IL-17在慢性胰腺炎治療中的機(jī)制研究

白睿 張函語(yǔ) 江雪 李冠群 李樂 孫備

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院胰膽外科 肝脾外科教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150001

【提要】 IL-17是具有多種功能的細(xì)胞因子，在抵抗細(xì)胞外細(xì)菌和真菌的感染、參與炎癥的發(fā)生與發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。CP是由遺傳、環(huán)境等因素導(dǎo)致的胰腺局部或彌散性的慢性進(jìn)展性炎癥。IL-17已被證實(shí)廣泛參與包括CP在內(nèi)多種纖維化相關(guān)疾病的進(jìn)程。本文從IL-17介導(dǎo)的免疫學(xué)改變及下游信號(hào)通路等角度入手，探討以IL-17為靶點(diǎn)進(jìn)行有效干預(yù)在改善CP胰腺纖維化以及緩解CP相關(guān)并發(fā)癥中的臨床價(jià)值。

CP以胰腺纖維化為主要臨床特征，常伴有胰腺內(nèi)、外分泌功能障礙和發(fā)育不良[1-2]，目前尚無(wú)有效藥物逆轉(zhuǎn)或延緩CP進(jìn)展。CP的發(fā)病機(jī)制主要包括炎癥細(xì)胞的廣泛浸潤(rùn)以及胰腺星狀細(xì)胞(pancreatic stellate cell，PSC)的活化，持續(xù)損傷或壓力刺激，通過(guò)介導(dǎo)以T細(xì)胞與巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、輔助性T 細(xì)胞17(T helper cell 17, Th17)分化或增殖為主要特征的免疫激活，加速胰腺纖維化進(jìn)程[3]。IL-17作為重要的促炎因子參與多種纖維化過(guò)程，其可通過(guò)募集成纖維細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)過(guò)度增生，加重纖維化相關(guān)疾病進(jìn)程；還可通過(guò)介導(dǎo)其他促炎因子分泌并募集免疫細(xì)胞，加重局部炎癥反應(yīng)。近年已證實(shí)IL-17在CP中發(fā)揮重要的促炎及促纖維化功能，但其可能機(jī)制尚不明確。本文就IL-17在CP病程進(jìn)展及其治療中可能的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，為尋找有效延緩CP胰腺纖維化，緩解其相關(guān)并發(fā)癥的治療策略拓寬思路。

一、IL-17的分子機(jī)制

IL-17細(xì)胞因子家族是炎癥、纖維化和免疫疾病的重要參與者，有IL-17A～I(xiàn)L-17F共6個(gè)成員，其功能包括抗胞外菌和真菌感染，誘導(dǎo)并參與慢性炎癥，維持上皮細(xì)胞的完整性并幫助組織愈合，其中以IL-17A的作用最強(qiáng)。IL-17主要由Th17細(xì)胞產(chǎn)生，CD8+T細(xì)胞、γδT細(xì)胞、iNKT細(xì)胞及NK細(xì)胞等可分泌少量IL-17。IL-17受體(IL-17R)家族包括IL-17RA～I(xiàn)L-17RE共5個(gè)成員，IL-17RA是IL-17家族成員公用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)亞基，當(dāng)IL-17A與IL-17RA/RC結(jié)合時(shí)，通過(guò)SEFIR結(jié)構(gòu)域招募泛素化配體Act1，繼而招募腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6( tumor necrosis factor receptor-associated factor-6，TRAF6)導(dǎo)致核壞死因子NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase，MAPK)途徑的促炎癥基因表達(dá)[4]。此外，IL-17可通過(guò)調(diào)控mRNA穩(wěn)定性，放大靶細(xì)胞對(duì)IL-17的反應(yīng)。目前還發(fā)現(xiàn)，負(fù)調(diào)控因子TRAF3通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合IL-17R調(diào)控IL-17R-ACT1-TRAF6信號(hào)復(fù)合物的形成，抑制下游炎癥相關(guān)通路。其他的作用還包括IL-17E通過(guò)激活MAPK和NF-κB通路誘導(dǎo)Th2細(xì)胞應(yīng)答，IL-17C誘導(dǎo)NF-κB激活參與自身免疫病進(jìn)展等[5]。近年研究發(fā)現(xiàn)，IL-17還參與多種自身免疫相關(guān)疾病的進(jìn)展，如銀屑病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、克羅恩病等[6]。在某些纖維化疾病的組織和血清中，IL-17的表達(dá)水平均顯著上升。因此，以IL-17及其受體作為治療靶點(diǎn)可能為CP治療帶來(lái)更多曙光。

二、IL-17在CP病程中的作用機(jī)制

IL-17作為一種促炎因子廣泛參與肺[7]、皮膚[8]、肝臟[9-10]、腎臟[11-12]及心臟[8]等炎癥和纖維化進(jìn)程。在慢性炎癥過(guò)程中，中和IL-17破壞炎癥部位募集因子并打破IL-17介導(dǎo)的正反饋通路，可抑制炎癥進(jìn)展[13]。IL-17在CP中的分子機(jī)制尚不明確。目前研究發(fā)現(xiàn)，IL-17A在小鼠CP模型中顯著上調(diào)，并可能通過(guò)誘導(dǎo)小鼠PSC表達(dá)IL-6、IL-1β及TGF-β等促炎細(xì)胞因子從而促進(jìn)胰腺纖維化[14]。當(dāng)各種因素刺激并誘發(fā)CP胰腺組織中IL-17A及IL-17RC上調(diào)，IL-17A與PSC上的兩受體結(jié)合后在相關(guān)因子的協(xié)同作用下引發(fā)一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，激活包括 NF-κB、MAPK及C/EBP等信號(hào)通路，促進(jìn)PSC活化并分泌大量IL-6、IL-1β及TGF-β等促炎細(xì)胞因子。炎癥因子通過(guò)建立慢性炎癥微環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)ECM合成，加重胰腺纖維化進(jìn)展[15]；同時(shí)，細(xì)胞因子還可通過(guò)誘導(dǎo)Th17的增殖或分化，加重胰腺纖維化進(jìn)程。TGF-β、IL-6以及STAT3信號(hào)通路誘導(dǎo)Th17分化，而IL-1β則通過(guò)與Th17上的IL-1R1結(jié)合，促進(jìn)其Th17增殖及分泌IL-17[16]。Sasikala等[17]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子BACH2可改變免疫穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致T細(xì)胞向Th17分化，進(jìn)而加重CP。Zhao等[15]發(fā)現(xiàn)，干擾素基因STING信號(hào)通路(cGAS-STING通路)在調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)和CP進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，通過(guò)激活該信號(hào)通路抑制Th17，從而減少IL-17A的生成，抑制胰腺纖維化進(jìn)展，該研究提示STING激動(dòng)劑有望為CP 治療提供更多證據(jù)。

三、IL-17在CP治療中的作用

CP發(fā)生時(shí)，胰腺間質(zhì)中Th17細(xì)胞顯著高表達(dá)，Th17分泌IL-17并與PSC中IL-17受體結(jié)合，通過(guò)激活ERK1/2，上調(diào)纖維化基因(如α-SMA和FN1)、IL-6和基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)等，參與胰腺纖維化進(jìn)展[14]。因此，以Th17細(xì)胞為靶點(diǎn)并從其分化等角度干預(yù)，為CP治療提供新的可能。

1．抑制Th17細(xì)胞的分化：抑制Th17細(xì)胞的分化能夠減少IL-17分泌，延緩CP進(jìn)展。TGF-β和IL-21或IL-6通過(guò)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關(guān)的孤核受體γt(retinoic acid-related orphan receptor γt，RORγt)表達(dá)，促進(jìn)Th17細(xì)胞分化[13]。目前抑制Th17分化的藥物主要包括靶向IL-23和RORγt的抑制劑。IL-23由含IL-23特異性p19亞基和與IL-12共有的常見p40亞基組成，其抑制劑為針對(duì)IL-23 p19亞基的特異性抗體，包括tidrakizumab、guselkumab、CNTO1959、AMG139、LY3074828和BI 655066等，分別抑制IL-17A、IL-17F、IL-21及IL-22的合成。而針對(duì)RORγt轉(zhuǎn)錄活性的抗體主要包括SR1001、熊果酸和地高辛等，SR1001仍處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，而熊果酸和地高辛脫靶風(fēng)險(xiǎn)較高[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，抑制BACH2聯(lián)合Th17極化條件(TGF-β和 IL-6 升高)后，可能導(dǎo)致CD4+T 淋巴細(xì)胞向致病性Th17細(xì)胞的分化，促進(jìn)胰腺纖維化進(jìn)展，該結(jié)果提示，開發(fā)BACH2抑制劑可能為CP治療提供一定的前景[17]。

2．抑制Th17細(xì)胞極化：Th17細(xì)胞的極化是T細(xì)胞分化的必然過(guò)程，其程度可以影響T細(xì)胞的分化結(jié)果[19]。在CP中，STING信號(hào)通路通過(guò)調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，減少胰腺組織中的CD45陽(yáng)性細(xì)胞浸潤(rùn)，尤以Th17細(xì)胞為著。有研究表明，活化STING通路可抑制Th17極化，而下調(diào)STING則促進(jìn)IL-17A分泌及胰腺組織中α-SMA、FN1表達(dá)。該研究提示，STING激動(dòng)劑有望通過(guò)調(diào)控Th17發(fā)揮抗纖維化作用。在自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型中，氨基氧乙酸選擇性抑制谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶 1使Th17極化為誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)T細(xì)胞(iTreg)，緩解疾病進(jìn)展[20]，該研究為靶向谷氨酸依賴的代謝途徑治療Th17介導(dǎo)的免疫疾病提供新的策略。

3．靶向IL-17的結(jié)構(gòu)蛋白： IL-17通過(guò)介導(dǎo)SEFIR依賴性作用將ACT1募集到IL-17受體，激活NF-κB、C/EBP及MAPK信號(hào)通路。IL-17-ACT1介導(dǎo)的信號(hào)通路促進(jìn)炎癥相關(guān)細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、CSF2及趨化因子CXCL1等的分泌；熱休克蛋白90( heat shock protein 90，HSP90)作為一種分子伴侶，主要參與蛋白折疊和組裝，可在蛋白水平上維持ACT1的完整性，抑制HSP90導(dǎo)致ACT1的蛋白酶體降解，降低IL-17活性[21]；ACT1的SEFIR域通過(guò)形成ACT1-RNP復(fù)合物促進(jìn)IL-17釋放，特異性結(jié)合SEFIR域的核酸適體已被證實(shí)在嚴(yán)重哮喘和IL-17A依賴性皮膚炎癥上發(fā)揮重要療效[21]。目前針對(duì)IL-17A的抗體主要包括Secukinumab、Ixekizumab、CNTO 6785、CJM112及BCD085等[22-25]，其中，Secukinumab已獲得美國(guó)食品和藥物管理局及歐洲藥品管理局批準(zhǔn)用于治療銀屑病。此外，針對(duì)IL-17A和IL-17F的抑制劑，如Bimekizumab和ALX-0761等也正處于臨床試驗(yàn)階段，部分研究已發(fā)現(xiàn)其在風(fēng)濕病、銀屑病中具有較好的療效[6]。

4．抑制IL-17協(xié)同的細(xì)胞因子：IL-17與其他炎癥因子，如IL-22、IFN-γ、TNF-α及GM-CSF等協(xié)同作用，構(gòu)成正反饋回路，促進(jìn)炎性遞質(zhì)的產(chǎn)生與募集，加重炎癥反應(yīng)。(1)IL-17與TNF-α協(xié)同作用，誘導(dǎo)膜蛋白NF-κB配體的受體激活劑的表達(dá)，參與組織重塑和樹突狀細(xì)胞成熟。IL-17和TNF-α抑制劑聯(lián)合應(yīng)用已在關(guān)節(jié)炎治療中顯示出更好的療效。此外，通過(guò)改變與IL-17協(xié)同的細(xì)胞因子環(huán)境來(lái)抑制IL-17促炎的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并以此開發(fā)雙特異性分子，如ABT-122和COVA322，已被應(yīng)用于銀屑病關(guān)節(jié)炎和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的二期臨床試驗(yàn)[26]。在CP模型中，尚無(wú)此類雙特異性分子的應(yīng)用研究，從組合抑制劑角度著手，或許能夠給CP治療帶來(lái)新的可能。(2)IL-17與IκB-z(NF-κB抑制劑)建立正反饋通路，IL-17誘導(dǎo)IκB-z的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)，而IκB-z協(xié)同NF-κB激活I(lǐng)L-17靶基因，且IκB-z抑制miR-23b以促進(jìn)IL-17下游基因的表達(dá)?？梢奍κB-z為IL-17信號(hào)通路的中央調(diào)節(jié)劑，識(shí)別對(duì)IL-17介導(dǎo)炎癥反應(yīng)重要的IκB-z靶基因可能是未來(lái)研究的一個(gè)方向。針對(duì)性敲除IκB靶基因或可有效抑制IL-17介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。因此，其可能在抗胰腺纖維化中具有一定的作用。(3)在T細(xì)胞受體和Dectin信號(hào)通路中，CARD家族蛋白與BCL-10和黏膜相關(guān)淋巴組織淋巴瘤轉(zhuǎn)位蛋白1 ((mucosa-associated lym-phoid tissue 1， MALT1)結(jié)合，促進(jìn)NF-κB通路激活。阻斷MALT1對(duì)IL-17-TNF-α-角質(zhì)細(xì)胞中的復(fù)合信號(hào)調(diào)節(jié)有部分抑制作用[16]。(4)IL-17可激活MAPK通路，而雙特異性磷酸酶1( dual specificity phosphatase 1，DUSP1)是MAPK信號(hào)失活的重要途徑之一。通過(guò)上調(diào)DUSP1來(lái)抑制IL-17信號(hào)介導(dǎo)的MAPK途徑，為延緩CP進(jìn)展的研究提供又一思路[27]。

5．靶向IL-17R：IL-17R家族成員的胞外區(qū)域包含兩個(gè)纖連蛋白Ⅲ樣(fibronectin, FN)結(jié)構(gòu)域，其中IL-17RA 的FN2結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)IL-17R復(fù)合物的預(yù)組裝。該基序的功能類似在TNF-α受體家族中發(fā)現(xiàn)的“配體裝配前結(jié)構(gòu)域”，可能成為操縱IL-17受體裝配或阻斷的另一種潛在方式[27]。IL-17RA抑制劑如Brodalumab等，通過(guò)阻斷由IL-17A、IL-17F和IL-17A/F介導(dǎo)的促炎作用，也阻止了由IL-25(IL-17E)介導(dǎo)的抗炎反應(yīng)[4]。由IL-17R與不同亞型IL-17結(jié)合發(fā)揮的作用可能打破IL-17介導(dǎo)的抗炎-促炎平衡，在控制疾病進(jìn)展的同時(shí)產(chǎn)生一定的不良反應(yīng)。

綜上所述，IL-17為具有多種功能的細(xì)胞因子，在抵抗細(xì)胞外細(xì)菌和真菌的感染、參與炎癥的發(fā)生與發(fā)展等方面均發(fā)揮重要的作用，在宿主防御中有重要價(jià)值。IL-17通過(guò)激活炎癥反應(yīng)，加重CP胰腺纖維化的進(jìn)展，對(duì)其進(jìn)行抑制或靶向治療對(duì)CP患者有益。但對(duì)IL-17的過(guò)度抑制或使其完全缺失都會(huì)增加患者機(jī)會(huì)性感染的風(fēng)險(xiǎn)。如何進(jìn)行恰到好處的干預(yù)，即依靠其免疫抑制作用實(shí)現(xiàn)對(duì)胰腺纖維化的抑制，又能將不良反應(yīng)控制在較低的水平，是目前推動(dòng)IL-17抑制劑應(yīng)用于CP治療中的關(guān)鍵問(wèn)題。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突