髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體與潰瘍性結(jié)腸炎及其相關(guān)癌變的研究進(jìn)展①

張馨月 趙俊佳 梁 媛 張 濤 （廣西中醫(yī)藥大學(xué)，南寧 53000）

19世紀(jì)以來(lái)，炎癥逐漸被認(rèn)為是癌癥的“爪牙”，它使新生腫瘤避開(kāi)免疫監(jiān)視，同時(shí)長(zhǎng)期的慢性炎癥導(dǎo)致DNA損傷和基因突變［1］。潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）是炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）的兩種主要類型之一，其二是克羅恩病（Crohn's disease，CD）。UC的臨床表現(xiàn)以腹痛、腹瀉、解黏液樣膿血便為主。疾病急性發(fā)作期，上述癥狀反復(fù)發(fā)作，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。目前，該病尚無(wú)診斷標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠結(jié)合臨床表現(xiàn)、內(nèi)鏡和病理組織學(xué)檢查，進(jìn)行排他性診斷。內(nèi)鏡對(duì)于UC的診斷舉重若輕，但因侵入性、成本較高、患者接受度低的缺點(diǎn)，可能會(huì)阻礙其在臨床實(shí)踐中得到全面而廣泛的應(yīng)用。當(dāng)UC持續(xù)炎癥狀態(tài)，易導(dǎo)致結(jié)腸癌，長(zhǎng)程UC患者癌變率正逐年升高。一項(xiàng)基于丹麥和瑞典的UC人群隊(duì)列研究提示：UC患者比普通人群更易患結(jié)腸癌，隨著病程延長(zhǎng)，結(jié)腸癌患病率及死亡率相應(yīng)增加［2］。顯然，開(kāi)展UC的早期診斷對(duì)人類健康有著深遠(yuǎn)的社會(huì)意義，而尋求非侵入性診斷方法則成為亟待解決的問(wèn)題。

世界范圍內(nèi)，IBD的發(fā)病率和流行率均顯著上升，IBD相關(guān)結(jié)腸癌死亡率為2%，占IBD患者死亡總數(shù)的10%～15%［3］。盡管結(jié)腸癌的死亡率近年來(lái)呈下降趨勢(shì)，然而這種趨勢(shì)并未體現(xiàn)在UC相關(guān)癌變中。結(jié)腸癌是UC的嚴(yán)重并發(fā)癥，與散發(fā)性結(jié)腸癌中經(jīng)典的“腺瘤-癌變”路徑不同，炎癥相關(guān)結(jié)腸癌遵循“炎癥反應(yīng)-不典型增生-癌變”［4］。其中，模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）所激活的免疫應(yīng)答，在炎癌轉(zhuǎn)化過(guò)程中起至關(guān)重要的作用。Toll樣受體（TLRs）和NOD樣受體（NLRs）是PRRs中的明星成員，通過(guò)介導(dǎo)炎癥反應(yīng)來(lái)維持腸道穩(wěn)態(tài)以及調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)侵襲和遷移。髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體（triggering receptors expressed on myeloid cells， TREMs）是一類新近發(fā)現(xiàn)的先天性免疫識(shí)別受體家族，能與TLR、NLR通路交互作用［5］。TREMs深入?yún)⑴c了炎癥性腸病的發(fā)生發(fā)展。因此，本文對(duì)TREMs家族在UC及其相關(guān)癌變中的最新研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)闡述。

1 UC相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)病機(jī)制

結(jié)腸癌的形成起始于正常黏膜上皮向高度增殖上皮的轉(zhuǎn)化，這些異常增殖的腸上皮細(xì)胞失去原有的結(jié)構(gòu)及功能，形成腺瘤、腺瘤侵占黏膜下層，逐步癌變［6］。該途徑被稱為“腺瘤-癌序列”。結(jié)腸癌有3種主要的遺傳不穩(wěn)定機(jī)制：染色體不穩(wěn)定（chromosomal instability，CIN）、微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability，MSI）和CpG島甲基表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）。這些機(jī)制影響主要的信號(hào)通路，導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)限增殖以及癌癥的發(fā)展。而在UC相關(guān)結(jié)腸癌中，慢性炎癥一方面分泌產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子如IL-6、IL-1、TNF-α加快腫瘤的進(jìn)程［7］；另一方面由于免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)，系列免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)富含活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的炎癥微環(huán)境，誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞DNA修飾，如硝化、氧化、甲基化引發(fā)不典型增生，從而促進(jìn)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展［8］。免疫細(xì)胞通過(guò)PRRs識(shí)別病原微生物而啟動(dòng)的免疫應(yīng)答是該路徑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 TREMs結(jié)構(gòu)及表達(dá)

TREMs最早在二十一世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)，屬于免疫球蛋白超家族成員，基因簇位于小鼠染色體17C和人類染色體6p21，在髓樣來(lái)源細(xì)胞膜上表達(dá)。目前已在人類染色體6p21上鑒定出3個(gè)TREM成員（TREM1-3）和4個(gè)髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體樣轉(zhuǎn)錄因子（Trem like transcript，TREML1-4）。TREMs是典型的膜蛋白，由胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié) 構(gòu)域和一個(gè)短的胞質(zhì)尾區(qū)構(gòu)成，其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及生物學(xué)效用通過(guò)與DNAX激活蛋白（DAP 12）的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。DAP 12具有免疫受體酪氨酸基活化 基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM），TREMs被激活后，跨膜結(jié)構(gòu)域上的賴氨酸殘基與DAP 12上的ITAM形成非共價(jià)復(fù)合物，隨后招募脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）和 δ鏈相關(guān)蛋白激酶（δ-chain associated protein kinase，ZAP 70），磷酸化PI3K、ERK、MAPK、NF-κB等下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，刺激細(xì)胞內(nèi)鈣離子，使促炎細(xì)胞因子分泌增加，放大炎癥反應(yīng)［9-12］。與之不同的TREML在胞質(zhì)尾區(qū)有免疫受體酪氨酸基抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM），能直接調(diào)控下游通路［13］。TREM蛋白的一個(gè)重要特征是以可溶形式釋放于細(xì)胞外，即可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體（soluble TREM， sTREM）。這可能與mRNA的選擇性剪接有關(guān)，形成分泌型受體異構(gòu)體［14］。TREM1和TREM2是當(dāng)前研究較廣泛的兩個(gè)成員，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，TREM1是促炎介質(zhì)，而TREM2抑制炎癥反應(yīng)。

3 TREM在UC及其相關(guān)癌變中的研究

3.1 TREM-1在UC及其相關(guān)癌變中的研究 TREM-1最初發(fā)現(xiàn)于單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，隨后在肺泡、肝臟、胃腸道來(lái)源的巨噬細(xì)胞中檢測(cè)出表達(dá)［15］。迄今為止，TREM-1的天然配體仍未明確。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)細(xì)菌和真菌能刺激單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中的TREM-1，通過(guò)細(xì)胞內(nèi)PI3K/PLC和ERK 1/2通路在炎癥反應(yīng)中起主導(dǎo)作用，從而導(dǎo)致DAP 12依賴的鈣離子內(nèi)流和Jak/STAT信號(hào)通路的激活，并伴隨著轉(zhuǎn)錄因子（如ELK 1、NFAT、AP-1和NF-κB）的活化，這些轉(zhuǎn)錄基因能編碼促炎細(xì)胞因子和趨化因子［16］。同時(shí)，TREM-1還可與TLR、NLR識(shí)別通路協(xié)同作用增強(qiáng)免疫反應(yīng)，釋放促炎因子，而轉(zhuǎn)錄因子的高表達(dá)亦能上調(diào)細(xì)胞中的TREM-1［17］。這意味著，TREM-1和轉(zhuǎn)錄因子之間有一個(gè)相互作用的反饋環(huán)。有研究表明，在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠和IBD患者腸道中，TREM-1高表達(dá)，且與疾病活動(dòng)有關(guān)，TREM-1能顯著增強(qiáng)結(jié)腸巨噬細(xì)胞相關(guān)促炎介質(zhì)的分泌，阻斷TREM-1則有效緩解結(jié)腸炎小鼠的臨床病程和病理改變［18］。CHE等［19］發(fā)現(xiàn)沒(méi)藥甾酮通過(guò)下調(diào)TREM-1抑制TNBS誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠巨噬細(xì)胞的過(guò)度活化，使其向M2表型極化；而在IL-10、TLR-4和髓系分化原代反應(yīng)88（MyD88）缺乏的結(jié)腸炎小鼠中無(wú)上述變化，提示TREM-1的促炎作用與IL-10和TLR-4信號(hào)通路相關(guān)。此外，在T細(xì)胞轉(zhuǎn)移和DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠中，TREM-1 KO小鼠表現(xiàn)出明顯減毒效用，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)減少、促炎因子分泌減少［20］。sTREM-1作為T(mén)EM-1在細(xì)胞外的可溶性結(jié)構(gòu)體，被認(rèn)為是UC的潛在生物標(biāo)志物。TZIVRAS等［21］已證實(shí)sTREM-1水平與UC疾病分期以及TNF-α水平相關(guān)。同樣地，在一項(xiàng)對(duì)31例UC患者和22例CD患者的sTREM-1水平檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，sTREM-1表達(dá)顯著高于對(duì)照組，在UC中與疾病活動(dòng)密切相關(guān)，提示sTREM-1可能是IBD患者的潛在指標(biāo)，尤其是UC患者［22］。血液中的TREM-1還能扮演評(píng)價(jià)UC治療效果的角色，TREM-1和CCR-2基因表達(dá)水平與內(nèi)鏡活動(dòng)密切相關(guān)［23］；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抗TNF-α治療無(wú)效者的炎癥巨噬細(xì)胞增多與TREM-1、CCR-2、CCL-7上調(diào)相關(guān)，提示TREM-1在血液中的表達(dá)可作為UC臨床重要的無(wú)創(chuàng)生物標(biāo)志物［24］。

如前文所述，UC與結(jié)腸癌“親密無(wú)間”，炎癥微環(huán)境與腫瘤微環(huán)境也“如出一轍”，TREM-1的促炎活性在UC相關(guān)結(jié)腸癌中同樣能發(fā)揮作用。在腫瘤微環(huán)境下，炎癥的程度和炎癥細(xì)胞類型影響腫瘤進(jìn)展與消退之間的動(dòng)態(tài)平衡。其中，單核吞噬細(xì)胞（mononuclear phagocytes，MP）是大多數(shù)惡性腫瘤炎性浸潤(rùn)的主要成分，見(jiàn)證了腫瘤發(fā)展的每一步。TREM在MP炎癥反應(yīng)中起著放大鏡的作用，同時(shí)在MP系統(tǒng)中有組成性表達(dá)，能激活單核細(xì)胞分化為樹(shù)突狀細(xì)胞和朗格漢斯細(xì)胞［16，25］。腫瘤微環(huán)境的 一個(gè)重要特征表現(xiàn)是缺氧，尤其是腫瘤晚期，大量文獻(xiàn)已證明，缺氧是TREM-1的觸發(fā)器。換句話說(shuō)，TREM與腫瘤微環(huán)境相互促進(jìn)，涇渭不分［26-28］。在腸道中，TREM-1拮抗劑LP17可降低DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠和AOM/DSS誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)結(jié)腸癌小鼠兩種模型的結(jié)腸炎癥反應(yīng)，抑制炎癥介質(zhì)產(chǎn)生，從而降低結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度，延緩腫瘤的發(fā)生［29］。SAURER等［30］研究發(fā)現(xiàn)TREM-1在小鼠和人腸道腫瘤中高表達(dá)，在炎癥誘導(dǎo)腫瘤的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校琓REM-1基因缺陷小鼠腫瘤數(shù)量明顯減少，表明TREM-1在炎癥相關(guān)結(jié)腸癌中具有明確作用，且與其表達(dá)的中性粒細(xì)胞直接相關(guān)。

3.2 TREM-2在UC及其相關(guān)癌變中的研究 與TREM-1類似，TREM-2通過(guò)跨膜結(jié)構(gòu)域上帶相反電荷的殘基與DAP12和DAP10結(jié)合使其磷酸化，從而招募細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。TREM-2主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、破骨細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞。TREM-2對(duì)于炎癥的作用眾說(shuō)紛紜，莫衷一是。既往研究認(rèn)為，TREM-2是炎癥的負(fù)調(diào)節(jié)因子，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，可減弱巨噬細(xì)胞的活化，阻斷TREM-2會(huì)加重實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎［31-32］。在小鼠結(jié)腸黏膜損傷愈合模型中，有效的腸黏膜愈合需要TREM-2信號(hào)，TREM-2基因敲除小鼠傷口愈合緩慢，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)增加［33］。然而在IBD中，卻有著截然不同的報(bào)道結(jié)果，CORREALE 等［34］發(fā)現(xiàn)正常人結(jié)腸組織中幾乎不存在TREM-2，結(jié)腸炎患者腸黏膜中TREM-2的表達(dá)明顯增高，主要由CD11c（+）細(xì)胞表達(dá)；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也得到進(jìn)一步證實(shí)，與野生型小鼠相比，TREM-2 KO小鼠的結(jié)腸樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生了較低水平的炎癥因子，并降低細(xì)菌殺傷力和T細(xì)胞活化水平。即腸道微環(huán)境下，TREM-2和TREM-1保持一致，對(duì)炎癥反應(yīng)均起放大鏡作用。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，已有大量研究證實(shí)TREMs在炎癥微環(huán)境及腫瘤微環(huán)境中的調(diào)節(jié)作用。然而對(duì)于UC相關(guān)結(jié)腸癌的研究尚處于初步階段，且對(duì)炎癥相關(guān)性腫瘤的研究主要集中于TREM-1，對(duì)TREMs家族其他成員知之甚少，這還需要進(jìn)一步的研究。TREM-1和TREM-2在腸道中已有明確的促炎促癌作用。其抑制劑的應(yīng)用為UC及UC相關(guān)腫瘤的治療提供了新思路，TREM能成為腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn)，血清sTREM有望成為檢測(cè)UC的無(wú)創(chuàng)性生物標(biāo)志物，TREMs評(píng)估則能判斷IBD治療效果。總的來(lái)說(shuō)，TREM對(duì)目前IBD的診療具有極大的應(yīng)用前景，如何將實(shí)驗(yàn)成果順利轉(zhuǎn)化于臨床實(shí)踐，有賴于下一步研究探討。因此對(duì)TREMs家族在UC及其相關(guān)癌變中的深入研究將有助于疾病的診斷、治療及預(yù)后，應(yīng)用前景廣闊，具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。