白細胞介素－６及其受體與食管癌的關系研究進展

【關鍵詞】 白細胞介素-6；白細胞介素-6受體；食管癌

文章編號：1003-1383(2007)02-0199-03中圖分類號：R 735.1文獻標識碼：A

白細胞介素-6（IL-6）的研究始于上世紀80年代初，曾經被命名為β2-干擾素（IFN-β2）［1］、雜交瘤/漿細胞瘤生長因子（HPGF）、B細胞分化因子（BCDF）、B細胞刺激因子-2（BSF-2）、溶細胞性T細胞分化因子（TCDF）、26 KDa誘導蛋白和肝細胞刺激因子（HSF）等［2］。從發現至今國內外學者對其結構、生物學特性、作用機制及臨床應用等做了大量研究，進一步對這些物質的純化鑒定和基因結構分析，已證實為同一種蛋白體，現統稱為IL-6［3］。由于IL-6所具有的廣泛的生物學活性和潛在的臨床應用前景，受到廣泛關注，現綜述IL-6及其受體與食管癌關系的研究進展。

IL-6及其受體的結構特點

IL-6分子量為21—26 KD，由212個氨基酸殘基組成，包括28個氨基酸殘基的信號序列，成熟的IL-6是一種由184個氨基酸殘基組成的糖蛋白。人IL-6基因與小鼠之間同源性為65%，人IL-6基因定位于第7號染色體短臂21區（7p21），全長5 kb，含5個外顯子和4個內含子，啟動子區含有多個不同的調控元件，包括核轉錄因子-κB（NF-kB）、核轉錄因子-IL-6 （NF-IL-6）、糖皮質激素、性激素等。后兩種調控元件可抑制啟動子區活性，但糖皮質激素與性激素不能直接與IL-6基因結合，而是通過形成的受體-配體復合物與核轉錄因子-IL-6、核轉錄因子-кB結合后，抑制IL-6基因啟動子區活性。在除淋巴細胞以外的細胞中，IL-1、TNF可通過核轉錄因子-кB誘導IL-6基因表達。該基因有3個轉錄起始位點（ATG）和3個TATA樣序列（TATA盒），ATG上游300 bp左右的5′端非編碼區包含了絕大部分IL-6基因表達的調控序列如NF-kB、NF-IL-6結合位點等，這些位點與相應的核轉錄因子結合后，可調節基因表達。從人T細胞株克隆的IL-6cDNA約1000—1100 bp，含一個開放閱讀框架，從起始密碼ATG到終止密碼TAG，共有211個三聯體密碼子，可編碼完整的IL-6蛋白。IL-6型細胞因子的受體分兩種：一種是非信號α受體，包括IL-6Rα、IL-11Rα、CNTFRα、CT-1Rα（R代表受體）。一種是信號轉導受體，包括gp130、LIFR、OSMR。IL-6細胞因子必須與各自特異的受體結合后再與gp130結合，而后gp130分別與gp130或LIFR或OSMR同源/異源二聚化后促進信號轉導，可激活JAK-STAT（信號轉導和轉錄激活因子）或rasMAPK(有絲分裂原活化蛋白激酶)等信號通路［4］。sIL-6R即可溶性IL-6R。膜IL-6受體（IL-6R）由二條鏈即80 KDа的糖蛋白（IL-6αR）和130 KDа的糖蛋白（IL-6βR）組成。膜IL-6αR裂解產生循環的55 KDа即為可溶性IL-6R（sIL-6R）。IL-6Rα和gp130均含有膜結合型和可溶型兩種蛋白，因此IL-6可溶型的IL-6Rα復合物可隨血循環到達全身各處與表達gp130的細胞結合。

IL-6及其受體的生物學活性

IL-6是由單核細胞、吞噬細胞、T細胞、B細胞、血管內皮細胞、成纖維細胞和其他細胞對IL-1和少量TNF-α起反應時全成的多效性細胞因子［5］。早期研究表明IL-6與其受體（IL-6R）結合后，識別信號轉導成分gp130，三者合成有生物活性的復合體，激活細胞內多種激酶，導致蛋白磷酸化和基因表達，發揮生物活性作用［6—8］：①促進B細胞增殖分化和分泌抗體：高分泌的IL-6能顯著地提高淋巴細胞增殖反應，誘導B細胞增殖、分化并促進其產生、分泌抗體；IL-6參與IL-4介導的IgE的合成，增強特異性的B細胞自發地合成IgE，這可能與變態反應或各種自身免疫性疾病及某些腫瘤的發生有一定關系。②促進T細胞增殖和細胞毒T細胞分化：在IL-2存在條件下，可促進成熟和未成熟T細胞分化為細胞毒性T淋巴細胞（CTL），促進T細胞增殖和細胞毒T細胞分化，但IL-1、IL-6、IFN-r聯合作用阻斷腎上腺糖皮質激素對T細胞增殖的抑制作用。③誘導肝細胞合成急性期蛋白：IL-6可促成纖維細胞增殖，對肝細胞或貯脂細胞，發揮絲裂原作用；對肝細胞產生急性期蛋白也有很強的誘導作用。④作為內源性致熱原參與炎癥反應：IL-6可誘導炎癥反應，引起機體發熱、白細胞增多、血管通透性增高。⑤促進凝血、造血系統具有廣泛效應：IL-6能激活造血細胞，促進造血細胞增殖、分化；刺激巨核細胞和多能干細胞及造血干細胞增殖，促進血管內皮細胞的生成及凝血效應。⑥具有抗瘤效應：增強自然殺傷細胞（NK細胞）和增強LAK細胞及CTL的殺瘤活性。活化的單核細胞是血液中IL-6的主要來源，機體發生炎癥時單核細胞和巨噬細胞是最早產生IL-6的反應細胞。一些腫瘤細胞也能產生IL-6，如漿細胞瘤、骨髓瘤、腎癌細胞瘤、Kaposi肉瘤、乳房癌、卵巢癌、胃癌、食管癌等的細胞。可溶性白細胞介素6受體（sIL-6R）可以與IL-6起協同作用，增強IL-6的的生物效應。近年的實驗表明，IL-6及受體(IL-6R)存在于食管磷癌組織不同部位和細胞中，并發揮著一定生理作用［9］。

IL-6及其受體基因多態性

研究已經證實在IL-6基因5′端非編碼區及3′端均存在多態性。IL-6基因具有許多單核苷酸多態性位點：例如啟動子區位點572G/C、573G/C、634C/G、174G/C、597G/A等；IL-6基因還有許多5′側翼區域及3′側區域數目變異串聯重復等多態性。Fishman［10］研究表明在IL-6基因5′端啟動子區域-174位點存在G/C替換單核苷酸多態性（SNPs），這種多態性可被三種限制性內切酶SfaNI、 Hsp92IIT和 NIaIII 所識別；而-373—-392位點AnTn處則存在AnTn多態性，這種多態性因A、T的數目不同共有六種構形：A₈T₁₂、A₉T₁₁、 A₉T₁₀、A₁₀T₉、A₁₀T₁₀、A₁₀T₁₁。Terry等［11］通過對IL-6基因編碼區及其上下游序列的研究，發現其基因多態性主要為啟動子區的-597G/A、-572G/C、-174G/A、-373AnTn。研究認為這些多態性影響體內IL-6的多少進而可能與多種疾病發生有關。多位學者發現-174G/C等位基因C攜帶者的血漿中IL-6濃度明顯低于G攜帶者，IL-6濃度受其基因轉錄的影響［10］，同時通過轉染觀察基因結構的表達發現，等位基因G的表達明顯高于等位基因C，迄今為止，已發現IL-6-174及-634C/G位點多態性與多種相關疾病如多發性骨髓瘤、冠心病、心肌梗死、關節炎、2-型糖尿病、胰島素抵抗等的易患性和/或臨床表現有關聯。Feng等［12］在細胞培養中發現，IL-6基因啟動子區位點573為CC基因型個體內骨密度與IL-6水平及類破骨細胞多核細胞形成相關。有學者認為，IL-6基因-572C/C多態性與EH(原發性高血壓)病有關系。研究發現IL-6R基因的第5外顯子C等位基因攜帶者的血清中IL -6R非常高，而在其啟動子區域的C等位基因攜帶者其血清IL-6R低［13］。有些病毒產生的IL-6能直接與gp130結合，達到抑制人體自身正常細胞的IL-6與IL-6R結合的能力，從而促進一些腫瘤細胞的生長。國外關于IL-6多態性與疾病關系的研究較多，不同研究者的結論不盡相同，可能與所選研究對象的地域性及種族、疾病標準、病例數等因素有關。

IL-6及其受體與食管癌的關系

1.IL-6及其受體在食管癌中的生長轉移及表達 近年來發現，與IL-6有關的腫瘤往往伴有血清IL-6水平增高及受體表達異常。提示IL-6及其受體的平衡失調會影響機體整個內環境的穩定，進而導致免疫功能的紊亂，直至誘導腫瘤的發生和發展。有研究報道［10］，IL-6是骨髓瘤細胞的關鍵性生長因子， IL-6和IL-6受體的表達失調是骨髓瘤發生的主要機理，無論在體內或體外，骨髓瘤細胞均有依賴IL-6而自分泌生長；多種腫瘤細胞或細胞系如Ａ549肺癌、Ｔ24膀胱癌及心房粘液瘤細胞，子宮頸癌細胞均能表達IL-6ｍＲＮＡ并分泌IL-6。國內有研究結果顯示［14］：①食管癌患者血清IL-6水平明顯高于正常對照組；②低分化腺癌及鱗狀細胞食管癌患者的血清IL-6水平高于中、高分化腺食管癌患者IL-6水平；③食管癌患者手術后血清IL-6水平較手術前明顯下降，具有統計學意義。這說明血清IL-6水平與食管癌的臨床分期、癌細胞分化程度以及治療效果有關，血清IL-6水平的高低可在食管癌患者手術前預測其愈后。已證實［15］，IL-6參與了許多疾病的病理過程，亦是許多腫瘤的腫瘤性生長因子，sIL-6Ｒ可以與IL-6起協同作用，參與食管癌的發生與發展。研究發現［16］，食管癌早期（Ⅰ—Ⅱ）患者組和食管癌晚期（Ⅲ—Ⅳ）患者組血清IL-6、sIL-6R水平均顯著高于正常對照組，晚期患者較早期升高，且隨腫瘤分期增加而增高，術后轉移組IL-6、sIL-6R水平再度升高，手術后轉移組血清IL-6及sIL-6R水平與無轉移組相比仍有顯著性差異，轉移組患者IL-6及sIL-6R水平持續異常，此變化與病情的惡性及轉移可能有關。

2.IL-6及其受體在治療和診斷中的應用 Kaferina等［9］用生物活性法檢測食管癌患者術前及術后血清IL-6的活性，并與正常對照組比較，認為血清IL-6活性隨腫瘤分期的升高而增加。血清IL-6在食管癌患者機體免疫方面具有重要作用，食管癌患者血清IL-6水平在一定程度上反映了食管癌細胞分化程度及侵襲轉移能力，因此，可以把它作為食管癌診斷的一個有效的輔助指標。也可以把它作為食管癌免疫療效、術前評估食管癌患者腫瘤的發展進程、預后及復發狀況的一個重要觀察指標。最近的實驗研究表明［16］：食管癌患者血清中IL-6、sIL-6R水平明顯高于正常人組，顯現出高度的表達，提示IL-6及其受體的平衡失調會影響機體整個內環境的穩定，進而導致免疫功能的紊亂，直至誘導腫瘤的發生和發展。術后6個月隨訪轉移組IL-6、sIL-6R水平再度升高，手術后轉移組血清IL-6及sIL-6R水平與無轉移組相比有顯著性差異，轉移組患者IL-6及sIL-6R水平持續異常，此變化與病情的惡性及轉移可能有關。手術后無轉移組IL-6、sIL-6R持續低水平，與手術前比較仍具有顯著性差異，這一結果說明：食管癌患者血清中IL-6、sIL-6R高表達既可以反映食管癌患者的免疫抑制狀態和判斷治療效果，也可以作為診斷惡性腫瘤的一項新的生物學標準。進一步研究顯示，自Ⅲ—Ⅳ期， IL-6、sIL-6R水平依次升高，而且與轉移程度變化有關，表明食管癌患者不能抑制巨噬細胞和腫瘤細胞表達IL-6ｍRNA并分泌IL-6。sIL-6R與其它細胞因子的可溶性不同，它非但不是膜受體的拮抗劑，反而是膜受體的激動劑，對IL-6功能起增強作用。因此食管癌患者外周血IL-6、 sIL-6R水平顯著升高，測定及動態觀察對于判斷食管癌病情進展具有重要臨床價值，同時也為免疫調節的應用提供了理論依據。

總之，IL-6能增強免疫細胞和細胞因子的抗腫瘤作用，其通過Fas依賴性途徑介導細胞凋亡，并能抑制腫瘤血管生成和抑制腫瘤生長，在腫瘤免疫中起著重要的作用。此外，食管癌患者外周血中sIL -6R表達水平也有改變，這種改變在食管癌各期之間有所不同。因此，研究食管癌患者體內IL -6表達水平的變化和sIL-6R在腫瘤免疫中的作用，對臨床工作具有指導意義。

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