前測定外周血中IL－12、IFN－γ、IL－23、IL－17含量及 mRNA 水平，發(fā)現(xiàn)IL－12、IL－17mRNA水平低者，在根治性膀胱切除術(shù)后易發(fā)生膿毒癥。因此，術(shù)前Th1和Th17細胞因子的活性有助于預測根治性膀胱切除術(shù)后膿毒癥的發(fā)生率［29］。

五、結(jié)語與展望

綜上所述，IL－17作為調(diào)節(jié)腫瘤炎癥和免疫反應的一個重要細胞因子，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和臨床治療方面正受到廣泛關(guān)注。目前以IL－17／IL－17R通路為靶點的腫瘤方面的研究表明IL－17參與了腫瘤慢性炎癥的微環(huán)境［30］，從而促進腫瘤的發(fā)生、血管生成和惡性進展，抑制腫瘤細胞的凋亡，增強腫瘤免疫耐受，但相關(guān)機制尚未完全闡明。IL－17在膀胱癌腫瘤微環(huán)境中的分布及其在腫瘤免疫中的生物學作用尚不完全清楚，不同預后及治療反應的膀胱癌患者IL－17表達尚未見報道。因此，IL－17在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及機制，尚需深入研究，有望成為腫瘤免疫治療的一個新靶點［31］，將為腫瘤的深入認識和臨床診治提供新思路和途徑。

［1］ Miossec P，Korn T，Kuchroo VK.Interleukin－17and type 17 helper T cells［J］.N Engl J Med，2009，361（9）：888－898.

［2］ Cua DJ，Tato CM.Innate IL－17－producing cells：the sentinels of the immune system［J］.Nat Rev Immunol，2010，10（7）：479－489.

［3］ Rouvier E，Luciani MF，Mattei MG，et al.CTLA－8，cloned from an activated T cell，bearing AU－rich messenger RNA instability sequences，and homologous to a herpesvirus saimiri gene［J］.J Immunol，1993，150（12）：5445－5456.

［4］ Moseley TA，Haudenschild DR，Rose L，et al.Interleukin－17family and IL－17receptors［J］.Cytokine Growth Factor Rev，2003，14（2）：155－174.

［5］ Barczyk A，Pierzchala W，Soza?ska E.Interleukin－17in sputum correlates with airway hyperresponsiveness to methacholine［J］.Respir Med，2003，97（6）：726－733.

［6］ Wakita D，Sumida K，Iwakura Y，et al.Tumor－infiltrating IL－17－producingγδT cells support the progression of tumor by promoting angiogenesis［J］.Eur J Immunol，2010，40（7）：1927－1937.

［7］ Ge D，You Z.Expression of interleukin－17RC protein in normal human tissues［J］.Int Arch Med，2008，1（1）：19.

［8］ Chen D，Hu Q，Mao C，et al.Increased IL－17－producing CD4（＋）T cells in patients with esophageal cancer［J］.Cell Immunol，2012，272（2）：166－174.

［9］ Iwakura Y，Ishigame H.The IL－23／IL－17axis in inflammation［J］.J Clin Invest，2006，116（5）：1218－1222.

［10］ Alshaker H，Matalka K.IFN－γ，IL－17and TGF－βinvolvement in shaping the tumor microenvironment：The significance of modulating such cytokines in treating malignant solid tumors［J］.Cancer Cell Int，2011，11：33.

［11］ Shahrara S，Pickens SR，Dorfleutner A，et al.IL－17induces monocyte migration in rheumatoid arthritis［J］.J Immunol，2009，182（6）：3884－3891.

［12］ Wu Y，Zhu L，Liu L，et al.Interleukin－17Astimulates migration of periodontal ligament fibroblasts via p38MAPK／NF－κB－dependent MMP－1expression［J］.J Cell Physiol，2014，229（3）：292－299.

［13］ Xiong H，Wei L，Peng B.IL－17stimulates the production of the inflammatory chemokines IL－6and IL－8in human dental pulp fibroblasts［J］.Int Endod J，2014，48（6）：505－511.

［14］ Wang L，Yi T，Kortylewski M，et al.IL－17can promote tumor growth through an IL－6－Stat3signaling pathway［J］.J Exp Med，2009，206（7）：1457－1464.

［15］ Wang L，Yi T，Zhang W，et al.IL－17enhances tumor development in carcinogen－induced skin cancer［J］.Cancer Res，2010，70（24）：10112－10120.

［16］ Wei L，Laurence A，Elias KM，et al.IL－21is produced by Th17cells and drives IL－17production in a STAT3－dependent manner［J］.J Biol Chem，2007，282（48）：34605－34610.

［17］ Inozume T，Hanada K，Wang QJ，et al.IL－17secreted by tumor reactive T cells induces IL－8release by human renal cancer cells［J］.J Immunother，2009，32（2）：109－117.

［18］ 段靜靜，孫俊寧，石理，等.腎癌患者Th1／Th2／Th17細胞因子多參數(shù)聯(lián)合檢測及臨床意義［C］／／第九屆全國免疫學學術(shù)大會論文集.北京：中國免疫學會，2014：2.

［19］ 趙國斌，唐玉紅，周艷，等.腎癌患者血清IL－17及VEGF水平變化及意義［J］.軍事醫(yī)學，2015，39（2）：156－157.

［20］ Klink J，Ba?ez L，Gerber L，et al.Intratumoral inflammation is associated with more aggressive prostate cancer［J］.World J Urol，2013，31（6）：1497－1503.

［21］ Vykhovanets EV，Maclennan GT，Vykhovanets OV，et al.IL－17Expression by macrophages is associated with proliferative inflammatory atrophy lesions in prostate cancer patients［J］.Int J Clin Exp Pathol，2011，4（6）：552－565.

［22］ You Z，Shi XB，DuRaine G，et al.Interleukin－17receptorlike gene is a novel antiapoptotic gene highly expressed in androgen－independent prostate cancer［J］.Cancer Res，2006，66（1）：175－183.

［23］ You Z，Dong Y，Kong X，et al.Differential expression of IL－17RC isoforms in androgen－dependent and androgen－independent prostate cancers［J］.Neoplasia，2007，9（6）：464－470.

［24］ Zhang Q，Liu S，Ge D，et al.Interleukin－17promotes formation and growth of prostate adenocarcinoma in mouse models［J］.Cancer Res，2012，72（10）：2589－2599.

［25］ Doroudchi M，Saidi M，Malekzadeh M，et al.Elevated IL－17A levels in early stages of bladder cancer regardless of smoking status［J］.Future Oncol，2013，9（2）：295－304.

［26］ Zhou B，Zhang P，Wang Y，et al.Interleukin－17gene polymorphisms are associated with bladder cancer in a chinese han population［J］.Mol Carcinog，2013，52（11）：871－878.

［27］ Chi LJ，Lu HT，Li GL，et al.Involvement of T helper type 17and regulatory T cell activity in tumour immunology of bladder carcinoma［J］.Clin Exp Immunol，2010，161（3）：480－489.

［28］ Takeuchi A，Dejima T，Yamada H，et al.IL－17production by gammadelta T cells is important for the antitumor effect of Mycobacterium bovis bacillus Calmette－Guerin treatment against bladder cancer［J］.Eur J Immunol，2011，41（1）：246－251.

［29］ Tulic C，Lazic M，Savic E，et al.The preoperative activity of Th1and Th17cytokine axes in prediction of sepsis after radical cystectomy［J］.Eur Cytokine Netw，2011，22（4）：169－174.

［30］ Liu L，Ge D，Ma L，et al.Interleukin－17and prostaglandin E2are involved in formation of an M2macrophage－dominant microenvironment in lung cancer［J］.J Thorac Oncol，2012，7（7）：1091－1100.

［31］ Middleton GW，Annels NE，Pandha HS.Are we ready to start studies of Th17cell manipulation as a therapy for cancer［J］.Cancer Immunol Immunother，2012，61（1）：1－7.