白細(xì)胞介素-6啟動(dòng)子區(qū)單核苷酸多態(tài)性與肝細(xì)胞癌的相關(guān)性

周文秀 綜述，楊 京 審校

1.貴州醫(yī)科大學(xué),貴州貴陽 550001;2.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院感染科，貴州貴陽 550001

肝細(xì)胞癌(HCC)的發(fā)病率逐年升高備受全球關(guān)注[1]。目前認(rèn)為其發(fā)病機(jī)制是遺傳和環(huán)境等多因素相互作用的結(jié)果，其中也包括細(xì)胞因子調(diào)節(jié)作用。白細(xì)胞介素-6(IL-6)是一種重要的炎性細(xì)胞因子，有研究表明，IL-6與其受體結(jié)合激發(fā)相關(guān)通路參與HCC微環(huán)境構(gòu)成、下游轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控等過程，引起體內(nèi)免疫、炎癥反應(yīng)并發(fā)揮著促進(jìn)肝臟細(xì)胞發(fā)生惡性生物學(xué)行為的作用[2]，IL-6水平與HCC復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，是早期預(yù)測HCC復(fù)發(fā)的潛在血清學(xué)標(biāo)志[3]，檢測血清IL-6水平對(duì)HCC的早期診斷、治療及預(yù)后具有深遠(yuǎn)意義[4]。近年來，許多學(xué)者對(duì)IL-6分子結(jié)構(gòu)、功能及基因多態(tài)性有了進(jìn)一步研究，并探討了其啟動(dòng)子區(qū)位點(diǎn)多態(tài)性與HCC之間的相關(guān)性。本文對(duì)IL-6基因多態(tài)性及其與HCC的關(guān)系進(jìn)行了綜述。

1 IL-6結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征

IL-6作為白細(xì)胞介素家族中的一員，是一種具有多效性的促炎性細(xì)胞因子，在炎性反應(yīng)和免疫應(yīng)答中扮演重要角色。人IL-6分子前體由212個(gè)氨基酸殘基組成，包括28個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)序列，轉(zhuǎn)錄后修飾時(shí)有N糖基化、O糖基化和磷酸化。成熟的IL-6是由IL-6前體經(jīng)加工后分泌到細(xì)胞外形成的一種含184個(gè)氨基酸組成的單鏈糖蛋白。活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和單核細(xì)胞等多種細(xì)胞都可分泌IL-6。IL-6具有參與炎性反應(yīng)、促進(jìn)肝合成急性期蛋白、促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化及分泌抗體等多種生物學(xué)作用，參與多種生物學(xué)過程的誘導(dǎo)及調(diào)節(jié)。

2 IL-6與HCC相關(guān)的生物學(xué)活性及信號(hào)通路

IL- 6具有廣泛的生物學(xué)活性，參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、造血、炎癥及腫瘤等多個(gè)過程并發(fā)揮重要作用[5]。有研究報(bào)道HCC患者血清IL-6水平與HCC分期存在顯著相關(guān)性，IL-6水平隨著HCC分期級(jí)別升高而增加[6]。IL-6與HCC相關(guān)病理生理學(xué)作用主要包括以下幾個(gè)方面：(1)IL-6為炎性因子，可誘導(dǎo)肝臟合成急性期蛋白，加重肝臟細(xì)胞炎性損傷；(2)IL-6可誘導(dǎo)纖維細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝臟細(xì)胞纖維化進(jìn)展；(3)誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子，促進(jìn)腫瘤血管形成；(4)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的生長和分化及抗凋亡作用，抑制機(jī)體抗腫瘤免疫；(5)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抗藥性。

IL-6通過兩種受體參與調(diào)節(jié)多種生物過程，其表達(dá)水平與肝損傷的程度相關(guān)[7-8]。相關(guān)研究指出IL-6反式信號(hào)途徑介導(dǎo)促炎性作用與肝細(xì)胞增殖和慢性炎癥性疾病有關(guān)[9-10]。XIANG等[11]報(bào)道IL-6可通過MAPK和JAK/STAT信號(hào)通路，誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化。另有研究也證實(shí)IL-6通過激活STAT3通路介導(dǎo)的血管生成促進(jìn)HCC的生長、侵襲和遷移[12-13]。因此，IL-6通過促進(jìn)肝細(xì)胞增殖、分化和影響細(xì)胞周期進(jìn)程成為HCC發(fā)生的分子介質(zhì)。孫陽等[14]推測IL-6促進(jìn)肝細(xì)胞發(fā)生癌變的途徑可能為：肝細(xì)胞損傷后以Toll樣受體(TLR)和表皮生長因子受體(EGFR)依賴的方式激活Kupffer細(xì)胞，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞分泌的IL-6和可溶性IL-6R(sIL-6R)表達(dá)上調(diào)，發(fā)生補(bǔ)償性肝細(xì)胞增殖。在這種促進(jìn)HCC生長的微環(huán)境中，肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肝癌祖細(xì)胞(HcPCs)。LIN28B基因表達(dá)上調(diào)并形成自分泌IL-6環(huán)路。自分泌IL-6的M2型巨噬細(xì)胞促進(jìn)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化，驅(qū)動(dòng)腫瘤發(fā)展并在基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)中起中心作用，IL-6促進(jìn)M1型和M2型巨噬細(xì)胞極化。HcPCs從腫瘤促進(jìn)生態(tài)位向外擴(kuò)散，形成HCC結(jié)節(jié)，最終轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處的器官，HCC變過程中IL-6起到重要的作用[15]。

3 IL-6基因及啟動(dòng)子區(qū)多態(tài)性

基因通過轉(zhuǎn)錄編碼來調(diào)控細(xì)胞分裂、分化、凋亡、侵襲性及惡性轉(zhuǎn)移等多種生物學(xué)特征，基因多態(tài)性在這一過程中發(fā)揮重要作用。基因多態(tài)性主要包括單核苷酸多態(tài)性(SNP)、短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)和限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)這三個(gè)方面。在三種基因標(biāo)記中，SNP是最受關(guān)注且被研究最多的一類多態(tài)性。SNP通過影響DNA損傷修復(fù)、體內(nèi)酶代謝等機(jī)制影響細(xì)胞的黏附性和活動(dòng)力、血栓形成、腫瘤特異性抗原的表達(dá)，進(jìn)而參與腫瘤的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等過程，SNP也是目前國內(nèi)外腫瘤診斷、預(yù)后和易感性研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。本文討論的IL-6啟動(dòng)子區(qū)的多態(tài)性就是指的SNP。

人類的IL-6基因位于7p21染色體上，全長5 kb，含有5個(gè)外含子。1998年FISHMAN等[16]首先發(fā)現(xiàn)了啟動(dòng)子位點(diǎn)存在G/C多態(tài)性，且這種多態(tài)性對(duì)于IL-6基因表達(dá)具有調(diào)控作用，-174G/C等位基因G等位基因攜帶者血漿中IL-6水平明顯高于C攜帶者，通過轉(zhuǎn)染觀察基因結(jié)構(gòu)的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，等位基因G的表達(dá)明顯高于等位基因C。TERRY等[5]通過對(duì)IL-6基因編碼區(qū)及上、下游序列的研究發(fā)現(xiàn)，該基因的多態(tài)性主要存在于啟動(dòng)子區(qū)的-597G/A、-572C/G、-174G/C和-373AnTn。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)血清IL-6水平顯示單倍型劑量依賴性增加，rs1800795、rs1800796和rs10499563多態(tài)性的主要等位基因G對(duì)位于啟動(dòng)子區(qū)域附近的其他SNP具有上位性作用，也反映了rs1800795、rs1800797和rs10499563的次要等位基因在調(diào)節(jié)血清中IL-6水平時(shí)對(duì)其他啟動(dòng)子SNP具有重大影響。IL-6水平的轉(zhuǎn)錄調(diào)控不是IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域單個(gè)多態(tài)性的累加效應(yīng)，而是單倍型GGG中測定的rs1800795、rs1800796和rs1800797主要等位基因G的復(fù)雜和協(xié)同相互作用，并且單個(gè)SNP會(huì)受到同一基因內(nèi)或與其他處于高連鎖不平衡狀態(tài)的基因相互作用的其他SNP的影響。有研究也證實(shí)位于IL6基因啟動(dòng)子區(qū)域的rs1800796與rs2069852基因座處于連鎖不平衡狀態(tài)[17]。SINGH等[18]通過對(duì)IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域中的6個(gè)SNP，即rs1800795(-174G/C)、rs1800796(-572G/C)、rs1800797(-597G/A)、rs2069827(-1363G/T)、rs12700386(-2954G/C)和rs10499563(-6331G/T)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)G等位基因攜帶者血清IL-6水平比正常等位基因攜帶者高，且IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)的易感性(GGGGCT)和保護(hù)性(CGAGGC)單倍型影響了血漿IL-6水平。IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域的多態(tài)性顯示IL-6水平的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表達(dá)在不同個(gè)體間存在明顯差異[19]。綜上所述，IL-6基因啟動(dòng)子多態(tài)性對(duì)血漿IL-6轉(zhuǎn)錄調(diào)控及表達(dá)水平具有重要作用，而且是啟動(dòng)子區(qū)的多個(gè)基因序列的多態(tài)性位點(diǎn)復(fù)雜的相互作用共同調(diào)控的。

4 IL-6基因啟動(dòng)子多態(tài)性與HCC發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

HCC的發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，目前已證實(shí)肝炎病毒感染、長期大量飲酒和黃曲霉毒素B1暴露等是HCC的主要危險(xiǎn)因素。我國HCC患者最常見的病因?yàn)楦窝撞《救肭郑渲幸砸倚透窝撞《?HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)感染為主，占90%以上。大量研究表明，不同個(gè)體對(duì)肝炎病毒的清除能力存在差異，也就是說宿主感染HBV/HCV后的病情進(jìn)展及結(jié)局在很大程度上決定于宿主本身對(duì)病毒的免疫力。多項(xiàng)研究表明，IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域SNP不僅可導(dǎo)致多種非感染性及自身免疫性疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加[20]，也與慢性乙型肝炎的易感性密切相關(guān)[21]，并對(duì)HBV感染的病程和結(jié)局產(chǎn)生重要影響。IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)域SNP很大可能是導(dǎo)致個(gè)體對(duì)HCC易感的促進(jìn)因素之一[22]。SGHAIER等[23]研究發(fā)現(xiàn)，IL-6基因SNP明顯影響HCV感染的臨床結(jié)局，這些SNPs可用作HCC早期檢測和分子治療的生物標(biāo)志物，以及預(yù)測HCC臨床結(jié)果的預(yù)后因素。WANG等[24]也通過分析研究得出，攜帶G(rs1800795)、C(rs1800796)或G(rs1800797)等位基因的IL-6基因型的患者可能更容易患肝病。隨著國內(nèi)外學(xué)者對(duì)病毒致病機(jī)理及宿主抗病毒免疫應(yīng)答的不斷深入研究，人們?cè)絹碓疥P(guān)注與免疫應(yīng)答有關(guān)的細(xì)胞因子基因多態(tài)性的影響，現(xiàn)就目前國內(nèi)外有關(guān)IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP與HCC的關(guān)系研究進(jìn)行介紹。

IL-6基因rs1800796(-572G/C)與HCC的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)，特別是與HBV相關(guān)的HCC的易感性關(guān)系緊密。IL-6 rs1800796位點(diǎn)的SNP與HBV感染的易感性相關(guān)，rs1800796 G等位基因可能為HBV感染的一個(gè)保護(hù)基因[25]。TANG等[26]指出，HBV感染后HCC發(fā)病率與rs18007976位點(diǎn)SNP相關(guān)，在中國漢族C/G+G/G基因型能夠增加乙肝后肝癌發(fā)病率，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)這一影響存在性別差異，在HBV感染者中男性攜帶C/G基因型比攜帶C/C基因型罹患HCC風(fēng)險(xiǎn)更高。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)與HCC患者相比，慢性HCV感染患者中IL-6 rs1800796 G/G基因型，IL-6 rs1474358 C等位基因和IL-6 rs1800797 A等位基因的攜帶頻率更大，IL-6 rs1474358 GG基因型具有促進(jìn)HCC發(fā)生的作用[23]。與之相反的是，ZAHRAN等[27]通過研究發(fā)現(xiàn)IL-6 -572G/C基因多態(tài)性與HCV感染無關(guān)，也與HCC的發(fā)生無關(guān)，在實(shí)驗(yàn)組之間G/C、G/G和C/C頻率以及G和C等位基因頻率沒有顯著差異。關(guān)于IL-6基因-572G/C與HCC易感性的關(guān)系，建議進(jìn)行更大樣本量的研究。

IL-6基因rs13419896位于基因啟動(dòng)子區(qū)域，其多態(tài)性的存在可能激活抑癌基因和原癌基因，一旦機(jī)體細(xì)胞平衡穩(wěn)態(tài)被打破，則更易患癌癥。研究發(fā)現(xiàn)IL-6基因rs13419896位點(diǎn)攜帶T基因是HCC發(fā)生的危險(xiǎn)因素，T/T基因型更是肝癌患者預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素[28]。EL-BAKY等[29]研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，IL-6 rs1474347 AA基因型在HCV-HCC中更為常見，而且IL-6 rs1474347 AC基因型也促進(jìn)HCV慢性感染發(fā)展為肝硬化和HCC，研究還發(fā)現(xiàn)IL-6 rs1474347 AA基因型的HCC患者血清AFP水平偏高，IL-6 rs1474347 AC基因型的篩選是檢查HCV患者發(fā)展為肝硬化和HCC的靈敏標(biāo)志。

IL-6基因rs1800795(-174G/C)的基因型的分布和等位基因頻率在不同人種中存在差異，高加索人健康人群中-174G/C等位基因C的基因頻率為0.4～0.55。在印度人中的基因頻率為0.4～0.55，黑人中C的基因頻率為0.05～0.09[30]，我國南方漢族人和韓國人rs1800795(-174G/C)位點(diǎn)多態(tài)性則比較少見[31-32]。IATTAR等[33]研究指出IL-6基因-174C/G基因型和G等位基因與HBV感染的易感性密切相關(guān)，且男性可能比女性更易感HBV，IL-6 -174 SNP和HBV感染是伊朗人患HCC的危險(xiǎn)因素。IL-6基因-174G/C基因多態(tài)性在不同人群、不同種族間差別較大，又因?yàn)镮L-6基因-174G/C的多態(tài)性影響IL-6基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，那么針對(duì)具有IL-6啟動(dòng)子-174G/C多態(tài)性的人群，HCC與該位點(diǎn)的多態(tài)性之間的相關(guān)性仍需要進(jìn)一步的研究。

IL-6 rs10499563和rs2069837多態(tài)性可能通過其對(duì)IL-6表達(dá)的影響而與肝硬化的發(fā)生有關(guān)，并且這兩個(gè)SNP可以用作HBV相關(guān)肝硬化的潛在預(yù)后標(biāo)志物[34]。林燕君等[35]也通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)rs2069837位點(diǎn)與乙肝肝硬化易感性具有相關(guān)性，IL-6 rs2069837 SNP位于內(nèi)含子區(qū)域，可能位于炎癥相關(guān)通路基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)上，IL-6基因內(nèi)含子突變可能引起轉(zhuǎn)錄基因組成與結(jié)構(gòu)變化，影響基因的成熟加工和蛋白合成，通過改變IL-6蛋白的表達(dá)來增加肝硬化患病風(fēng)險(xiǎn)。ADNAN等[36]報(bào)道，IL-6 rs2069837雜合G等位基因和rs17147230雜合T等位基因的突變使患HCC的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，IL-6基因多態(tài)性與HCC易感性有關(guān)，但還將需要與其他白細(xì)胞介素及基因測序結(jié)果進(jìn)行更多相關(guān)研究。

IL-6 rs2069852多態(tài)性可能是漢族人群肝移植后肝癌復(fù)發(fā)的潛在遺傳標(biāo)記[17]，該研究對(duì)110例接受肝移植的HCC患者在供體和受體中IL-6的6個(gè)標(biāo)志性SNP進(jìn)行了基因分型，并評(píng)估了IL-6多態(tài)性與HCC復(fù)發(fā)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)供體rs2069852 AA基因型與HCC復(fù)發(fā)相關(guān)。DAWOOD等[37]通過比較經(jīng)歷HCV復(fù)發(fā)與未經(jīng)歷HCV復(fù)發(fā)的肝移植患者的IL-6 GG基因型和G等位基因的頻率，發(fā)現(xiàn)-174 G/G IL-6基因型和血漿IL-6水平升高的患者，肝移植后HCV復(fù)發(fā)更為頻繁，有可能增加HCC的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。IL-6基因SNPs與肝移植患者HCC易感性密切相關(guān)，需進(jìn)一步研究進(jìn)行論證。

5 小結(jié)與展望

IL-6在HCC的發(fā)生、發(fā)展過程中扮演重要角色，其啟動(dòng)子區(qū)SNP調(diào)控IL-6轉(zhuǎn)錄及表達(dá)，與HCC易感性及危險(xiǎn)性相關(guān)。IL-6基因的轉(zhuǎn)錄受啟動(dòng)子區(qū)基因序列中多個(gè)SNP的共同調(diào)控。研究對(duì)象的不同，如人種差異、性別差異、樣本量大小不同會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致。同時(shí)研究者從單一位點(diǎn)的多態(tài)性出發(fā)研究其對(duì)IL-6調(diào)控及與HCC的關(guān)系時(shí)，不同的研究會(huì)得到不同的結(jié)論，有的甚至相互矛盾。這也進(jìn)一步提示HCC是多因素疾病，是由遺傳、環(huán)境及免疫等因素共同作用的結(jié)果。IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP與HCC的相關(guān)性研究還在進(jìn)行中，存在一些分歧，但不可否認(rèn)IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP在HCC發(fā)病、進(jìn)展中發(fā)揮著不可或缺的作用。關(guān)于IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP與HCC的關(guān)系還有待于今后進(jìn)行大規(guī)模、大樣本、完善的前瞻性及多中心、隨機(jī)對(duì)照研究來進(jìn)一步證實(shí)。今后的研究可以從IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP位點(diǎn)的種族特異性出發(fā)，對(duì)其SNP位點(diǎn)與HCC的相關(guān)性研究可分為各國、各地區(qū)、各民族的獨(dú)立研究，進(jìn)一步了解IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)SNP位點(diǎn)的臨床意義，以期為HCC早期診斷、治療及預(yù)后的改善提供幫助。