IL-17在慢性胰腺炎治疗中的机制研究

白睿 张函语 江雪 李冠群 李乐 孙备

哈尔滨医科大学附属第一医院胰胆外科 肝脾外科教育部重点实验室，哈尔滨 150001

【提要】 IL-17是具有多种功能的细胞因子，在抵抗细胞外细菌和真菌的感染、参与炎症的发生与发展等方面发挥重要作用。CP是由遗传、环境等因素导致的胰腺局部或弥散性的慢性进展性炎症。IL-17已被证实广泛参与包括CP在内多种纤维化相关疾病的进程。本文从IL-17介导的免疫学改变及下游信号通路等角度入手，探讨以IL-17为靶点进行有效干预在改善CP胰腺纤维化以及缓解CP相关并发症中的临床价值。

CP以胰腺纤维化为主要临床特征，常伴有胰腺内、外分泌功能障碍和发育不良[1-2]，目前尚无有效药物逆转或延缓CP进展。CP的发病机制主要包括炎症细胞的广泛浸润以及胰腺星状细胞(pancreatic stellate cell，PSC)的活化，持续损伤或压力刺激，通过介导以T细胞与巨噬细胞浸润、辅助性T 细胞17(T helper cell 17, Th17)分化或增殖为主要特征的免疫激活，加速胰腺纤维化进程[3]。IL-17作为重要的促炎因子参与多种纤维化过程，其可通过募集成纤维细胞导致细胞外基质(extracellular matrix，ECM)过度增生，加重纤维化相关疾病进程；还可通过介导其他促炎因子分泌并募集免疫细胞，加重局部炎症反应。近年已证实IL-17在CP中发挥重要的促炎及促纤维化功能，但其可能机制尚不明确。本文就IL-17在CP病程进展及其治疗中可能的作用机制进行综述，为寻找有效延缓CP胰腺纤维化，缓解其相关并发症的治疗策略拓宽思路。

一、IL-17的分子机制

IL-17细胞因子家族是炎症、纤维化和免疫疾病的重要参与者，有IL-17A～IL-17F共6个成员，其功能包括抗胞外菌和真菌感染，诱导并参与慢性炎症，维持上皮细胞的完整性并帮助组织愈合，其中以IL-17A的作用最强。IL-17主要由Th17细胞产生，CD8+T细胞、γδT细胞、iNKT细胞及NK细胞等可分泌少量IL-17。IL-17受体(IL-17R)家族包括IL-17RA～IL-17RE共5个成员，IL-17RA是IL-17家族成员公用的信号转导亚基，当IL-17A与IL-17RA/RC结合时，通过SEFIR结构域招募泛素化配体Act1，继而招募肿瘤坏死因子受体相关因子6( tumor necrosis factor receptor-associated factor-6，TRAF6)导致核坏死因子NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase，MAPK)途径的促炎症基因表达[4]。此外，IL-17可通过调控mRNA稳定性，放大靶细胞对IL-17的反应。目前还发现，负调控因子TRAF3通过竞争性结合IL-17R调控IL-17R-ACT1-TRAF6信号复合物的形成，抑制下游炎症相关通路。其他的作用还包括IL-17E通过激活MAPK和NF-κB通路诱导Th2细胞应答，IL-17C诱导NF-κB激活参与自身免疫病进展等[5]。近年研究发现，IL-17还参与多种自身免疫相关疾病的进展，如银屑病、类风湿性关节炎、克罗恩病等[6]。在某些纤维化疾病的组织和血清中，IL-17的表达水平均显著上升。因此，以IL-17及其受体作为治疗靶点可能为CP治疗带来更多曙光。

二、IL-17在CP病程中的作用机制

IL-17作为一种促炎因子广泛参与肺[7]、皮肤[8]、肝脏[9-10]、肾脏[11-12]及心脏[8]等炎症和纤维化进程。在慢性炎症过程中，中和IL-17破坏炎症部位募集因子并打破IL-17介导的正反馈通路，可抑制炎症进展[13]。IL-17在CP中的分子机制尚不明确。目前研究发现，IL-17A在小鼠CP模型中显著上调，并可能通过诱导小鼠PSC表达IL-6、IL-1β及TGF-β等促炎细胞因子从而促进胰腺纤维化[14]。当各种因素刺激并诱发CP胰腺组织中IL-17A及IL-17RC上调，IL-17A与PSC上的两受体结合后在相关因子的协同作用下引发一系列级联反应，激活包括 NF-κB、MAPK及C/EBP等信号通路，促进PSC活化并分泌大量IL-6、IL-1β及TGF-β等促炎细胞因子。炎症因子通过建立慢性炎症微环境，进一步促进ECM合成，加重胰腺纤维化进展[15]；同时，细胞因子还可通过诱导Th17的增殖或分化，加重胰腺纤维化进程。TGF-β、IL-6以及STAT3信号通路诱导Th17分化，而IL-1β则通过与Th17上的IL-1R1结合，促进其Th17增殖及分泌IL-17[16]。Sasikala等[17]发现，通过抑制T细胞介导的免疫稳态的关键调节因子BACH2可改变免疫稳态，导致T细胞向Th17分化，进而加重CP。Zhao等[15]发现，干扰素基因STING信号通路(cGAS-STING通路)在调节适应性免疫反应和CP进展中发挥重要作用，通过激活该信号通路抑制Th17，从而减少IL-17A的生成，抑制胰腺纤维化进展，该研究提示STING激动剂有望为CP 治疗提供更多证据。

三、IL-17在CP治疗中的作用

CP发生时，胰腺间质中Th17细胞显著高表达，Th17分泌IL-17并与PSC中IL-17受体结合，通过激活ERK1/2，上调纤维化基因(如α-SMA和FN1)、IL-6和基质金属蛋白酶表达等，参与胰腺纤维化进展[14]。因此，以Th17细胞为靶点并从其分化等角度干预，为CP治疗提供新的可能。

1．抑制Th17细胞的分化：抑制Th17细胞的分化能够减少IL-17分泌，延缓CP进展。TGF-β和IL-21或IL-6通过诱导转录因子视黄酸受体相关的孤核受体γt(retinoic acid-related orphan receptor γt，RORγt)表达，促进Th17细胞分化[13]。目前抑制Th17分化的药物主要包括靶向IL-23和RORγt的抑制剂。IL-23由含IL-23特异性p19亚基和与IL-12共有的常见p40亚基组成，其抑制剂为针对IL-23 p19亚基的特异性抗体，包括tidrakizumab、guselkumab、CNTO1959、AMG139、LY3074828和BI 655066等，分别抑制IL-17A、IL-17F、IL-21及IL-22的合成。而针对RORγt转录活性的抗体主要包括SR1001、熊果酸和地高辛等，SR1001仍处于动物实验阶段，而熊果酸和地高辛脱靶风险较高[18]。有研究发现，抑制BACH2联合Th17极化条件(TGF-β和 IL-6 升高)后，可能导致CD4+T 淋巴细胞向致病性Th17细胞的分化，促进胰腺纤维化进展，该结果提示，开发BACH2抑制剂可能为CP治疗提供一定的前景[17]。

2．抑制Th17细胞极化：Th17细胞的极化是T细胞分化的必然过程，其程度可以影响T细胞的分化结果[19]。在CP中，STING信号通路通过调节适应性免疫应答，减少胰腺组织中的CD45阳性细胞浸润，尤以Th17细胞为著。有研究表明，活化STING通路可抑制Th17极化，而下调STING则促进IL-17A分泌及胰腺组织中α-SMA、FN1表达。该研究提示，STING激动剂有望通过调控Th17发挥抗纤维化作用。在自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型中，氨基氧乙酸选择性抑制谷氨酸草酰乙酸转氨酶 1使Th17极化为诱导性调节T细胞(iTreg)，缓解疾病进展[20]，该研究为靶向谷氨酸依赖的代谢途径治疗Th17介导的免疫疾病提供新的策略。

3．靶向IL-17的结构蛋白： IL-17通过介导SEFIR依赖性作用将ACT1募集到IL-17受体，激活NF-κB、C/EBP及MAPK信号通路。IL-17-ACT1介导的信号通路促进炎症相关细胞因子TNF-α、IL-6、CSF2及趋化因子CXCL1等的分泌；热休克蛋白90( heat shock protein 90，HSP90)作为一种分子伴侣，主要参与蛋白折叠和组装，可在蛋白水平上维持ACT1的完整性，抑制HSP90导致ACT1的蛋白酶体降解，降低IL-17活性[21]；ACT1的SEFIR域通过形成ACT1-RNP复合物促进IL-17释放，特异性结合SEFIR域的核酸适体已被证实在严重哮喘和IL-17A依赖性皮肤炎症上发挥重要疗效[21]。目前针对IL-17A的抗体主要包括Secukinumab、Ixekizumab、CNTO 6785、CJM112及BCD085等[22-25]，其中，Secukinumab已获得美国食品和药物管理局及欧洲药品管理局批准用于治疗银屑病。此外，针对IL-17A和IL-17F的抑制剂，如Bimekizumab和ALX-0761等也正处于临床试验阶段，部分研究已发现其在风湿病、银屑病中具有较好的疗效[6]。

4．抑制IL-17协同的细胞因子：IL-17与其他炎症因子，如IL-22、IFN-γ、TNF-α及GM-CSF等协同作用，构成正反馈回路，促进炎性递质的产生与募集，加重炎症反应。(1)IL-17与TNF-α协同作用，诱导膜蛋白NF-κB配体的受体激活剂的表达，参与组织重塑和树突状细胞成熟。IL-17和TNF-α抑制剂联合应用已在关节炎治疗中显示出更好的疗效。此外，通过改变与IL-17协同的细胞因子环境来抑制IL-17促炎的信号转导，并以此开发双特异性分子，如ABT-122和COVA322，已被应用于银屑病关节炎和风湿性关节炎的二期临床试验[26]。在CP模型中，尚无此类双特异性分子的应用研究，从组合抑制剂角度着手，或许能够给CP治疗带来新的可能。(2)IL-17与IκB-z(NF-κB抑制剂)建立正反馈通路，IL-17诱导IκB-z的mRNA和蛋白质表达，而IκB-z协同NF-κB激活IL-17靶基因，且IκB-z抑制miR-23b以促进IL-17下游基因的表达。可见IκB-z为IL-17信号通路的中央调节剂，识别对IL-17介导炎症反应重要的IκB-z靶基因可能是未来研究的一个方向。针对性敲除IκB靶基因或可有效抑制IL-17介导的炎症反应。因此，其可能在抗胰腺纤维化中具有一定的作用。(3)在T细胞受体和Dectin信号通路中，CARD家族蛋白与BCL-10和黏膜相关淋巴组织淋巴瘤转位蛋白1 ((mucosa-associated lym-phoid tissue 1， MALT1)结合，促进NF-κB通路激活。阻断MALT1对IL-17-TNF-α-角质细胞中的复合信号调节有部分抑制作用[16]。(4)IL-17可激活MAPK通路，而双特异性磷酸酶1( dual specificity phosphatase 1，DUSP1)是MAPK信号失活的重要途径之一。通过上调DUSP1来抑制IL-17信号介导的MAPK途径，为延缓CP进展的研究提供又一思路[27]。

5．靶向IL-17R：IL-17R家族成员的胞外区域包含两个纤连蛋白Ⅲ样(fibronectin, FN)结构域，其中IL-17RA 的FN2结构域介导IL-17R复合物的预组装。该基序的功能类似在TNF-α受体家族中发现的“配体装配前结构域”，可能成为操纵IL-17受体装配或阻断的另一种潜在方式[27]。IL-17RA抑制剂如Brodalumab等，通过阻断由IL-17A、IL-17F和IL-17A/F介导的促炎作用，也阻止了由IL-25(IL-17E)介导的抗炎反应[4]。由IL-17R与不同亚型IL-17结合发挥的作用可能打破IL-17介导的抗炎-促炎平衡，在控制疾病进展的同时产生一定的不良反应。

综上所述，IL-17为具有多种功能的细胞因子，在抵抗细胞外细菌和真菌的感染、参与炎症的发生与发展等方面均发挥重要的作用，在宿主防御中有重要价值。IL-17通过激活炎症反应，加重CP胰腺纤维化的进展，对其进行抑制或靶向治疗对CP患者有益。但对IL-17的过度抑制或使其完全缺失都会增加患者机会性感染的风险。如何进行恰到好处的干预，即依靠其免疫抑制作用实现对胰腺纤维化的抑制，又能将不良反应控制在较低的水平，是目前推动IL-17抑制剂应用于CP治疗中的关键问题。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突