I L-6对再生障碍性贫血骨髓造血的影响

蒋超超，陈永峰，黄爱萍

（台州学院 医学院，浙江 台州 318000）

造血过程是一个持续的动态的过程，造血干/祖细胞的存活、自我更新、增殖和分化是在各种造血细胞因子的精细调节下进行的，IL-6是近年来研究较多的一种具有广泛生物活性的蛋白质，IL-6分泌异常与AA发病关系密切，其在再障发生发展过程中所起的作用日益受到人们的重视和关注。

1 IL-6对正常造血的调控作用

白细胞介素-6（IL-6）由IL-6基因编码，是骨髓基质细胞所分泌的多种细胞因子中的一种。IL-6具有广泛的生物活性，在机体的免疫调节、炎症反应、造血调控等过程中均发挥重要的作用。Ikebuchi等［1］在1987年最先报道了IL-6对造血细胞生成的促进作用，在此之前Temple等［2］已经发现IL-6能直接促进粒/巨噬系祖细胞的增殖，并能间接支持几种多系造血细胞集落 （multilineage hemopoietic colonies）的形成。体内的研究结果和体外相似，认为IL-6可以作用于早期造血干细胞，促使骨髓中红系和粒系的增生，增加外周血中性粒细胞、红细胞和血小板数目［2］。研究还发现，IL-6的造血调控作用大多是通过与其它因子协同作用来实现的。IL-6与IL-3协同能增加体外培养系统中造血干细胞的数量，缩短集落形成的时间，增加形成集落的数量［3］；此外，IL-6与促红细胞生成素（EPO）合用可促进粒系、红系、巨核系及巨噬细胞系（GEMM）集落的形成，IL-6与干细胞因子（SCF）协同可明显增加培养祖细胞的集落数量，较单用 SCF 或 SCF 加 IL-3 高出 10～20 倍［2，4］。

IL-6在促进巨核细胞增殖成熟和血小板生成方面的调控作用尤其引人注目。小鼠骨髓细胞长期培养显示，当基质细胞IL-6分泌增加时，对巨核细胞的生长有明显的促进作用，当基质细胞IL-6分泌减少时，巨核细胞的生长受到抑制，加入外源性IL-6后，则能重新恢复对巨核细胞生长的促进作用，而加入IL-6拮抗剂时，巨核细胞的生长则会再度受到抑制［5］。由此推断，IL-6具有类似血小板生成因子（TPO）的功能，可促进巨核细胞的发育和成熟。在活体实验中，IL-6可提高小鼠肝TPO mRNA的转录水平，血浆TPO水平相应提升，使外周血血小板数量明显增加，提示IL-6的促血小板生成作用有可能是通过TPO这一途径实现的［6］。鉴于IL-6对早期造血干细胞的增殖与分化具有重要作用，并可刺激巨核细胞成熟，增加血小板数量，因此IL-6也被人们认为是原始造血细胞增殖的相关因子（permissive factor）。

2 IL-6水平与再障

目前认为，细胞因子分泌紊乱是AA发病重要原因之一，其中，IL-6分泌紊乱与AA的发生关系密切，贯穿于AA发病的整个过程之中。Herodin等［7］在辐射诱导的骨髓抑制再障狒狒模型中发现，照射后几小时内血清IL-6水平出现短暂性增高。Kojima等［8］利用骨髓细胞长期培养技术观察了33例再障患者基质细胞分泌三种造血生长因子（IL-6、GM-CSF和G-CSF）的情况，结果除1例外其他患者基质细胞这几种细胞因子的分泌能力均有所增强。王欣等［9］对AA患者外周血单个核细胞（PBMNC）进行培养，并对培养上清IL-6、IL-8及TNF-α水平进行了检测，结果显示这些因子的水平明显增高。李如英等［10］对50名AA患者血清IL-6、IL-8、TNF-α及IFN-α水平进行了检测，也发现AA患者血清中上述细胞因子的水平均有明显增高。提示IL-6等细胞因子的分泌紊乱是影响正常造血的重要因素［11］。

有学者分析认为，AA患者造血功能低下，机体代偿性分泌IL-6以促进造血，但IL-6水平长期过高，会使造血干细胞长期处于较高或异常的细胞增殖活动，缺乏必需的休整修复时间，导致造血干细胞增殖功能减退，无效造血增加，即造血干、祖细胞及幼稚细胞增生活跃而外周血细胞没有相应增多［12］；还有学者推测可能由某些因素（如病毒感染等）激活了单核巨噬细胞和T细胞，使IL-6等细胞因子分泌增多，从而破坏了正常的造血调控平衡，最终诱导了AA的发生［10］。

3 IL-6与造血功能重建

作为原始造血细胞增殖相关因子，IL-6对骨髓早期造血功能的促进作用一直受到人们的关注，IL-6是否有助于再障病人造血功能的恢复重建一直成为人们的研究热点。

3.1 IL-6对血细胞恢复的影响

Patchen等［13］通过制备小鼠辐射诱导再障模型，并采用皮下注射给药的方式（500 μg/kg/d），观察rhIL-6对造血功能恢复的影响，结果表明rhIL-6能有效促进脾集落形成单位（CFU-S）以及粒-巨噬细胞集落形成单位（GM-CFU）的生成，并能加速外周血RBC、Plt和WBC的恢复，尤其是红系，在与粒细胞集落刺激因子（G-CSF）合用时对造血功能恢复的效果更明显。周华云等［14］观察了不同剂量IL-6对辐射诱导骨髓损伤小鼠造血功能的影响，IL-6剂量分别为 10 μg/只、20 μg/只、40 μg/只，采用皮下注射给药，2次/天，连续10天，结果显示IL-6组小鼠外周血白细胞、血小板和骨髓有核细胞计数恢复快，且呈剂量依赖关系，其中，IL-6对血小板的恢复作用更为明显，甚至超过了受照前水平，提示IL-6对髓系祖细胞和巨核系祖细胞均有明显的促进作用，其中，对巨核细胞和血小板的促恢复作用更明显。Herodin等［5］重点观察了rhIL-6对辐射诱导的骨髓抑制再障狒狒模型外周血小板数量恢复的作用，再障动物经皮下注射的方式给予rhIL-6，剂量为10μg/kg/d，为期13天，结果显示再障动物外周血小板数量过低的情况得到了明显改善，证实IL-6具有较强的促血小板恢复作用。

3.2 IL-6对骨髓基质细胞的影响

骨髓基质细胞是骨髓造血微环境的主要成分，能持续稳定地分泌各种细胞因子，维持机体造血的动态平衡，并能通过粘附作用与造血细胞直接接触调节造血细胞的增殖、分化以及淋巴细胞的发育成熟，维持正常造血。

Chatterjee等［15］对AA小鼠骨髓细胞进行长期培养实验，研究骨髓造血微环境的变化对骨髓造血功能的影响。研究发现AA小鼠骨髓基质干细胞明显减少，而且骨髓基质细胞明显受到损害，基质细胞的增殖和成熟都受到了影响，以致在经过19天的培养后也没能形成一个功能正常的基质微环境，直接体现在三系造血祖细胞集落数明显减少，提示骨髓基质细胞受损和造血微环境缺陷在再障发病中起重要作用。Rodríguez 等［16］发现，IL-6 基因缺失（IL-6（-/-））小鼠骨髓造血祖细胞 DNA 合成明显受到抑制，对 IL-6（-/-）小鼠骨髓细胞进行长期培养，也发现造血前体细胞数量明显减少，造血祖细胞集落形成单位计数下降。与正常小鼠相比，IL-6（-/-）小鼠骨髓间充质细胞、成纤维细胞集落形成单位（CFU-Fs）以及基质干细胞数量减少了近50%，此外，IL-6（-/-）小鼠骨髓基质细胞在粘附分子表达和粘附行为上亦不同于正常骨髓基质细胞，说明IL-6是作为骨髓间充质前体细胞的生长因子参与了造血调控。郝思国等［17］观察了rhIL-6对正常人成纤维细胞集落 （CFU-F）体外生长的影响，研究结果也显示rhIL-6能显著地刺激CFU-Fs的生长，证实rhIL-6可促进基质细胞生长，在造血微环境的恢复和重建方面具有重要作用。但也有研究表明，高水平的IL-6也会导致骨髓基质细胞的凋亡。李楠等［18］在观察IL-6对体外培养大鼠骨髓基质细胞凋亡的影响时，发现IL-6高表达会促进骨髓基质细胞的凋亡，IL-6可使大量细胞停留在G1期，阻滞细胞进入S期，使DNA合成受阻，从而促进骨髓基质细胞凋亡，提示IL-6分泌紊乱是可能导致骨髓基质细胞损伤和凋亡的重要原因。

3.3 IL-6对免疫功能的影响

近年来的研究结果表明，细胞免疫功能紊乱参与了再障的发生，相关文献报道相当比例的AA患者骨髓及外周血T淋巴细胞亚群分布及表型表达异常。Maciejewski等［19］对33例AA患者的外周血及骨髓淋巴细胞表型进行了检测，结果发现AA患者骨髓中活化的CD8+T淋巴细胞及自然杀伤细胞（NK）比例明显增高，经免疫抑制治疗缓解后，患者骨髓中CD8+T淋巴细胞比例虽有降低，但仍高于正常水平，提示与异常免疫有关的细胞毒T淋巴细胞（CTL）的活化和增生是造血功能异常的主要原因。研究发现，AA患者CD8细胞被激活，分泌TNF、IFN增加，间接刺激IL-6分泌，IL-6反过来作用于CTL，并能放大CTL的细胞毒性［20］。Takai等［21］对混合淋巴细胞进行培养时，发现在加入IFN-γ的条件下，IL-6可使特异性CTL的应答反应提高近100倍，并可刺激T细胞及胸腺细胞的增殖，促进被抗原激活的T细胞及胸腺细胞向CTL转化，此外还发现只有在IL-6存在时，CTL中的毒性颗粒-丝氨酸酯酶才能释放。由于丝氨酸酯酶的活性与细胞毒性相关，因此IL-6也被称为CTL的分化因子。

研究表明，CD4+、CD8+T细胞对维持机体的免疫平衡起重要作用。CD4+是辅助诱导性T细胞亚群（helper T cell，Th），CD8+是抑制性 T 细胞（Tsuppressor cell，Ts）/细胞毒性 T 细胞（cytotoxic Tcell，Tc）亚群，CD4+/CD8+细胞比值表示Th与Ts之间功能平衡状态，如比值降低则引起机体免疫功能下降［22］。陆春伟等［23］的研究结果显示，AA患者外周血中T细胞总数和正常对照组比较虽无明显差异，但CD4+T细胞数减少，CD8+T细胞数显著增加，CD4+/CD8+比值明显低于对照组，说明AA患者存在不同程度的免疫功能异常。王欣等［9］采用ELISA法对38例再障患者及20名正常人外周血T细胞亚群，外周血单个核细胞（PBMNC）培养上清IL-6水平进行检测，结果显示再障患者外周血CD4+T细胞减低、CD8+T细胞增高、CD4+/CD8+降低或倒置，再障患者PBMNC培养上清中IL-6水平增高，相关分析显示IL-6与白细胞数及CD4+T细胞呈负相关，表明IL-6的变化与细胞免疫异常及造血功能抑制密切相关。

4 结语

IL-6作为一种具有广泛生物活性的细胞因子，其功能非常复杂。骨髓IL-6的分泌升高，有可能是对炎性细胞因子损伤的一个应激保护反应，也可能是对TNF、IFN升高的一个生理平衡反应，在正常情况下IL-6的存在可以对抗其它细胞因子对骨髓基质细胞及造血细胞的细胞毒作用。但另一方面如果IL-6过量产生，则可促进杀伤性T细胞克隆的过度激活，就有可能造就一个永久的自身破坏过程，这个作用与其它细胞因子和效应分子产生的细胞毒作用结合，引起骨髓细胞的死亡，从而加重了AA的进程。目前关于IL-6在再障发病中所起的作用仍有许多不明确的地方，比如IL-6在再障发生过程中的具体作用机制，IL-6与细胞因子网络中各因子间的相互作用等，有待更深入的研究。

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