I L-6對再生障礙性貧血骨髓造血的影響

蔣超超，陳永峰，黃愛萍

（臺州學院 醫(yī)學院，浙江 臺州 318000）

造血過程是一個持續(xù)的動態(tài)的過程，造血干/祖細胞的存活、自我更新、增殖和分化是在各種造血細胞因子的精細調節(jié)下進行的，IL-6是近年來研究較多的一種具有廣泛生物活性的蛋白質，IL-6分泌異常與AA發(fā)病關系密切，其在再障發(fā)生發(fā)展過程中所起的作用日益受到人們的重視和關注。

1 IL-6對正常造血的調控作用

白細胞介素-6（IL-6）由IL-6基因編碼，是骨髓基質細胞所分泌的多種細胞因子中的一種。IL-6具有廣泛的生物活性，在機體的免疫調節(jié)、炎癥反應、造血調控等過程中均發(fā)揮重要的作用。Ikebuchi等［1］在1987年最先報道了IL-6對造血細胞生成的促進作用，在此之前Temple等［2］已經發(fā)現(xiàn)IL-6能直接促進粒/巨噬系祖細胞的增殖，并能間接支持幾種多系造血細胞集落 （multilineage hemopoietic colonies）的形成。體內的研究結果和體外相似，認為IL-6可以作用于早期造血干細胞，促使骨髓中紅系和粒系的增生，增加外周血中性粒細胞、紅細胞和血小板數(shù)目［2］。研究還發(fā)現(xiàn)，IL-6的造血調控作用大多是通過與其它因子協(xié)同作用來實現(xiàn)的。IL-6與IL-3協(xié)同能增加體外培養(yǎng)系統(tǒng)中造血干細胞的數(shù)量，縮短集落形成的時間，增加形成集落的數(shù)量［3］；此外，IL-6與促紅細胞生成素（EPO）合用可促進粒系、紅系、巨核系及巨噬細胞系（GEMM）集落的形成，IL-6與干細胞因子（SCF）協(xié)同可明顯增加培養(yǎng)祖細胞的集落數(shù)量，較單用 SCF 或 SCF 加 IL-3 高出 10～20 倍［2，4］。

IL-6在促進巨核細胞增殖成熟和血小板生成方面的調控作用尤其引人注目。小鼠骨髓細胞長期培養(yǎng)顯示，當基質細胞IL-6分泌增加時，對巨核細胞的生長有明顯的促進作用，當基質細胞IL-6分泌減少時，巨核細胞的生長受到抑制，加入外源性IL-6后，則能重新恢復對巨核細胞生長的促進作用，而加入IL-6拮抗劑時，巨核細胞的生長則會再度受到抑制［5］。由此推斷，IL-6具有類似血小板生成因子（TPO）的功能，可促進巨核細胞的發(fā)育和成熟。在活體實驗中，IL-6可提高小鼠肝TPO mRNA的轉錄水平，血漿TPO水平相應提升，使外周血血小板數(shù)量明顯增加，提示IL-6的促血小板生成作用有可能是通過TPO這一途徑實現(xiàn)的［6］。鑒于IL-6對早期造血干細胞的增殖與分化具有重要作用，并可刺激巨核細胞成熟，增加血小板數(shù)量，因此IL-6也被人們認為是原始造血細胞增殖的相關因子（permissive factor）。

2 IL-6水平與再障

目前認為，細胞因子分泌紊亂是AA發(fā)病重要原因之一，其中，IL-6分泌紊亂與AA的發(fā)生關系密切，貫穿于AA發(fā)病的整個過程之中。Herodin等［7］在輻射誘導的骨髓抑制再障狒狒模型中發(fā)現(xiàn)，照射后幾小時內血清IL-6水平出現(xiàn)短暫性增高。Kojima等［8］利用骨髓細胞長期培養(yǎng)技術觀察了33例再障患者基質細胞分泌三種造血生長因子（IL-6、GM-CSF和G-CSF）的情況，結果除1例外其他患者基質細胞這幾種細胞因子的分泌能力均有所增強。王欣等［9］對AA患者外周血單個核細胞（PBMNC）進行培養(yǎng)，并對培養(yǎng)上清IL-6、IL-8及TNF-α水平進行了檢測，結果顯示這些因子的水平明顯增高。李如英等［10］對50名AA患者血清IL-6、IL-8、TNF-α及IFN-α水平進行了檢測，也發(fā)現(xiàn)AA患者血清中上述細胞因子的水平均有明顯增高。提示IL-6等細胞因子的分泌紊亂是影響正常造血的重要因素［11］。

有學者分析認為，AA患者造血功能低下，機體代償性分泌IL-6以促進造血，但IL-6水平長期過高，會使造血干細胞長期處于較高或異常的細胞增殖活動，缺乏必需的休整修復時間，導致造血干細胞增殖功能減退，無效造血增加，即造血干、祖細胞及幼稚細胞增生活躍而外周血細胞沒有相應增多［12］；還有學者推測可能由某些因素（如病毒感染等）激活了單核巨噬細胞和T細胞，使IL-6等細胞因子分泌增多，從而破壞了正常的造血調控平衡，最終誘導了AA的發(fā)生［10］。

3 IL-6與造血功能重建

作為原始造血細胞增殖相關因子，IL-6對骨髓早期造血功能的促進作用一直受到人們的關注，IL-6是否有助于再障病人造血功能的恢復重建一直成為人們的研究熱點。

3.1 IL-6對血細胞恢復的影響

Patchen等［13］通過制備小鼠輻射誘導再障模型，并采用皮下注射給藥的方式（500 μg/kg/d），觀察rhIL-6對造血功能恢復的影響，結果表明rhIL-6能有效促進脾集落形成單位（CFU-S）以及粒-巨噬細胞集落形成單位（GM-CFU）的生成，并能加速外周血RBC、Plt和WBC的恢復，尤其是紅系，在與粒細胞集落刺激因子（G-CSF）合用時對造血功能恢復的效果更明顯。周華云等［14］觀察了不同劑量IL-6對輻射誘導骨髓損傷小鼠造血功能的影響，IL-6劑量分別為 10 μg/只、20 μg/只、40 μg/只，采用皮下注射給藥，2次/天，連續(xù)10天，結果顯示IL-6組小鼠外周血白細胞、血小板和骨髓有核細胞計數(shù)恢復快，且呈劑量依賴關系，其中，IL-6對血小板的恢復作用更為明顯，甚至超過了受照前水平，提示IL-6對髓系祖細胞和巨核系祖細胞均有明顯的促進作用，其中，對巨核細胞和血小板的促恢復作用更明顯。Herodin等［5］重點觀察了rhIL-6對輻射誘導的骨髓抑制再障狒狒模型外周血小板數(shù)量恢復的作用，再障動物經皮下注射的方式給予rhIL-6，劑量為10μg/kg/d，為期13天，結果顯示再障動物外周血小板數(shù)量過低的情況得到了明顯改善，證實IL-6具有較強的促血小板恢復作用。

3.2 IL-6對骨髓基質細胞的影響

骨髓基質細胞是骨髓造血微環(huán)境的主要成分，能持續(xù)穩(wěn)定地分泌各種細胞因子，維持機體造血的動態(tài)平衡，并能通過粘附作用與造血細胞直接接觸調節(jié)造血細胞的增殖、分化以及淋巴細胞的發(fā)育成熟，維持正常造血。

Chatterjee等［15］對AA小鼠骨髓細胞進行長期培養(yǎng)實驗，研究骨髓造血微環(huán)境的變化對骨髓造血功能的影響。研究發(fā)現(xiàn)AA小鼠骨髓基質干細胞明顯減少，而且骨髓基質細胞明顯受到損害，基質細胞的增殖和成熟都受到了影響，以致在經過19天的培養(yǎng)后也沒能形成一個功能正常的基質微環(huán)境，直接體現(xiàn)在三系造血祖細胞集落數(shù)明顯減少，提示骨髓基質細胞受損和造血微環(huán)境缺陷在再障發(fā)病中起重要作用。Rodríguez 等［16］發(fā)現(xiàn)，IL-6 基因缺失（IL-6（-/-））小鼠骨髓造血祖細胞 DNA 合成明顯受到抑制，對 IL-6（-/-）小鼠骨髓細胞進行長期培養(yǎng)，也發(fā)現(xiàn)造血前體細胞數(shù)量明顯減少，造血祖細胞集落形成單位計數(shù)下降。與正常小鼠相比，IL-6（-/-）小鼠骨髓間充質細胞、成纖維細胞集落形成單位（CFU-Fs）以及基質干細胞數(shù)量減少了近50%，此外，IL-6（-/-）小鼠骨髓基質細胞在粘附分子表達和粘附行為上亦不同于正常骨髓基質細胞，說明IL-6是作為骨髓間充質前體細胞的生長因子參與了造血調控。郝思國等［17］觀察了rhIL-6對正常人成纖維細胞集落 （CFU-F）體外生長的影響，研究結果也顯示rhIL-6能顯著地刺激CFU-Fs的生長，證實rhIL-6可促進基質細胞生長，在造血微環(huán)境的恢復和重建方面具有重要作用。但也有研究表明，高水平的IL-6也會導致骨髓基質細胞的凋亡。李楠等［18］在觀察IL-6對體外培養(yǎng)大鼠骨髓基質細胞凋亡的影響時，發(fā)現(xiàn)IL-6高表達會促進骨髓基質細胞的凋亡，IL-6可使大量細胞停留在G1期，阻滯細胞進入S期，使DNA合成受阻，從而促進骨髓基質細胞凋亡，提示IL-6分泌紊亂是可能導致骨髓基質細胞損傷和凋亡的重要原因。

3.3 IL-6對免疫功能的影響

近年來的研究結果表明，細胞免疫功能紊亂參與了再障的發(fā)生，相關文獻報道相當比例的AA患者骨髓及外周血T淋巴細胞亞群分布及表型表達異常。Maciejewski等［19］對33例AA患者的外周血及骨髓淋巴細胞表型進行了檢測，結果發(fā)現(xiàn)AA患者骨髓中活化的CD8+T淋巴細胞及自然殺傷細胞（NK）比例明顯增高，經免疫抑制治療緩解后，患者骨髓中CD8+T淋巴細胞比例雖有降低，但仍高于正常水平，提示與異常免疫有關的細胞毒T淋巴細胞（CTL）的活化和增生是造血功能異常的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)，AA患者CD8細胞被激活，分泌TNF、IFN增加，間接刺激IL-6分泌，IL-6反過來作用于CTL，并能放大CTL的細胞毒性［20］。Takai等［21］對混合淋巴細胞進行培養(yǎng)時，發(fā)現(xiàn)在加入IFN-γ的條件下，IL-6可使特異性CTL的應答反應提高近100倍，并可刺激T細胞及胸腺細胞的增殖，促進被抗原激活的T細胞及胸腺細胞向CTL轉化，此外還發(fā)現(xiàn)只有在IL-6存在時，CTL中的毒性顆粒-絲氨酸酯酶才能釋放。由于絲氨酸酯酶的活性與細胞毒性相關，因此IL-6也被稱為CTL的分化因子。

研究表明，CD4+、CD8+T細胞對維持機體的免疫平衡起重要作用。CD4+是輔助誘導性T細胞亞群（helper T cell，Th），CD8+是抑制性 T 細胞（Tsuppressor cell，Ts）/細胞毒性 T 細胞（cytotoxic Tcell，Tc）亞群，CD4+/CD8+細胞比值表示Th與Ts之間功能平衡狀態(tài)，如比值降低則引起機體免疫功能下降［22］。陸春偉等［23］的研究結果顯示，AA患者外周血中T細胞總數(shù)和正常對照組比較雖無明顯差異，但CD4+T細胞數(shù)減少，CD8+T細胞數(shù)顯著增加，CD4+/CD8+比值明顯低于對照組，說明AA患者存在不同程度的免疫功能異常。王欣等［9］采用ELISA法對38例再障患者及20名正常人外周血T細胞亞群，外周血單個核細胞（PBMNC）培養(yǎng)上清IL-6水平進行檢測，結果顯示再障患者外周血CD4+T細胞減低、CD8+T細胞增高、CD4+/CD8+降低或倒置，再障患者PBMNC培養(yǎng)上清中IL-6水平增高，相關分析顯示IL-6與白細胞數(shù)及CD4+T細胞呈負相關，表明IL-6的變化與細胞免疫異常及造血功能抑制密切相關。

4 結語

IL-6作為一種具有廣泛生物活性的細胞因子，其功能非常復雜。骨髓IL-6的分泌升高，有可能是對炎性細胞因子損傷的一個應激保護反應，也可能是對TNF、IFN升高的一個生理平衡反應，在正常情況下IL-6的存在可以對抗其它細胞因子對骨髓基質細胞及造血細胞的細胞毒作用。但另一方面如果IL-6過量產生，則可促進殺傷性T細胞克隆的過度激活，就有可能造就一個永久的自身破壞過程，這個作用與其它細胞因子和效應分子產生的細胞毒作用結合，引起骨髓細胞的死亡，從而加重了AA的進程。目前關于IL-6在再障發(fā)病中所起的作用仍有許多不明確的地方，比如IL-6在再障發(fā)生過程中的具體作用機制，IL-6與細胞因子網(wǎng)絡中各因子間的相互作用等，有待更深入的研究。

［1］Ikebuchi K,Wong G G,Clark S C,et al.Interleukin 6 enhancement of interleukin 3-dependent proliferation of multipotential hemopoietic progenitors［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，1987，84（24）:9035-9039.

［2］楊嵐，胡盛惠.白細胞介素 6 與造血調控［J］.國外醫(yī)學輸血及血液學分冊，1995，18（l）:40-43.

［3］Bordeaux-Rego P,Luzo A,Costa F F,et al.Both interleukin-3 and interleukin-6 are necessary for better ex vivo expansion of CD133+cells from umbilical cord blood［J］.Stem Cells Dev，2010，19（3）:413-422.

［4］Madkaikar M,Ghosh K,Gupta M,et al.Ex vivo expansion of umbilical cord blood stem cells using different combinations of cytokines and stromal cells［J］.Acta Haematol，2007，118（3）:153-159.

［5］Mei R L,Burstein S A.Megakaryocytic maturation in murine long-term bone marrow culture:role of interleukin-6［J］.Blood，1991，78（6）:1438-1447.

［6］Kaser A,Brandacher G,Steurer W,et al.Interleukin-6 stimulates thrombopoiesis through thrombopoietin:role in inflammatory thrombocytosis［J］.Blood，2001，98（9）:2720-2725.

［7］Herodin F,Mestries J C,Janodet D,et al.Recombinant glycosylated human interleukin-6 accelerates peripheral blood platelet count recovery in radiation-induced bone marrow depression in baboons［J］.Blood，1992，80（3）:688-695.

［8］Kojima S,Matsuyama T,Kodera Y.Hematopoietic growth factors released by marrow stromal cells from patients with aplastic anemia［J］.Blood，1992，79（9）:2256-2261.

［9］王欣，張明珙，宋素琴，等.再生障礙性貧血患者細胞免疫功能與造血細胞因子的研究［J］.中華血液學雜志，1998，19（41）:181-183.

［10］李如英，錢新宏，鄭躍杰，等.再生障礙性貧血患者造血細胞因子的研究［J］.第四軍醫(yī)大學學報，2001，22（4）:371-372.

［11］李泓俊.慢性再生障礙性貧血患者紅細胞天然免疫活性與血漿IL-6，IL-8和TNF-α水平的研究［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2004，14（7）:133-135.

［12］朱波，羅成基，郭朝華，等. 輻射對培養(yǎng)小鼠骨髓基質細胞核因子-κB 的影響［J］.第三軍醫(yī)大學學報，2000，22（7）:660-663.

［13］Patchen M L,Fischer R,MacVittie T J.Effects of combined administration of interleukin-6 and granulocyte colony-stimulating factor on recovery from radiation-induced hemopoietic aplasia ［J］.Exp Hematol，1993，21（2）:338-344.

［14］周華云，周劍影，王國權，等.白細胞介素-6及腫瘤壞死因子對受照小鼠造血恢復的影響［J］.輻射防護，2001，21（4）:233-237.

［15］Chatterjee S, Dutta R K, Basak P, et al.Alteration in marrow stromal microenvironment and apoptosis mechanisms involved in aplastic anemia:an animal model to study the possible disease pathology［J］.Stem Cells Int，2010:932354.

［16］Rodríguez Mdel C,Bernad A,Aracil M.Interleukin-6 deficiency affects bone marrow stromal precursors,resulting in defective hematopoietic support［J］.Blood，2004，103（9）:3349-3354.

［17］郝思國，楊吉成，鄒正輝，等.重組人白細胞介素3和白細胞介素6對骨髓基質細胞生長的調節(jié)作用［J］.安徽醫(yī)科大學學報，1998，33（6）:425-426.

［18］李楠，林旭，王和鳴，等.IL-6 影響骨髓基質細胞凋亡機理的初步探討［J］.中國骨質疏松雜志，2005，11（1）:12-16.

［19］Maciejewski JP,Hibbs JR,Anderson S,et al.Bone marrow and peripheral blood lymphocyte phenotype in patients with bone marrow failure［J］.Exp Hematol，1994，22（11）:1102-1110.

［20］Moore MAS.Clinical implications of positive and negative hematopoietic stem cell regulators （review）［J］.Blood，1991，78（1）:1-4.

［21］Takai Y, Wong G G, Clark S C, et al.B cell stimulatory factor-2 is involved in the differentiation of cytotoxic T lymphocytes［J］.J Immunol，1988，140（2）:508-512.

［22］Wang K,Wang D C,Feng Y Q,et al.Changes in cytokine levels and CD4+/CD8+T cells ratio in draining lymph node of burn wound［J］.J Burn Care Res，2007，28（5）:747-753.

［23］陸春偉，佟海俠，陸美言.再生障礙性貧血患者外周血淋巴細胞亞群和調節(jié)性T細胞的檢測及臨床意義［J］.中國醫(yī)科大學學報，2010，39（10）:865-867.