IL-23/Th17通路在HBV相關肝臟疾病發生發展中的作用

趙寅洲, 游 晶,李 靜,趙家潔

(1. 昆明醫科大學第一附屬醫院感染性疾病和肝病科 國家衛健委毒品依賴和戒治重點實驗室,云南 昆明 650032; 2. 昆明醫科大學公共衛生學院,云南 昆明 650500)

目前，白細胞介素23(interleukin-23, IL-23)的研究主要聚焦在牛皮癬、類風濕性關節炎和炎癥性腸病等疾病中，許多證據表明這些疾病的發生與IL-23/IL-17軸相關[1]。臨床研究顯示，IL-23與乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染之間存在密切聯系，但目前關于兩者相互作用的具體機制仍未闡釋清楚。IL-23在Th17細胞的發育及功能維持中發揮了重要的作用，而Th17細胞及其特征性細胞因子IL-17在HBV慢性感染和相關癌癥的發生發展中扮演了重要的角色[2-3]。了解IL-23/Th17通路在HBV相關肝臟疾病發生發展中的作用機制，可以為探索HBV感染機制及尋求HBV相關肝臟疾病的新治療方式提供更全面的理論支持。

1 IL-23與Th17細胞

1.1 IL-23的結構及其信號傳導途徑 IL-23屬于IL-12型細胞因子家族成員，由異源二聚體IL-23p19(IL-23A)和IL-23p40亞基組成，IL-23受體包括IL-23R和IL-12Rβ1。目前發現，p40亞基有游離單體及二硫鍵鏈接而成的同源二聚體(p80)兩種，p40和p80通過結合IL-12Rβ1在IL-12和IL-23信號通路中發揮拮抗作用。p40其中一個生理作用是作為巨噬細胞的化學誘導物，這種作用單獨由IL-12Rβ1介導，依賴于其胞內結構域。另外p40亞基也可調節干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)等細胞因子[2, 4-5]。IL-23可由樹突狀細胞(dendritic cell, DC)、巨噬細胞、B細胞和內皮細胞等先天免疫細胞分泌。革蘭陽性細菌中豐富的肽聚糖和革蘭陰性細菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)通過與Toll樣受體(toll-like receptor, TLR)4和3接合，而成為有效的IL-23誘導劑。IL-23R則主要在記憶T細胞、自然殺傷細胞(natural killer cell，NK細胞)和先天淋巴樣細胞(innate lymphoid cell, ILC)中，單核細胞、巨噬細胞和DC中也有少量[1]。

IL-23R缺乏內在酶活性，但是其胞內C-末端區域包含一個保守基序，與Janus激酶(Janus kinases, JAKs)家族蛋白質的接合和激活有關。JAKs激活后，C-末端結構域中酪氨酸(tyrosine, Tyr)殘基經一系列的磷酸化，通過與下游活化的信號傳導及轉錄激活因子(signal transducer and activator of transcription, STAT)、有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)相互作用引起信號級聯放大來傳遞信號，而酪氨酸磷酸酶SHP-2上的磷酸化Tyr殘基和細胞因子信號轉導蛋白抑制因子(suppressor of cytokine signaling protein, SOCS)可調節該信號通路抑制信號傳遞。其中，IL-23R信號傳遞由JAK2和酪氨酸激酶2(tyrosine kinase 2, TYK2)介導，主要激活STAT3和小部分的STAT4[6-7]。

1.2 IL-23在Th17細胞發育和功能維持中的作用 Th17細胞是一種CD4+T細胞亞群，其主要特征是分泌IL-17和表達特異性轉錄因子維A酸相關孤獨核受體γt(retinoid related orphan nuclear receptor gamma t, RORγt)[8]。根據細胞因子環境的不同，Th17細胞可能會轉換成其他T輔助樣細胞[9]。IL-23可能影響T細胞在胸腺中的發育，在HBV相關慢性肝臟疾病(chronic liver disease, CLD)中IL-23這種作用可能會影響Th17細胞和調節性T淋巴細胞(regulatory T-lymphocyte, Treg)的免疫平衡。研究顯示，胸腺DC產生的IL-23優先消除了胸腺中的天然調節性T淋巴細胞(native regulatory T-lymphocyte, nTreg)，從而導致胸腺Treg細胞輸出減少[10-11]。

另外，IL-23在Th17細胞的增殖和功能的維持中發揮著重要的作用[1, 12]。初始CD4+T細胞被轉化生長因子β(transforming growth factor beta, TGF-β)、IL-6刺激后，誘導RORγt的表達，進一步促進Il23r和Il17a的表達，從而促進了Th17細胞的分化。IL-23與IL-23R接合后，使STAT3磷酸化，反過來促進了Il23r和Rorc的轉錄，形成了一個正反饋調節環，有利于控制T細胞激活和編碼促炎效應分子Il17a和Csf2等基因的穩定表達。而IL-6誘導的激活蛋白1(activator protein-1, AP-1)轉錄因子JunB，可以促進IL-23依賴的致病性Th17細胞的發育[6]。

總之，T細胞和固有的淋巴細胞都能對局部的IL-23類細胞因子微環境產生應答，從而在免疫上被重新編程，并誘發多方面的免疫反應。

2 IL-23/Th17通路與乙型肝炎病毒相關肝臟疾病

研究乙型肝炎患者肝組織發現，HBV表面抗原(HBV surface antigen, HBsAg)以甘露糖受體(mannose receptor, MR)依賴性方式有效誘導IL-23分泌，IL-23是HBsAg刺激原始CD4+T細胞分化為Th17細胞必不可少的物質[13]。另外，HBV核心抗原(HBV core antigen, HBcAg)也可刺激mDC分泌IL-23。研究提示，HBV相關抗原可以通過依賴MR和/或內吞作用方式，誘導IL-23基因的表達，調節IL-23/Th17通路產生肝損傷效應。該研究還發現，Treg細胞分泌的細胞因子IL-10可顯著抑制體外HBsAg刺激mDC產生IL-23，可能與HBV感染中Treg細胞和Th17細胞相互作用有關。

2.1 IL-23/Th17通路在HBV慢性炎癥發生發展中起著重要作用 多項臨床研究[14-18]顯示，與健康人群相比，血清IL-23、IL-17水平及IL-23受體的表達量在慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)患者中明顯升高。

研究[19]發現，在HBV感染所導致的肝損傷早期，Th17/IL-17軸水平的免疫失衡在肝纖維化中起重要作用，Th17/IL-17軸驅動一系列事件，這些事件通過募集嗜中性粒細胞和單核細胞并誘導肝內或外周細胞中IL-23和IL-6的表達來促進炎癥和纖維化環境。小鼠試驗[20]顯示，內皮細胞在沒有IL-12p40鏈的情況下會產生IL-23p19，而不產生異二聚體IL-23。該試驗也發現促炎因子可以促進內皮細胞中IL-23p19的生成，而細胞間IL-23p19增加了內皮細胞上細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)和血管細胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)的細胞表面豐度，從而增強了白細胞的附著并增加了其跨內皮遷移。可以看出IL-23p19以及Th17細胞在促進HBV慢性感染中起著積極的作用，并可能與CLD的形成密切相關。

2.2 IL-23的高表達預示HBV相關慢加急性肝衰竭(acute-on-chronic liver failure, ACLF)預后不佳 研究[21-22]顯示，在ACLF患者的Th17細胞上IL-23R出現高表達，并與炎癥程度以及肝損傷程度呈正相關。研究[23]發現，HBV相關ACLF(hepatitis B virus-associated ACLF, HBV-ACLF)患者DC中的IL-23表達明顯升高，并與核因子-κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)和腫瘤壞死因子受體相關因子6(tumor necrosis factor receptor-associated factor 6, TRAF6)升高相關，也與疾病的嚴重程度相關。另一項研究[24]發現，與CHB患者相比，ACLF患者的血清IL-23表達量明顯增加，而血清IL-23高表達與ACLF患者的病死率密切相關，在后續的小鼠試驗中也驗證了該結論。該小鼠試驗發現IL-23中和抗體可通過減少肝組織中Th17相關的炎性因子、嗜中性粒細胞趨化因子和相關穩定因子的表達來減輕肝損傷，表明IL-23可能在Th17相關細胞因子和趨化因子的表達上游起到促進炎性細胞進入肝臟的作用。另一項臨床研究[25]顯示，CHB患者與HBV相關肝衰竭患者血清IL-23表達均增加，但兩者IL-23水平無明顯差異。

上述研究結果的不同可能與臨床試驗選擇的對象以及試驗方法有關，需要更多的臨床證據相佐證。但不可否認IL-23/Th17通路在HBV-ACLF中的作用，并且IL-23/Th17通路的促炎作用與HBV-ACLF疾病嚴重程度相關。

2.3 IL-23/Th17通路與HBV相關肝臟腫瘤 研究[26-27]顯示，血清IL-23表達水平在HBV相關的肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者中明顯增加。肝巨噬細胞可被HBV相關蛋白刺激持續產生IL-23，然后IL-23又通過自分泌的方式促進巨噬細胞產生和分泌血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)。減弱IL-23活性后，HBV轉基因小鼠瘤體的產生顯著減少，VEGF的產生也減少，研究結果顯示阻斷IL-23活性可降低HBV轉基因小鼠肝癌的發生，提示慢性HBV感染后，肝臟炎癥巨噬細胞持續產生的IL-23可能是CHB轉化為HCC的高危因素。胰腺癌患者活體組織體外培養顯示，巨噬細胞可增加胰腺導管腺癌原發腫瘤的生長和轉移灶的形成，而抗IL-23和TGF-β聯合治療可抑制巨噬細胞對原發腫瘤的刺激作用[28]。另外，IL-17A陽性細胞的頻率與肝癌預后不良相關，IL-23以及IL-17A可以通過激活NF-κB信號通路上調基質金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9, MMP 9)表達，從而促進HCC細胞系的遷移和侵襲能力，而IL-17A可以通過激活NF-κB/p65信號通路直接促進腫瘤細胞中IL-23的表達[29-30]。研究[31]顯示，血清IL-17A水平與肝癌中的微血管密度和預后不良相關，IL-17可以刺激趨化因子配體-受體2(CXCL-CXCR2)軸誘導的血管生成并促進腫瘤進展。

TLR4在HCC中有助于肝細胞腫瘤的生長和遷移[32]。研究[33]認為，TLR4/髓系分化主要反應蛋白88(myeloid differentiation primary response protein 88, MyD88)信號通路可能通過調節IL-23/IL-17A軸參與HCC細胞的增殖和轉移。另有研究[34]顯示，子苷(geniposide)可獨立于轉錄因子低氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)，直接抑制TLR4/MyD88信號途徑并阻斷STAT3/Sp1依賴性VEGF的產生，但是LPS可以在子苷抑制的HCC血管生成中促進STAT3/Sp1依賴性VEGF產生。

在小鼠肝癌模型中，發現IL-23在腫瘤微環境中促進ILC1向ILC3的分化，并且促進了缺乏自然細胞毒性觸發受體的ILC3(lacking the natural cytotoxicity-triggering receptor，NCR-ILC3)的擴增，NCR-ILC3促進了對IL-23應答的HCC的發展[35-36]。此外，NCR-ILC3在IL-23刺激后開始產生IL-17，并通過促進CD8+T細胞凋亡和限制其增殖而直接抑制CD8+T細胞免疫。

而在低濃度下，人重組IL-23(human recombinant IL-23, hrIL-23)通過增加肝細胞中干細胞/祖細胞的比例，促進其增殖以及集落形成，減少細胞凋亡并誘導其運動性和侵襲性，增強肝癌細胞的惡性特性。其機制可能是HBV相關的IL-23可通過減少肝細胞核因子4α(hepatocyte nuclear factor 4 alpha, HNF4α)來增強肝癌細胞的惡性特性[37]。小鼠試驗也提示HBV的長期感染可能通過抑制HNF4α的表達而有利于腫瘤細胞增殖[38]。但也有證據[39]顯示，原兒茶酸(protocatechuic acid, PCA)通過激活細胞外信號相關激酶(extracellular-signal-related kinase, ERK)1/2途徑并下調HepG2.2.15細胞中的HNF4α和HNF1α來抑制HBV復制，發揮其抗病毒活性。上述結果顯示，抑制肝HNF4α的表達，既可能促進肝腫瘤的發生，也可能起到抑制病毒活性的作用，這種結果可能并不矛盾，但需要更多的試驗深入探討其可靠性。

另一方面，IL-23也受腫瘤微環境的影響。研究[40-41]表明，腫瘤細胞分泌的乳酸(主要是乳酸陰離子)增強了單核細胞/巨噬細胞和被TLR2/4配體刺激的腫瘤浸潤免疫細胞中的IL-23p19的轉錄和IL-23產生，并且在人IL-23p19基因的2.7 kb 5’側翼中檢測到負責增強乳酸活性的DNA元件。小鼠試驗結果顯示，腫瘤來源的乳酸增強了TLR配體介導的IL-23表達，從而導致IL-17A表達增加。但即使沒有TLR配體刺激，乳酸也能以IL-23依賴性方式增強脾細胞抗原依賴性IL-17A的產生。研究[42]表明，乳酸在炎癥介質的作用下，可激活IL-23依賴性和非依賴性途徑，從而促進腫瘤微環境中慢性炎癥的發生。

IL-23在基因水平的變異和轉錄水平的調節也影響著HBV相關肝腫瘤的發生發展。研究[43]顯示，IL-23R rs6682925和rs10889677在多種癌癥的發病機制中起著更為重要的作用。其中IL-23R rs6682925和rs1884444均增加了HCC風險，另外在IL-23R的啟動子區域中rs6682925的變異等位基因與所報道基因活性增加有關[44]。也有研究[45]顯示，在不同的HBV基因型(B、C)患者血清IL-17、IL-23檢測水平無明顯差異。另外，研究[46]發現，在HBV相關HCC患者中長非編碼RNA 01152(long non-coding RNA 01152, LINC01152)高表達，而IL-23的表達也與LINC01152相關，LINC01152可與其啟動子區域結合，促進其轉錄活性并調節其下游信號途徑。

2.4 IL-23拮抗劑在伴HBV感染相關疾病治療中的安全性 目前，在伴HBV感染的其他疾病患者中使用IL-12或者IL-23拮抗劑的報道很少，對于IL-23拮抗劑在HBV感染患者中使用的安全性、有效性也知之甚少。有報道[47]稱，在HBcAb陽性的情況下，使用IL-23p19拮抗劑guselkumab成功治療難治性掌跖牛皮癬患者，在治療過程中檢測該患者的肝功能及HBV相關抗原均無明顯變化。在1例伴有HBV感染的銀屑病患者中，經IL-12/23p40拮抗劑ustekinumab治療期間發現該患者患有HIV，但持續治療期間未發現該患者肝功能異常[48]。另一報道[49]中提到，使用IL-12/23p40拮抗劑ustekinumab治療伴有HBsAg陽性患者則具有高或中等的HBV活化風險。

目前，IL-23拮抗劑已在多種疾病中使用并有一定的臨床效果，但在HBV相關疾病或伴HBV感染的其他疾病中使用的報道還較少，且現有的報道主要是個案，不具有代表性，仍需要大量研究探索其可行性。

3 結論

總結IL-23/Th17通路在HBV相關肝臟疾病中可能的作用機制，目前對于IL-23及Th17細胞的結構已有充分的了解，大多數研究證據顯示，HBV相關抗原(如HBxAg、HBsAg和HBcAg)可以刺激DC和巨噬細胞分泌IL-23，促進相應抗原提呈細胞表面IL-23R的表達，并且IL-23是刺激HBV相關Th17細胞分化必不可少的細胞因子，IL-23/Th17通路在HBV感染相關CLD中起到了積極地作用。在HBV相關肝腫瘤發生發展中，IL-23促進巨噬細胞產生和分泌VEGF，以及通過NF-κB/p65信號通路上調MMP9的表達，通過TLR4/MyD88信號通路調節IL-23/IL-17A軸參與HCC細胞的增殖和轉移。并且，腫瘤微環境也可刺激相應細胞表達IL-23，增強IL-23促腫瘤作用。但是HBV相關抗原如何刺激IL-23的產生，并影響Th17細胞反應，另外IL-23/Th17通路又通過哪些機制影響HBV的復制及其致病性，目前的研究仍未闡釋清楚。雖然IL-23拮抗劑在臨床應用中已有一定的優勢，但在HBV相關肝臟疾病治療中IL-23拮抗劑的應用范圍和安全性都有待進一步的研究討論。