细胞因子IL-2、IL-10与高危型HPV感染和宫颈癌关系的研究进展

朱若熙，赵卫红，郝敏

宫颈癌是发展中国家第二位常见的癌症[1]。已证实高危型人乳头瘤病毒（high risk human papillomavirus，HR-HPV）感染是宫颈癌及宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）发生的必要因素，但仅不足1%的HR-HPV持续感染者发展为宫颈癌，所以对HR-HPV感染及其协同因素的探讨成为宫颈癌发病机制研究的焦点。近年免疫系统在HR-HPV感染致宫颈癌发生过程中的作用受到重视。作为免疫系统的介质，细胞因子具有调控机体免疫功能的作用，其表达水平能体现全身及局部阴道微环境的免疫状态。HR-HPV感染后，机体可分泌白细胞介素2（interleukin-2，IL-2）、IL-10等发挥细胞免疫和体液免疫作用。这些细胞因子也可渗出于生殖道，参与阴道微环境免疫的调节，其变化与宫颈病变的转归关系密切[2-3]。HR-HPV感染也可影响局部免疫功能及全身免疫情况，癌蛋白E6和E7对细胞因子分泌的影响可能导致HR-HPV清除缓慢、宫颈局部基因组不稳定和恶性转化[4-6]。多项研究表明细胞因子在宫颈癌的发生、发展中起重要作用[7-8]，但具体机制还不清楚。因此，探究IL-2、IL-10与HR-HPV感染的相互作用及其与CIN及宫颈癌发病的相关性，对于阻断宫颈癌的发生具有重要意义。

1 IL-2与HR-HPV感染和宫颈癌的相关性及可能机制

1.1 IL-2与HR-HPV感染IL-2主要由CD4+T细胞在接受抗原刺激后产生，也可以由CD8+T细胞、自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）、肥大细胞、单核细胞和树突状细胞（dendritic cells，DC）产生。IL-2是正常免疫功能的关键调节因子，对抗原刺激后免疫应答的激活和扩增起着至关重要的作用。大多数HPV感染是一过性的，免疫功能正常的妇女90%的HPV-DNA在2年后自然转阴，即使在CIN的患者中，HPV感染也有较高的自然转归率。HR-HPV感染后主要依靠机体的细胞免疫将病毒清除，IL-2等在抗感染方面最为突出[9]。HR-HPV持续感染影响宿主的基因表达变化，导致癌变的进展，这个过程比较缓慢[10]。在这个缓慢的过程中，IL-2参与持续的免疫反应和炎症过程，促进HR-HPV的清除。研究表明，在HR-HPV感染早期，IL-2可能发挥着抗HR-HPV的免疫作用，并且作为疫苗佐剂可增强黏膜免疫，提高疗效，形成长期记忆反应[11-12]。Valle-Mendiola等[13]研究表明，IL-2抗HR-HPV感染的机制主要通过与免疫细胞的共同作用来实现。首先，T淋巴细胞在抗病毒的细胞免疫过程中发挥关键作用。成熟的T淋巴细胞分为CD4+T和CD8+T细胞两个亚群，其可分泌IL-2，辅助并增强其他免疫细胞抗病毒感染免疫的作用，而且具有免疫记忆功能。其次，IL-2也可以促进NK细胞功能的启动，NK细胞是天然免疫系统的特异性效应细胞，在免疫反应的早期（感染后几小时）被激活，通过释放含有穿孔素和颗粒酶B的颗粒发挥免疫作用，杀伤并清除HR-HPV；DC和NK细胞之间的相互作用也可以对抗HR-HPV感染，动物实验研究表明，感染刺激小鼠DC产生的IL-2在NK细胞介导的免疫激活中起着重要作用，提示IL-2除了在后天免疫中具有明确的功能外，对调节天然免疫应答也是必要的；单核细胞作为免疫调节剂、抗原提呈细胞和效应细胞，在免疫应答中起着重要的作用，IL-2和 γ 干扰素（interferon-γ，IFN-γ）是单核细胞的强大激活因子，诱导其产生过氧化氢、肿瘤坏死因子等杀灭HR-HPV。该作者进一步分析还发现，在体液免疫中起重要作用的B细胞也可产生IL-2，同时IL-2也可能在IL-21诱导的B细胞分化中起辅助作用，从而清除HR-HPV。以上研究均提示IL-2通过促进免疫细胞的功能在对抗HR-HPV感染方面发挥了积极的作用。

有研究发现HR-HPV感染也可以对IL-2水平的变化产生影响。Paradkar等[14]的研究表明，在HRHPV感染妇女的外周血中，IL-2水平低于无HRHPV感染组，提示HR-HPV感染可能通过抑制机体免疫功能，导致IL-2水平下降，从而不利于病毒的清除。细胞免疫应答的降低与宫颈病变和病毒持续感染有关，HR-HPV感染后，机体可以通过物理屏障和免疫反应清除病毒，但HR-HPV表达的E6、E7蛋白可对宿主的免疫作用进行调控，使辅助性T细胞（T helper cells，Th）的Th1反应和Th2反应失衡，既可以使病毒逃避最初的识别，也可以干扰适应性免疫，从而实现免疫逃逸而导致HR-HPV的持续感染[15]。因此，IL-2水平与HR-HPV感染关系密切，相互影响。

1.2 IL-2与宫颈癌宫颈癌不仅与HR-HPV感染有关，而且还与免疫抑制有关。研究显示，IL-2是免疫功能的关键调节因子，不仅可以对抗HR-HPV感染，而且可以发挥抗肿瘤作用[13]。IL-2通过IL-2受体（interleukin-2 receptor，IL-2R）复合物发送信号，该信号对正常淋巴细胞的增殖和抗肿瘤活性至关重要，故IL-2水平可直接影响抗肿瘤免疫功能和局部免疫状态。IL-2可以诱导NK细胞和细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T cell，CTL）等的分化，缺乏 IL-2 时CTL活性降低、机体免疫力减低，从而促进肿瘤的发生和发展。IL-2也可诱导免疫细胞活化产生IFN-γ，IL-2和IFN-γ都可以抑制肿瘤细胞增殖，利于宫颈癌细胞的清除[13]。在免疫治疗方面，基于该细胞因子可促进CTL的增殖和活性，IL-2已用于肾癌等肿瘤的治疗[16]。因此在宫颈癌方面，也在探索IL-2的治疗作用。国外有研究用IL-2作为免疫保护因子注射于CIN或早期宫颈癌的实验动物，结果显示对CINⅡ的治疗有明显效果[13]。有研究在遴选新型免疫调节药物或在研究抗肿瘤的疗效时，也把IL-2定义为抗肿瘤细胞因子，将其表达水平的变化作为参考指标[17-19]，这也间接反映了IL-2的抗肿瘤作用。Han等[20]研究了108例宫颈癌石蜡组织，结果显示IL-2分泌的减少与宫颈癌的发生呈正相关，其机制可能是B7-H3和B7-H4对T细胞的负性共刺激作用直接抑制了IL-2的分泌。

此外，有研究表明IL-2在高剂量时抑制宫颈癌细胞的增殖，而低剂量时促进宫颈癌细胞的增殖[21]。正常的宫颈细胞不表达IL-2R，而宫颈癌细胞表达IL-2R，IL-2R的表达可能在宫颈癌的发生、发展中起重要作用[22]。据报道，IL-2可以通过结合IL-2R进而激活JAK-STAT信号通路，在宫颈癌的发生中发挥关键调控作用。宫颈癌细胞中JAK 1和JAK 3的反应与正常淋巴细胞的反应不同，JAK 3磷酸化的激活和JAK 1磷酸化的缺失可能是导致恶变的因素，而STAT的活化可维持癌细胞的恶性表型[13]。鉴于低剂量的IL-2可能诱导宫颈癌细胞增殖，必须使用高剂量的IL-2来获得所需的治疗效果。但是，治疗所需的高剂量对人体毒性很大，限制了这种治疗的应用。因此，在考虑使用IL-2治疗前，应检测IL-2R的存在。综上，尽管临床上对IL-2的使用仍存在争议，但IL-2对肿瘤的治疗作用已经引起重视，局部应用IL-2对宫颈癌的免疫治疗值得进一步研究。IL-2的作用取决于其浓度、细胞类型和肿瘤所处的微环境，深入研究其最佳给药方式和最适浓度对指导宫颈癌的临床诊治有重要的意义。

2 IL-10与HR-HPV感染和宫颈癌的相关性及可能机制

2.1 IL-10与HR-HPV感染细胞因子IL-10可由多种细胞产生，如淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞，在阴道局部微环境中可由宫颈上皮细胞和肿瘤细胞产生，也可由HR-HPV感染后刺激产生[8]。IL-10是一种重要的抗炎因子，通过产生免疫抑制状态导致免疫逃逸。其作用机制可能是对不同细胞群产生多种抑制作用，如抑制促炎因子的产生、DC的分化、抗原提呈功能和Th1细胞的功能等[5]。在宫颈微环境中，HR-HPV感染的不同阶段，感染的角质形成细胞、肿瘤相关巨噬细胞、调节性T细胞（Treg）和肿瘤细胞等可诱导和维持IL-10的产生。有研究发现，HR-HPV持续感染者阴道局部IL-10水平会发生变化[23]。Bonin等[24]对101例石蜡包埋的宫颈标本进行研究，发现HR-HPV高载量的患者宫颈间质细胞中IL-10高表达，CD4+CD25+Treg细胞也高表达，提示Treg细胞可能诱导和维持IL-10的产生。有研究显示，患有CINⅢ的HR-HPV阳性者的血清IL-10水平增加[25-26]。另有研究显示，与健康对照组相比，HPV 16感染的Ⅱb和Ⅲb期宫颈癌女性的IL-10高于正常水平。以上研究都表明了HR-HPV感染与IL-10水平升高之间的相关性。相关文献表明，HR-HPV感染后其E6和E7蛋白在IL-10的基因转录中发挥作用，使IL-10水平升高，而IL-10也可促使HPV E6和E7的表达[5]。因此，HR-HPV和IL-10之间的这种相互作用形成了一个恶性循环，使宫颈微环境处于免疫抑制状态，从而导致HR-HPV感染的清除障碍及宫颈癌的发生、发展。但也有相互矛盾的观点，Scott等[27]研究发现IL-10具有清除HR-HPV的作用，这可能与其发挥细胞免疫作用和对炎症损害的限制有关。

2.2 IL-10与宫颈癌IL-10最初被描述为Th2细胞的产物，目前认为其是由几乎所有类型的免疫细胞产生的。研究表明，IL-10在多种肿瘤中过表达，肿瘤细胞可产生IL-10，从而导致IL-10水平较高[28]。目前关于IL-10的作用存在争议，IL-10是由多种细胞产生的一种高度多向的细胞因子，可能在肿瘤的发生和发展中起双重作用[29]。一种观点认为，IL-10是一种具有免疫抑制活性的细胞因子，可抑制IL-2、INF-γ等因子的产生，在宫颈癌的发生、发展中起促进作用；另一种观点认为，IL-10具有有效的抗肿瘤作用，可以根除和抑制血管生成和转移，从而有利于延长宫颈癌患者的生存期。此外，IL-10被证实与IL-18协同作用，可增加IL-2诱导的细胞因子IFN-γ等的产生，发挥抗肿瘤作用。Mannino等[29]对多项研究进行分析，发现IL-10是否发挥抗肿瘤作用可能依赖于与其他细胞因子如IL-2或IL-4的共刺激。当IL-10与IL-2或IL-4联合应用时可促进CD4+T、CD8+T、CTL、NK等免疫细胞的增殖及功能，发挥抗肿瘤作用。而当在体外IL-10单独给药时却表现出诱导上述免疫细胞无能的作用，从而促进肿瘤的发生、发展。所以评估IL-10发挥免疫抑制作用还是促进作用，应当充分考虑其所处的微环境。

然而有关IL-10在宫颈癌或CIN中表达上升或下降也存在争议。有的研究认为IL-10在CIN中表达下降，而不利于宫颈病变细胞的清除[30]；但多数学者认为IL-10在CIN或宫颈癌患者中表达升高，其为免疫抑制因子，促进宫颈癌的发生、发展[20，24]。造成研究结果不一致的原因可能有以下几点：①检验的标本不同。研究的标本包括阴道灌洗液、血清、宫颈组织和细胞。②样本量不同。有大样本研究，也有的研究样本量较小，不同的样本量可能会对结果产生影响。③研究的疾病不同。有的研究对象为CINⅡ和CINⅢ者，而有的研究对象为宫颈癌患者。④研究的人群不同。有社区筛查人群，也有医院就诊的人群。⑤实验方法不同。可分为酶联免疫吸附法、免疫组织化学法或其他方法。IL-10的基因多态性IL-10-5 92C/A（rs 1800872）、IL-10-1082G/A（rs 1800896）、IL-10-819C/T（rs 1800871）可能也与宫颈癌有关。Bai等[31]的研究发现，与其纯合子CC个体相比，IL-10-819 C/T TT携带者患宫颈癌的风险显著增加，提示IL-10-819C/T基因突变可能会促进宫颈癌的发生。一项Meta分析表明基因多态性IL-10-592C/A是宫颈癌发生的危险因素，而IL-10-1082G/A与宫颈癌的发生风险无关[32]。Zidi等[33]的研究发现IL-10的突变体（rs 3024490、rs 1800872、rs 1800871）和单倍型（GTCCA、TGATG）可能促进宫颈癌的发生。

3 结语

目前研究虽已提示细胞因子IL-2、IL-10水平与HR-HPV感染以及宫颈癌的发生有密切的关系，其可能在抗感染免疫应答、抗肿瘤免疫应答和免疫逃逸等方面发挥重要作用，但鉴于研究较少且结果不一，故尚不能明确IL-2、IL-10在HR-HPV感染和CIN及宫颈癌发生、发展中的确切作用及作用机制，需要对其更加系统深入地研究。将来如果能够明确IL-2、IL-10在HR-HPV感染及宫颈癌发病中的确切作用及机制，可能可以开发相关的试剂盒用于辅助宫颈癌的诊断效果评价。在临床诊疗中，一方面可以通过检测阴道局部微环境中IL-2和IL-10水平来预测CIN的进展筛选高危人群进行密切监测；另一方面可以通过改善阴道局部微环境中IL-2、IL-10水平阻断CIN进展为宫颈癌，这可能对于降低宫颈癌的发生具有重要的意义。