Toll 樣受體在炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制、并發(fā)癥及治療中的作用研究進(jìn)展

彭娜，張慧玲，李冬，袁琳琳，海雙雙，劉維新

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，沈陽(yáng) 110000

炎癥性腸病（IBD）是一種慢性復(fù)發(fā)性自身免疫相關(guān)性疾病，分為潰瘍性結(jié)腸炎（UC）和克羅恩病（CD）兩個(gè)亞型。多因素相互作用導(dǎo)致IBD，慢性炎癥的持續(xù)產(chǎn)生、腸上皮屏障的破壞以及微生物失調(diào)都與IBD 的發(fā)病相關(guān)［1］。Toll 樣受體（TLR）是模式識(shí)別受體之一，可參與抗原提呈、免疫細(xì)胞活化、炎癥因子產(chǎn)生等生理過程［2］。機(jī)體與微生物群之間進(jìn)行密切的雙向交流來(lái)保持動(dòng)態(tài)平衡是很多關(guān)鍵穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。模式識(shí)別受體如TLR 介導(dǎo)的信號(hào)通路就是一種主要的通信形式，腸道微生物被模式識(shí)別受體識(shí)別后可影響微生物定植；健康的未受破壞的腸道微生物叢可通過一種稱為“定植抗性”的現(xiàn)象保護(hù)機(jī)體免受病原體感染［3］，這種對(duì)異種感染的定植抗性可通過“訓(xùn)練”增強(qiáng)；微生物及其代謝物還可改變機(jī)體免疫應(yīng)答狀態(tài)和免疫發(fā)育來(lái)影響腸道穩(wěn)態(tài)。IBD 患者TLR 過度激活，對(duì)腸共生菌的耐受性降低，對(duì)微生物群和自身抗原產(chǎn)生異常炎癥反應(yīng)，腸道微生物多樣性降低，腸黏膜屏障被破壞。現(xiàn)就TLR 在IBD 發(fā)病機(jī)制、并發(fā)癥中的作用及潛在的治療價(jià)值進(jìn)行綜述，以期為IBD臨床診治提供參考。

1 TLR在IBD發(fā)病機(jī)制中的作用

1.1 腸黏膜屏障 腸黏膜屏障是由生物、化學(xué)、免疫、機(jī)械屏障四部分構(gòu)成的復(fù)雜半透膜屏障。腸黏膜機(jī)械屏障可阻止大部分滲透入黏液層的微生物或其來(lái)源分子的浸潤(rùn)，其基礎(chǔ)是緊密連接蛋白，緊密連接蛋白在黏膜愈合中起至關(guān)重要的作用。肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）會(huì)通過促進(jìn)肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白絲收縮介導(dǎo)緊密連接的開放，TLR4 激活后會(huì)上調(diào)MLCK誘導(dǎo)屏障通透性增強(qiáng)和腸漏的發(fā)生［4］，與此同時(shí)活化后的TLR4 的銜接因子髓樣分化因子88（MyD88）將磷酸化IκB 激酶，從而激活轉(zhuǎn)錄因子核因子κB（NF-κB）并觸發(fā)促炎細(xì)胞因子如IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α（TNF-α）的表達(dá)，從而加重腸黏膜損傷。抑制MyD88/NF-κB 信號(hào)通路可協(xié)調(diào)促炎因子與抗炎因子的比例。花青素和飛燕草素通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB 信號(hào)通路降低結(jié)腸黏膜促炎因子TNF-α、IL-6 水平，從而調(diào)節(jié)腸道黏膜免疫和屏障功能［5］；類似的結(jié)果也出現(xiàn)在了抑制TLR2/MyD88/NF-κB 信號(hào)通路上［6］。但還有研究顯示，雙歧桿菌菌株BB1 會(huì)靶向激動(dòng)TLR2 并以TLR2 依賴性方式誘導(dǎo)腸緊密連接屏障功能快速和持續(xù)增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)。BB1增強(qiáng)腸上皮緊密連接屏障功能是由p38 激酶途徑的激活介導(dǎo)的，而不是NF-κB 信號(hào)通路［7］。由此認(rèn)為TLR2 在腸黏膜屏障中具有雙重作用，激動(dòng)或抑制TLR2同樣產(chǎn)生保護(hù)作用，這與TLR2復(fù)雜的網(wǎng)狀信號(hào)傳導(dǎo)通路有關(guān)，激活不同的通路產(chǎn)生不同的效果。

1.2 免疫細(xì)胞分化 在IBD 患者的結(jié)腸固有層和IBD 動(dòng)物模型中，可觀察到單核吞噬細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和炎性T細(xì)胞的異常浸潤(rùn)［8］，并且IBD患者外周循環(huán)血中調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Treg）數(shù)量顯著下降、功能缺陷。研究普遍認(rèn)為輔助T 細(xì)胞1（Th1）/輔助T 細(xì)胞2（Th2）、輔助性T 細(xì)胞17（Th17）/Treg 失衡以及M1 型、M2 型巨噬細(xì)胞比例失調(diào)參與了IBD 發(fā)病［9］。TLR 信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)后，過多的炎癥因子會(huì)破壞腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡，進(jìn)而誘導(dǎo)建立促進(jìn)Th1、Th17應(yīng)答的炎癥環(huán)境［10］。TLR4 敲除（TLR4 KO）小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，TLR4 KO 會(huì)激活Toll/IL-1 受體結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TRIF）/干擾素調(diào)節(jié)因子3（IRF3）信號(hào)通路，促進(jìn)炎癥的發(fā)生。此外，TLR4 KO導(dǎo)致脾臟指數(shù)升高，并誘導(dǎo)Th1/Th2 和Th17/Treg 失衡［11］。TLR 信號(hào)傳導(dǎo)激活可增加炎癥單核細(xì)胞中Th1 相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)［12］。因此對(duì)TLR 通路進(jìn)行調(diào)控，可影響體內(nèi)免疫細(xì)胞平衡以治療IBD。

2 TLR在IBD并發(fā)癥中的作用

2.1 腸纖維化 腸纖維化是CD 的并發(fā)癥之一，可導(dǎo)致腸狹窄甚至演變?yōu)槟c梗阻，病情一旦進(jìn)展到腸梗阻就需手術(shù)治療，故在IBD 治療中需抗腸纖維化。腸纖維化發(fā)生機(jī)制有炎癥依賴性與非炎癥依賴性。TLR在識(shí)別微生物信號(hào)傳導(dǎo)產(chǎn)生炎癥信號(hào)方面起著領(lǐng)頭羊的作用。用TLR4 KO 小鼠結(jié)腸炎模型研究TLR4 與纖維變性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)TLR4 KO 小鼠結(jié)腸炎癥會(huì)減輕，巨噬細(xì)胞滲入結(jié)腸會(huì)減少，從而改善膠原沉積和腸道纖維變性［13］。

2.2 炎癥相關(guān)性結(jié)直腸癌（CAC） IBD 患者患結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)增加，CAC 也是IBD 患者手術(shù)原因之一［14］。CAC 占IBD 患者全因死亡的10%～15%［15］。CAC 的發(fā)生發(fā)展也與TLR 密不可分。通過誘變劑氧化偶氮甲烷與致炎劑葡聚糖硫酸鈉（DSS）建立小鼠CAC 模型，證明TLR3/7 介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)在CAC中起誘 導(dǎo) 作用［16］；TLR4 在 結(jié) 腸炎和CAC 中過表達(dá)［17］，過表達(dá)的TLR4 促進(jìn)生瘤細(xì)胞群體、增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的抗凋亡特性、加速惡性細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移以及誘導(dǎo)產(chǎn)生利于腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境［17］。在CAC的炎癥階段，使用小分子特異性抑制劑TAK-242 對(duì)TLR4信號(hào)傳導(dǎo)進(jìn)行阻滯可抑制結(jié)腸腫瘤的發(fā)展［18］。

2.3 血栓 近年來(lái)研究表明IBD 患者體內(nèi)存在血液高凝狀態(tài)，血栓發(fā)生的危險(xiǎn)性增加［19］，IBD 患者合并血栓時(shí)常導(dǎo)致預(yù)后不良。研究顯示，在IBD 患者中，中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)誘導(dǎo)的血栓風(fēng)險(xiǎn)增加，部分依賴于TLR2和TLR4。TLR2和TLR4會(huì)觸發(fā)血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的磷脂絲氨酸陽(yáng)性微粒釋放和磷脂絲氨酸暴露，將它們轉(zhuǎn)化為促凝表型［20］。故調(diào)控TLR可改善患者的生存質(zhì)量，減少并發(fā)癥的發(fā)生。

3 TLR在IBD治療中的作用

3.1 TLR的單核苷酸多態(tài)性（SNP）與IBD治療 SNP是同源染色體上同源區(qū)域間基因組DNA 序列的一個(gè)孤立核苷酸的差異，可能會(huì)影響表型。IBD 有200多個(gè)宿主基因風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)，其中大部分與主要的免疫通路有關(guān)，TLR的單核苷酸突變導(dǎo)致表型變化主要體現(xiàn)在亮氨酸結(jié)構(gòu)域上，這可能導(dǎo)致機(jī)體對(duì)配體物質(zhì)反應(yīng)性的改變，TLR的基因多態(tài)性與個(gè)體IBD易感性以及藥物治療反應(yīng)性相關(guān)。TLR1rs5743611、TLR4rs4986790、TLR4rs4986791、TLR6rs5743810 和TLR9rs352140 多態(tài)性與高加索人IBD 的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。此外，TLR4rs4986790多態(tài)性與西亞人IBD易感性相關(guān)，TLR9rs352140多態(tài)性則與非洲人IBD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。根據(jù)疾病類型進(jìn)行分層后，結(jié)果顯示TLR4rs4986790和TLR4rs4986791 多態(tài)性與CD 風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，而TLR1rs5743611、TLR4rs4986790、TLR4rs4986791 和TLR6rs5743810多態(tài)性與UC風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)［21］。TLR1的SNP（rs5743168）與CD易感性相關(guān)聯(lián)，R80Trs5743611與全結(jié)腸炎有關(guān)。Meta分析顯示TLR4T399I多態(tài)性與CD風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)［22］。TLR4（rs5030728）與英夫利昔單抗治療的IBD 患兒血清亞谷值水平相關(guān)，攜帶TLR2（rs1816702）T變體的患兒則會(huì)有更高的阿達(dá)木單抗血清谷值水平［23］。基因組生物標(biāo)志物鑒定可在治療之前發(fā)現(xiàn)對(duì)藥物治療不敏感的患者，從而優(yōu)化治療及判斷預(yù)后。了解TLR 基因多態(tài)性并據(jù)此開發(fā)群體預(yù)測(cè)模型可能會(huì)對(duì)IBD 患者最佳藥物選擇、預(yù)后產(chǎn)生積極影響。

3.2 益生菌治療 微生態(tài)制劑是IBD 治療中的熱門方法并且取得了一定的成效。益生菌可起到改善腸道屏障、促進(jìn)腸道穩(wěn)態(tài)、免疫調(diào)節(jié)等作用。TLR也參與益生菌的治療過程［24］，益生菌可通過改變抗原提呈細(xì)胞中TLR 的表達(dá)進(jìn)而影響免疫細(xì)胞之間的通信來(lái)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，也可抑制TLR 通路來(lái)改善結(jié)腸炎癥。腸羅斯氏菌可通過TLR5 依賴性方式誘導(dǎo)腸道免疫反應(yīng)促進(jìn)Treg分化，產(chǎn)生高水平的IL-10和較低水平的TNF-α 來(lái)抑制腸道結(jié)腸炎的發(fā)展［25］；鼠李糖乳酸菌通過TLR2 信號(hào)通路增加Treg 的比例并降低CD4+T 細(xì)胞中Th17 細(xì)胞的比例以維持腸道穩(wěn)態(tài)［26］。在DSS誘導(dǎo)的小鼠急性腸道炎癥模型中發(fā)現(xiàn)丁酸梭菌抑制TLR2信號(hào)通路，進(jìn)而抑制IL-23、IL-17的分泌，從而發(fā)揮劑量依賴性保護(hù)作用［27］。益生菌可改變腸道中TLR 表達(dá)水平，TLR 通路同樣對(duì)益生菌豐度多樣性有影響。TLR4 抑制劑TAK-242 可調(diào)節(jié)結(jié)腸炎中腸道微生物叢的結(jié)構(gòu)，能顯著下調(diào)變形菌門豐度，顯著減輕DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎癥狀［28］。基于TLR 與益生菌的關(guān)系，提取益生菌成分也可能成為未來(lái)治療IBD的選擇之一。

3.3 TLR 調(diào)控物質(zhì) 不同的TLR 在IBD 中的作用（保護(hù)、有害或雙向作用）不同，為達(dá)到治療目的需對(duì)不同通路進(jìn)行精確調(diào)控。Cobitolimod 是靶向激動(dòng)TLR9 的寡核苷酸，由CpGDNA 序列組成，可局部施用。cobitolimod 激活TLR9 信號(hào)通路，抑制Th17 細(xì)胞并誘導(dǎo)抗炎IL-10+巨噬細(xì)胞和Treg 產(chǎn)生，從而改善腸道細(xì)胞因子失衡，減輕腸黏膜穩(wěn)態(tài)失衡［29］。臨床研究表明，該激動(dòng)劑對(duì)UC 患者有效［30］，目前正在計(jì)劃進(jìn)行3 期臨床試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估其安全性與有效性。通過禁止配體與受體的結(jié)合以及終止信號(hào)傳遞到細(xì)胞核中可抑制TLR 通路。現(xiàn)可通過小分子抑制劑、抗體、寡核苷酸、脂質(zhì)A類似物、轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子非編碼小核糖核苷酸（RNA）、納米抑制劑多種物質(zhì)抑制TLR 通路。在急慢性IBD 模型中用RNA 干擾沉默分選連接蛋白10，因此TLR2、TLR4的表達(dá)下調(diào)，可有效減輕小鼠體質(zhì)量丟失，減輕腸黏膜損傷和炎癥浸潤(rùn)，抑制炎性細(xì)胞因子IL-1β、IL-23、TNF-α的表達(dá)［31］。Toll 作用蛋白（Tollip）是TLR4 的體內(nèi)負(fù)調(diào)控因子，實(shí)驗(yàn)證明過表達(dá)Tollip 可使M1 型巨噬細(xì)胞TLR 通路相關(guān)靶點(diǎn)的上調(diào)減弱，小鼠表現(xiàn)出體質(zhì)量下降和結(jié)腸縮短的程度減輕，結(jié)腸組織中的促炎細(xì)胞因子表達(dá)降低、腸黏膜屏障完整性提高［32］。雖然抑制TLR4 有保護(hù)效應(yīng)，但腸上皮特異性缺失MyD88 的小鼠會(huì)產(chǎn)生自發(fā)性結(jié)腸炎并且抗菌肽分泌減少，不利于腸黏膜穩(wěn)態(tài)。TLR4 的作用不是“開關(guān)式”的全或無(wú)效應(yīng)，這提示需要對(duì)TLR4 受體進(jìn)行適宜的調(diào)控。過度抑制TLR4 通路是否會(huì)影響機(jī)體抗感染免疫，這一舉措的安全性也值得思考。有實(shí)驗(yàn)表明，從腸道共生類桿菌分離出的弱激動(dòng)劑脂多糖與TLR4-髓樣分化蛋白2 受體復(fù)合物之間有弱相互作用，不誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，反而主動(dòng)誘導(dǎo)CD11c+細(xì)胞，使其產(chǎn)生對(duì)LPS刺激的低反應(yīng)性，改善實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型小鼠炎癥免疫反應(yīng)，重建腸免疫穩(wěn)態(tài)，恢復(fù)腸黏膜穩(wěn)態(tài)［33］。

TLR 在IBD 中的作用不是單一的，涉及遺傳學(xué)、腸道微生物群、免疫反應(yīng)以及微生物群與免疫反應(yīng)之間的相互作用。深入研究TLR 在復(fù)雜的炎癥下的精確調(diào)控有利于個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療。以TLR 為基礎(chǔ)的治療方法或許可減輕患者用藥的痛苦，還可根據(jù)TLR 與藥物治療反應(yīng)的關(guān)系進(jìn)行針對(duì)性的評(píng)估幫助進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層，基于個(gè)體炎癥反應(yīng)特征選擇個(gè)體化治療方案；還可聯(lián)合應(yīng)用現(xiàn)代新興生物技術(shù)進(jìn)行多組學(xué)研究如基因組學(xué)、代謝組學(xué)、腸道菌群研究等探索基于TLR 靶點(diǎn)的疾病的最佳治療，然而上述想法轉(zhuǎn)化到臨床實(shí)踐還需進(jìn)行更多研究。