IL-17/Th17在原發性膽汁性膽管炎中研究進展

譚為民綜述，黃清水審校

（南昌大學第一附屬醫院檢驗科，江西 南昌 330006）

原發性膽汁性膽管炎 （Primary biliary cholangitis or Primary biliary cirrhosis,PBC）亦稱原發性膽汁性肝硬化，是一種以慢性炎癥性、進行性肝內膽汁淤積，最終進展為肝硬化和肝衰竭為主要特征的自身免疫性肝病,血清抗線粒體抗體（anti-mitochondrial antibodies,AMA）高滴度表達為其主要特征[1]。PBC在全球各個國家各個民族都有發病，女性發病率高于男性,其中以40～60歲中年女性發病最為常見男：女為1：8[2]。黃疸和瘙癢為主要臨床表現,典型組織病理進程為肝內小膽管慢性非化膿性破壞性膽管炎，肝內膽管逐漸破壞，膽汁持續性淤積,進而激活肝星形細胞，誘導促進肝纖維化,最終導致廣泛的膽管破壞及膽汁性肝硬化。

PBC患者早期癥狀隱匿,出現典型臨床表現時多為疾病晚期。歐洲肝病學會PBC臨床指南，符合下列三個標準中的兩項則可診斷PBC：⑵反映膽汁淤積的生物化學指標：堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP）或γ谷氨酰轉肽酶（gamma glutamyl transpeptidase,GGT）出現病因不明的升高，且持續24周以上；⑵AMA或抗線粒體抗體M2型(antimitochondrial antibodies-M2 subtype,AMA-M2)的滴度＞1：40；⑶肝穿刺病理結果符合PBC特征[3]。AMA滴度大于1：40是PBC首要特征性診斷標志物。現在肝穿刺活檢不再是PBC診斷的強制性要求,通常只在AMA-M2陰性或者為明確PBC病情,需借助肝組織活檢,對PBC病情進展及分期進行評估。可以結合多項肝臟生化指標對PBC病情進行評估[4]。作為一種自身免疫病，PBC患者體內存在許多與PBC高度相關的其他自身抗體，例如抗核抗體（antinuclear antibodies,ANA）、抗 Sp100 抗體、抗gp210抗體、抗著絲點抗體（anticentromere antibody,ACA）和抗核包膜抗體等自身抗體，ANA、抗Sp100抗體和抗gp210抗體是AMA陰性時輔助PBC診斷的重要指標[5]。

熊去氧膽酸 （ursodeoxycholic acid,UDCA）是美國食品藥物管理局 （Food and Drug Administration of the United States,FDA）批準的PBC治療的首選藥物,臨床療效證明UDCA在PBC治療中表現良好。奧貝膽酸（obeticholic acid,OCA）在2016年獲得FDA的批準用藥，主要用于無法耐受UDCA的PBC患者，或與UDCA聯合用藥針對治療那些UDCA單獨治療效果不佳的PBC患者[6]。進展至肝硬化晚期的PBC患者，需進行肝臟移植才能確保繼續存活[7]。

PBC發病機制復雜，可能是遺傳、感染、環境及自身免疫等諸多因素共同作用的結果[8-10]。近年來多項研究表明，Th17細胞和該細胞分泌的IL-17可能參與PBC的發病進程。PBC患者外周血及肝臟組織周圍IL-17分泌水平遠高于健康對照人群[11]，PBC患者外周血單個核細胞 （peripheral blood mononuclear Cells,PBMCs）中Th 17細胞數量高于正常健康人群。本文總結近幾年來IL-17/Th17與PBC的相關研究進展。

1 Th17細胞/IL-17

Th17細胞是于Th1細胞和Th2細胞后發現的另外一種新CD4+T細胞系,是多種自身免疫病促炎癥狀的關鍵細胞[12]，在PBC病程的慢性膽管炎發揮了重要作用。Th17細胞是分泌細胞因子IL-17的主要效應細胞,除IL-17外,Th17細胞主要分泌促炎性細胞因子 IL-22、GM-CSF、TNFα、IL-9、IL-21,并誘導前列腺素E2、NO和金屬蛋白酶的產生。IL-17并不僅僅只是由Th17細胞所分泌，NKT細胞和γδT細胞也可以分泌IL-17A[13],研究表明CD161+T細胞都具備分泌IL-17的潛能[14]。IL-17分泌之后,會刺激相應細胞分泌IL-6、IL-8、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macropha ge colony-stimulating factor,GM-CSF）、TNF-α 和IL-1β等多種促炎癥細胞因子，與這些細胞因子協同作用，產生正反饋效應，進一步誘導更多炎性細胞因子產生。這些炎癥因子誘導更多Th17細胞聚集和活化，促進更多IL-17的分泌。

IL-17作為主要由Th17細胞分泌的促炎癥因子,在許多體內炎癥反應和自身免疫病炎癥聚集過程發揮作用。IL-17家族有六個成員，分別為IL-17A（一般所說的 IL-17）、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E（也被稱為 IL-25）、IL-17F[15]。 IL-17A、IL-17E和IL-17F是重要的促炎癥因子。IL-17A與IL-17F兩者在IL-17家族具有最高的同源性，因為兩者編碼基因定位于染色體的同一區段6p12。IL-17家族各成員以同聚二聚體或異源二聚體的形式發揮相應功能[16]。IL-17受體家族（IL-17 receptor,IL-17R）包括五個家族成員，即IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD、IL-17RE。 所有 IL-17受體家族成員的都是單次跨膜蛋白。IL-17RA與IL-17RC復合體介導細胞對IL-17A與IL-17F的反應，IL-17RA與IL-17RB的復合體介導細胞對IL-17E和IL-25的反應[17]。IL17RA對IL-17A親和力遠高于IL-17F，這可能是細胞對IL-17A的反應比其對IL-17F的反應更敏感的原因。

近幾年，Th17細胞、IL-17與PBC的研究表明兩者與PBC存在密切的相關性。PBC肝臟中 IL-17的表達顯著性升高[18]，PBC患者肝組織有大量IL-17陽性的Th17淋巴細胞浸潤，PBC外周血中Th17細胞數量較自身免疫病患者和健康人群均明顯增多[19]。綜上，PBC患者較健康人群和其他自身免疫患者如類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡等，體內IL-17水平和Th17細胞數量明顯增加。Th17細胞和IL-17在PBC的早期發病中，誘導肝內小膽管上皮細胞附近炎癥細胞及炎癥因子浸潤，在炎癥因子作用下,使得患者肝內小葉間膽管逐步破壞，PBC患者肝內膽管炎癥浸潤狀態持續存在，激活肝星狀細胞的增殖活化，其進一步會轉化成肝成纖維細胞，導致病情愈發嚴重。而IL-17通過何種具體分子機制誘導PBC發生，經過哪些信號通路導致PBC癥狀加重，及PBC不同病程階段IL-17的影響和機體對IL-17的反饋，這些細節尚未闡明。

2 Th17細胞參與PBC發病

Th17細胞分化成熟需經過分化、擴增和穩定三個階段。其是在IL-6、IL-1β、IL-23和轉化生長因子(transforming growth factor,TGF)-β等多個細胞因子協同作用下,由初始CD4+T細胞分化而來。分化成熟過程大致介紹如下：CD4+T細胞在IL-1β、TGF-β和IL-6共同作用下啟動分化過程，刺激Th17細胞分泌IL-21。IL-21分泌是Th17細胞分化擴增啟動的重要一步,IL-21會以自分泌方式刺激周圍未分化的CD4+細胞分化,進一步放大Th17細胞分化增殖效應[20]。IL-21還能代替IL-6的部分作用,與TGF-β協同作用啟動Th17分化。因此IL-21可以通過兩條途徑激活Th17細胞的分化擴增，是Th17細胞初始分化階段關鍵細胞因子之一。初分泌的IL-6還能活化STAT3蛋白，STAT3蛋白是Th17擴增過程中關鍵的轉錄因子之一,能夠有效促進IL-17和IL-21的生成及分泌，分泌的IL-21反過來能促進STAT3蛋白的產生,形成正反饋調節。此外影響Th17細胞擴增的蛋白物質還有RORγt和 ROR αγ,這兩種蛋白在Th17細胞的定向分化調節中有著重要的作用。RORγt是Th17細胞的特異性轉錄因子,能誘導細胞膜上IL-23受體（IL23R）的產生,IL-23與Th17胞膜上IL-23受體（IL-23R）的結合對于Th17細胞穩定的維持有著關鍵的作用。Th17細胞分化、擴增和成熟過程及原始CD4+T細胞分化成各亞群流程，見圖1。

Treg細胞也是CD4+T細胞的一種，CD4+T細胞在PBC免疫機制起重要作用，CD4+T細胞主要包括Th1、Th2、Treg和Th17細胞。Th1細胞主要分泌IFN-γ，參與細胞免疫；Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5和IL-13等，活化B細胞，促進IgE抗體的分泌，參與體液免疫[21]；Treg細胞主要分泌Foxp3，發揮免疫調節作用；Th17細胞主要分泌IL-17、IL-21和IL-22等細胞因子，介導多種自身免疫病的發生，主要參與機體系統中相關炎癥反應[22]。Th1、Th2、Th17和Treg細胞在機體免疫系統中發揮重要作用，與許多自身免疫病的發病有相關性。

圖1 Th17細胞分化成熟

圖2 原始CD4+T淋巴細胞分化亞群圖[23]

Treg細胞和Th17細胞有著密切復雜的相互關系，兩者在功能方面相互拮抗，但是在分化過程中有著相關性。TGF-β1細胞因子在這兩種細胞的分化發育過程中都不可或缺。對應小鼠實驗結果顯示，TGF-β1信號通路缺陷的小鼠不能產生Th17細胞，Treg細胞也不能產生，而Th1細胞活性卻反之會增強。在機體免疫系統穩態或無炎癥損傷時，機體分泌的高濃度TGF-β1可以抑制效應T細胞的增殖,誘使初始CD4+T細胞向Treg細胞發育，Treg細胞進一步分泌TGF-β1并表達Foxp3,Foxp3能維持Treg細胞表型和發揮免疫抑制功能,防止自身免疫性疾病和自身炎癥反應綜合癥的出現,發揮相應免疫調節功能[24]。但當感染或異物存在時，由于IL-6等大量炎癥細胞因子的產生,以及TGF-β1減少相應分泌,會使得機體TGF-β1處于低水平表達狀態[25],從而抑制Foxp3的功能及表達，Treg細胞分化受阻，RORγt隨之活化，有利于誘導Th17細胞分化并合成分泌IL-17、IL-21等，發揮其炎癥反應的作用，參與PBC發病進程。總之，在PBC的病程之中，Foxp3受抑制將會導致Th17細胞分化發育活躍，數量增多，從而IL-17表達量增加，使得病情進一步進展，不利于疾病穩定和控制；在健康人群中，由于體內高水平TGF-β1的存在Foxp3表達活躍，抑制Th17細胞的生長分化，Th17細胞促炎癥效應不過分表達。結果顯示，PBC患者外周血的Treg細胞數量較健康對照組人群少，Th17/Treg細胞比例較健康對照組人群高。所以Th17/Treg細胞比例升高可代表PBC處于活躍進展期,而該比例下降代表著PBC患者病情治療起到效果,說明Th17細胞分化擴增數量減少，IL-17分泌減少,Treg細胞處于發揮控機體免疫功能的狀態，病情得以控制，處于好轉期。

3 IL-17在PBC相關信號通路研究

PBC發病是多個細胞因子及信號通路共同作用的結果，TGF-β/smad信號傳導通路、IL-27信號通路、ToLL樣受體3信號傳導通路、CXCR3信號傳導通路是國內外學者較為公認在PBC的致病中發揮重要作用信號通路。

3.1 TGF-β/smad信號通路 此信號通路是PBC信號通路中研究較深入的信號通路,在PBC發病過程中有重要作用,被視為PBC致病機制中起最重要作用的信號通路。TGF-β主要成員有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3。 肝臟組織中 TGF-β1 的含量最高，同時活性也最強[26],是PBC發病中最重要TGF-β成員。TGF-β1有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3種受體。主要是Ⅰ型受體在PBC中與TGF-β1發揮效應，smad是Ⅰ型受體底物，有8種，分為3類。分別為膜受體激活型，通用性和抑制性3種。膜受體激活smad：smad1、smad2、smad3、smad5、smad8； 通用型smad：smad4；抑制性 smad：smad6、smad7[27]。 PBC 中TGF-β/smad信號通路機制推測如下：TGF-β1與肝臟組織細胞上Ⅰ型受體相結合,結合復合體激活受體底物smad2、smad3，使其磷酸化,進而激活smad4，活化肝內肝星狀細胞，促進其細胞增殖而抑制其凋亡,使得肝星狀細胞轉化為肌成纖維細胞，PBC患者肝臟逐步纖維化。

3.2 IL-27信號通路 IL家族成員在免疫細胞的分化、生長、成熟各種進程發揮作用，保護機體防御異物如病毒、細菌、真菌等感染。IL-27作為IL-12家族成員之一,其信號通路在機體的促炎癥進程和抗炎癥進程兩方面都起著相關作用。IL-27與它的受體WSX-1和gpl 30相結合可以在淋巴細胞中活化酪氨酸激酶/轉錄因（JAK/STAT）信號傳導途徑,對機體免疫系統的多種細胞發揮相應的調節功能。據Paul D.Doodes et al等研究結果，其對PBC致病機制推測為IL-27亞基p28能誘導CD4+T初始細胞向Th1細胞增殖分化,并高表達T-bet，進而促進γ-IFN的產生，參與PBC炎癥反應[28]。

3.3 ToLL樣受體信號通路 ToLL樣受體(Toll-like receptors,TLRs)是存在于各種免疫細胞表面和胞內的先天免疫病原體識別受體，TLR3是TLR家族中重要的一個成員。TLR3能與配體雙鏈RNA-poly I：C相結合，通過TRIF因子，激活包括核因子κB 信號通路(Nuclear factor-κB,NF-κB)和干擾素調節因子(Interferon regulatory factor,IRF)3等在內的多種信號分子,從而誘導Ⅰ型干擾素和大量炎癥因子的產生,引起相應部位的炎癥進程的發生[29]。相關PBC患者檢查發現肝門管區和肝實質細胞中TLR3分子和IFN-1 mRNA表達活躍，TLR3蛋白分子表達增多，推測TLR3與PBC的致病有關。

3.4 CXCR3信號通路 CXCR3是主要表達于T細胞上的趨化因子受體。在PBC的炎癥發展期間，其可以與其配體 CXCL9、CXCL10和 CXCL11相結合，與CXCL11配體結合會使得T細胞向Tr1細胞極化,而與CXCL9和CXCL10配體的結合則促使CD4+T細胞向Th1和Th17細胞分化[30]。誘導活化的T細胞會首先到達肝內膽管上皮細胞,引起肝內膽管上皮細胞的炎癥損傷。CXCR3信號通路可能與PBC起始階段肝內膽管上皮的損傷和炎癥反應有關。

IL-17作為PBC炎癥反應中重要的細胞因子，誘導PBC確切的信號通路一直是學者們研究并期望明確的問題。Act1作為重要的信號通路蛋白，存在于IL-17R家族相關細胞胞內，是IL-17R激活NF-κB所必需的[31]。肝內膽管上皮細胞（Intrahepatic bile duct epithelial cells,IBEC）是PBC發病過程中首先被破壞的細胞，IL-17會破壞肝內小膽管上皮細胞，引起IBEC發生上皮-間質轉化，從而發生為慢性膽管炎。IBEC被炎癥細胞浸潤并向肝纖維化轉化。其信號通路研究表明可能主要是通過Act1-NF-κB信號通路或者Act1-PI3K/AKT1信號通路這兩條信號通路發揮效應[32]，Act1-NF-κB信號通路可能是IL-17在PBC致病中的主要通路之一。其具體如何調控相應蛋白質及如何與其他信號通路相互作用影響導致PBC的機制尚未明確，需進一步研究深入。

4 IL-17引起PBC肝臟纖維化研究進展

Th17細胞分泌的IL-17A是重要的促炎癥因子，與PBC病程中各類肝臟細胞如肝星狀細胞、肝內膽管上皮細胞、肝成纖維細胞有著反應，最終導致PBC肝纖維化。

IL-17通過活化肝星狀細胞進而在PBC的纖維化中發揮著重要的作用[33]。肝星狀細胞(Hepatic stellate cells,HSCs)位于肝竇狀隙腔，位置上與肝細胞、竇狀內皮細胞和自主神經纖維緊密相鄰。研究表明，活化的HSCs在膠原蛋白和細胞外基質的生成起重要作用。而HSC活化是指從一個從靜止穩態細胞表型轉向高度增殖肌成纖維細胞表型，會導致纖維細胞外基質的增加，同時降低HSCs再生和修復能力，導致肝內膽管上皮細胞的破壞，引起肝纖維化。

IL-17和TNF-α并不能直接作用于促纖維化相關基因，導致纖維化，而是共同作用于肝星狀細胞促進其分泌IL-6和IL-1β，使肝星狀細胞活化，活化的肝星狀細胞和肝臟細胞兩者相互作用，在IL-17和TNF-α刺激下增加C反應蛋白的分泌（CRP）,同時分泌更多的IL-6和IL-8，刺激肝星狀細胞和肝臟細胞作用于相關促纖維化基因。總之，IL-17和TNF-α協同作用下激活肝星狀細胞，活化的肝星狀細胞與肝臟細胞相互作用，分泌IL-6、IL-8、CRP等相關炎癥細胞因子，使得相應促纖維化基因表達，導致PBC肝內小膽管周圍炎癥細胞及炎癥因子浸潤，逐漸進展至肝纖維化[34]。

5 IL-17基因位點多態性與PBC相關易感基因研究

已進行不同地區PBC調查結果比較表明，PBC發病與遺傳密切相關，種族因素、家族因素、性別因素等遺傳相關因素在PBC發病起重要作用。不同國家、不同地區PBC發病率存在區別，歐美國家和日本 （目前唯一一個進行了PBC發病率全國調查的亞洲國家）PBC發病率相比較，歐美國家PBC發病率較高[35]。PBC發病率家族傾向性明顯，PBC患者一級親屬發病率和AMA陽性檢出率明顯高于普通人對照組[36]。同卵雙胞胎PBC發病率一致性高達63%，遠高于異卵雙胞胎發病率[37]。

IL-17作為重要促炎癥因子，自身免疫病患者體內水平明顯升高。推測自身免疫病易感性與IL-17A相關基因位點存在相關性。研究顯示IL-17基因SNP位點多態性與許多自身疾病相關。中東學者當地結直腸研究發現IL-17A rs2275913基因位點與結直腸癌的發病風險存在相關性，并提出IL-17A rs2275913基因表達量能作為結直腸癌早期監測的生物信號[38]。關于亞洲人群胃癌風險與IL-17 A位點多態性研究結果顯示，IL-17A rs2275913和rs763780這兩個基因位點與胃癌風險密切相關[39]。綜上，IL-17A基因位點rs2275193等其他基因位點與多種自身免疫疾病易感性相關。基因SNP位點多態性變異度理論上可作為相應疾病監測指標。目前IL-17基因SNP位點多態性與PBC易感性相關性研究較少,是PBC將來相關研究方向之一。

PBC基因研究,全球各地開展了眾多全基因組關 聯 分 析 研 究 （genome-wide association study,GWAS）,已發現許多與PBC發病相關易感基因和SNPs位點。歐洲GWAS發現了與PBC有關的HLA和31種非HLA易感位點,強調了IL12A和IL12RB2與PBC的相關性[40]。北美、歐洲和日本進行的GWAS、熒光免疫芯片技術，GWAS的Meta分析強調了HLA-DRB1、HLA-DQA1和HLA-DQB1基因位點與PBC的易感性緊密關聯[41-44]。而其他非HLA區基因位點研究表明，IRF5-TNPO3、17q12-21和MMEL1基因位點多態性與 PBC相關[45]。CCL20、IL-1RL1、IL-1RL2、TNFAIP3 和 DGKQ 基因多態性研究顯示其與PBC的易感性相關[44]。中國進行的 GWAS發現 IL-21、IL-21R、CD28/CTLA4/ICOS、CD58、ARID3A 和 IL-16了這 6種新的PBC易感位點,強調了IL-21信號途徑以及T淋巴細胞共刺激信號在PBC發展中的重要作用。隨著世界各地學者關于PBC基因位點越來越多的基因分析研究,及基因測序技術的發展和進步,相信有更多尚未發現PBC易感基因位點被發現,為PBC疾病監測提供新指標,及PBC基因靶向治療提供新靶點。

6 展望

IL-17是機體分泌的一種重要具有強大促炎效果細胞因子,在PBC的發病進程發揮著重要作用。但在PBC致病中的分子信號通路并未完全闡明,具體如何與體內其他細胞因子在不同PBC分期相互作用關系尚不明確。隨著研究進一步深入，希望IL-17在PBC中分子信號通路研究和相應基因研究能進一步明確,為PBC的早期診斷及治療拓展新思路。