張金玲，杜 光，李 娟

1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院藥學(xué)部，湖北 武漢 430030； 2.湖北科技學(xué)院藥學(xué)院

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種累及回腸、直腸、結(jié)腸的特發(fā)性、慢性和復(fù)發(fā)性腸道炎癥性疾病，包括克羅恩病(Crohn’s disease，CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)，臨床表現(xiàn)為腹瀉、腹痛、血便、體質(zhì)量減輕等，甚至伴有嚴(yán)重的并發(fā)癥，其種類從多到少依次為腸出血、腸梗阻、炎性包塊或膿腫、瘺管、腸穿孔、中毒性巨結(jié)腸、肛管炎、肛裂、癌變等。IBD過去多見于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，近年來包括中國(guó)在內(nèi)的亞洲地區(qū)的發(fā)病率呈直線上升趨勢(shì)，流行病學(xué)研究顯示我國(guó)IBD的發(fā)病率高達(dá)3.44%，居亞洲之首[1]。其病因及其發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，目前普遍認(rèn)為它是由多種因素引起的，受到環(huán)境、遺傳、感染和免疫因素之間的相互影響，其中免疫因素被認(rèn)為是導(dǎo)致IBD的重要因素之一。目前認(rèn)為黏膜屏障功能的紊亂是其發(fā)病的主要原因，抗原刺激腸道黏膜受損使黏膜通透性增加，刺激各種炎癥因子產(chǎn)生，繼而使機(jī)體參與適用性免疫應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)從免疫因素著手就細(xì)胞因子參與IBD的發(fā)病機(jī)制及藥物治療的研究進(jìn)展作一概述。

1 細(xì)胞因子參與IBD的發(fā)病機(jī)制

細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞經(jīng)免疫原、絲裂原或其他因子刺激產(chǎn)生的具有活性的小分子蛋白。某些病理過程常伴有細(xì)胞因子異常表達(dá)，而細(xì)胞因子既抵抗病原體感染，也可導(dǎo)致組織損傷，并直接影響疾病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。促炎細(xì)胞因子如IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α、IFN-γ與抗炎細(xì)胞因子如IL-4、IL-10、IL-13、TGF-β等之間的失衡是導(dǎo)致腸黏膜損傷的重要因素。

1.1 吞噬細(xì)胞衍生的炎癥因子吞噬細(xì)胞內(nèi)含多種溶酶體酶，如組織蛋白酶、溶菌酶、磷酸酶、過氧化酶、堿性磷酸酶和吞噬素等，在固有免疫中具有募集、遷移、識(shí)別、吞噬和殺傷的功能。巨噬細(xì)胞是一種塑料細(xì)胞，它會(huì)對(duì)微環(huán)境中的信號(hào)作出反應(yīng)，改變自己的激活狀態(tài)[2]。在CD患者中，CD14+巨噬細(xì)胞不僅能產(chǎn)生高水平的白介素-6(IL-6)、IL-23和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)，而且還表現(xiàn)出巨噬細(xì)胞(CD14、CD33、CD68)和樹突狀(CD205、CD209)標(biāo)記物，除此之外，巨噬細(xì)胞還能刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生高水平的干擾素(interferon-γ，IFN-γ)[3]。M1型巨噬細(xì)胞具有促炎作用，而M2型巨噬細(xì)胞具有抗炎作用，在體外正常腸黏膜中巨噬細(xì)胞具有吞噬和殺菌的特性，同時(shí)不抑制炎癥性細(xì)胞因子的生產(chǎn)及炎癥信號(hào)的表達(dá)。

1.2 NK細(xì)胞衍生的炎癥因子NK細(xì)胞具有抗腫瘤、抗感染、免疫調(diào)節(jié)等功能，并參與移植排斥反應(yīng)、自身免疫疾病和超敏反應(yīng)的發(fā)生。在CD患者炎癥黏膜中，激活的淋巴細(xì)胞在腸道中積累可下調(diào)NKG2D的表達(dá)，而B細(xì)胞、單核細(xì)胞、黏膜上皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞可表達(dá)NKG2D配體，NKG2D配體的表達(dá)與細(xì)胞因子的釋放有關(guān)，小腸誘導(dǎo)的NKG2D配體和配體誘導(dǎo)的NKG2D的下調(diào)表明NKG2D與其配體相互作用可能參與NKG2D+淋巴細(xì)胞的活化和募集[4]。同樣的，在UC中Ⅱ型NKT細(xì)胞能反抗硫代抗原、IL-13產(chǎn)生并且能破壞上皮細(xì)胞[5]。但以證明NKG2D配體在腸道炎癥中高度表達(dá)。近期一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)表明，NKG2D抗體可使部分患者迅速緩解CD的臨床癥狀[6]。

1.3 抗原遞呈細(xì)胞(antigen-presenting cell，APC)及樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DC)衍生的炎癥因子APC主要包括單核-巨噬細(xì)胞、DC、B細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等，其中DC是最強(qiáng)的專職性APC，研究APC在IBD中的作用有助于揭示IBD的發(fā)病機(jī)制。

IBD通過諸如固有層DC和巨噬細(xì)胞等APC對(duì)刺激腸道微生物群和激活Toll樣受體(Toll-like receptors，TLR)信號(hào)來增加促炎細(xì)胞因子如IL-1、IL-6、IL-18、TNF、IL-12的家族(IL-12、-23、-27、-35)、干擾素(IFN-α)、IFN-β的水平[7]。當(dāng)UC血清中促炎細(xì)胞因子增加時(shí)，抗炎細(xì)胞因子隨之也增加，其中一些細(xì)胞因子呈正相關(guān)，如IL-6和IL-13、IL-17和TGF-β[8]。該關(guān)聯(lián)性因此證明了促炎細(xì)胞因子IL-1b、IL-6、TNF-α、IL-17是UC的關(guān)鍵介質(zhì)和發(fā)起者。

IL-6是多效性的細(xì)胞因子，具有抗炎和促炎的雙重作用，IL-6R只在肝細(xì)胞、部分白細(xì)胞、上皮細(xì)胞表達(dá)，不表達(dá)IL-6R的細(xì)胞對(duì)細(xì)胞因子無反應(yīng)，但在血液中發(fā)現(xiàn)一種可溶形式的IL-6R，不需要IL-6R的表達(dá)即可發(fā)揮作用，被稱為反信號(hào)，IL-6的促炎作用則是通過這種反信號(hào)來介導(dǎo)，認(rèn)為通過反信號(hào)介導(dǎo)的促炎作用參與了癌癥等慢性疾病的發(fā)展過程，而傳統(tǒng)的信號(hào)介導(dǎo)IL-6與IL-6R受體結(jié)合形成復(fù)合體，活化STAT3，導(dǎo)致上皮細(xì)胞增值，抑制腸上皮細(xì)胞凋亡，抗炎作用或再生的活性則是通過這種傳統(tǒng)的信號(hào)介導(dǎo)，認(rèn)為其抗炎作用參與了急性期的免疫應(yīng)答[9-10]。研究顯示，在葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium，DSS)誘導(dǎo)的UC模型中，TNF-α和IL-6水平增加，以TNF-α/NF-κB和IL-6/STAT3兩種通路參與了炎癥反應(yīng)的發(fā)生[11]。此外，CD患者術(shù)后第1天高IL-6濃度與術(shù)后腹腔感染的發(fā)生獨(dú)立相關(guān)，并且與C-反應(yīng)蛋白指標(biāo)相比可以更加對(duì)腹腔感染進(jìn)行早期診斷及干預(yù)[12]。

人的IL-12不能作用于小鼠，而小鼠IL-12可作用于人，主要參與Th1細(xì)胞的分化。有研究顯示，在UC患者中IL-12p40和腫瘤壞死因子新家族(TL1A)mRNA水平升高，特別是在患者發(fā)病<1.25年或在發(fā)病初期，活動(dòng)期UC患者IL-12p40和TL1A水平升高，在UC和CD患者中，JAK2和IL-23R的mRNA和蛋白表達(dá)也增加，結(jié)果表明IL-23/Th17途徑基因可以代表IBD活動(dòng)階段的重要生物標(biāo)記物[13]。

在小腸炎癥中，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TNF家族細(xì)胞因子TL1A很大程度上抑制TGF從自然前體T細(xì)胞誘導(dǎo)分化為Foxp3+T細(xì)胞。TNF抗原抗體免疫復(fù)合物能夠有效抑制炎癥性吞噬細(xì)胞IL-12/IL-23的表達(dá)，此外英夫利昔和阿達(dá)木單抗能有效的抑制炎癥性巨噬細(xì)胞分泌IL-12/IL-23[14]。

IL-10是作用于免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞最有效的免疫抑制因子，IL-10作為抗炎細(xì)胞因子，在體內(nèi)具有重要的作用。臨床研究中顯示IBD患者血清中IL-10水平顯著下降[15]。與非炎癥相比，急性CD患者CD20/IL-10免疫活性細(xì)胞明顯升高，其主要分布于黏膜、黏膜下層、肌肉和動(dòng)脈外膜，此外急性UC患者黏膜和動(dòng)脈外膜CD20/IL-10產(chǎn)生的細(xì)胞也有所增加[16]。進(jìn)一步研究顯示，IL-10通過JAK/STAT3信號(hào)通路發(fā)出信號(hào)，從而導(dǎo)致STAT3的磷酸化，磷酸化的STAT3二聚物轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，并增強(qiáng)其目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄，從IL-10R野生型個(gè)體的外周單核細(xì)胞中，IL-10抑制了脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)介導(dǎo)的TNF-α促炎因子的釋放，在IL-10R突變的個(gè)體中，IL-10無效果，表明IL-10和IL-10R缺乏癥均可導(dǎo)致嚴(yán)重的早發(fā)性結(jié)腸炎，臨床研究顯示通過造血干細(xì)胞移植成功治療IBD的案例[17-18]。

這些研究說明了促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子的紊亂很大程度上促進(jìn)了IBD的發(fā)生和發(fā)展，肯定了細(xì)胞因子之間的平衡在人體免疫系統(tǒng)中的重要作用。

1.4 效應(yīng)T淋巴細(xì)胞炎癥因子Th細(xì)胞是指具有輔助功能的T細(xì)胞，表達(dá)CD4分子，不同類別的T細(xì)胞均非終末細(xì)胞，以CD4+Th細(xì)胞為代表，在特定的細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下分化為不同功能的T細(xì)胞亞群。已有研究證實(shí)，CD的發(fā)病與Th1和Th17細(xì)胞有關(guān)，而UC的發(fā)病與Th2細(xì)胞有關(guān)。

1.4.1 Th1細(xì)胞：受抗原刺激的Th0細(xì)胞在IL-12的刺激下分化Th1細(xì)胞亞群，后者誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞因子IFN-γ。有研究顯示，IL-12與IBD密切相關(guān)，APC或DC分泌IL-12，從而誘導(dǎo)分化為Th1細(xì)胞[19]。IFN-γ作用于T細(xì)胞，通過激活STAT1而誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子T-bet表達(dá)，使T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ和表達(dá)IL-12受體；IL-12過活化T細(xì)胞內(nèi)STAT4，發(fā)揮T細(xì)胞分化定型作用，進(jìn)一步增強(qiáng)IFN-γ產(chǎn)生；IFN-γ-T-bet互相正性放大反饋，可促使Th0細(xì)胞增值分化為Th1細(xì)胞。

1.4.2 Th2 細(xì)胞：APC內(nèi)分泌IL-4作用于原始Th0細(xì)胞表面受體后激活STAT-6，后者轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)激活特異性轉(zhuǎn)錄因子GATA-3，通過下游基因表達(dá)使Th0細(xì)胞向Th2分化[20]。IL-4為Th2細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子，具有放大效應(yīng)，能促進(jìn)CD4+T細(xì)胞向Th2細(xì)胞極化而抑制Th1和Th17細(xì)胞的分化。

1.4.3 Th17細(xì)胞：Th17細(xì)胞主要位于腸道黏膜表面，保護(hù)宿主免受治病抗原的入侵。Th17細(xì)胞的子集在淋巴集結(jié)處激活，其分泌的IL-17A以招募包括單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在內(nèi)的先天細(xì)胞以感染特定的部位，其在增加各種組織的趨化因子和細(xì)胞因子的生產(chǎn)中起關(guān)鍵作用[21]。有研究顯示，IBD炎癥黏膜比IBD非炎癥黏膜及對(duì)照組其組織器官活檢IL-17產(chǎn)生更高，并且受刺激的IBD固有層單核細(xì)胞抗CD3/CD28產(chǎn)IL-17數(shù)量較高，在IBD患者中，Th17和Th1/Th17細(xì)胞的百分比增加，IBD患者中IL-12、TGF-β、IL-21在調(diào)控IL-17/IFN-γ的產(chǎn)生中具有協(xié)同作用，IBD黏膜中豐富的IL-17可能有助于解釋抗IFNc抗體在CD臨床試驗(yàn)中相對(duì)缺乏效應(yīng)[22]。TGF-β、IL-6、IL-1β可激活CD4+T細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá)RORyt和IL-23R，促進(jìn)Th17譜系分化；IL-23(由p19和p40組成)和IL-23R受體復(fù)合物激活JAK2和STAT3產(chǎn)生，促進(jìn)Th17細(xì)胞增值和維持；Th17細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子導(dǎo)致炎癥的發(fā)生及調(diào)節(jié)功能失調(diào)。

1.4.4 Treg 細(xì)胞：Treg細(xì)胞是一類具有免疫負(fù)調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞亞群，對(duì)UC有預(yù)防和治療作用，其功能異?；驍?shù)量減少均可導(dǎo)致自身免疫性疾病發(fā)生，在IL-2的誘導(dǎo)下其主要分泌抗炎細(xì)胞因子IL-10、TGF-β。Treg細(xì)胞可與IL-2結(jié)合，導(dǎo)致依賴IL-2的T細(xì)胞凋亡[23]。Treg細(xì)胞分化及其功能受多種因子調(diào)控，其中Foxp3是維持Treg細(xì)胞免疫抑制功能的特異性轉(zhuǎn)錄因子，TGF-β1可調(diào)控Foxp3表達(dá)并影響 Treg 細(xì)胞功能。臨床研究表明，IBD患者外周血中Treg細(xì)胞數(shù)量和Foxp3表達(dá)均明顯低于正常人，而腸系膜淋巴結(jié)和結(jié)腸固有層Treg細(xì)胞浸潤(rùn)，IBD患者血中抗炎細(xì)胞因子IL-10、sFGL2表達(dá)水平升高，并在炎癥緩解期逐漸恢復(fù)至正常水平，這可能是由Treg細(xì)胞被招募至炎癥部位發(fā)揮免疫調(diào)控所致[24]。最近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的Treg細(xì)胞子集CD4+VEGFR1HIGHT細(xì)胞，且其CD4+VEGFR1HIGHT細(xì)胞可調(diào)節(jié)腸道內(nèi)的炎癥反應(yīng)[25]。

1.4.5 Treg細(xì)胞/Th17細(xì)胞：Treg細(xì)胞在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)、腫瘤免疫監(jiān)視、誘導(dǎo)移植耐受及自身免疫疾病發(fā)生中發(fā)揮重要的作用，IL-35主要由上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及淋巴細(xì)胞分泌，與緩解期UC相比，急性期UC表達(dá)高水平的IL-35信使RNA(mRNA)[16]。IL-35可下調(diào)Th17細(xì)胞的功能，是Treg細(xì)胞發(fā)揮負(fù)調(diào)節(jié)作用所必須。在IBD患者中發(fā)現(xiàn)周圍血液中Treg細(xì)胞的比例降低(P<0.05)，Th17細(xì)胞細(xì)胞的比例顯著增加(P<0.05)，Treg/Th17顯著降低(P<0.05)；在患者周圍血液中，抗炎細(xì)胞因子IL-10和TGF-β1 mRNA和蛋白表達(dá)顯著下調(diào)，而Th17細(xì)胞因子IL-17和IL-23 mRNA和蛋白表達(dá)顯著增加(P<0.05)；IL-6和IL-23水平與Th17細(xì)胞產(chǎn)生的IL-17a呈正相關(guān)[26-27]。Treg細(xì)胞和抗炎細(xì)胞因子的下降表明免疫抑制功能的下調(diào)，Th17的比例和細(xì)胞因子的增加促進(jìn)了炎癥的進(jìn)程，兩者相互制約，處于動(dòng)態(tài)平衡，共同調(diào)節(jié)腸道免疫穩(wěn)態(tài)。因此Treg/Th17的比例失調(diào)對(duì)于IBD的發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要。

2 IBD的生物治療

最近強(qiáng)有力的證據(jù)表明，免疫反應(yīng)的功能失調(diào)在IBD的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用，因此在免疫系統(tǒng)上，對(duì)過度激活的先天免疫和適應(yīng)性免疫進(jìn)行調(diào)節(jié)可能是治療IBD的一種更好的治療方法，而不是目前使用的傳統(tǒng)藥物療法，近年來，許多新的生物療法被開發(fā)出來，這些生物療法對(duì)誘導(dǎo)緩解、預(yù)防并發(fā)癥、提高患者的生活質(zhì)量，降低住院率和手術(shù)率具有顯著的療效。

2.1 生物療法研究[28]顯示，來自IBD患者的CD14+單核細(xì)胞和CD3+T淋巴細(xì)胞腸道自導(dǎo)趨化因子受體CCR9的表達(dá)增加，特定的細(xì)胞可通過高親和力的相互作用來作用靶點(diǎn)，CCL25-CCR9相互作用以清除致病的自導(dǎo)細(xì)胞，bCCL25可除去致病性的白細(xì)胞，有望對(duì)IBD進(jìn)行Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究。

2.2 生物制劑目前使用的TNF-α生物制劑包括：英夫利昔、阿達(dá)木單抗、賽妥珠單抗、那他珠單抗等。在成人UC中，歐盟已經(jīng)批準(zhǔn)了英夫利昔的使用，有研究顯示，在IBD患者中，在未增加感染風(fēng)險(xiǎn)的前提下，英夫利昔能很好地控制腸道炎癥[29]。在兒科治療中發(fā)現(xiàn)維多珠單抗可以有效治療無反應(yīng)性、不耐受性及其他原因治療無效的患者，在UC中比在CD中更有效[30]。在皮質(zhì)類固醇或免疫抑制劑無法控制病情的情況下，阿達(dá)木單抗被批準(zhǔn)用于治療中度至重度的CD或UC患者。然而，TNF在使用中也存在一定的局限性：(1)有接近1/3的患者對(duì)抗TNF-α治療不敏感，在停用服用抗TNF治療后會(huì)發(fā)生復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，而且這種風(fēng)險(xiǎn)在1年后會(huì)增加，但當(dāng)一直使用這種藥物時(shí)，會(huì)降低復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[31]；(2)已證實(shí)抗TNF藥物的使用與惡性腫瘤風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，并且呈劑量依賴性，非黑色素瘤皮膚癌和非霍奇金淋巴瘤的風(fēng)險(xiǎn)可能隨抗TNF藥物的使用而增加[32]；(3)盡管對(duì)諸如感染、輸液反應(yīng)、淋巴瘤和脫髓鞘疾病等不良反應(yīng)事件仔細(xì)檢測(cè)是有必要的，但抗腫瘤藥物通常耐受良好，由于潛在的疾病和伴隨的免疫抑制也使患者有此類不良反應(yīng)，但很難確定抗TNF-α制劑和各種不良反應(yīng)聯(lián)系在一起。此外新型的生物制劑依法替尼在臨床試驗(yàn)中顯示對(duì)中度至重度活動(dòng)性UC患者具有誘導(dǎo)和維持緩解的療效[33]。

2.3 其他間充質(zhì)干細(xì)胞治療IBD的療效、安全性和可行性逐漸得到了證實(shí)，近年來一直是研究的熱點(diǎn)，在臨床試驗(yàn)中對(duì)難治性CD患者的肛瘺局部注射中發(fā)現(xiàn)脂肪源性干細(xì)胞取得了積極的療效[34]。此外糞便微生物移植聯(lián)合抗生素治療UC后，腸道擬桿菌的組成恢復(fù)到了正常水平，其臨床反應(yīng)與UC的嚴(yán)重程度相關(guān)[35]。車軍等[36]研究顯示，氨基水楊酸類美沙拉嗪聯(lián)合微生態(tài)制劑雙歧桿菌四聯(lián)活菌片對(duì)UC的維持治療效果較好，值得在臨床工作中推廣。

3 討論

綜上所述，我們可以看到IBD的免疫發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，在過去十幾年里，我們?cè)诶斫釯BD的免疫病理過程中取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。炎癥因子和各種遺傳、環(huán)境及微生物之間的聯(lián)系不斷被研究，使人們對(duì)整個(gè)腸道過程有更全面的理解。這些研究不僅在尋找新的IBD的新生標(biāo)記物及在疾病預(yù)測(cè)、患者治療方面具有重要的意義。然而，盡管在IBD的研究進(jìn)展中取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，但在IBD的實(shí)驗(yàn)性研究中很少報(bào)道新的炎癥因子及新的通路的表達(dá)狀態(tài)，因此著手于潛在的炎癥因子及通路研究至關(guān)重要。