细胞因子对解痉多肽表达化生调控作用的研究进展

杨 天 栗凤霞

胃癌的发病率和病死率均位居恶性肿瘤前列，全球每年诊断为胃癌的人数约为103 万[1]。1965 年Lauren 根据胃癌的组织学结构和生物学行为将其分为肠型和弥漫型[2]。中国是胃癌的高发地区，且肠型胃癌的发病率高于弥漫型胃癌[3]。Correa 级联反应理论提出胃癌是由正常胃黏膜经过炎症、化生和异型增生这一系列病理改变而形成的[4]。解痉多肽表达化生（SPEM）是一种不同于肠化生的新型胃腺体化生方式，并且其与胃癌密切相关。SPEM 是胃黏膜受损后出现的一种以胃窦深部腺体表达三叶因子2（TFF2）为主要特征的胃腺体化生，SPEM 细胞主要来源于主细胞的转分化[5]。SPEM 发生于肠化生之前，为癌前病变的初始步骤，可以进展为肠化生。随着SPEM 细胞增殖活性增强及肠道基因表达水平升高，SPEM 向肠化生表型进展，研究者们将之定义为晚期SPEM[6]。SPEM 与炎症之间存在联系，在SPEM 发生、进展的过程中IL-17A、TNF-α 等细胞因子的水平发生显著变化，研究者们通过开展动物实验和临床研究以探究这些细胞因子在SPEM 中发挥的作用，使用了包括TxA23 小鼠（一种自身免疫性胃炎模型小鼠）、Hip1r 缺陷小鼠、K19-C2mE 小鼠在内的SPEM 模型小鼠及诱发SPEM 的药物（如DMP-777、L635 和他莫昔芬等）[7]。本文就细胞因子对SPEM 调控作用的研究进展作一综述。

1 促进SPEM 的细胞因子

1.1 IL-17A

IL-17 有6 个家族成员，其中IL-17A 是IL-17 家族原型成员[8]。IL-17A 由多种细胞分泌，如Th17、γδT17 细胞、NK 细胞、巨噬细胞、树突状细胞和肥大细胞等[9]。IL-17A 受体由IL17RA 和IL17RC这2 种蛋白质组成，可在多种细胞表面表达[10]。IL-17A 与其受体结合后可诱导促炎因子（如细胞因子IL-1、IL-6 和单核细胞趋化蛋白-1）表达，从而发挥促炎作用[8]。

幽门螺杆菌（Hp）感染是慢性胃炎发生的主要原因，机体感染Hp后，胃黏膜组织中的IL-17AmRNA 表达水平显著升高，且IL-17A＋细胞频率与炎症评分呈正相关，这提示IL-17A 可能可以促进Hp感染后的慢性炎症反应[11]。Dixon 等[12]的研究发现，小鼠感染Hp后胃黏膜组织中IL-17A和IL-22的mRNA 表达水平均升高；同时，这2 种细胞因子具有协同作用，可促进中性粒细胞浸润，导致慢性炎症。慢性炎症是导致胃腺体化生的重要因素，因此IL-17A 可能可以促进胃腺体化生（尤其是SPEM）的发生。小鼠胃腺体壁细胞表达IL-17A受体，TxA23 小鼠体内IL-17A 过度表达可促使壁细胞内caspase-3 激活，引起壁细胞凋亡和SPEM 细胞增加；中和IL-17A 可抑制壁细胞凋亡及SPEM 进展，这表明IL-17A 可能可以通过诱导壁细胞凋亡而促使SPEM发生[12]。另有研究发现，与健康人群相比，胃癌患者外周血中Th17 细胞频率及其分泌的细胞因子IL-17A 水平均显著升高，且胃癌发生远处转移者的Th17 细胞频率高于未发生转移者，这提示IL-17A 可能可以在胃癌的发生和进展中发挥作用[9]。

IL-17A 在慢性胃炎中可能可以发挥抑炎作用。研究表明，给予慢性胃炎模型小鼠IL-17A 中和抗体后，小鼠胃黏膜组织中促炎细胞因子的表达水平升高，且Th1 相关细胞因子干扰素-γ（IFN-γ）mRNA 和TNF-αmRNA 的表达水平均显著升高，这提示IL-17A 可能可以通过抑制Th1 相关细胞因子表达以发挥抑炎作用[8]。

IL-17A 在慢性胃炎、胃腺体化生尤其是SPEM，以及胃癌的发生、进展中发挥着重要作用，但是该过程的具体机制仍未明确，尚待进一步研究。

1.2 IFN-γ

慢性胃炎可导致胃腺体壁细胞丢失及胃腺体化生，这一组织学变化是胃炎进展为胃癌的关键步骤，Ⅰ型变态反应是驱动这一步骤的关键因素[13]。IFN-γ 是Th1 型免疫应答的关键组成部分，其一般由活化的T 细胞和NK 细胞分泌，可刺激CD4＋初始T 细胞（Th0）向Th1 分化。

Hip1r 缺陷小鼠是一种可出现SPEM 的模型小鼠。随着小鼠月龄的增长，Hip1r 缺陷小鼠的胃腺体出现广泛的炎症细胞浸润及SPEM，同时还可检测到IFN-γ基因表达显著上调；进一步使用Hip1r/IFN-γ 双突变小鼠（小鼠Hip1r、IFN-γ 均存在缺陷）探索IFN-γ 对SPEM 的作用，结果显示与同月龄Hip1r 缺陷小鼠相比，Hip1r/IFN-γ 双突变小鼠胃腺体的炎症反应明显减轻，且未出现SPEM[14]。TxA23 小鼠在12 个月龄时出现萎缩性胃炎和SPEM，伴随IFN-γ、IL-17A 等促炎细胞因子表达上调；敲除TxA23 小鼠的IFN-γ基因后，其胃黏膜的炎症反应明显减轻，未见胃腺体壁细胞明显丢失，也未出现SPEM，这提示IFN-γ 可能可以促进慢性萎缩性胃炎和SPEM 的进展[13]。

IFN-γ 不仅可以加重胃内的炎症反应并引发SPEM，还可以促进肿瘤发生。Syu 等[15]使用胃体过表达IFN-γ 的H/K-IFN-γ转基因小鼠研究IFN-γ 对胃黏膜的作用，结果显示H/K-IFN-γ转基因小鼠胃体内IFN-γmRNA 表达水平显著升高，胃体黏膜增厚，壁细胞和主细胞数量显著减少，TFF2 阳性的SPEM 细胞数量显著增加，小鼠胃窦部出现肿瘤。研究发现，IFN-γ 诱导的SPEM 细胞增殖活性较强，可促使SPEM 向肠化生进展[6]，这提示IFN-γ 与晚期SPEM 密切相关。

此外，IFN-γ 不仅自身可引起胃黏膜病变，其也可以促使Th1 相关细胞因子（如TNF-α、IL-12、IL-1 和IL-6 等）产生[16]，从而形成复杂的细胞因子网络和持续的炎症反应，进一步引发SPEM 和胃癌。

1.3 TNF-α

TNF-α 一般由单核细胞和巨噬细胞分泌，T 淋巴细胞受到炎症刺激后也可分泌TNF-α。TNF-α 在调节免疫应答、诱导细胞凋亡等过程中发挥着重要作用，其也可参与慢性胃炎、SPEM 及胃癌的发生和进展。

K19-C2mE 小鼠是一种炎症依赖性增生性肿瘤模型小鼠，该模型小鼠的胃体内可出现SPEM 及与炎症相关的增生性肿瘤。研究表明，K19-C2mE 小鼠胃癌细胞中多种促炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6 等）的mRNA 表达水平均显著升高；该研究进一步对K19-C2mE 小鼠的上述细胞因子分别进行了基因敲除，结果发现仅敲除了TNF-α基因的K19-C2mE 小鼠出现胃黏膜厚度减少及黏膜下层炎症反应减轻，SPEM 显著缓解，增生性肿瘤受到显著抑制[16]，这表明TNF-α 可能可以引发SPEM，并促使SPEM 进展为增生性胃癌。

1.4 IL-33

IL-33 是IL-1 家族成员，其广泛分布于各种细胞中，尤其是抗原提呈细胞（如巨噬细胞），其受体致癌抑制因子2（ST2）在多种细胞[如2 型先天淋巴细胞（ILC2）]的表面表达[17]。

研究发现巨噬细胞是SPEM 进展至晚期所必需的，巨噬细胞在胃腺体壁细胞丢失后浸润至胃黏膜，促使SPEM 进展[18]。经L635 处理后的野生型小鼠可出现以增殖性SPEM 细胞为主要特征的晚期SPEM，而巨噬细胞耗竭的小鼠经L635 处理后所产生的增殖性SPEM 细胞数量减少。Petersen 等[6]通过RNA 测序发现，浸润晚期SPEM 小鼠胃黏膜的巨噬细胞主要为M2 型巨噬细胞，IL-33 在该细胞中表达显著上调；该研究进一步对IL-33 基因敲除（IL33-KO）小鼠进行L635 处理，结果显示小鼠胃腺体SPEM 明显缓解，少见增殖性SPEM 细胞，浸润胃黏膜的巨噬细胞数量未发生显著变化，但与晚期SPEM 相关的M2 型巨噬细胞数量显著减少，且对IL-33 受体缺失（ST2-KO）小鼠进行L635 处理后，其也表现出与经处理后IL33-KO 小鼠相似的情况，这提示IL-33 可能可以促使SPEM 进展和巨噬细胞极化。

当机体出现胃损伤时，IL-33 分泌增加，可促进ILC2 在胃腺体内聚集，并刺激ILC2 产生IL-13、IL-4 和IL-5 等Th2 相关细胞因子，参与调节Th2 型免疫反应，促使SPEM 进展、巨噬细胞极化及嗜酸性粒细胞募集[6]。研究发现，使用L635 处理野生型小鼠后，可诱导小鼠发生SPEM，位于胃腺体基部附近的ILC2 数量显著增加，而经L635 处理后IL33-KO 小鼠胃腺体中ILC2 数量减少，这提示IL-33 可能可以诱导ILC2 的产生[6]。此外，该研究还对使用ILC2 抗体后的小鼠进行了L635 处理，结果显示IL-13、IL-5、IL-4 和IL-9 等促炎细胞因子的表达受到抑制，TFF2 阳性的SPEM 细胞数量减少，浸润胃黏膜的嗜酸性粒细胞及M2 型巨噬细胞数量均显著减少，这提示在IL-33/ILC2/IL-13 信号通路中ILC2 影响着机体SPEM 的进展、胃黏膜嗜酸性粒细胞的浸润及巨噬细胞的极化[6]。

IL-33 信号通路的下游细胞因子IL-13 也可引发SPEM。有研究对ST2-KO 小鼠进行了L635 处理并给予10 μg 重组小鼠IL-13，结果显示小鼠SPEM 细胞数量显著增加，同时检测出巨噬细胞和少数M2型巨噬细胞浸润胃黏膜，但未发现增殖性SPEM 细胞，这提示IL-13 可能可以引发SPEM[6]。

2 抑制SPEM 的细胞因子

2.1 IL-27

慢性萎缩性胃炎患者的胃黏膜有多种免疫细胞（如巨噬细胞和树突状细胞等）浸润，这些细胞可分泌抑炎细胞因子IL-27，IL-27 与胃黏膜内的CD4＋T 细胞表面的IL-27 受体作用后，可抑制CD4＋T 细胞所介导的胃黏膜炎症反应，从而减轻胃腺体的萎缩和化生程度。

研究发现，在TxA23 小鼠胃组织标本中可观察到轻度萎缩和斑片状分布的SPEM[19]。由Ebi3-/-小鼠与TxA23 小鼠杂交而成的TxA23xEbi3-/-小鼠是一种可以出现自身免疫性胃炎而不表达IL-27和IL-35 的模型小鼠，研究表明，TxA23xEbi3-/-小鼠整个胃体均可见弥漫分布的SPEM，且胃体内细胞增殖标志物Ki-67 呈高表达[19]。胰十二指肠同源盒-1（PDX-1）是一种胃窦特异性核蛋白，PDX-1 的表达水平可反映胃部组织的化生程度[20]，TxA23xEbi3-/-小鼠的整个胃体均可观察到PDX-1阳性腺体。与TxA23 小鼠相比，TxA23xEbi3-/-小鼠表现出更严重的胃黏膜炎症及SPEM，且其发生胃上皮内瘤变的速度更快；使用重组IL-27 处理TxA23xEbi3-/-小鼠后，小鼠胃腺体萎缩、上皮化生和炎症浸润的程度均明显减轻，SPEM 受到明显抑制[19]，这表明IL-27 可能可以抑制SPEM 尤其是晚期SPEM 的进展，从而在慢性胃炎向胃癌进展的过程中发挥重要作用。

2.2 IL-10

IL-10 是一种抑炎细胞因子，其可通过抑制细菌感染继发的炎症反应以保护机体黏膜。胃黏膜组织分泌的IL-10 可通过下调炎症反应过程中细胞介导的免疫反应和细胞毒性反应，在炎症反应中发挥着重要的调节作用。

Lee 等[21]向健康小鼠注射他莫昔芬诱导壁细胞凋亡，以引发SPEM，结果显示随着壁细胞的凋亡，IL-10 mRNA 的表达水平显著降低，同时壁细胞与IL-10 荧光染色呈现出共定位，而随着壁细胞数量恢复至正常水平，IL-10 mRNA 的表达水平逐渐升高，SPEM 被逆转，这提示IL-10 的表达可能受到壁细胞凋亡的影响。由于IL-10 是一种抑炎细胞因子，其可能是通过抑制炎症反应、维持黏膜稳态以抑制SPEM 的进展，此外，其可能可以在胃癌早期阶段通过抑制SPEM 的发生以发挥其潜在的治疗作用。但目前尚缺乏直接证据可证明IL-10 具有抑制SPEM 发生的作用。

3 总结与展望

SPEM 是胃炎向胃癌进展过程中的一个特殊阶段，在该过程中IL-17A、IFN-γ、TNF-α 和IL-33发挥促炎作用，而IL-27 和IL-10 则发挥抑炎作用。免疫微环境中细胞因子的类型和数量决定了炎症反应的严重程度、上皮化生的类型，以及疾病是否会进展为肿瘤，因此了解SPEM 进展过程中细胞因子的作用对于抑制SPEM 向胃癌进展具有重要意义。今后仍需进一步探究细胞因子对SPEM 的调控作用及其机制，为抑制SPEM 的发生及其向胃癌的进展提供理论依据。