白細(xì)胞介素-6 與肝纖維化的關(guān)系

郭曉玲 ，張耀武

（1 山西醫(yī)科大學(xué)汾陽(yáng)學(xué)院，呂梁，032200；2 山西醫(yī)科大學(xué)附屬汾陽(yáng)醫(yī)院感染性疾病科，呂梁，032200）

肝纖維化主要是由肝臟細(xì)胞外基質(zhì)（extracellu‐lar matrix，ECM）的大量堆積和異常分布所引起，它也是許多慢性肝病進(jìn)展為肝硬化、肝細(xì)胞癌的重要環(huán)節(jié)。病毒、藥物、毒物、肥胖、酗酒、膽汁淤積及自身免疫等多種原因均可引起肝纖維化。肝組織活檢仍是診斷肝纖維化的“金標(biāo)準(zhǔn)”[1]，但因其存在的許多局限性，使其多數(shù)患者無(wú)法接受。另外，在肝纖維化的治療方面，目前除了肝臟移植以外，沒(méi)有其他更有效的治療手段[2]，所以對(duì)于肝纖維化的早期評(píng)估及治療變得尤為重要。已有大量研究表明，IL‐6 是肝病中具有代表性的細(xì)胞因子，在調(diào)節(jié)包括肝細(xì)胞的生物學(xué)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[3]。IL‐6不僅可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)，合成肝急性期蛋白等[4]，還可以促進(jìn)患者肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展[5]，通過(guò)調(diào)節(jié)IL‐6 水平以延緩肝纖維化的發(fā)展是治療至關(guān)重要，因此明確IL‐6 對(duì)于肝纖維化方面的作用和機(jī)制，對(duì)于今后相關(guān)性肝病所致肝纖維化的早期診斷及治療有重要的指導(dǎo)意義。

1 IL-6 介紹及其信號(hào)通路

1.1 IL‐6 介紹

IL‐6 最初被稱為B 細(xì)胞生長(zhǎng)/刺激因子II[6]，IL‐6 的基因位于7p21 染色體上，可編碼184 個(gè)氨基酸，其長(zhǎng)度為5 kb，包含5 個(gè)外顯子和4 個(gè)內(nèi)含子，并具有基因多態(tài)性。根據(jù)糖基化程度不同，其分子量在21‐28 kDa 之間[3]。據(jù)報(bào)道，IL‐6 可由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括成纖維細(xì)胞和肝細(xì)胞、單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、T 細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等[7]。IL‐6 是一種具有多效生物活性的炎性細(xì)胞因子，大量研究已證實(shí)IL‐6 除了能促進(jìn)炎癥反應(yīng)，還能誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的分化與增值；促進(jìn)骨髓造血干細(xì)胞生長(zhǎng)；增強(qiáng)血細(xì)胞分化；產(chǎn)生急性期蛋白；刺激肝纖維化的發(fā)生[5,8]。

1.2 IL‐6 信號(hào)通路

IL‐6 主要是通過(guò)與其相應(yīng)的受體結(jié)合來(lái)發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。其與特定受體IL‐6R (gp80) 結(jié)合，隨后募集兩個(gè)gp130 分子，從而激活下游信號(hào)傳導(dǎo)。IL‐6R 與gp130 兩種受體均能以膜型和可溶性的形式存在[9]。盡管常見的共同受體gp130 普遍表達(dá)，但跨膜IL‐6R 的表達(dá)僅限于淋巴細(xì)胞和肝臟細(xì)胞。當(dāng)IL‐6 與肝細(xì)胞上的細(xì)胞表面受體結(jié)合時(shí)，觸發(fā)兩條主要信號(hào)通路：gp130 Tyr759‐衍生的 Src 同源性 2 域含蛋白酪氨酸磷酸酶‐2/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/絲裂原活化蛋白激酶途徑（SHP‐2/ERK/MAPK）和 gp130四個(gè)酪氨酸殘基(Y767、Y824、Y905 和Y915)形成YXXQ 基序介導(dǎo)的 Janus 相關(guān)激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄途徑激活劑（JAK/STAT）。其中MAPK 主要通過(guò)協(xié)助Smad2/3 的磷酸化，促進(jìn)肝纖維化的進(jìn)程；ERK、p38 以及c‐Jun 氨基端激酶也對(duì)HSCs 的增殖均有重要的作用；JAK/STAT 通路調(diào)控的靶基因主要作用于HSCs 細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂，從而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用。另外JAK/STAT 途徑可誘導(dǎo)滑膜細(xì)胞中核因子（nuclear factor，NF）‐κB 配體的受體激活劑的表達(dá)[10,11]，NF‐κB 可以誘導(dǎo)多種促炎因子的表達(dá)以加重肝臟的炎癥反應(yīng)，是促使纖維化的發(fā)生的重要原因。可見IL‐6 所引發(fā)的多種信號(hào)通路發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)，與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

2 肝纖維化的發(fā)病機(jī)制及與IL-6 的關(guān)系

2.1 肝纖維化的發(fā)生機(jī)制

肝纖維化的形成是一種復(fù)雜的病理過(guò)程，是由多種病因?qū)е赂螕p傷使得ECM 沉積所引起的。在正常情況下，肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSCs）位于竇周隙（Disse 間隙），且顯示出靜止表型，是體內(nèi)維生素 A 儲(chǔ)存的主要部位[2]。當(dāng)肝臟受損時(shí)，肝臟會(huì)分泌大量的炎性細(xì)胞因子，如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子‐β（transforming growth factor‐β，TGF‐β）、 腫 瘤壞死因子‐ɑ（tumor necrosis factor‐ɑ，TNF‐ɑ）、血小板衍生生長(zhǎng)因子（platelet‐derived growth factor，PDGF）和IL‐6 等。隨后這些細(xì)胞因子會(huì)通過(guò)旁分泌的方式活化肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSCs），同時(shí)活化的HSCs 本身也會(huì)產(chǎn)生這種細(xì)胞因子，使得TGF‐β 等細(xì)胞因子的水平上調(diào)，從而通過(guò)自分泌的方式激活HSCs，活化的HSCs 進(jìn)一步促進(jìn)ECM 的生成，因此，HSCs 可以通過(guò)旁分泌和自分泌兩種方式被持續(xù)激活，以加速纖維化的進(jìn)程。另外，激活的HSCs 還可以促進(jìn)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）激活的的組織抑制因子MMPs 抑制劑(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs)，引起ECM 降解不足，最終導(dǎo)致ECM 大量沉積在肝內(nèi),逐步引發(fā)肝纖維化[12]。

2.2 肝纖維化與IL‐6 關(guān)系

細(xì)胞因子在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展扮演著重要角色。調(diào)控肝纖維化的細(xì)胞因子可分為兩類，促纖維因 子：TGF‐β1、PDGF、IL‐1、IL‐6、IL‐8、TNF‐ɑ等；抑制纖維因子：肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、MMPs、IL‐4、IL‐10 等，其中IL‐6 為經(jīng)典的促炎細(xì)胞因子[13]，參與了肝纖維化的許多病理生理過(guò)程。當(dāng)IL‐6 與細(xì)胞膜上受體結(jié)合時(shí)，使得肝細(xì)胞及HSCs 發(fā)生增殖，并分泌出大量的膠原蛋白；此時(shí)枯否細(xì)胞（kupffer，KC）也被激活，進(jìn)而分泌更多的IL‐6，形成正反饋效應(yīng)，導(dǎo)致肝纖維化程度加重[14]。同時(shí)IL‐6 可增加急性期反應(yīng)蛋白物的產(chǎn)生，促進(jìn)Ⅰ型膠原及TIMPs的轉(zhuǎn)錄，抑制白蛋白和MMPs 的產(chǎn)生，從而促進(jìn)肝纖維化的形成。在IL‐6 信號(hào)通路中，IL‐6 通過(guò)JAK‐STAT 信號(hào)通路中的STAT3 引發(fā)慢性炎癥反應(yīng)，這一信號(hào)增強(qiáng)了膠原蛋白的表達(dá)，從而引起肝組織的病理變化，可見此信號(hào)通路在肝纖維化形成的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，IL‐6 也參與Fas 通路調(diào)控HSCs 的凋亡，從而促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生。此外，IL‐6 反式信號(hào)傳導(dǎo)在肝纖維化中也很重要，IL‐6 反式信號(hào)傳導(dǎo)通過(guò)磷酸化易位到細(xì)胞核和激活靶基因?qū)е耂TAT3 激活，從而引起膠原蛋白的表達(dá)[14，15]。因此，可推斷高水平的IL‐6 在肝臟中的表達(dá)很可能是導(dǎo)致肝纖維化形成的關(guān)鍵。

3 肝纖維化在IL-6 方面研究進(jìn)展

3.1 病毒性肝纖維化

病毒所致的肝纖維化在我國(guó)最常見，其中以慢性乙型肝炎為主(chronic hepatitis B，CHB)[16]。長(zhǎng)期HBV 感染會(huì)引起機(jī)體內(nèi)細(xì)胞因子及免疫細(xì)胞的平衡失調(diào)，從而引起肝星狀細(xì)胞的活化增殖，誘導(dǎo)肝纖維的形成。IL‐6 作為重要細(xì)胞因子在其中起著關(guān)鍵的作用，不僅能促進(jìn)肝細(xì)胞的炎性反應(yīng)，還能通過(guò)活化的細(xì)胞因子之間的串聯(lián)反應(yīng)從而誘導(dǎo)肝細(xì)胞的損傷進(jìn)而誘導(dǎo)肝纖維的形成[17]。有學(xué)者認(rèn)為IL‐6 的上調(diào)可能與乙肝病毒x 蛋白有關(guān)，主要是通過(guò)增加IL‐6 基因順式調(diào)控元件的結(jié)合活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些順式調(diào)控元件具有NF‐κB 和/或NF‐IL‐6 的結(jié)合位點(diǎn)，從而使IL‐6 水平升高[18]。葛婷婷等[19]研究發(fā)現(xiàn)在CHB 肝纖維化患者的血清中肝纖維化指標(biāo)、IL‐6 等水平均顯著高于健康人，且IL‐6 水平可隨著病情的惡化而逐漸升高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)[20]IL‐6 與血清肝纖維化指標(biāo)水平及肝組織纖維化分期呈正相關(guān)，并與某些促進(jìn)肝纖維化因子（如：TNF‐ɑ、IL‐8 等）有協(xié)同作用，使肝臟炎性反應(yīng)進(jìn)一步加重，從而促使肝纖維化的發(fā)生。隨著肝纖維化程度加重，肝組織及血清中IL‐6R 的mRNA 和蛋白水平也顯著上調(diào)[21]。肝硬化是肝纖維化持續(xù)發(fā)展的終末階段，為了進(jìn)一步證實(shí)其IL‐6 對(duì)于肝纖維化的促進(jìn)作用，Yang 等人[22]在有關(guān)CHB 肝纖維化向肝硬化的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者肝組織、外周血單核細(xì)胞和血清中IL‐6mRNA 的表達(dá)及IL‐6 蛋白水平明顯高于肝纖維化，提示IL‐6 水平的升高對(duì)肝纖維化向肝硬化轉(zhuǎn)化有一定提示作用。從以上實(shí)驗(yàn)可推測(cè)IL‐6 的高水平與CHB 肝纖維化的形成有相關(guān)性，IL‐6 與CHB 肝纖維化的相關(guān)作用機(jī)制仍有待深入研究。

3.2 藥物性、毒物性肝纖維化

藥物性及毒物性肝纖維化是由于使用化學(xué)藥物、中草藥產(chǎn)品或膳食補(bǔ)充劑而引起。在遺傳和環(huán)境雙重因素下發(fā)生在易感個(gè)體中，這些風(fēng)險(xiǎn)因素被認(rèn)為會(huì)改變藥物代謝和/或排泄，導(dǎo)致一系列生理變化，包括氧化應(yīng)激形成、細(xì)胞凋亡或壞死、半抗原化、免疫反應(yīng)的激活等[23]。現(xiàn)階段四氯化碳（CCl4）被廣泛用于在嚙齒類動(dòng)物中誘導(dǎo)肝纖維化的實(shí)驗(yàn)中，CCl4 能誘導(dǎo)環(huán)氧化物酶‐2（COX‐2）的表達(dá)，合成前列腺素，進(jìn)而加重肝臟損傷，同時(shí)，COX‐2使HSCs 激活和增值，導(dǎo)致肝纖維化。CCl4 除了能影響體內(nèi)酶學(xué)變化以外，還激活多種轉(zhuǎn)錄因子及細(xì)胞因子，NF‐κB 為一種轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物，可參與IL‐6 的形成[24]。大量藥物、毒物性實(shí)驗(yàn)均可觀察到血清IL‐6 等炎性細(xì)胞因子在肝細(xì)胞壞死前發(fā)生峰值增高，并且在肝竇周壁及肝小葉間隔間發(fā)現(xiàn)TGF‐β、IL‐6、IL‐8 等細(xì)胞因子表達(dá)有明顯增高，且與炎癥反應(yīng)程度及肝纖維化程度相關(guān)[25‐27]。Natsume 等[28]為了進(jìn)一步證明IL‐6 對(duì)于肝纖維化的作用，便不斷為小鼠體內(nèi)注射CCl4 引起肝纖維化的形成后發(fā)現(xiàn)肝臟中檢測(cè)到大量IL‐6mRNA 和免疫反應(yīng)性IL‐6 蛋白，另外將CCl4 注射到IL‐6 缺陷的（IL‐6‐/‐）小鼠體內(nèi)，此時(shí)發(fā)現(xiàn)IL‐6‐/‐小鼠的肝纖維化程度較普通小鼠輕。結(jié)果表明，IL‐6 是CCl4 誘導(dǎo)的肝纖維化的重要介質(zhì)之一。

3.3 非酒精性脂肪性肝纖維化

非酒精性脂肪性肝纖維化與胰島素抵抗、遺傳因素、高脂肪高熱量膳食結(jié)構(gòu)、多坐少動(dòng)的生活方式、糖及脂肪等代謝綜合征相關(guān)。其中高脂肪飲食會(huì)增加促炎細(xì)胞因子，從而引發(fā)肝細(xì)胞受損及HSCs活化?；罨腍SCs 表達(dá)ECM，通過(guò)產(chǎn)生TIMPs 進(jìn)一步增強(qiáng)ECM，導(dǎo)致正常肝臟結(jié)構(gòu)和纖維化的逐漸破壞[29]。肝纖維化是使非酒精性脂肪性肝炎（non‐alcoholic steatohepatitis，NASH）患者肝臟相關(guān)死亡率的增加及發(fā)生相關(guān)并發(fā)癥的主要促成因素[30]。IL‐6 是一種在非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）中升高的趨化因子，其血漿水平可以表明肝臟炎癥活動(dòng)和纖維化程度[31]。Kar等[32]證實(shí)了血清IL‐6 水平與NASH 的纖維化程度有顯著的相關(guān)性。另外，Sohrabi 等[33]在不同程度的NAFLD 患者中發(fā)現(xiàn)IL‐6 水平呈上升趨勢(shì)，且與肝酶、脂肪變性和纖維化顯著相關(guān)。進(jìn)一步的體外研究[29]表明，在脂肪變性肝細(xì)胞中，上述的促炎細(xì)胞因子的mRNA 表達(dá)也有所升高。為了進(jìn)一步探究其機(jī)制，李聰?shù)萚34]予腹腔注射2% CCl4 油溶液的小鼠以高脂高糖飲食，發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞異常增生并發(fā)生嚴(yán)重的肝纖維化，通過(guò)檢測(cè)miR‐350‐3p、IL‐6 及肝細(xì)胞異常增生相關(guān)指標(biāo)，用Western blot檢測(cè)STAT3/cmyc表達(dá)情況。推測(cè)其發(fā)生機(jī)制可能與miR‐350‐3P/IL‐6介導(dǎo)的STAT3/c‐myc 信號(hào)通路有關(guān)。與此同時(shí)，在缺乏蛋氨酸和膽堿飲食誘導(dǎo)的NASH 小鼠模型中，IL‐6 基因的缺失的小鼠肝臟炎癥及纖維化程度較正常喂養(yǎng)的小鼠顯著減輕[35]。但有實(shí)驗(yàn)[36]發(fā)現(xiàn)高脂喂養(yǎng)的髓系特異性IL‐6 受體A 敲除（IL‐6RA‐KO）的小鼠比野生型小鼠肝纖維化程度更嚴(yán)重，IL‐6RA‐KO小鼠的肝纖維化增加與抗纖維化miR‐223 的減少有關(guān)。實(shí)驗(yàn)小鼠在通過(guò)IL‐6 治療后，巨噬細(xì)胞釋放富含miR‐223 的外泌體，并能夠降低了肝細(xì)胞中促纖維化PDZ 結(jié)合基序（TAZ）的表達(dá)，從而減輕肝纖維化程度。關(guān)于IL‐6在NAFLD/NASH中相互矛盾的數(shù)據(jù)可能是由于所使用的不同模型和廣泛表達(dá)的跨膜IL‐6Rɑ 及其信號(hào)鏈gp130，以及可溶性IL‐6R 和可溶性gp130 的存在[9]。IL‐6 確實(shí)參與了NASH 發(fā)展相關(guān)的炎癥過(guò)程，但由于現(xiàn)階段使用的NASH 飲食模型不會(huì)導(dǎo)致肥胖或胰島素抵抗，而這也正是正常人體狀況的重要特征，因此需要使用不同的NASH模型來(lái)闡明IL‐6 在脂肪性肝炎發(fā)展中的作用。

3.4 酒精性肝纖維化

酒精性肝纖維化的形成是由于酒精通過(guò)肝細(xì)胞色素P450 被氧化，將中性粒細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞募集到酒精誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷部位，進(jìn)而增加循環(huán)中促炎細(xì)胞因子的水平所導(dǎo)致[37]。在所構(gòu)建酒精性肝纖維化損傷的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)其血清中炎癥因子IL‐6 水平均高于正常，同時(shí)在給予大黃蟄蟲丸治療后相應(yīng)細(xì)胞因子有所降低，提示大黃蟄蟲丸可能是通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥因子IL‐6，阻斷繼發(fā)性炎癥反應(yīng)，從而抑制HSCs 的激活，最終改善酒精性肝纖維化[38]。一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)中，Liu 等[39]指出，瘦素是通過(guò)IL‐6 依賴的信號(hào)（如p38 和磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶）來(lái)增強(qiáng)乙醛誘導(dǎo)HSCs 的激活和α‐平滑肌肌動(dòng)蛋白（SMA）表達(dá)，進(jìn)而加重肝臟的纖維化程度。Kwon Hyo‐Jung 等[40]通過(guò)用乙醇喂養(yǎng)的乙醛脫氫酶缺乏的小鼠，發(fā)現(xiàn)此類小鼠更容易發(fā)生肝臟炎癥和纖維化。其原因是由于乙醇喂養(yǎng)的此類小鼠表現(xiàn)出更高水平的丙二醛‐乙醛，這導(dǎo)致肝臟中IL‐6/STAT3活化。同時(shí)高水平的IL‐6 與乙醛或丙二醛‐乙醛有協(xié)同作用，通過(guò)激活小鼠中的ERK1/2 促進(jìn)HSCs 激活和肝纖維化的形成[37]。雖然酒精性肝病的纖維化機(jī)制與其他慢性肝病的纖維化機(jī)制基本相似，但在氧化應(yīng)激、蛋氨酸代謝異常、肝細(xì)胞凋亡和激活KC的內(nèi)毒素脂多糖等方面可能在與其他疾病所致的肝纖維化有差異，還有待進(jìn)一步研究。

3.5 淤膽性及自身免疫性肝纖維化

淤膽性肝纖維化主要機(jī)制是由于膽管漸進(jìn)性破壞、膽汁淤積和肝臟炎癥的長(zhǎng)期存在使肝臟和膽管細(xì)胞發(fā)生損害，最終發(fā)展成肝纖維化[41]。相關(guān)研究[42]發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子STAT3 和STAT5 被認(rèn)為與淤膽性肝損傷所致的肝纖維化有關(guān)。楊博等[43]通過(guò)研究所建立的膽汁淤積性肝硬化小鼠模型發(fā)現(xiàn)，通過(guò)Masson染色見肝臟膠原纖維明顯增多，TNF‐α、TGF‐β1、IL‐6 在肝小葉中彌漫性表達(dá)且TNF‐α 和IL‐6 在匯管區(qū)表達(dá)明顯更為明顯。自身免疫性肝纖維化的形成是由于機(jī)體免疫耐受機(jī)制遭到破壞，引起對(duì)肝臟自身抗原的免疫應(yīng)答，誘發(fā)肝臟炎癥壞死，最終導(dǎo)致肝纖維化[41]。Toda 等[44]在大鼠體內(nèi)注入豬血清后，大鼠的肝臟出現(xiàn)了明顯纖維化，血清IL‐6 和透明質(zhì)酸水平也明顯升高，并隨肝纖維化程度的增加而升高。另外，在對(duì)于刀豆蛋白A 構(gòu)建的小鼠肝纖維化模型中，發(fā)現(xiàn)IL‐6 的表達(dá)有所上調(diào)，并推測(cè)其機(jī)制可能與JAK‐STATs 信號(hào)通路的激活和細(xì)胞凋亡的發(fā)生有關(guān)[45]。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，IL‐6 與不同病因所致的肝纖維化的關(guān)系意義重大，IL‐6 相關(guān)通路作為形成肝纖維化的關(guān)鍵途徑，有望用于成為指導(dǎo)臨床來(lái)作為判斷肝纖維化程度的新的血清標(biāo)志物。同時(shí)針對(duì)靶向IL‐6 通路的抗體藥物將成為抗肝纖維化治療的新療法。因此，深入研究IL‐6 及其相關(guān)信號(hào)通路在肝纖維化發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制，才能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地評(píng)估肝纖維化程度，這對(duì)于其監(jiān)測(cè)進(jìn)展、早期診治具有重要意義。