細胞因子對解痙多肽表達化生調(diào)控作用的研究進展

楊 天 栗鳳霞

胃癌的發(fā)病率和病死率均位居惡性腫瘤前列，全球每年診斷為胃癌的人數(shù)約為103 萬[1]。1965 年Lauren 根據(jù)胃癌的組織學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)行為將其分為腸型和彌漫型[2]。中國是胃癌的高發(fā)地區(qū)，且腸型胃癌的發(fā)病率高于彌漫型胃癌[3]。Correa 級聯(lián)反應(yīng)理論提出胃癌是由正常胃黏膜經(jīng)過炎癥、化生和異型增生這一系列病理改變而形成的[4]。解痙多肽表達化生（SPEM）是一種不同于腸化生的新型胃腺體化生方式，并且其與胃癌密切相關(guān)。SPEM 是胃黏膜受損后出現(xiàn)的一種以胃竇深部腺體表達三葉因子2（TFF2）為主要特征的胃腺體化生，SPEM 細胞主要來源于主細胞的轉(zhuǎn)分化[5]。SPEM 發(fā)生于腸化生之前，為癌前病變的初始步驟，可以進展為腸化生。隨著SPEM 細胞增殖活性增強及腸道基因表達水平升高，SPEM 向腸化生表型進展，研究者們將之定義為晚期SPEM[6]。SPEM 與炎癥之間存在聯(lián)系，在SPEM 發(fā)生、進展的過程中IL-17A、TNF-α 等細胞因子的水平發(fā)生顯著變化，研究者們通過開展動物實驗和臨床研究以探究這些細胞因子在SPEM 中發(fā)揮的作用，使用了包括TxA23 小鼠（一種自身免疫性胃炎模型小鼠）、Hip1r 缺陷小鼠、K19-C2mE 小鼠在內(nèi)的SPEM 模型小鼠及誘發(fā)SPEM 的藥物（如DMP-777、L635 和他莫昔芬等）[7]。本文就細胞因子對SPEM 調(diào)控作用的研究進展作一綜述。

1 促進SPEM 的細胞因子

1.1 IL-17A

IL-17 有6 個家族成員，其中IL-17A 是IL-17 家族原型成員[8]。IL-17A 由多種細胞分泌，如Th17、γδT17 細胞、NK 細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和肥大細胞等[9]。IL-17A 受體由IL17RA 和IL17RC這2 種蛋白質(zhì)組成，可在多種細胞表面表達[10]。IL-17A 與其受體結(jié)合后可誘導(dǎo)促炎因子（如細胞因子IL-1、IL-6 和單核細胞趨化蛋白-1）表達，從而發(fā)揮促炎作用[8]。

幽門螺桿菌（Hp）感染是慢性胃炎發(fā)生的主要原因，機體感染Hp后，胃黏膜組織中的IL-17AmRNA 表達水平顯著升高，且IL-17A＋細胞頻率與炎癥評分呈正相關(guān)，這提示IL-17A 可能可以促進Hp感染后的慢性炎癥反應(yīng)[11]。Dixon 等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，小鼠感染Hp后胃黏膜組織中IL-17A和IL-22的mRNA 表達水平均升高；同時，這2 種細胞因子具有協(xié)同作用，可促進中性粒細胞浸潤，導(dǎo)致慢性炎癥。慢性炎癥是導(dǎo)致胃腺體化生的重要因素，因此IL-17A 可能可以促進胃腺體化生（尤其是SPEM）的發(fā)生。小鼠胃腺體壁細胞表達IL-17A受體，TxA23 小鼠體內(nèi)IL-17A 過度表達可促使壁細胞內(nèi)caspase-3 激活，引起壁細胞凋亡和SPEM 細胞增加；中和IL-17A 可抑制壁細胞凋亡及SPEM 進展，這表明IL-17A 可能可以通過誘導(dǎo)壁細胞凋亡而促使SPEM發(fā)生[12]。另有研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，胃癌患者外周血中Th17 細胞頻率及其分泌的細胞因子IL-17A 水平均顯著升高，且胃癌發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移者的Th17 細胞頻率高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移者，這提示IL-17A 可能可以在胃癌的發(fā)生和進展中發(fā)揮作用[9]。

IL-17A 在慢性胃炎中可能可以發(fā)揮抑炎作用。研究表明，給予慢性胃炎模型小鼠IL-17A 中和抗體后，小鼠胃黏膜組織中促炎細胞因子的表達水平升高，且Th1 相關(guān)細胞因子干擾素-γ（IFN-γ）mRNA 和TNF-αmRNA 的表達水平均顯著升高，這提示IL-17A 可能可以通過抑制Th1 相關(guān)細胞因子表達以發(fā)揮抑炎作用[8]。

IL-17A 在慢性胃炎、胃腺體化生尤其是SPEM，以及胃癌的發(fā)生、進展中發(fā)揮著重要作用，但是該過程的具體機制仍未明確，尚待進一步研究。

1.2 IFN-γ

慢性胃炎可導(dǎo)致胃腺體壁細胞丟失及胃腺體化生，這一組織學(xué)變化是胃炎進展為胃癌的關(guān)鍵步驟，Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)是驅(qū)動這一步驟的關(guān)鍵因素[13]。IFN-γ 是Th1 型免疫應(yīng)答的關(guān)鍵組成部分，其一般由活化的T 細胞和NK 細胞分泌，可刺激CD4＋初始T 細胞（Th0）向Th1 分化。

Hip1r 缺陷小鼠是一種可出現(xiàn)SPEM 的模型小鼠。隨著小鼠月齡的增長，Hip1r 缺陷小鼠的胃腺體出現(xiàn)廣泛的炎癥細胞浸潤及SPEM，同時還可檢測到IFN-γ基因表達顯著上調(diào)；進一步使用Hip1r/IFN-γ 雙突變小鼠（小鼠Hip1r、IFN-γ 均存在缺陷）探索IFN-γ 對SPEM 的作用，結(jié)果顯示與同月齡Hip1r 缺陷小鼠相比，Hip1r/IFN-γ 雙突變小鼠胃腺體的炎癥反應(yīng)明顯減輕，且未出現(xiàn)SPEM[14]。TxA23 小鼠在12 個月齡時出現(xiàn)萎縮性胃炎和SPEM，伴隨IFN-γ、IL-17A 等促炎細胞因子表達上調(diào)；敲除TxA23 小鼠的IFN-γ基因后，其胃黏膜的炎癥反應(yīng)明顯減輕，未見胃腺體壁細胞明顯丟失，也未出現(xiàn)SPEM，這提示IFN-γ 可能可以促進慢性萎縮性胃炎和SPEM 的進展[13]。

IFN-γ 不僅可以加重胃內(nèi)的炎癥反應(yīng)并引發(fā)SPEM，還可以促進腫瘤發(fā)生。Syu 等[15]使用胃體過表達IFN-γ 的H/K-IFN-γ轉(zhuǎn)基因小鼠研究IFN-γ 對胃黏膜的作用，結(jié)果顯示H/K-IFN-γ轉(zhuǎn)基因小鼠胃體內(nèi)IFN-γmRNA 表達水平顯著升高，胃體黏膜增厚，壁細胞和主細胞數(shù)量顯著減少，TFF2 陽性的SPEM 細胞數(shù)量顯著增加，小鼠胃竇部出現(xiàn)腫瘤。研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ 誘導(dǎo)的SPEM 細胞增殖活性較強，可促使SPEM 向腸化生進展[6]，這提示IFN-γ 與晚期SPEM 密切相關(guān)。

此外，IFN-γ 不僅自身可引起胃黏膜病變，其也可以促使Th1 相關(guān)細胞因子（如TNF-α、IL-12、IL-1 和IL-6 等）產(chǎn)生[16]，從而形成復(fù)雜的細胞因子網(wǎng)絡(luò)和持續(xù)的炎癥反應(yīng)，進一步引發(fā)SPEM 和胃癌。

1.3 TNF-α

TNF-α 一般由單核細胞和巨噬細胞分泌，T 淋巴細胞受到炎癥刺激后也可分泌TNF-α。TNF-α 在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、誘導(dǎo)細胞凋亡等過程中發(fā)揮著重要作用，其也可參與慢性胃炎、SPEM 及胃癌的發(fā)生和進展。

K19-C2mE 小鼠是一種炎癥依賴性增生性腫瘤模型小鼠，該模型小鼠的胃體內(nèi)可出現(xiàn)SPEM 及與炎癥相關(guān)的增生性腫瘤。研究表明，K19-C2mE 小鼠胃癌細胞中多種促炎細胞因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6 等）的mRNA 表達水平均顯著升高；該研究進一步對K19-C2mE 小鼠的上述細胞因子分別進行了基因敲除，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅敲除了TNF-α基因的K19-C2mE 小鼠出現(xiàn)胃黏膜厚度減少及黏膜下層炎癥反應(yīng)減輕，SPEM 顯著緩解，增生性腫瘤受到顯著抑制[16]，這表明TNF-α 可能可以引發(fā)SPEM，并促使SPEM 進展為增生性胃癌。

1.4 IL-33

IL-33 是IL-1 家族成員，其廣泛分布于各種細胞中，尤其是抗原提呈細胞（如巨噬細胞），其受體致癌抑制因子2（ST2）在多種細胞[如2 型先天淋巴細胞（ILC2）]的表面表達[17]。

研究發(fā)現(xiàn)巨噬細胞是SPEM 進展至晚期所必需的，巨噬細胞在胃腺體壁細胞丟失后浸潤至胃黏膜，促使SPEM 進展[18]。經(jīng)L635 處理后的野生型小鼠可出現(xiàn)以增殖性SPEM 細胞為主要特征的晚期SPEM，而巨噬細胞耗竭的小鼠經(jīng)L635 處理后所產(chǎn)生的增殖性SPEM 細胞數(shù)量減少。Petersen 等[6]通過RNA 測序發(fā)現(xiàn)，浸潤晚期SPEM 小鼠胃黏膜的巨噬細胞主要為M2 型巨噬細胞，IL-33 在該細胞中表達顯著上調(diào)；該研究進一步對IL-33 基因敲除（IL33-KO）小鼠進行L635 處理，結(jié)果顯示小鼠胃腺體SPEM 明顯緩解，少見增殖性SPEM 細胞，浸潤胃黏膜的巨噬細胞數(shù)量未發(fā)生顯著變化，但與晚期SPEM 相關(guān)的M2 型巨噬細胞數(shù)量顯著減少，且對IL-33 受體缺失（ST2-KO）小鼠進行L635 處理后，其也表現(xiàn)出與經(jīng)處理后IL33-KO 小鼠相似的情況，這提示IL-33 可能可以促使SPEM 進展和巨噬細胞極化。

當(dāng)機體出現(xiàn)胃損傷時，IL-33 分泌增加，可促進ILC2 在胃腺體內(nèi)聚集，并刺激ILC2 產(chǎn)生IL-13、IL-4 和IL-5 等Th2 相關(guān)細胞因子，參與調(diào)節(jié)Th2 型免疫反應(yīng)，促使SPEM 進展、巨噬細胞極化及嗜酸性粒細胞募集[6]。研究發(fā)現(xiàn)，使用L635 處理野生型小鼠后，可誘導(dǎo)小鼠發(fā)生SPEM，位于胃腺體基部附近的ILC2 數(shù)量顯著增加，而經(jīng)L635 處理后IL33-KO 小鼠胃腺體中ILC2 數(shù)量減少，這提示IL-33 可能可以誘導(dǎo)ILC2 的產(chǎn)生[6]。此外，該研究還對使用ILC2 抗體后的小鼠進行了L635 處理，結(jié)果顯示IL-13、IL-5、IL-4 和IL-9 等促炎細胞因子的表達受到抑制，TFF2 陽性的SPEM 細胞數(shù)量減少，浸潤胃黏膜的嗜酸性粒細胞及M2 型巨噬細胞數(shù)量均顯著減少，這提示在IL-33/ILC2/IL-13 信號通路中ILC2 影響著機體SPEM 的進展、胃黏膜嗜酸性粒細胞的浸潤及巨噬細胞的極化[6]。

IL-33 信號通路的下游細胞因子IL-13 也可引發(fā)SPEM。有研究對ST2-KO 小鼠進行了L635 處理并給予10 μg 重組小鼠IL-13，結(jié)果顯示小鼠SPEM 細胞數(shù)量顯著增加，同時檢測出巨噬細胞和少數(shù)M2型巨噬細胞浸潤胃黏膜，但未發(fā)現(xiàn)增殖性SPEM 細胞，這提示IL-13 可能可以引發(fā)SPEM[6]。

2 抑制SPEM 的細胞因子

2.1 IL-27

慢性萎縮性胃炎患者的胃黏膜有多種免疫細胞（如巨噬細胞和樹突狀細胞等）浸潤，這些細胞可分泌抑炎細胞因子IL-27，IL-27 與胃黏膜內(nèi)的CD4＋T 細胞表面的IL-27 受體作用后，可抑制CD4＋T 細胞所介導(dǎo)的胃黏膜炎癥反應(yīng)，從而減輕胃腺體的萎縮和化生程度。

研究發(fā)現(xiàn)，在TxA23 小鼠胃組織標(biāo)本中可觀察到輕度萎縮和斑片狀分布的SPEM[19]。由Ebi3-/-小鼠與TxA23 小鼠雜交而成的TxA23xEbi3-/-小鼠是一種可以出現(xiàn)自身免疫性胃炎而不表達IL-27和IL-35 的模型小鼠，研究表明，TxA23xEbi3-/-小鼠整個胃體均可見彌漫分布的SPEM，且胃體內(nèi)細胞增殖標(biāo)志物Ki-67 呈高表達[19]。胰十二指腸同源盒-1（PDX-1）是一種胃竇特異性核蛋白，PDX-1 的表達水平可反映胃部組織的化生程度[20]，TxA23xEbi3-/-小鼠的整個胃體均可觀察到PDX-1陽性腺體。與TxA23 小鼠相比，TxA23xEbi3-/-小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的胃黏膜炎癥及SPEM，且其發(fā)生胃上皮內(nèi)瘤變的速度更快；使用重組IL-27 處理TxA23xEbi3-/-小鼠后，小鼠胃腺體萎縮、上皮化生和炎癥浸潤的程度均明顯減輕，SPEM 受到明顯抑制[19]，這表明IL-27 可能可以抑制SPEM 尤其是晚期SPEM 的進展，從而在慢性胃炎向胃癌進展的過程中發(fā)揮重要作用。

2.2 IL-10

IL-10 是一種抑炎細胞因子，其可通過抑制細菌感染繼發(fā)的炎癥反應(yīng)以保護機體黏膜。胃黏膜組織分泌的IL-10 可通過下調(diào)炎癥反應(yīng)過程中細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)和細胞毒性反應(yīng)，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。

Lee 等[21]向健康小鼠注射他莫昔芬誘導(dǎo)壁細胞凋亡，以引發(fā)SPEM，結(jié)果顯示隨著壁細胞的凋亡，IL-10 mRNA 的表達水平顯著降低，同時壁細胞與IL-10 熒光染色呈現(xiàn)出共定位，而隨著壁細胞數(shù)量恢復(fù)至正常水平，IL-10 mRNA 的表達水平逐漸升高，SPEM 被逆轉(zhuǎn)，這提示IL-10 的表達可能受到壁細胞凋亡的影響。由于IL-10 是一種抑炎細胞因子，其可能是通過抑制炎癥反應(yīng)、維持黏膜穩(wěn)態(tài)以抑制SPEM 的進展，此外，其可能可以在胃癌早期階段通過抑制SPEM 的發(fā)生以發(fā)揮其潛在的治療作用。但目前尚缺乏直接證據(jù)可證明IL-10 具有抑制SPEM 發(fā)生的作用。

3 總結(jié)與展望

SPEM 是胃炎向胃癌進展過程中的一個特殊階段，在該過程中IL-17A、IFN-γ、TNF-α 和IL-33發(fā)揮促炎作用，而IL-27 和IL-10 則發(fā)揮抑炎作用。免疫微環(huán)境中細胞因子的類型和數(shù)量決定了炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度、上皮化生的類型，以及疾病是否會進展為腫瘤，因此了解SPEM 進展過程中細胞因子的作用對于抑制SPEM 向胃癌進展具有重要意義。今后仍需進一步探究細胞因子對SPEM 的調(diào)控作用及其機制，為抑制SPEM 的發(fā)生及其向胃癌的進展提供理論依據(jù)。