IL-1β和IL-6在結直腸癌患者中的表達及意義

劇雪華

結直腸癌是最常見消化道惡性腫瘤，在世界范圍內，其發病率男性居第3位、女性居第2位;其癌癥相關病死率在惡性腫瘤中位居第四位［1］。每年全世界約有120萬結直腸癌新發病例，并有60.9萬人因該病而死［1］。由于早期的診斷和(或)治療，在全世界范圍內，結直腸癌的病死率近年來有減低的趨勢。經濟發展使人民的飲食和生活習慣、環境發生改變，這促使我國我國結直腸癌的發病率逐漸增高，病死率也隨之上升，目前我國結直腸癌發病率為29.44/10萬，病死率為14.23/10萬，嚴重威脅我國城鄉居民生命與健康［2］。因此深入探討結直腸癌發生發展的發病機制對于降低其發病率和病死率具有重要意義。結直腸癌發病的確切病因及具體機制尚不十分確定，目前公認的“腺瘤—腺癌”假說提出結直腸癌的發生發展是一個多步驟、多階段過程，即結直腸癌的發生是正常腸上皮一增生改變、微小腺瘤-早期腺瘤-中期腺瘤-晚期腺瘤-癌-癌轉移的演變過程［3］。在這個過程中已證實有一系列遺傳基因發生了突變，如在大腸癌發生過程中的不同階段出現癌基因如K-ras、C-myc等的突變或過表達，抑癌基因如APC、DCC、MCC、P53、P16等的缺失或突變、MSI(microsatellite instability)頻率變化以及CEA的過表達等［3，4］。本研究旨在探討白介素 1β (IL-1β)和白介素-6(IL-6)在結直腸癌進展中的作用，用ELISA檢測了結直腸癌患者外周血、正常黏膜組織和腫瘤組織培養液中IL-1β和IL-6水平的變化情況，并分析它們與臨床病理特征的相關性。研究兩者在結直腸癌組織的表達及其與臨床病理特征的關系，初步評價兩者在結腸癌發生發展中的作用與意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇我院2010年5月至2013年4月結直腸癌患者56例，其中男28例，女28例;年齡43～86歲，平均年齡(65±12)歲。患者在標本收集前均未經任何治療。所有病例均經病理診斷證實且確定其病理分型。選擇同期我院健康體檢者24例作為對照組，其中男12例，女12例;年齡42～83歲，平均年齡(63±12)歲。本研究經過醫院醫學研究倫理委員會批準，且所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 主要試劑 IL-1β和 IL-6 ELISA試劑盒購自eBioscience公司。

1.3 標本收集 所有受試對象于清晨抽取空腹外周血5 ml，3 000 r/min，離心15 min，收集血清置于于-80℃冰箱備檢。正常黏膜組織和癌組織來自29例手術切除的結直癌患者，其中正常黏膜組織至少離癌組織5 cm。

1.4 組織培養 將新鮮分離的正常黏膜組織和腫瘤組織分別剔取脂肪和血塊后，稱重，用加雙抗的D-Hank’s液清洗3次，用手術剪將組織剪成小快，放入24孔培養板中，往每孔加入含雙抗的RPMI1640完全培養液，置于37℃ CO2孵箱中培養24 h，24 h后收集培養液于離心管中，13 500 r/min離心，吸取上清液儲存于-80℃以備分析IL-1β和IL-6用。

1.5 ELISA檢測 收集所有受試對象的血清及組織培養的上清液，用雙抗體夾心法進行人IL-1β和IL-6的ELISA檢測。操作過程均按ELISA試劑盒說明書進行。細胞因子的濃度以pg/ml表示。

1.6 統計學分析 應用SPSS 17.0統計軟件，IL-1β和IL-6表達水平均為計量資料，以±s表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組外周血中IL-1β和IL-6水平比較 結直腸癌患者血清中IL-1β和IL-6水平與對照組比較，差異有統計學意義(P＜0.05)。結直腸癌患者不同年齡、性別、腫瘤位置、腫瘤大小及分化程度血清中IL-1β水平間比較，差異無統計學意義(P＞0.05)，患者淋巴結是否轉移及TNM不同分期(直腸)血清中IL-1β水平比較，差異有統計學意義(P＜0.05)，即有淋巴轉移者IL-1β水平低于無淋巴結轉移者，IL-1β水平隨著TNM分期(直腸)增加反而減少;結直腸癌患者淋巴結是否轉移及不同TNM分期(直腸)血清中IL-6水平比較，差異有統計學意義(P＜0.05)。見表1。

表1 血清IL-1β，IL-6的表達與CRC患者的關系pg/ml，±s

表1 血清IL-1β，IL-6的表達與CRC患者的關系pg/ml，±s

注:與無轉移比較，*P＜0.05;與Ⅰ～Ⅱ期比較，#P＜0.05

參數 IL-1βIL-6性別男(n=28) 8.1±0.6 29.8±3.6女(n=28) 7.7±0.5 26.0±1.6年齡(歲)≤60(n=21) 8.8±0.7 24.8±2.2＞60(n=35) 7.4±0.4 29.8±2.8腫瘤大小(cm3)＜5(n=31) 7.6±0.5 27.3±2.5≥5(n=25) 8.3±0.6 28.6±3.1腫瘤部位結腸(右、左)(n=17) 8.8±0.8 26.8±3.1乙狀結腸(n=10) 7.4±0.7 21.6±1.4直腸(n=29) 7.6±0.5 30.7±3.2腫瘤分化高分化;中度分化(n=39) 7.8±0.4 28.1±2.4低分化(n=17) 8.2±0.9 27.4±3.4淋巴結轉移無轉移(n=29) 8.7±0.6 23.6±1.8有轉移(n=27) 7.0±0.4* 32.5±3.4* TNM分期結腸Ⅰ～Ⅱ期(n=14) 9.2±0.8 22.1±2.3Ⅲ～Ⅳ期(n=13) 7.2±0.8 27.8±3.5直腸Ⅰ～Ⅱ期(n=11) 8.9±0.9 22.1±2.8Ⅲ～Ⅳ期(n=18) 6.7±0.4* 36.0±4.5*

2.2 結直腸癌患者正常黏膜組織和腫瘤組織中IL-1β和IL-6水平的檢測 結直腸癌患者腫瘤組織培養液中IL-1β水平與正常黏膜組織比較，差異有統計學意義(P＜0.05)，而IL-6水平比較，差異無統計學意義(P＞0.05)。結直腸癌患者不同年齡、性別、腫瘤位置、腫瘤大小組織培養液中IL-1β水平間比較，差異無統計學意義(P＞0.05)，而淋巴結是否轉移及不同TNM分期間比較，差異有統計學意義(P＜0.05)，結直腸癌患者不同TNM分期腫瘤組織培養液中IL-6水平比較，差異有統計學意義(P＜0.05)。見表2。

3 討論

IL-1β和IL-6作為一類多效性促炎性細胞因子在慢性炎癥和腫瘤發生發展中發揮重要作用。IL-1β和IL-6的表達譜相當廣泛，許多細胞如上皮細胞、腫瘤細胞等都能分泌該類因子，IL-1β和IL-6的表達在人類乳腺癌、結腸癌、肺癌、頭頸部腫瘤和黑色素瘤等中均有增加，二者參與了腫瘤的形成、侵襲、播散，其高表達預示腫瘤患者的不良預后［5-7］。IL-1β主要由活化的巨噬細胞和淋巴細胞合成并分泌，在腫瘤免疫中發揮著重要作用，其通過誘導多種促進轉移相關的因子如基質金屬蛋白酶、內皮黏附分子、血管內皮細胞生長因子、炎癥趨化因子和生長因子基因的表達而促進腫瘤生長和轉移［5，7，8］。IL-1β表達水平可判斷病變的發展進程，IL-1β的表達增高可增加實體惡性腫瘤的風險。臨床實驗顯示，IL-1β在結直腸癌細胞中的表達明顯增高，且與淋巴結轉移及TNM分期增加呈正相關;IL-1β在外周血中表達水平也顯著增高，暗示IL-1β在結直腸癌的發展與轉歸有重要作用［9］。IL-6主要由巨噬細胞、T細胞、B細胞等多種組織細胞產生的細胞因子，是參與機體對腫瘤免疫的重要介導因子，其作為多種腫瘤包括結直腸癌的生長因子或旁分泌生長因子促進癌細胞的增殖、分裂并延長細胞的生存，與細胞的惡性轉化及腫瘤的進展密切相關［5-7］。腫瘤分化程度越低其IL-6表達量就越多;腫瘤分化程度越高其IL-6的表達量越少，而在外周血中IL-6表達水平呈現顯著增高，暗示結直腸癌組織分泌的IL-6量與腫瘤細胞本身的分化程度有關［6，7，9］。

表2 腫瘤IL-1β、IL-6表達與CRC患者的關系pg/ml，±s

表2 腫瘤IL-1β、IL-6表達與CRC患者的關系pg/ml，±s

注:與淋巴結無轉移比較，*P＜0.05;與Ⅰ～Ⅱ期比較，#P＜0.05

參數 IL-1βIL-6性別男(n=15) 1 810±254 3 597±331女(n=14) 2 238±470 3 341±349年齡(歲)≤60(n=12) 2 701±492 3 266±314＞60(n=17) 1 534±223 3 620±342腫瘤大小(cm3)＜5(n=15) 1 879±339 3 556±398≥5(n=14) 2 165±400 3 386±258腫瘤部位結腸(n=12) 2 045±424 3 304±34直腸(n=17) 1 997±339 3 594±327腫瘤分化高分化、中度分化(n=19) 1 876±304 3 634±34低分化(n=10) 2 329±510 3 119±306淋巴結轉移無(n=14) 1 230±192 3 832±351有(n=15) 2 751±388* 3 140±306腫瘤分期Ⅰ～Ⅱ(n=13) 1 286±199 4 101±336Ⅲ～Ⅳ(n=16) 2 610±389# 2 964±244#

IL-1β和IL-6都具有免疫調節作用，可誘導免疫細胞的增殖、分化，對機體的天然免疫和獲得性免疫都具有重要的調節作用，如高濃度的IL-6和TGF-β能促進Th17細胞分化發育，而IL-1β在初始T細胞表達IL-17過程中則是最有效的誘導劑;Th17細胞及其特征細胞因子IL-17又是一類促炎性因子，能加速炎性反應，它們介導的炎性反應能誘導結直腸腺瘤和結腸癌的發生，其中IL-17通過誘導促炎性因子包括IL-1β和IL-6和趨化因子的釋放來介導局部炎性反應，使慢性炎性反應得以持續存在［10-12］;在IL-6含量少的情況下，高濃度的TGF-β反而能誘導Treg細胞的分化發育，而Treg細胞和其特征因子TGF-β是重要的免疫調節者，在控制黏膜炎性反應和自身免疫性疾病的過程中發揮關鍵性作用，如它能調節IL-1β的產生從而控制炎性反應;而高水平的TGF-β則參與了腫瘤細胞的浸潤，播散及遠處轉移［13］。結直腸癌組織中的Treg細胞能抑制CD+4T細胞對腫瘤相關抗原的免疫應答，從而促進腫瘤的發展，并與疾病的進展呈正相關［13］。但王建升等［11］報道隨著腫瘤的發展，TGF-β的表達有降低的趨勢。盡管本研究沒有檢測TGF-β在結直腸癌進展中的濃度變化，但可以推測低濃度的TGF-β不能抑制IL-1β、IL-6、IL-17等細胞因子介導的炎性反應，以致腫瘤微環境中的慢性炎性反應得不到有效控制，從而造成慢性炎性反應的持續存在。然而，究竟什么因素會造成腫瘤進展中IL-1β和IL-6的變化仍值得進一步探討。另外，高濃度的IL-6還具有直接的免疫抑制作用，抑制機體免疫系統抗腫瘤免疫作用的發揮，使腫瘤與宿主間的相互關系變得復雜化，如IL-6可抑制中性粒細胞浸潤，促進單個核細胞聚集，從急性炎癥轉入慢性炎癥;IL-6又能損傷自然殺傷細胞的功能，使其無法行使殺腫瘤作用，從而使腫瘤發展［7，14］。

Piancatelli等［15］報道結直腸癌患者血清中的IL-6水平與患者的臨床病理參數無相關性，而腫瘤組織中的IL-6水平僅與腫瘤的部位有關。Esfandi等［14］則報道結直腸癌患者血清和腫瘤組織培養液中的IL-6與結直腸癌的臨床分期呈正相關。其他研究者報道結直腸癌患者血清中的IL-6水平與腫瘤大小及肝轉移相關［6，7］。IL-6在結直腸癌患者的血清中增多，能反映了疾病的狀況，血清IL-6可用來監控疾病進程，但血清中IL-6并不能作為一個惟一的獨立預后因子來預測結直腸癌的整體生存［7］。盡管有研究者發現IL-1β在結直腸癌患者的血清和腫瘤組織中呈高表達，但與患者的臨床病理參數無相關性［7，15］。我們的結果表明，結直腸癌患者外周血中IL-1β和IL-6水平與患者年齡、性別、腫瘤大小及分化程度無關，僅與淋巴結轉移情況及TNM分期(直腸)相關;腫瘤組織培養液中IL-1β水平與淋巴結轉移情況及TNM分期相關;腫瘤組織培養液中IL-6水平僅與TNM分期相關。文獻報道，腫瘤微環境中的炎性細胞和間質細胞分泌的IL-6通過IL-6/gp130/STAT3信號通路增強與上皮細胞增殖相關的基因表達，抑制與凋亡相關的基因表達，從而促進癌細胞的存活和增殖［5］;腫瘤微環境中的IL-1β通過增強血管的形成而促進腫瘤的浸潤和轉移［8］。這些研究也可解釋我們的結果，即早期腫瘤組織表達高濃度的IL-6，對腫瘤細胞的存活和增殖發揮重要作用，隨著腫瘤的發展，IL-1β的表達逐漸增多，形成有利于腫瘤細胞的浸潤和轉移的微環境。

本研究提示，IL-6在腫瘤發展的早期起作用，而IL-1β則在腫瘤發展的晚期起作用。盡管我們目前對IL-1β和IL-6的功能有了更深刻地認識，但其在腫瘤中的作用了解仍有限，所得的證據多存在相互矛盾之處;IL-1β和IL-6的表達尚隨著致病因素、腫瘤的類型和疾病進展階段的不同而有所差異，對其在腫瘤發生發展中的作用還需要進行深入的研究探討。不過，我們相信隨著對IL-1β和IL-6的研究深入及其機制的闡明，我們將能把這些新發現、新成果更好地用于腫瘤的診斷和治療。

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