IL-6/IL-6R信號(hào)通路在移植排斥反應(yīng)中作用研究進(jìn)展

李秀潔 廖濤

【關(guān)鍵詞】 白介素-6;白介素-6受體;排斥反應(yīng);抗體介導(dǎo)的排斥;托珠單抗

人體的免疫系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，細(xì)胞因子在免疫系統(tǒng)中起著重要的作用，參與炎癥反應(yīng)和多種疾病[1-2]。近年來(lái)，阻斷細(xì)胞因子通路已經(jīng)成為治療一些炎癥和自身免疫性疾病的重要策略[3]。移植排斥是受體免疫系統(tǒng)將移植物作為外來(lái)物進(jìn)行攻擊而誘發(fā)的免疫學(xué)反應(yīng)，其中IL-6及其受體（IL-6/IL-6R）信號(hào)通路在移植排斥的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，且阻斷該通路表現(xiàn)出對(duì)移植排斥良好的治療效果[4]。本文簡(jiǎn)要綜述了IL-6/IL-6R信號(hào)通路在免疫系統(tǒng)和移植排斥中的作用以及阻斷該通路對(duì)移植排斥治療的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)展，為廣大學(xué)者的基礎(chǔ)研究和臨床工作提供參考。

一、IL-6/IL-6R信號(hào)通路在免疫系統(tǒng)中的作用

IL-6最早是因?yàn)樵赥淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的增殖和活化以及急性期炎癥反應(yīng)的發(fā)生過(guò)程中表現(xiàn)出非常重要的作用而被發(fā)現(xiàn)，其在正常人體中不表達(dá)，但是在組織損傷或者感染情況下可以快速合成并通過(guò)免疫反應(yīng)保護(hù)人體[5-7]。

IL-6可以通過(guò)誘導(dǎo)初始CD4+T淋巴細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞而影響T淋巴細(xì)胞的功能，同時(shí)促進(jìn)初始CD4+T淋巴細(xì)胞分化為輔助性T淋巴細(xì)胞17（Th17）和抑制分化為調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞（Treg），這使得Th17在感染的情況下可以起到清除病原體的作用[6，8-9]。除影響T淋巴細(xì)胞外，IL-6還可以激活B淋巴細(xì)胞，使其分化為產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞，少量漿細(xì)胞進(jìn)入骨髓儲(chǔ)存成為長(zhǎng)壽漿細(xì)胞和產(chǎn)生高親和性的抗體，其中IL-6對(duì)長(zhǎng)壽漿細(xì)胞的儲(chǔ)存也是至關(guān)重要的[6，10-12]。另外，IL-6可以促進(jìn)濾泡輔助性T淋巴細(xì)胞（Tfh）的分化和IL-21的產(chǎn)生，從而輔助B淋巴細(xì)胞分化為漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體[11]。但是，IL-6異常和過(guò)度分泌可引發(fā)嚴(yán)重的炎癥性并發(fā)癥，包括全身炎癥反應(yīng)綜合征和細(xì)胞因子釋放綜合征;同時(shí)，IL-6的過(guò)度產(chǎn)生和調(diào)控失敗也是一些自身免疫性疾病和排斥反應(yīng)的致病機(jī)制，包括新月體性腎小球腎炎、移植排斥和移植物抗宿主病等[13-16]。除免疫性疾病外，IL-6的產(chǎn)生異常還可累及其他系統(tǒng)，導(dǎo)致心血管疾病、脂質(zhì)代謝性疾病、糖尿病、神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)和阿爾茨海默病等[17-18]。

IL-6主要通過(guò)與受體細(xì)胞IL-6R結(jié)合后傳導(dǎo)下游信號(hào)分子起作用。IL-6R有2種形式，分別為80kDa的跨膜蛋白和55kDa的可溶性蛋白[4]。臨床上用于治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物IL-6R阻斷劑托珠單抗既可以通過(guò)結(jié)合跨膜的IL-6R，也可以結(jié)合可溶性IL-6R起作用。IL-6和IL-6R結(jié)合后可激活信號(hào)傳導(dǎo)鏈gp130，進(jìn)而促發(fā)下游信號(hào)通路的激活，包括Janus激酶（JAK）-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子、轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）通路和JAK-SHP-2-絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，隨后激活大量涉及炎癥和免疫的基因[5，19-20]。IL-6激活的終止受細(xì)胞因子合成抑制因子-1和-3（SOCS1和SOCS3）的嚴(yán)格調(diào)控[8]。

二、IL-6/IL-6R信號(hào)通路在移植排斥反應(yīng)中的作用

移植排斥反應(yīng)是指受者的免疫系統(tǒng)將移植物作為一種“異己成分”識(shí)別后進(jìn)行攻擊、破壞和清除的免疫學(xué)反應(yīng)。目前，根據(jù)參與排斥反應(yīng)的主要細(xì)胞的不同，可以將其分為細(xì)胞介導(dǎo)的排斥反應(yīng)（CMR）和抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)（AMR）[21]。在發(fā)生移植排斥的受者中，IL-6主要由抗原提呈細(xì)胞產(chǎn)生分泌，包括樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞。此外，在AMR中，被激活的移植物血管內(nèi)皮細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-6。

CMR主要是T淋巴細(xì)胞識(shí)別移植物后激活成為效應(yīng)細(xì)胞，對(duì)移植物進(jìn)行損傷。早期認(rèn)為，Th1細(xì)胞在CMR中起主要作用，但是有研究者利用小鼠CMR模型，將Th1轉(zhuǎn)錄因子T-bet敲除小鼠作為受體，發(fā)現(xiàn)不僅未能減輕CMR，還可引起更嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)、血管病變和移植物損傷，而進(jìn)一步中和IL-17后可以抑制該排斥，證實(shí)了Th17也可誘導(dǎo)嚴(yán)重的CMR[22]。隨后多項(xiàng)研究證實(shí)，Th17在CMR中起重要作用[23]。Treg具有重要的免疫調(diào)節(jié)功能，可以抑制T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞活性，大量研究證實(shí)其在移植物中可誘導(dǎo)免疫耐受[24-25]。筆者前期研究也證實(shí)，輸注轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）體外誘導(dǎo)產(chǎn)生的Treg可以減輕移植腎排斥[26]。如前所述，IL-6/IL-6R信號(hào)通路可以誘導(dǎo)Th17的分化和抑制Treg分化，使得其對(duì)CMR的發(fā)生發(fā)展起重要作用。有研究表明，外周循環(huán)中單核細(xì)胞分泌IL-6的水平與移植物功能下降密切相關(guān)，其水平有助于監(jiān)測(cè)評(píng)估排斥的發(fā)生[27]。

AMR是由供體特異性抗體（DSA）介導(dǎo)所致，目前根據(jù)發(fā)生時(shí)間不同可以分為急性AMR和慢性AMR。移植物抗原暴露被受體B淋巴細(xì)胞識(shí)別后，在Tfh的輔助下成熟分化為漿細(xì)胞，從而產(chǎn)生DSA，DSA與移植物血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的抗原（如主要組織相容性復(fù)合體）結(jié)合后，通過(guò)經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)形成膜攻擊復(fù)合物損傷內(nèi)皮細(xì)胞。在此過(guò)程中，補(bǔ)體（C）裂解產(chǎn)物C3a、C5a等趨化因子可以招募巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞的局部浸潤(rùn)，引起毛細(xì)血管炎，損傷移植物[21，28]。由此可知，B淋巴細(xì)胞分化成漿細(xì)胞后產(chǎn)生DSA是AMR的主要發(fā)病機(jī)制，而IL-6/IL-6R信號(hào)通路對(duì)B淋巴細(xì)胞的成熟和分化至關(guān)重要，所以與AMR的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

三、阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路治療移植排斥反應(yīng)的基礎(chǔ)研究進(jìn)展

IL-6/IL-6R信號(hào)通路在移植免疫排斥反應(yīng)中起重要作用，使得阻斷該信號(hào)通路用于治療移植排斥反應(yīng)成為可能。早期有研究利用不同品系的小鼠進(jìn)行心臟移植后清除CD4+T淋巴細(xì)胞建立慢性排斥模型，在發(fā)生慢性排斥的移植心臟中，檢測(cè)到明顯的纖維化和IL-6水平升高[29]。研究者進(jìn)一步利用單抗阻斷IL-6的作用，結(jié)果顯示慢性排斥的纖維化減輕，移植心臟功能改善，該研究首次證實(shí)了阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路有望治療慢性移植物排斥。有課題組利用IL-6基因敲除小鼠進(jìn)一步探討阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路在移植免疫排斥反應(yīng)中的作用，他們將BALB/c小鼠心臟移植到野生型和IL-6敲除的C57BL/6小鼠中，野生型受體發(fā)生排斥后移植物內(nèi)IL-6和IFN-γ均升高。IL-6敲除小鼠作為受體，并不延長(zhǎng)移植物存活時(shí)間，考慮為IL-6抑制后仍然有主要由Th1細(xì)胞分泌的IFN-γ介導(dǎo)排斥。研究者進(jìn)一步加用細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（CTLA4）-Ig，其可以抑制IFN-γ，而不影響IL-6的產(chǎn)生，研究證實(shí)加用CTLA4-Ig的IL-6基因敲除小鼠受體移植物可以長(zhǎng)期存活，相對(duì)于野生型受體，移植物內(nèi)Treg顯著增多，提示阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路結(jié)合共刺激因子阻斷劑可以誘導(dǎo)免疫耐受[30]。

Jordan教授團(tuán)隊(duì)利用不同基因型的C57BL/6小鼠進(jìn)行皮膚移植預(yù)致敏10周后再次進(jìn)行皮膚移植，結(jié)果顯示相對(duì)于對(duì)照組，利用IL-6單抗處理后可以顯著降低DSA的水平、減少受體脾臟內(nèi)Th17、Tfh數(shù)量和增加脾臟內(nèi)Treg數(shù)量[31]。他們進(jìn)一步利用體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)了IL-6單抗處理后可以減少受體產(chǎn)生DSA的脾臟內(nèi)漿細(xì)胞和骨髓內(nèi)長(zhǎng)壽漿細(xì)胞的數(shù)量?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，他們認(rèn)為阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路可能通過(guò)改變CD4+T淋巴細(xì)胞亞型（減少Th17、Tfh和增加Treg）、減少B淋巴細(xì)胞活化為漿細(xì)胞和產(chǎn)生抗體，從而有效減輕AMR。此外，IL-6/IL-6R信號(hào)通路下游分子JAK阻斷后也被證實(shí)可以減輕慢性排斥[32]。

四、阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路治療移植排斥反應(yīng)的臨床研究進(jìn)展

臨床上CMR的治療方法和效果比較確切，所以目前主要集中于對(duì)AMR的治療研究，特別是慢性AMR是目前導(dǎo)致移植腎失功最主要的原因，且尚無(wú)有效治療方法。由于IL-6/IL-6R信號(hào)通路對(duì)B淋巴細(xì)胞活化起重要作用，所以阻斷該通路對(duì)腎移植高敏患者脫敏治療以及AMR的治療均有很好的應(yīng)用前景。Jordan教授團(tuán)隊(duì)早期利用IL-6R受體阻斷劑托珠單抗聯(lián)合靜脈輸注大劑量Ig（IVIG）對(duì)高敏受體進(jìn)行脫敏治療，并證實(shí)其具有良好的安全性，為托珠單抗應(yīng)用于腎移植受者提供基礎(chǔ)[33]。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步探索托珠單抗對(duì)慢性AMR的臨床治療效果。有研究團(tuán)隊(duì)對(duì)36例已經(jīng)發(fā)生慢性AMR且對(duì)常規(guī)治療（靜脈輸注大劑量Ig、利妥昔單抗和血漿置換）無(wú)效的患者加用托珠單抗治療，治療后患者的6年移植腎存活率和患者存活率分別為80%和91%，移植腎小球炎、管周毛細(xì)血管炎和補(bǔ)體裂解片段C4d的沉積顯著減輕，DSA水平顯著下降且2年內(nèi)移植腎功能穩(wěn)定，強(qiáng)烈提示了托珠單抗對(duì)慢性AMR的潛在治療價(jià)值。但是該研究也存在一些局限性，如DSA在托珠單抗治療2年后才出現(xiàn)顯著下降，托珠單抗治療組出現(xiàn)了一些不良事件，包括巨細(xì)胞病毒和BK病毒感染、細(xì)菌感染和心血管并發(fā)癥等。所以托珠單抗對(duì)慢性AMR的治療效果和安全性需要進(jìn)一步更大樣本的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證[34]。因?yàn)镮gG不同的亞型功能有所差異，如IgG1和IgG3主要介導(dǎo)補(bǔ)體和抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用，該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探討了慢性AMR患者中托珠單抗對(duì)總IgG和IgG1～4各種亞型的影響，發(fā)現(xiàn)托珠單抗治療后總IgG和IgG1～3均顯著降低，提示其對(duì)產(chǎn)生DSA的B淋巴細(xì)胞的抑制作用是非特異性的[35]。

五、小結(jié)

IL-6/IL-6R信號(hào)通路在免疫系統(tǒng)和移植排斥反應(yīng)中具有重要作用。慢性AMR是目前導(dǎo)致移植物失功的重要因素，且尚無(wú)有效治療方法，阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路用于減輕慢性AMR的基礎(chǔ)和臨床研究均顯示其有效性，其安全性亟需更大樣本的臨床研究進(jìn)一步證實(shí)，阻斷IL-6/IL-6R信號(hào)通路將有望推廣用于臨床治療移植物慢性AMR，改善移植物的存活率。