白細胞介素-6 與肝纖維化的關(guān)系

郭曉玲 ，張耀武

（1 山西醫(yī)科大學(xué)汾陽學(xué)院，呂梁，032200；2 山西醫(yī)科大學(xué)附屬汾陽醫(yī)院感染性疾病科，呂梁，032200）

肝纖維化主要是由肝臟細胞外基質(zhì)（extracellu‐lar matrix，ECM）的大量堆積和異常分布所引起，它也是許多慢性肝病進展為肝硬化、肝細胞癌的重要環(huán)節(jié)。病毒、藥物、毒物、肥胖、酗酒、膽汁淤積及自身免疫等多種原因均可引起肝纖維化。肝組織活檢仍是診斷肝纖維化的“金標準”[1]，但因其存在的許多局限性，使其多數(shù)患者無法接受。另外，在肝纖維化的治療方面，目前除了肝臟移植以外，沒有其他更有效的治療手段[2]，所以對于肝纖維化的早期評估及治療變得尤為重要。已有大量研究表明，IL‐6 是肝病中具有代表性的細胞因子，在調(diào)節(jié)包括肝細胞的生物學(xué)過程中起著關(guān)鍵作用[3]。IL‐6不僅可以促進炎癥反應(yīng)，合成肝急性期蛋白等[4]，還可以促進患者肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展[5]，通過調(diào)節(jié)IL‐6 水平以延緩肝纖維化的發(fā)展是治療至關(guān)重要，因此明確IL‐6 對于肝纖維化方面的作用和機制，對于今后相關(guān)性肝病所致肝纖維化的早期診斷及治療有重要的指導(dǎo)意義。

1 IL-6 介紹及其信號通路

1.1 IL‐6 介紹

IL‐6 最初被稱為B 細胞生長/刺激因子II[6]，IL‐6 的基因位于7p21 染色體上，可編碼184 個氨基酸，其長度為5 kb，包含5 個外顯子和4 個內(nèi)含子，并具有基因多態(tài)性。根據(jù)糖基化程度不同，其分子量在21‐28 kDa 之間[3]。據(jù)報道，IL‐6 可由多種細胞產(chǎn)生，包括成纖維細胞和肝細胞、單核細胞/巨噬細胞、T 細胞、內(nèi)皮細胞等[7]。IL‐6 是一種具有多效生物活性的炎性細胞因子，大量研究已證實IL‐6 除了能促進炎癥反應(yīng)，還能誘導(dǎo)淋巴細胞的分化與增值；促進骨髓造血干細胞生長；增強血細胞分化；產(chǎn)生急性期蛋白；刺激肝纖維化的發(fā)生[5,8]。

1.2 IL‐6 信號通路

IL‐6 主要是通過與其相應(yīng)的受體結(jié)合來發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。其與特定受體IL‐6R (gp80) 結(jié)合，隨后募集兩個gp130 分子，從而激活下游信號傳導(dǎo)。IL‐6R 與gp130 兩種受體均能以膜型和可溶性的形式存在[9]。盡管常見的共同受體gp130 普遍表達，但跨膜IL‐6R 的表達僅限于淋巴細胞和肝臟細胞。當IL‐6 與肝細胞上的細胞表面受體結(jié)合時，觸發(fā)兩條主要信號通路：gp130 Tyr759‐衍生的 Src 同源性 2 域含蛋白酪氨酸磷酸酶‐2/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶/絲裂原活化蛋白激酶途徑（SHP‐2/ERK/MAPK）和 gp130四個酪氨酸殘基(Y767、Y824、Y905 和Y915)形成YXXQ 基序介導(dǎo)的 Janus 相關(guān)激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄途徑激活劑（JAK/STAT）。其中MAPK 主要通過協(xié)助Smad2/3 的磷酸化，促進肝纖維化的進程；ERK、p38 以及c‐Jun 氨基端激酶也對HSCs 的增殖均有重要的作用；JAK/STAT 通路調(diào)控的靶基因主要作用于HSCs 細胞的生長和分裂，從而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用。另外JAK/STAT 途徑可誘導(dǎo)滑膜細胞中核因子（nuclear factor，NF）‐κB 配體的受體激活劑的表達[10,11]，NF‐κB 可以誘導(dǎo)多種促炎因子的表達以加重肝臟的炎癥反應(yīng)，是促使纖維化的發(fā)生的重要原因。可見IL‐6 所引發(fā)的多種信號通路發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)，與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

2 肝纖維化的發(fā)病機制及與IL-6 的關(guān)系

2.1 肝纖維化的發(fā)生機制

肝纖維化的形成是一種復(fù)雜的病理過程，是由多種病因?qū)е赂螕p傷使得ECM 沉積所引起的。在正常情況下，肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSCs）位于竇周隙（Disse 間隙），且顯示出靜止表型，是體內(nèi)維生素 A 儲存的主要部位[2]。當肝臟受損時，肝臟會分泌大量的炎性細胞因子，如轉(zhuǎn)化生長因子‐β（transforming growth factor‐β，TGF‐β）、 腫 瘤壞死因子‐ɑ（tumor necrosis factor‐ɑ，TNF‐ɑ）、血小板衍生生長因子（platelet‐derived growth factor，PDGF）和IL‐6 等。隨后這些細胞因子會通過旁分泌的方式活化肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSCs），同時活化的HSCs 本身也會產(chǎn)生這種細胞因子，使得TGF‐β 等細胞因子的水平上調(diào)，從而通過自分泌的方式激活HSCs，活化的HSCs 進一步促進ECM 的生成，因此，HSCs 可以通過旁分泌和自分泌兩種方式被持續(xù)激活，以加速纖維化的進程。另外，激活的HSCs 還可以促進分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）激活的的組織抑制因子MMPs 抑制劑(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs)，引起ECM 降解不足，最終導(dǎo)致ECM 大量沉積在肝內(nèi),逐步引發(fā)肝纖維化[12]。

2.2 肝纖維化與IL‐6 關(guān)系

細胞因子在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展扮演著重要角色。調(diào)控肝纖維化的細胞因子可分為兩類，促纖維因 子：TGF‐β1、PDGF、IL‐1、IL‐6、IL‐8、TNF‐ɑ等；抑制纖維因子：肝細胞生長因子、MMPs、IL‐4、IL‐10 等，其中IL‐6 為經(jīng)典的促炎細胞因子[13]，參與了肝纖維化的許多病理生理過程。當IL‐6 與細胞膜上受體結(jié)合時，使得肝細胞及HSCs 發(fā)生增殖，并分泌出大量的膠原蛋白；此時枯否細胞（kupffer，KC）也被激活，進而分泌更多的IL‐6，形成正反饋效應(yīng)，導(dǎo)致肝纖維化程度加重[14]。同時IL‐6 可增加急性期反應(yīng)蛋白物的產(chǎn)生，促進Ⅰ型膠原及TIMPs的轉(zhuǎn)錄，抑制白蛋白和MMPs 的產(chǎn)生，從而促進肝纖維化的形成。在IL‐6 信號通路中，IL‐6 通過JAK‐STAT 信號通路中的STAT3 引發(fā)慢性炎癥反應(yīng)，這一信號增強了膠原蛋白的表達，從而引起肝組織的病理變化，可見此信號通路在肝纖維化形成的過程中發(fā)揮著重要作用。同時，IL‐6 也參與Fas 通路調(diào)控HSCs 的凋亡，從而促進肝纖維化的發(fā)生。此外，IL‐6 反式信號傳導(dǎo)在肝纖維化中也很重要，IL‐6 反式信號傳導(dǎo)通過磷酸化易位到細胞核和激活靶基因?qū)е耂TAT3 激活，從而引起膠原蛋白的表達[14，15]。因此，可推斷高水平的IL‐6 在肝臟中的表達很可能是導(dǎo)致肝纖維化形成的關(guān)鍵。

3 肝纖維化在IL-6 方面研究進展

3.1 病毒性肝纖維化

病毒所致的肝纖維化在我國最常見，其中以慢性乙型肝炎為主(chronic hepatitis B，CHB)[16]。長期HBV 感染會引起機體內(nèi)細胞因子及免疫細胞的平衡失調(diào)，從而引起肝星狀細胞的活化增殖，誘導(dǎo)肝纖維的形成。IL‐6 作為重要細胞因子在其中起著關(guān)鍵的作用，不僅能促進肝細胞的炎性反應(yīng)，還能通過活化的細胞因子之間的串聯(lián)反應(yīng)從而誘導(dǎo)肝細胞的損傷進而誘導(dǎo)肝纖維的形成[17]。有學(xué)者認為IL‐6 的上調(diào)可能與乙肝病毒x 蛋白有關(guān)，主要是通過增加IL‐6 基因順式調(diào)控元件的結(jié)合活性來實現(xiàn)的，這些順式調(diào)控元件具有NF‐κB 和/或NF‐IL‐6 的結(jié)合位點，從而使IL‐6 水平升高[18]。葛婷婷等[19]研究發(fā)現(xiàn)在CHB 肝纖維化患者的血清中肝纖維化指標、IL‐6 等水平均顯著高于健康人，且IL‐6 水平可隨著病情的惡化而逐漸升高。同時發(fā)現(xiàn)[20]IL‐6 與血清肝纖維化指標水平及肝組織纖維化分期呈正相關(guān)，并與某些促進肝纖維化因子（如：TNF‐ɑ、IL‐8 等）有協(xié)同作用，使肝臟炎性反應(yīng)進一步加重，從而促使肝纖維化的發(fā)生。隨著肝纖維化程度加重，肝組織及血清中IL‐6R 的mRNA 和蛋白水平也顯著上調(diào)[21]。肝硬化是肝纖維化持續(xù)發(fā)展的終末階段，為了進一步證實其IL‐6 對于肝纖維化的促進作用，Yang 等人[22]在有關(guān)CHB 肝纖維化向肝硬化的轉(zhuǎn)化實驗中，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者肝組織、外周血單核細胞和血清中IL‐6mRNA 的表達及IL‐6 蛋白水平明顯高于肝纖維化，提示IL‐6 水平的升高對肝纖維化向肝硬化轉(zhuǎn)化有一定提示作用。從以上實驗可推測IL‐6 的高水平與CHB 肝纖維化的形成有相關(guān)性，IL‐6 與CHB 肝纖維化的相關(guān)作用機制仍有待深入研究。

3.2 藥物性、毒物性肝纖維化

藥物性及毒物性肝纖維化是由于使用化學(xué)藥物、中草藥產(chǎn)品或膳食補充劑而引起。在遺傳和環(huán)境雙重因素下發(fā)生在易感個體中，這些風險因素被認為會改變藥物代謝和/或排泄，導(dǎo)致一系列生理變化，包括氧化應(yīng)激形成、細胞凋亡或壞死、半抗原化、免疫反應(yīng)的激活等[23]。現(xiàn)階段四氯化碳（CCl4）被廣泛用于在嚙齒類動物中誘導(dǎo)肝纖維化的實驗中，CCl4 能誘導(dǎo)環(huán)氧化物酶‐2（COX‐2）的表達，合成前列腺素，進而加重肝臟損傷，同時，COX‐2使HSCs 激活和增值，導(dǎo)致肝纖維化。CCl4 除了能影響體內(nèi)酶學(xué)變化以外，還激活多種轉(zhuǎn)錄因子及細胞因子，NF‐κB 為一種轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物，可參與IL‐6 的形成[24]。大量藥物、毒物性實驗均可觀察到血清IL‐6 等炎性細胞因子在肝細胞壞死前發(fā)生峰值增高，并且在肝竇周壁及肝小葉間隔間發(fā)現(xiàn)TGF‐β、IL‐6、IL‐8 等細胞因子表達有明顯增高，且與炎癥反應(yīng)程度及肝纖維化程度相關(guān)[25‐27]。Natsume 等[28]為了進一步證明IL‐6 對于肝纖維化的作用，便不斷為小鼠體內(nèi)注射CCl4 引起肝纖維化的形成后發(fā)現(xiàn)肝臟中檢測到大量IL‐6mRNA 和免疫反應(yīng)性IL‐6 蛋白，另外將CCl4 注射到IL‐6 缺陷的（IL‐6‐/‐）小鼠體內(nèi)，此時發(fā)現(xiàn)IL‐6‐/‐小鼠的肝纖維化程度較普通小鼠輕。結(jié)果表明，IL‐6 是CCl4 誘導(dǎo)的肝纖維化的重要介質(zhì)之一。

3.3 非酒精性脂肪性肝纖維化

非酒精性脂肪性肝纖維化與胰島素抵抗、遺傳因素、高脂肪高熱量膳食結(jié)構(gòu)、多坐少動的生活方式、糖及脂肪等代謝綜合征相關(guān)。其中高脂肪飲食會增加促炎細胞因子，從而引發(fā)肝細胞受損及HSCs活化。活化的HSCs 表達ECM，通過產(chǎn)生TIMPs 進一步增強ECM，導(dǎo)致正常肝臟結(jié)構(gòu)和纖維化的逐漸破壞[29]。肝纖維化是使非酒精性脂肪性肝炎（non‐alcoholic steatohepatitis，NASH）患者肝臟相關(guān)死亡率的增加及發(fā)生相關(guān)并發(fā)癥的主要促成因素[30]。IL‐6 是一種在非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）中升高的趨化因子，其血漿水平可以表明肝臟炎癥活動和纖維化程度[31]。Kar等[32]證實了血清IL‐6 水平與NASH 的纖維化程度有顯著的相關(guān)性。另外，Sohrabi 等[33]在不同程度的NAFLD 患者中發(fā)現(xiàn)IL‐6 水平呈上升趨勢，且與肝酶、脂肪變性和纖維化顯著相關(guān)。進一步的體外研究[29]表明，在脂肪變性肝細胞中，上述的促炎細胞因子的mRNA 表達也有所升高。為了進一步探究其機制，李聰?shù)萚34]予腹腔注射2% CCl4 油溶液的小鼠以高脂高糖飲食，發(fā)現(xiàn)肝細胞異常增生并發(fā)生嚴重的肝纖維化，通過檢測miR‐350‐3p、IL‐6 及肝細胞異常增生相關(guān)指標，用Western blot檢測STAT3/cmyc表達情況。推測其發(fā)生機制可能與miR‐350‐3P/IL‐6介導(dǎo)的STAT3/c‐myc 信號通路有關(guān)。與此同時，在缺乏蛋氨酸和膽堿飲食誘導(dǎo)的NASH 小鼠模型中，IL‐6 基因的缺失的小鼠肝臟炎癥及纖維化程度較正常喂養(yǎng)的小鼠顯著減輕[35]。但有實驗[36]發(fā)現(xiàn)高脂喂養(yǎng)的髓系特異性IL‐6 受體A 敲除（IL‐6RA‐KO）的小鼠比野生型小鼠肝纖維化程度更嚴重，IL‐6RA‐KO小鼠的肝纖維化增加與抗纖維化miR‐223 的減少有關(guān)。實驗小鼠在通過IL‐6 治療后，巨噬細胞釋放富含miR‐223 的外泌體，并能夠降低了肝細胞中促纖維化PDZ 結(jié)合基序（TAZ）的表達，從而減輕肝纖維化程度。關(guān)于IL‐6在NAFLD/NASH中相互矛盾的數(shù)據(jù)可能是由于所使用的不同模型和廣泛表達的跨膜IL‐6Rɑ 及其信號鏈gp130，以及可溶性IL‐6R 和可溶性gp130 的存在[9]。IL‐6 確實參與了NASH 發(fā)展相關(guān)的炎癥過程，但由于現(xiàn)階段使用的NASH 飲食模型不會導(dǎo)致肥胖或胰島素抵抗，而這也正是正常人體狀況的重要特征，因此需要使用不同的NASH模型來闡明IL‐6 在脂肪性肝炎發(fā)展中的作用。

3.4 酒精性肝纖維化

酒精性肝纖維化的形成是由于酒精通過肝細胞色素P450 被氧化，將中性粒細胞和其他免疫細胞募集到酒精誘導(dǎo)的肝細胞損傷部位，進而增加循環(huán)中促炎細胞因子的水平所導(dǎo)致[37]。在所構(gòu)建酒精性肝纖維化損傷的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)其血清中炎癥因子IL‐6 水平均高于正常，同時在給予大黃蟄蟲丸治療后相應(yīng)細胞因子有所降低，提示大黃蟄蟲丸可能是通過調(diào)節(jié)炎癥因子IL‐6，阻斷繼發(fā)性炎癥反應(yīng)，從而抑制HSCs 的激活，最終改善酒精性肝纖維化[38]。一項體外實驗中，Liu 等[39]指出，瘦素是通過IL‐6 依賴的信號（如p38 和磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶）來增強乙醛誘導(dǎo)HSCs 的激活和α‐平滑肌肌動蛋白（SMA）表達，進而加重肝臟的纖維化程度。Kwon Hyo‐Jung 等[40]通過用乙醇喂養(yǎng)的乙醛脫氫酶缺乏的小鼠，發(fā)現(xiàn)此類小鼠更容易發(fā)生肝臟炎癥和纖維化。其原因是由于乙醇喂養(yǎng)的此類小鼠表現(xiàn)出更高水平的丙二醛‐乙醛，這導(dǎo)致肝臟中IL‐6/STAT3活化。同時高水平的IL‐6 與乙醛或丙二醛‐乙醛有協(xié)同作用，通過激活小鼠中的ERK1/2 促進HSCs 激活和肝纖維化的形成[37]。雖然酒精性肝病的纖維化機制與其他慢性肝病的纖維化機制基本相似，但在氧化應(yīng)激、蛋氨酸代謝異常、肝細胞凋亡和激活KC的內(nèi)毒素脂多糖等方面可能在與其他疾病所致的肝纖維化有差異，還有待進一步研究。

3.5 淤膽性及自身免疫性肝纖維化

淤膽性肝纖維化主要機制是由于膽管漸進性破壞、膽汁淤積和肝臟炎癥的長期存在使肝臟和膽管細胞發(fā)生損害，最終發(fā)展成肝纖維化[41]。相關(guān)研究[42]發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子STAT3 和STAT5 被認為與淤膽性肝損傷所致的肝纖維化有關(guān)。楊博等[43]通過研究所建立的膽汁淤積性肝硬化小鼠模型發(fā)現(xiàn)，通過Masson染色見肝臟膠原纖維明顯增多，TNF‐α、TGF‐β1、IL‐6 在肝小葉中彌漫性表達且TNF‐α 和IL‐6 在匯管區(qū)表達明顯更為明顯。自身免疫性肝纖維化的形成是由于機體免疫耐受機制遭到破壞，引起對肝臟自身抗原的免疫應(yīng)答，誘發(fā)肝臟炎癥壞死，最終導(dǎo)致肝纖維化[41]。Toda 等[44]在大鼠體內(nèi)注入豬血清后，大鼠的肝臟出現(xiàn)了明顯纖維化，血清IL‐6 和透明質(zhì)酸水平也明顯升高，并隨肝纖維化程度的增加而升高。另外，在對于刀豆蛋白A 構(gòu)建的小鼠肝纖維化模型中，發(fā)現(xiàn)IL‐6 的表達有所上調(diào)，并推測其機制可能與JAK‐STATs 信號通路的激活和細胞凋亡的發(fā)生有關(guān)[45]。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，IL‐6 與不同病因所致的肝纖維化的關(guān)系意義重大，IL‐6 相關(guān)通路作為形成肝纖維化的關(guān)鍵途徑，有望用于成為指導(dǎo)臨床來作為判斷肝纖維化程度的新的血清標志物。同時針對靶向IL‐6 通路的抗體藥物將成為抗肝纖維化治療的新療法。因此，深入研究IL‐6 及其相關(guān)信號通路在肝纖維化發(fā)生發(fā)展的具體機制，才能夠及時、準確地評估肝纖維化程度，這對于其監(jiān)測進展、早期診治具有重要意義。