潰瘍性結(jié)腸炎相關(guān)免疫分子及其臨床應(yīng)用的研究進展

金晨星 李 芳

(大連醫(yī)科大學(xué)，大連116044)

潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis,UC)是一種炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease,IBD)，病變絕大多數(shù)累及直腸與結(jié)腸黏膜及黏膜下層，臨床表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、黏液膿血便等。病情呈現(xiàn)出反復(fù)發(fā)作，嚴重程度多變的特點。近年來隨著UC 發(fā)病率的明顯升高，被世界衛(wèi)生組織(WHO)認定為現(xiàn)代難治疾?。慌c此同時有研究發(fā)現(xiàn)UC與結(jié)直腸癌有一定關(guān)系[1-4]。劉篤佳等[5]在文章中提到UC的患病率與地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況密切相關(guān)，且隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展呈快速上升趨勢；隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，近年UC在我國越來越常見。但其病因尚未明確，目前認為是由多因素相互作用導(dǎo)致，主要包括環(huán)境、遺傳、感染與腸道菌群以及免疫等。目前T細胞被認為在UC的發(fā)病機制中具有重要作用，其中浸潤性淋巴細胞，如輔助性T細胞(T helper cells,Th1)、Th17細胞以及調(diào)節(jié)性T細胞(Regulatory T cells,Tregs)的作用主要在于分泌促炎因子而激活腸道蛋白酶從而導(dǎo)致腸道炎癥損傷并使其持續(xù)存在；而近年新研究發(fā)現(xiàn)的Th9細胞、與免疫應(yīng)答相關(guān)的先天固有性淋巴細胞，如先天淋巴細胞(Innate lymphoid cells,ILC)、自然殺傷性T細胞(Natural killer T,NKT)、黏膜固有T細胞(Mucosal-associated invariant T,MAIT)也在UC的腸道損傷中起到一定作用[6]。由于免疫因素在UC的發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)、病理檢查、治療等方面具有重要作用，近年針對其在UC發(fā)病機制中的具體作用成為研究熱點，基于此本文針對與UC相關(guān)的免疫分子進行闡述。

1 自身抗體

在IBD患者中可以檢測到多種抗體標志物，其中包括屬于自身抗體的抗中性粒細胞胞質(zhì)抗體(Anti-neutrophil cytoplasmic antibodies,ANCA)、抗胰腺腺泡抗體(anti-pancreatic antibody,PAB)；以及屬于微生物抗體的抗釀酒酵母細胞抗體(Anti saccharomyces cerevisiae antibody,ASCA)、抗糖原抗體、抗外膜C蛋白抗體、抗鞭毛抗體等[7]。有文獻提到ANCA 是原發(fā)性小血管炎的特異性抗體，它與 IBD 的腸道血管損傷有一定關(guān)聯(lián)，它可以使腸上皮細胞、中性粒細胞釋放溶菌酶，進而導(dǎo)致腸道黏膜、血管及蛋白組織的損傷[8]。在15%～28%的UC患者中存在抗小腸杯狀細胞抗體(anti-goblet cell antibodies,GAB)[9]，并且在病理學(xué)上大量杯狀細胞聚集于隱窩中可作為UC的診斷標志，小腸杯狀細胞的分布決定著病灶的分布，GAB的靶抗原也只存在于UC中[10],這說明GAB可以作為UC特異性血清學(xué)標志物。但在近年的研究中發(fā)現(xiàn)pANCA(anti-antineutrophilic perinuclear antibody,pANCA)和PAB在UC的診斷中具有重要意義，ASCA與GAB的意義卻不大[11]。而在人巨細胞病毒(Human cytomegalovirus，HCMV)誘導(dǎo)的自身免疫導(dǎo)致的IBD中，由于巨細胞病毒抗體陽性的UC 患者血清細胞毒素CD13的陽性率約占66%，重度 UC 患者可達85%；并且在UC 患者的腸、眼睛、關(guān)節(jié)等處均可發(fā)現(xiàn)正常組織中不存在的CD13，因此CD13被認為可能是IBD的特異性自身抗體[12]。還有研究表明干擾素誘生蛋白16(Interferon inducible protein,IFI16)在IBD的發(fā)病機制中起到重要作用，它可以在腸上皮細胞中高表達進而使腸道免疫平衡被打破并且與后期特殊自身抗體的產(chǎn)生有關(guān)，同時抗IFI16的IgG抗體具有監(jiān)測英夫利昔單抗(Infliximab,IFX)治療UC療效的作用[13]。抗聚糖抗體是有意義的血清學(xué)標志物，特別是抗乙糖苷甘露糖抗體(AMCA)，它在臨床中可以迅速區(qū)分出具有高風險的嚴重患者[14]。除此之外還有人發(fā)現(xiàn)抗Ompc(Outer membrane protein C,Ompc)可以用來監(jiān)測UC的抗TNF治療效果，但今后它是否可應(yīng)用于日常檢測中還值得深入研究[15]。除此之外，在CD與UC中還發(fā)現(xiàn)了PGRN-Abs(前顆粒體蛋白抗體)，他們有促進炎癥發(fā)展的作用[16]。綜上我們可以發(fā)現(xiàn)與UC相關(guān)的自身抗體有很多，它們有的與疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，有的與疾病的嚴重程度相關(guān)，還有的與治療效果相關(guān)；血清中的自身抗體作為血清學(xué)標志物為UC的診斷及治療效果監(jiān)測提供了幫助，這說明今后相關(guān)自身抗體前景廣闊，可以為UC的發(fā)病機制、診斷及治療提供重要理論依據(jù)。

2 腫瘤壞死因子

腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor,TNF)有功能相近且受體相同的兩種亞型——TNF-α與TNF-β。其中TNF-α占絕大部分，有多種生物活性，在機體免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、抗腫瘤等方面都起到重要作用。在調(diào)節(jié)腸道炎癥中TNF起重要作用，同時在IBD的發(fā)病機制中TNF也起到核心作用[17]。目前已知TNF-α在UC的結(jié)腸黏膜中含量升高；同時作為促炎因子，它與抑炎因子間的失衡可導(dǎo)致UC的發(fā)生與發(fā)展。還有實驗發(fā)現(xiàn)UC造模小鼠的結(jié)腸通透性顯著增高，與TNF-α、NF-κB p65增高呈正相關(guān)；說明TNF-α、NF-κB p65可以使結(jié)腸通透性增加從而加強腸道免疫反應(yīng)程度，這可能導(dǎo)致UC的發(fā)生[18]。在運用TNF-α單克隆抗體IFX治療UC的實驗中發(fā)現(xiàn)血清中IL-8和巨噬細胞炎癥蛋白-1β(Macrophage inflammatory protein-1β，MIP-1β)含量下降[19]，這說明TNF-α可能通過調(diào)節(jié)IL-8和MIP-1β來影響UC的發(fā)生和發(fā)展。目前抗TNF-α藥物治療是UC患者首選的生物學(xué)治療方法。綜上可以說明TNF在UC的發(fā)病機制中有重要作用，但具體機制尚未明確，有待進一步研究；同時檢測UC患者血清中的TNF-α對判斷病情進展有幫助。未來可針對 UC發(fā)病機制中TNF的作用、抗TNF-α藥物治療等方面進行研究。

3 白細胞介素

白細胞介素(Interleukin，IL)是一種具有重要作用的細胞因子，在UC中它具有十分重要的作用，主要與其發(fā)病機制及治療有關(guān)。IL-1主要由單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和內(nèi)皮細胞分泌，可以激活多種炎癥相關(guān)細胞因子，在UC的發(fā)病中起到遞質(zhì)作用，促進炎癥因子的釋放進而引起炎癥加重。有研究發(fā)現(xiàn)在嚴重的UC患者中IL-6、基質(zhì)金屬蛋白酶-9和新蝶呤含量增加，同時在研究中發(fā)現(xiàn)它們還可以作為UC活動性判斷的有效標志物[20]。而IL-6主要由活化的巨噬細胞、淋巴細胞及上皮細胞分泌，有顯著的促炎作用，它的過度表達可以使內(nèi)皮細胞腫脹，通透性增強，進而引起中性粒細胞在炎癥部位聚集。還有研究發(fā)現(xiàn)在UC動物模型中炎癥組織中IL-6的mRNA表達水平明顯高于正常組織；在UC活動期患者的血清IL-6水平也明顯高于正常組與UC緩解組，并且與UC的嚴重程度呈正相關(guān)[21]。IL-8作為中性粒細胞趨化和活化因子，它既可以促進中性粒細胞的溶酶體酶活性和吞噬作用，又可以趨化嗜堿性粒細胞和 T 細胞。相關(guān)臨床試驗發(fā)現(xiàn)在UC患者腸黏膜中IL-8含量增加，同時與疾病嚴重程度成正相關(guān)[22]。在缺乏IL-9小鼠結(jié)腸中可以發(fā)現(xiàn)封閉蛋白如吸合蛋白(Occludin)表達增多，而緊密連接蛋白Claudin1表達減少；孔毒素Claudin2在IL-9缺乏和三硝基苯胺酸治療的野生型小鼠中含量無明顯差別，這說明IL-9可以通過改變腸道通透性引起結(jié)腸炎，顯示出其具有調(diào)節(jié)腸道炎癥屏障的作用[23]。有研究發(fā)現(xiàn)在IBD患者病變腸黏膜中IL-17 mRNA水平明顯上調(diào)；UC患者外周血Th17細胞數(shù)量和IL-17均呈現(xiàn)高表達,且與疾病活動度相關(guān)[24，25]。而IL-17是由Th17細胞分泌，其作用于IL-17RA/IL-17RC受體，通過腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白6(TNF receptor associated factor 6,TRAF6)依賴途徑促進NF-κB、絲裂原活化蛋白激酶信號通路激活，以及通過TRAF6非依賴途徑維持不同mRNA分子的穩(wěn)定[26]。IL-23由樹突狀細胞、巨噬細胞等抗原遞呈細胞分泌，可與Th17細胞表面受體結(jié)合，促使其穩(wěn)定增殖，進而使其分泌大量IL-17。IL-17促使血管內(nèi)皮細胞分泌黏附分子，使肌纖維細胞、上皮細胞分泌IL-6 、IL-8。IL-8作為趨化因子使中性粒細胞在腸黏膜組織中浸潤，產(chǎn)生大量炎癥介質(zhì)，最終導(dǎo)致腸上皮細胞損傷、黏膜屏障破壞、慢性炎癥的產(chǎn)生形成UC。在研究中發(fā)現(xiàn)IL-17A與IL-22、TNF-α共同使結(jié)腸上皮脂質(zhì)運載蛋白-2(Lipocalin-2，LCN-2)及其必要的轉(zhuǎn)錄因子IKBZ表達下調(diào)，而LCN-2是一種有效的抑菌蛋白[27]，這說明IL-17A可通過此作用導(dǎo)致UC的發(fā)生。IL-10則是一種抑炎因子，在腸道正常免疫中起重要作用，在UC中IL-10的含量明顯下降。有研究發(fā)現(xiàn)缺失 IL-10 的小鼠會發(fā)生自發(fā)性 UC，其與由Th17 細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)相關(guān)[28]。近年新發(fā)現(xiàn)的IL-21、IL-22等是目前UC研究的熱點。有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)UC患者與正常人相比其Foxp3+CXCR5+TFR細胞[follicular regulatory T(TFR)cells，濾泡調(diào)節(jié)T細胞]、IL-10+Foxp3+CXCR5+細胞和Treg細胞含量減少，而Foxp3-CXCR5+TFH細胞[follicular helper T(TFH)cells,濾泡輔助T細胞]以及IL-21+Foxp3-CXCR5+細胞含量卻增加，同時其血清中IL-10含量下降，IL-21含量升高[29]；同樣有文章提到IL-21不僅是關(guān)鍵的炎癥調(diào)節(jié)因子，在結(jié)腸炎的腸道微環(huán)境中它可以調(diào)節(jié)Tfh細胞的增殖與應(yīng)答[30]。有研究發(fā)現(xiàn)抑制小鼠IL-22的表達可以導(dǎo)致其患有嚴重的結(jié)腸炎，而在對其進行IL-22治療后癥狀明顯好轉(zhuǎn)[31],這說明IL-22在UC中起到抑制炎癥的作用。IL-1、IL-6、IL-8、IL-17等在UC中起到促進炎癥發(fā)展的作用；而IL-10、IL-21、IL-22等在UC中起抑制炎癥作用，但有些研究還發(fā)現(xiàn)IL-21、IL-22、IL-23具有促炎和抑炎兩種作用，為此針對其在UC中作用的研究值得重視。

4 其他相關(guān)分子

中性肽鏈內(nèi)切酶(Neprilysin，NEP，CD10)可以通過水解神經(jīng)肽來抑制過度炎癥反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)在UC患者中NEP、神經(jīng)元性P物質(zhì)(Substance P,SP)以及血管活性腸肽(Vasoactive intestinal peptide,VIP)含量下降，尤其在CRP(C-reactive protein,CRP)陽性患者中NEP與SP含量下降更加明顯；可以說明NEP、SP與VIP的含量減少可能導(dǎo)致UC的發(fā)病[32]。通過對IBD患者進行血清學(xué)分析發(fā)現(xiàn)血清中色氨酸含量與疾病嚴重程度成負相關(guān)，色氨酸代謝產(chǎn)物特別是喹啉酸(quinolinic acid)的升高說明活動性IBD患者的色氨酸降解增強。而缺乏色氨酸可以導(dǎo)致IBD進展。未來可對改變腸道色氨酸代謝通路對IBD嚴重程度的影響進一步研究[33]。巨噬細胞移動抑制因子(Macrophage migration inhibitory factor，MIF)在體內(nèi)發(fā)揮促進巨噬細胞聚集作用，它可以由多種組織和細胞分泌產(chǎn)生，如活化的T細胞、巨噬細胞以及DC等。同時巨噬細胞可通過分泌IL-1、IL-6、IL-12、IL-17、IL-23、IL-27、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶 (inducible nitric oxide synthase，iNOS)、防御素、C 反應(yīng)蛋白等促炎物質(zhì)，IL-4、轉(zhuǎn)化生長因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)、乳汁球微粒表皮生長因子8(Milk fat globule-EGF factor 8,MFG-E8)、過氧化物酶體增殖體活化受體δ(Peroxisome proliferator-activated receptor δ，PPARδ)等抑制炎癥物質(zhì)來影響UC的發(fā)生與發(fā)展[34]。因此可說明MIF與UC的發(fā)病密切相關(guān)。還有研究發(fā)現(xiàn)細胞因子信號傳導(dǎo)抑制蛋白-3(Suppressor of cytokine signaling-3,SOCS-3)的過度表達可以影響IL-22調(diào)節(jié)腸道上皮內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及損傷黏膜的愈合，這可能與腸道上皮細胞過度表達SOCS3的UC患者黏膜炎癥早期復(fù)發(fā)相關(guān)，同時也說明抑制腸上皮細胞SOCS3的表達、增強IL-22/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活子3(Signal transducer and activator of transcription3,STAT3)信號傳導(dǎo)的治療在UC緩解期將有一定作用[35]。

5 結(jié)語

總的來說自身抗體在UC的發(fā)病中起到一定作用，其主要臨床應(yīng)用在于對其進行血清學(xué)檢測，這有助于UC的診斷、鑒別診斷、判斷嚴重程度以及治療效果監(jiān)測。TNF可通過破壞腸道免疫功能紊亂、增強腸道通透性引起UC的發(fā)生與發(fā)展，但具體機制有待進一步研究；同時抗TNF治療是UC的有效療法，這說明未來針對其在UC中的作用研究可為明確UC的發(fā)病和治療提供新途徑。IL在UC中既具有促炎作用，如IL-1、IL-6、IL-8、IL-17等；又具有抑炎作用，如IL-10 、IL-21、IL-22等；而有研究發(fā)現(xiàn)IL-21、IL-23等除有抑炎作用外還有促進炎癥發(fā)生發(fā)展的作用；這說明IL在UC中起到的作用還需進一步研究探討，明確它們應(yīng)受人們重視。NEP、SP、VIP的減少、色氨酸的缺乏也可導(dǎo)致UC的發(fā)病并且與疾病嚴重程度相關(guān)；MIF則通過使巨噬細胞在腸道病變部位聚集導(dǎo)致腸道免疫穩(wěn)態(tài)受到破壞以此來影響UC的發(fā)生與發(fā)展。多種物質(zhì)在UC的發(fā)病中有著自己獨特的作用，而各種物質(zhì)間的相互作用也影響著UC的發(fā)展，未來可針對各物質(zhì)在UC中的具體作用及其相互作用進一步深入研究探討，這將為UC的診斷、鑒別診斷、嚴重程度判斷以及治療提供有利證據(jù)，臨床應(yīng)用前景廣闊。