白细胞介素12与消化系统肿瘤的相关性

李晓东(综述)，杨小龙(审校)

(皖南医学院弋矶山医院胸心外科，安徽 芜湖 241001)

随着医药科学的不断发展，有希望找到一种具有抗肿瘤、抗转移功能，并具有最小不良反应的细胞因子。在这方面，白细胞介素(interleukin，IL)12受到广泛关注，成为肿瘤免疫治疗及综合治疗中的热点。IL-12具有多种重要的生物学活性，参与机体免疫调节的多个方面，是连接先天性免疫和获得性免疫的桥梁，在食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌、结直肠癌等疾病的发生、发展中起重要作用，以IL-12为代表的生物治疗已成为继手术、化疗和放疗之后的第4种肿瘤治疗模式[1]。现对IL-12与消化道肿瘤的相关性作如下综述。

1 IL-12的产生及生物作用

IL-12主要由先天免疫细胞(如浆细胞、角质细胞、吞噬细胞)以及抗原呈递细胞(包括吞噬细胞的单核/巨噬细胞、树突状细胞以及皮肤郎罕细胞和B细胞等)两大类细胞产生[2]。IL-12是相对分子质量为70×103(p70)的异源二聚体分子,由相对分子质量为40×103(p40)与35×103(p35)的两条糖基链经二硫链连接组成，受粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)和干扰素(interferon，IFN)γ的影响，吞噬细胞对IL-12的表达增加，而胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor，IGF)γ、IL-4和IL-10可以使IL-12的表达减少[3]。

1.1诱导产生多种细胞因子 辅助性T细胞受IL-12诱导向Th1方向分化发展，IL-12可诱导自然杀伤细胞及T细胞产生多种细胞因子，如GM-CSF、IL-8、IL-2、IFN-γ等，并通过这些介质发挥免疫调节作用。IL-12最重要的生理功能之一是诱导生成IFN-γ,而且在内环境中IL-12的许多功能均由IFN-γ介导。在IL-12的作用下，外周血白细胞(无论是静止还是激活状态)均能分泌IFN-γ[4]。

1.2抗肿瘤作用 无论在原发性还是继发性肿瘤的免疫反应中，IL-12作为一种免疫调节因子和细胞因子具有直接抗肿瘤作用[5]。大量动物实验结果显示，IL-12对恶性黑色素瘤、肝癌、肾细胞癌、结肠腺癌等20多种恶性肿瘤具有防治效果，应用IL-12的动物实验显示，肿瘤原发灶及转移灶均明显消退[6-7]。IL-12的主要抗肿瘤机制是抗血管形成[4,7]。Robinson等[8]发现，巨噬细胞在IL-12的糖基链经二硫链p40的趋化下，可以向肿瘤部位移动，从而增强免疫应答，发挥抗肿瘤作用。

IL-12抗肿瘤血管生成机制：IL-12并不对血管内皮细胞产生抑制，而是通过促进白细胞对IFN-γ的表达，增加IFN诱导蛋白10的释放，从而抑制TGF-β产生，间接抑制血管内皮生长因子、肿瘤诱导的血管形成[9]。IL-12能增强自然杀伤细胞人IL-2受体(IL-2 receptor，IL-2R)、人IL-4受体(IL-4R)、肿瘤坏死因子受体(tumor necrosis factor receptor，TNFR)以及肿瘤细胞人类白细胞抗原DR(human leucocyte antigen-DR，HLA-DR)、细胞黏附分子1表达，从而抑制肿瘤内血管形成，IL-12的抗肿瘤作用同时伴有细胞增殖率下降，肿瘤组织广泛坏死和高度角化和凋亡等组织学改变。聚合酶链反应显示，lectin染色见血管内皮生长因子表达下降，血管密度减低，围绕小血管有自然杀伤细胞浸润[10]。IL-12抗肿瘤的作用机制复杂，目前尚无统一的结论。

2 IL-12与消化道肿瘤的相关性

2.1IL-12与食管癌 近年来，IL-12与食管癌的关系越来越受到关注，其在食管癌各分期的表达有显著性差异。Tsuboi等[11]通过对比健康志愿者与食管癌患者术前外周血IL-12水平发现，健康志愿者血清IL-12水平显著低于食管癌患者；随着肿瘤的进一步生长，食管癌患者血清IL-12水平也随之增高；研究表明，IL-12水平与食管癌分期密切相关，食管癌术后IL-12未出现增长。Schauer等[12]通过对156例局部晚期或转移的食管腺癌患者给予化疗后行癌肿切除，并用酶联免疫吸附测定检测患者IL-12水平，其中有14.1%的患者IL-12水平>5500 ng/L，未能坚持化疗，其余IL-12水平<4408.5 ng/L，试验表明，食管癌患者术前单核细胞功能与食管癌的分期和肿瘤外浸范围密切相关，术前检测IL-12有助于预测食管癌的分期，有助于了解单核细胞因子的促炎与抗炎作用。

2.2IL-12与胃癌 李姝等[13]检测了胃癌患者和健康对照组的血清IL-12，胃癌患者血清IL-12水平显著低于健康对照组，在T1、T2或T3期的患者IL-12水平显著高于T4期，无远处转移的患者IL-12表达水平显著性高于有远处转移患者；而未浸润全层的胃癌患者IL-12水平比浸润全层的胃癌患者高,Ⅰ、Ⅱ期胃癌患者外周血清中IL-12表达水平比Ⅲ、Ⅳ期胃癌患者高，淋巴结转移率<30%的胃癌患者血清IL-12水平比淋巴结转移率>30%者高(P<0.01)。

IL-12能诱导IFN-γ和IL-2的生成增多，并且能普遍促进T辅助细胞向Th1方向分化增殖，因晚期胃癌患者不能产生足够能量的IL-12，加之巨噬细胞被大量消耗，故早期进展期胃癌患者的血清IL-12水平显著高于晚期胃癌[14-15]。IL-12在体内有阻止血管形成的作用，IL-12通过增加IFN-γ的产生，IFN-γ可通过Cys-X-Cys(CXC)趋化因子来抑制血管生成，此作用可直接抑制肿瘤的生长和转移[15]。

2.3IL-12与胰腺癌 胰腺癌与IL-12有着密切的联系。有学者用反转录病毒的乳脂小球(milk fat globule，MFG)作为载体，通过磷酸钙沉淀法和逆转录聚合酶链反应将鼠IL-12基因转染导入人胰腺癌细胞株PK-1中，得到了PK-1/IL-12细胞，而单纯用反转录病毒MFG感染PK-1所得细胞被命名为PK-1/MFG，先用自然杀伤细胞抗体阻断自然杀伤细胞的作用，然后利用酶联免疫吸附测定法检测IL-12的产生量，结果显示，离体条件下两种细胞的生长曲线大致相似，但在活体条件下,新血管的生成完全阻断，PK-1/IL-12细胞的生长被明显抑制[16]。因此，即使在免疫缺陷的情况下，IL-12的抗血管生成作用已经足够抑制胰腺癌细胞的生长及肿瘤内血管的生成。Bortolanza等[17]建立了条件复制腺病毒模型，利用溶瘤腺病毒表达的IL-12对患有胰腺癌的叙利亚仓鼠进行腹腔注射，结果表明，结合不同调节机制，条件复制腺病毒表达的IL-12具有显著的抗肿瘤活性，可能为晚期胰腺癌提供一种新的治疗方法。

2.4IL-12与肝癌 IL-12对乙型肝炎病毒有杀伤作用。我国原发性肝癌的发生、发展与乙型肝炎病毒感染关系密切，因此IL-12在原发性肝癌免疫治疗中的价值深受重视。何松青等[18]应用酶联免疫吸附测定法检测原发性肝癌患者与健康对照组血清IL-12水平，结果：对照组外周血清IL-12水平显著高于原发性肝癌组,Ⅱ、Ⅲ期原发性肝癌患者血清IL-12水平显著高于Ⅳ期者；术后IL-12水平由低到高，在术后3～4周可恢复到术前水平，恢复程度与肿瘤是否完整切除相关；原发性肝癌术后未复发者平均血清IL-12水平显著高于复发患者，术后IL-12持续低水平提示预后较差，因此在原发性肝癌患者手术效果、细胞免疫状态、预后判断、复发监测方面，外周血清IL-12水平可作为评价指标之一，且IL-12可能有助于减慢原发性肝癌恶化进程。以IL-12为突破口，免疫治疗原发性肝癌是一个新的思路，但其对原发性肝癌的治疗作用的机制及应用仍有需更深层次的研究。

2.5IL-12与结直肠癌 文坤明等[19]检测了结直肠癌患者外周血IL-12水平及外周血自然杀伤细胞活性，手术取肿瘤及周围系膜淋巴结，采用逆转录聚合酶链反应法检测淋巴结中的细胞角蛋白20信使RNA表达，借此判断肠癌淋巴结微转移情况，结果显示，有微转移的患者外周血清IL-12水平及自然杀伤细胞活性显著低于无微转移者；并且微转移越多，自然杀伤细胞活性及IL-12水平越低，结直肠癌患者发生淋巴结微转移与IL-12水平低下及外周血自然杀伤细胞活性下降相关。亦有学者采用酶联免疫吸附法检测IL-12术前和术后血清浓度及在结直肠癌组织、癌周组织中的表达水平，并与正常对照组资料进行对比研究：Ⅲ、Ⅳ期瘤及瘤周组织中IL-12的水平显著低于Ⅰ、Ⅱ期，术前血清IL-12低，术后IL-12水平与对照组的差异无统计学意义，各临床时期结直肠癌患者外周血IL-12水平较对照组均显著降低，瘤周及瘤内IL-12的水平低，且越趋于晚期的肿瘤，IL-12越低[20]。体液、细胞免疫反应障碍是结直肠癌发生、发展的机制之一，纠正机体细胞因子失调及免疫状态紊乱对结直肠癌的预防、治疗及预后具有重要意义。

3 IL-12抗肿瘤作用的应用

IL-12在消化道肿瘤中的表达与正常对照组有显著差异，与消化道肿瘤的发生、发展、转移密切相关，且大量实验表明，IL-12有着显著的抑制肿瘤生长和转移的作用[11-20]。目前对IL-12的研究已经进入了临床Ⅱ期实验。直接使用IL-12可出现感冒样的症状，大剂量使用甚至可出现呕吐、发热、白细胞减少、肝转氨酶升高等不良反应，因此利用IL-12抗肿瘤血管生长的作用，将IL-12融合于纤维连接蛋白ED-B结构域的抗体片段上，使IL-12可以靶向作用于肿瘤，以及用转染IL-12基因的腺病毒进行介入治疗或者瘤内注射等方法亦得到了应用。亦有研究者提出IL-12联合化疗、放疗，不仅可以提高治疗效果，还能减少不良反应[21]。

4 展 望

IL-12作为一种具有多种生物学活性的细胞因子，与消化道肿瘤密切相关。克隆的IL-12基因所表达的蛋白质在理论上完全符合目前的药用标准。但由于IL-12的调控机制复杂，抗肿瘤机制具有异质性(IL-12抗肿瘤机制对不同的肿瘤各不相同)，在临床试验中不良反应甚多，因此，怎样充分利用IL-12的抗肿瘤作用，且最大程度减少不良反应将是今后的研究重点之一。IL-12与其他细胞因子、抗肿瘤药物联合应用，分时相、分时序的综合性治疗可能是将来的发展方向[22]。IL-12在肿瘤的治疗中具有巨大潜力，相信随着研究的进一步深入，IL-12将有望成为有重要临床意义的抗肿瘤药物。

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