白細(xì)胞介素-22在酒精性肝病中作用的研究進(jìn)展

酒精性肝病(ALD)是一種長期飲酒所致的慢性肝臟疾病，嚴(yán)重酗酒可誘發(fā)廣泛的肝細(xì)胞壞死，甚至造成肝衰竭[1]。在中國，隨著人們生活水平的提高，酗酒人數(shù)逐年增加，ALD日漸成為影響人們健康的慢性疾病。白細(xì)胞介素-22(IL-22)是免疫研究的熱點(diǎn)，其已被證實(shí)與多種炎性疾病及自身免疫性疾病密切相關(guān)。近年來，IL-22在肝臟領(lǐng)域中的研究備受關(guān)注，但目前尚存在爭議，如在不同階段的肝細(xì)胞癌(HCC)患者中，IL-22可表現(xiàn)出保護(hù)或致病作用；對于不同病因引起的肝炎、肝纖維化患者，其作用機(jī)制也不盡相同。然而其在ALD中的保護(hù)作用已明確，有望成為治療ALD藥物的新靶點(diǎn)。本文就IL-22在ALD中的作用機(jī)制作一綜述。

1 IL-22的概述

1.1 IL-22的生物學(xué)起源及其作用機(jī)制

IL-22屬于IL-10家族細(xì)胞因子，是2000年由Dumoutier等[2]用IL-9刺激T淋巴瘤細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種炎性細(xì)胞因子。IL-22與IL-10在一級序列上的相似性導(dǎo)致IL-22最初被命名為IL-10相關(guān)的T細(xì)胞來源誘導(dǎo)因子。人類IL-22基因位于12q15，鄰近編碼γ-干擾素及IL-26基因的位置[3]。IL-22主要來源于T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)。T細(xì)胞向1型(T1)表型的分化可激活并誘導(dǎo)IL-22表達(dá)，而向2型(T2)或調(diào)節(jié)表型的分化則可降低其表達(dá)。IL-22在CD4記憶細(xì)胞中高表達(dá)，此外活化的CD8+T淋巴細(xì)胞、Th17細(xì)胞、Th22細(xì)胞、NKT細(xì)胞、αβT細(xì)胞、γδT細(xì)胞及固有淋巴細(xì)胞(ILC)也能分泌IL-22。IL-22通過與IL-22受體1(IL-22R1)、IL-10受體2(IL-10R2)組成受體復(fù)合物而發(fā)揮生物學(xué)功能。IL-10R2的表達(dá)較廣泛，而IL-22R1的表達(dá)較局限。IL-22R1表達(dá)部位的局限性決定了IL-22可對其敏感的組織細(xì)胞進(jìn)行靶向調(diào)節(jié)，而對免疫細(xì)胞的功能無直接影響。IL-22結(jié)合蛋白(IL-22BP)是獨(dú)立于IL-22R1外的另一種IL-22結(jié)合受體(可溶性受體)，其細(xì)胞外結(jié)構(gòu)與IL-22R1相似，但缺乏細(xì)胞內(nèi)及跨膜部分結(jié)構(gòu)域，其在各組織器官中廣泛表達(dá)。IL-22與IL-22BP的親和力是膜結(jié)合受體IL-22R1的4倍[4]，可阻止IL-22/IL-22R1復(fù)合物的形成及IL-22生物學(xué)功能的發(fā)揮，因此IL-22BP是IL-22的拮抗劑。IL-22與相關(guān)受體結(jié)合后，通過激活Janus激酶(JAK)/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)信號通路，受體結(jié)合狀態(tài)被酪氨酸激酶磷酸化，磷酸化的酪氨酸激酶使二聚體易位進(jìn)入細(xì)胞核，在細(xì)胞核中與響應(yīng)元件結(jié)合并促進(jìn)下游調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)，從而發(fā)揮生物學(xué)作用[5]。

1.2 IL-22的生物學(xué)功能

IL-22具有多種生物學(xué)功能，主要包括增強(qiáng)免疫、保護(hù)機(jī)體免受損傷和促進(jìn)再生。IL-22是一種雙性質(zhì)的細(xì)胞因子，它在慢性炎性疾病中起保護(hù)或致病性作用，主要取決于受影響組織的性質(zhì)、局部細(xì)胞因子微環(huán)境[6]。IL-22參與多種慢性炎性反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展，研究表明IL-22與神經(jīng)系統(tǒng)疾病及多種自身免疫性疾病相關(guān)，包括格林-巴利綜合征、多發(fā)性硬化、阿爾茨海默病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和克羅恩病等[7]。對于肝病(如藥物介導(dǎo)的肝損傷、T細(xì)胞介導(dǎo)的肝炎、肝部分切除術(shù)后等)患者，IL-22通過抑制T細(xì)胞及毒性物質(zhì)誘導(dǎo)的肝臟炎性反應(yīng)，促進(jìn)肝細(xì)胞的修復(fù)和再生，從而發(fā)揮保護(hù)作用。此外，IL-22還具有抗氧化、抗凋亡、抗脂肪變性和抗菌作用[8-10]。由于IL-22在不同疾病狀態(tài)下有多重作用，故其生物學(xué)活性是可變的。

2 IL-22在ALD中的作用

乙醇濫用是全球性的問題，每年約有3.2%死亡病例與乙醇相關(guān)，肝臟是較常見的乙醇所致臟器損傷。在中國，ALD的發(fā)病率僅次于病毒性肝炎。長期飲酒是慢性肝病的主要原因之一，它可導(dǎo)致一系列肝功能紊亂，ALD病變初期從脂肪變性進(jìn)展為酒精性肝炎，進(jìn)而發(fā)展為肝纖維化、肝硬化甚至HCC[11]。ALD的組織學(xué)分為3個(gè)階段[12-13]：(1)酒精性脂肪肝或脂肪變性 在此階段，脂肪在肝實(shí)質(zhì)中蓄積。(2)酒精性肝炎 在此階段，肝細(xì)胞發(fā)生炎性反應(yīng)，其結(jié)果取決于損傷的嚴(yán)重程度。戒酒、營養(yǎng)支持、抗感染或在嚴(yán)重情況下使用激素有利于酒精性肝炎的治療，但嚴(yán)重情況下會發(fā)生肝衰竭。(3)酒精性肝硬化 在此階段，肝損傷不可逆轉(zhuǎn)，并有肝硬化和門脈高壓癥等發(fā)生?，F(xiàn)就IL-22在ALD的不同組織學(xué)階段中的作用機(jī)制綜述如下。

2.1 IL-22在酒精性脂肪肝中的作用

長期飲酒可能導(dǎo)致各種類型的肝損傷，經(jīng)常飲酒，即使只是數(shù)日，也會導(dǎo)致脂肪肝(又稱脂肪變性)。脂肪肝患者的肝細(xì)胞中含有脂肪小滴，如不進(jìn)行早期干預(yù)，很可能會發(fā)展為酒精性肝炎。Ki等[10]在其構(gòu)建的酒精性肝損傷鼠模型中發(fā)現(xiàn)：(1)重組IL-22處理可降低長期乙醇灌注誘導(dǎo)升高的血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和肝臟三酰甘油(TG)水平，但不影響膽固醇水平；(2)IL-22對酒精性脂肪肝的保護(hù)作用進(jìn)一步在肝臟組織學(xué)中被證實(shí)，其可能的機(jī)制是IL-22對脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(FATP)的表達(dá)有明顯下調(diào)作用，但脂肪代謝相關(guān)基因卻未見改變，推測IL-22誘導(dǎo)的FATP表達(dá)下調(diào)可能有助于乙醇誘導(dǎo)的脂肪肝的保護(hù)作用。而FATP的失活已被證明可改善高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪肝[14]。此外，Yang等[15]報(bào)道IL-22可通過下調(diào)幾種脂肪生成和TG合成相關(guān)基因的表達(dá)以改善肥胖相關(guān)的脂肪肝。這些研究結(jié)果之間的差異可能是由于采用了不同的模型所致。近年來的研究發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸內(nèi)產(chǎn)生IL-22的細(xì)菌可誘導(dǎo)人再生胰島衍生蛋白3γ(REG3G)的表達(dá)，而REG3G通過減少細(xì)菌向肝臟的易位以減輕乙醇誘導(dǎo)的脂肪肝[16]。綜上所述，IL-22可通過不同的作用機(jī)制改善乙醇導(dǎo)致的肝臟脂肪變性。

2.2 IL-22在酒精性肝炎中的作用

酒精性肝炎的發(fā)病率呈不斷升高趨勢，是最危險(xiǎn)的ALD，6個(gè)月內(nèi)病死率高達(dá)40%[17-18]，因此干預(yù)其發(fā)生、發(fā)展是非常必要的。Stoy等[19]收集重度酒精性肝炎患者、酒精性肝硬化患者以及健康人血液標(biāo)本時(shí)發(fā)現(xiàn)：(1)酒精性肝炎患者分泌IL-22的Th細(xì)胞水平升高，明顯高于肝硬化組及健康對照組，而且大部分來自于健康狀況有所好轉(zhuǎn)的患者，因此向分泌IL-22這一表型極化的T細(xì)胞可能對酒精性肝炎患者是有利的；(2)盡管產(chǎn)生IL-22的T細(xì)胞水平上調(diào)，但血漿IL-22水平未發(fā)生變化，這可能是由于IL-22的隔離造成的。Ki等[10]的研究也表明酒精性肝炎患者的肝臟中IL-22水平?jīng)]有升高，而IL-22R1表達(dá)上調(diào)，表明這些患者可能對IL-22治療更敏感。酒精性肝炎患者通常有脂多糖(LPS)升高，LPS可進(jìn)一步誘導(dǎo)IL-22BP的表達(dá)[20]，而IL-22BP具有比IL-22R1更高的親和力。Parfieniuk-Kowerda等[21]收集重癥酒精性肝炎患者血清時(shí)發(fā)現(xiàn)，抗F-肌動蛋白抗體在晚期ALD患者中存在。肌動蛋白是一種細(xì)胞蛋白，細(xì)胞溶解后其可暴露于細(xì)胞外，被認(rèn)為是一種損傷特異性標(biāo)志物[22]。在晚期ALD患者中，抗F-肌動蛋白抗體更易被檢測到，且與較高水平的血清IL-22有關(guān)，提示IL-22介導(dǎo)的相關(guān)通路在酒精性肝炎中起作用。Liu等[23]的研究發(fā)現(xiàn)酒精性肝炎患者巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的IL-22增加，而LPS可通過c-Jun氨基末端激酶(JNK)信號通路使巨噬細(xì)胞IL-22的水平下降，從而加重乙醇誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡，提示IL-22可能具有肝保護(hù)功能。在酒精性肝炎的治療中，糖皮質(zhì)激素已被廣泛使用，而腫瘤壞死因子-α(TNF-α)抑制劑也已被嘗試用于治療重癥酒精性肝炎，但相關(guān)研究的結(jié)果存在爭議[18,24-26]。由于IL-22R的表達(dá)僅限于上皮細(xì)胞(包括肝細(xì)胞)，在免疫細(xì)胞中不表達(dá)，因此IL-22聯(lián)合糖皮質(zhì)激素或TNF-α抑制劑治療酒精性肝炎的不良反應(yīng)可能較小。甾體類抗炎藥和TNF-α抑制劑均可抑制炎性反應(yīng)，但也會抑制肝臟再生且增加細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)[24-26]，而IL-22具有抗菌[27]、促進(jìn)肝臟再生的作用[9,28]，因此IL-22與甾體類抗炎藥或TNF-α抑制劑聯(lián)合治療可減少兩者誘導(dǎo)的細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，并可阻止對肝臟再生的抑制。酒精性肝炎與多種炎性介質(zhì)(如IL-6)水平升高相關(guān)，而IL-22與IL-6及其家族細(xì)胞因子共享信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這可能會降低肝細(xì)胞對IL-22刺激的敏感度，而甾體類抗炎藥治療可阻斷炎性反應(yīng)，從而恢復(fù)肝細(xì)胞對IL-22刺激的反應(yīng)。急性腎損傷(AKI)是酒精性肝炎患者死亡的另一個(gè)主要原因[29]。IL-22在預(yù)防AKI中發(fā)揮了作用，其通過促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞的存活和再生，可顯著改善小鼠缺血/再灌注模型的AKI[30-31]。因此，IL-22療法也可通過改善AKI來治療酒精性肝炎。肝特異性IL-22轉(zhuǎn)基因小鼠未出現(xiàn)明顯的肝臟炎性反應(yīng)或趨化因子水平上調(diào)[28]，說明IL-22治療對肝臟炎性反應(yīng)的影響較小。IL-22短期治療不太可能引起嚴(yán)重的肝臟炎性反應(yīng)，其與甾體類抗炎藥聯(lián)合應(yīng)用可預(yù)防IL-22治療對肝臟的潛在促炎作用[32-33]。此外，研究人員已提出將抗炎藥物與IL-22聯(lián)合應(yīng)用于ALD的治療，目前酒精性肝炎的兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)正處于招募階段(NCT01918462和NCT02655510)，兩項(xiàng)試驗(yàn)均將IL-22與酒精性肝炎聯(lián)系起來，前者研究IL-22在酒精性肝炎中的生物學(xué)作用，后者旨在利用重組人IL-22的抗脂肪變性和抗凋亡功能，這兩種開創(chuàng)性的臨床方法可能為治療ALD帶來新的機(jī)遇。

2.3 IL-22在酒精性肝纖維化及酒精性肝硬化中的作用

肝臟損傷后通常會再生，但當(dāng)肝臟損傷和炎性反應(yīng)持續(xù)進(jìn)展時(shí)，肝臟不能正常再生，導(dǎo)致纖維化。纖維化是一種創(chuàng)面愈合反應(yīng)，目前普遍認(rèn)為在肝纖維化過程中，肝星狀細(xì)胞(HSC)是主要的效應(yīng)細(xì)胞。HSC是細(xì)胞外基質(zhì)的主要來源[34]。細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生和沉積導(dǎo)致瘢痕組織形成，漸進(jìn)性的肝纖維化發(fā)展為肝硬化，肝細(xì)胞由于纖維化瘢痕和再生結(jié)節(jié)的形成以及血供減少而不能正常工作[35-36]。肝纖維化是一種慢性進(jìn)展性肝病，肝纖維化進(jìn)展為肝硬化后，疾病不可逆轉(zhuǎn)，極可能發(fā)展為HCC，因此阻止其發(fā)生、發(fā)展是非常必要的。Kong等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，IL-22R1和IL-10R2在肝祖細(xì)胞和HSC中高表達(dá)，IL-22可通過STAT3信號通路促進(jìn)肝祖細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝臟修復(fù)，IL-22過表達(dá)可通過活化造血干細(xì)胞中的STAT3誘導(dǎo)HSC衰老，加速肝纖維化組織在康復(fù)過程中溶解，從而減輕肝纖維化。Ni等[38]通過酒精性肝纖維化模型發(fā)現(xiàn)，IL-22可抑制乙醛誘導(dǎo)的HSC活化和增殖，這可能與Nrf2核易位和抗氧化軸Nrf2-Keap1-ARE活性增強(qiáng)有關(guān)。由于IL-22的肝保護(hù)作用及抗纖維化作用有利于改善酒精性肝損傷，故IL-22可能成為ALD患者治療的候選藥物。然而，IL-22已被證明可促進(jìn)肝腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)外生長[39]，HCC患者的IL-22水平升高，IL-22參與HCC的發(fā)生、發(fā)展[40]。研究表明肝臟中過度表達(dá)IL-22的小鼠雖不會自發(fā)形成腫瘤，但對二乙基亞硝胺誘導(dǎo)的HCC更敏感[28]。這些研究結(jié)果表明單純高表達(dá)水平的IL-22可能不會引起肝臟腫瘤發(fā)展，但I(xiàn)L-22可能通過促進(jìn)現(xiàn)有肝臟腫瘤中的細(xì)胞存活和增殖來加速HCC的發(fā)生。由此可見，IL-22的應(yīng)用對于沒有肝硬化和HCC的ALD患者是安全的，而對于酒精性肝硬化或HCC患者卻應(yīng)謹(jǐn)慎。

3 總結(jié)與展望

IL-22以不同的作用機(jī)制在不同階段的ALD患者中發(fā)揮不同的作用，為ALD的相關(guān)治療及預(yù)后提供了細(xì)胞分子水平的新思路。此外，IL-22是一種重要的肝臟保護(hù)細(xì)胞因子，上皮細(xì)胞中的IL-22R表達(dá)受限使得其潛在的不良反應(yīng)較小，在治療重癥ALD患者方面可能具有較大的潛力。雖然IL-22介導(dǎo)的肝保護(hù)作用在動物和體外細(xì)胞模型中的研究有較好的效果，但其在人類肝病發(fā)病機(jī)制中的作用尚不清楚。今后需進(jìn)行IL-22對ALD患者的肝臟保護(hù)作用機(jī)制方面的大量動物及臨床研究，以期揭示其在疾病不同階段的作用機(jī)制，從而找到更好及更安全的治療手段。