白细胞介素33/ST2信号通路在肝纤维化中的作用

苏琪皓 任丽梅

肝纤维化是指肝脏受到损伤后，引起肝脏的炎症免疫反应，继而引起组织自我修复过程[1]。肝纤维化在全世界具有较高的患病率，要想控制慢性肝病的进展，我们有必要了解肝纤维化。研究发现，白细胞介素33(Interleukin-33，IL-33)及其信号通路IL-33/ST2参与炎症、免疫系统调节和损伤愈合过程，大量研究发现它与肝纤维化有关。本综述主要探讨IL-33及其信号通路IL-33/ST2在肝纤维化的作用、作用机制及最新研究进展，以便更好地了解其的临床实用性。

一、IL-33及其受体ST2的概述

IL-33是辅助性T细胞2型(Th2型)炎症免疫反应的关键活化分子，1999年首次被描述是在犬蛛网膜下腔出血模型中痉挛性脑动脉中过度表达的蛋白质(DV27)[4]；在2003年，被鉴定为在人类微静脉细胞中大量表达的核因子[3]。通常，IL-33在人体中主要表达并储存在内皮细胞和上皮细胞的细胞核中(如消化道、呼吸道及皮肤等与外界接触的黏膜免疫系统中)，最近P.Marvie等[5]在正常肝脏血管内皮细胞和肝窦细胞中也检测到了IL-33的存在。IL-33是一种双重功能细胞因子：分为全长IL-33蛋白(full-length IL-33 protein，flIL-33)和成熟IL-33(mature IL-33，mIL-33)，fIIL-33和mIL-33都能与ST2(相关抑制致瘤性2受体，suppression of tumorigenicity2)结合并通过ST2发出信号，但mIL-33生物活性的亲和力比flIL-33高10倍[2]。

IL-33的受体 ST2也称之为ST2L，是Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)/IL1R超家族的成员。IL-33与ST2L和IL-1受体辅助蛋白(Interleukin-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP)共同组成的异源二聚体结合而发挥生物学效应，研究证明IL-1RAcP是所有白细胞介素家族受体共有部分[7]。ST2受体主要由参与先天免疫的免疫细胞表达，包括肥大细胞、ILC2s(固有淋巴样细胞2,innate lymphoid cell 2)、巨噬细胞、树突状细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)等。此外，还参与适应性免疫细胞如调节性T细胞(Regulatory，Tregs)如TH2淋巴细胞也表达ST2[6]。ST2mRNA前体经过选择性剪切后主要可分为三种不同的亚型：跨膜型ST2L、分泌型ST2(soluble ST2,sST2)和多变型ST2V(ST2variant form)。跨膜型ST2L具有膜锚定形式，限制在Th2细胞和肥大细胞的表面，可在体外实验中作为Th2细胞的一种特异性标志。sST2主要表达于胚胎组织、乳腺肿瘤和纤维母细胞中，最近被证明是IL-33的拮抗诱饵受体，可能作为循环生物标志物反映肝病患者的IL-33活化和纤维化。文献显示轻度乙型肝炎病毒(HBV)感染和重度肝纤维化患者的sST2血清水平不同，同样，发现sST2的血浆水平与HBV相关的急性慢性肝衰竭患者的疾病严重程度和死亡率相关，推测sST2浓度的升高可能表明肝细胞癌的预后差[9]。此外，Oztas E研究显示乙型肝炎病毒感染的肝纤维化患者其血清sST2表达水平升高，其升高程度主要取决于肝纤维化的严重程度[19]。ST2V定位于细胞膜上，可表达于肺脏，在心、肝、肾等组织不表达[7]。

二、IL-33及其受体ST2的生物学功能

IL-33通过ST2和Th2免疫应答发出信号参与组织稳态[8]。IL-33与ST2L结合后，募集下游的信号分子，如髓样分化因子88(Myeloid differentiation factor88,MyD88)、IL-1受体蛋白激酶(IL-1receptor-associatedkinase,IRAK)、IL-1受体相关蛋白酶4(IL-1Receptor-associated kinase 4,I-RAK4)和TNF受体相关因子6(TNF receptorassociatedfactor 6,TRAF6)，激活核因子κB(nuclear factor-kappaB,NF-κB)和MAPK信号通路，使细胞外信号调节激酶1/2(Extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK 1/2)和p38丝裂原活化蛋白激酶激活，增加IL-4、IL-5、IL-13的分泌，引起TH2型免疫应答[17]。

IL-33及其受体ST2在炎症免疫反应过程中发挥着重要的作用，研究[10]表明IL-33通过参与Th2细胞介导的炎症免疫应答、调节肥大细胞的功能，从而作为一种前炎细胞因子引起组织的特异炎症免疫病理改变。Drake LY等研究表明在炎症期间，组织中基础IL-33表达可以进一步增加[11]。炎性微环境可通过产生高活性成熟形式来加剧IL-33的疾病相关功能。研究表明炎症期间分泌的中性粒细胞丝氨酸蛋白酶如组织蛋白酶G和弹性蛋白酶可调节IL-33的活性[12]。

三、IL-33/ST2信号通路在肝纤维化中的作用及机制

大量数据显示IL-33/ST2信号通路通过促进损伤愈合和组织修复在细胞稳态中发挥关键作用。IL-33/ST2信号通路维持了炎症和组织再生之间的平衡[6]，由此可判断IL-33/ST2信号通路广泛参与了肝纤维化的过程。有证据表明，当发生急性和严重肝损伤时，损伤的肝细胞释放IL-33可能成为组织保护机制的激活剂，而在慢性肝损伤的情况下，IL-33起促纤维化的作用[5]。学者采用了Real-time PCR、免疫组化及Western blotting等方法证明在肝纤维化小鼠和患者的肝组织中IL-33及ST2mRNA明显升高；另外IL-33的表达趋势与ST2、胶原蛋白的表达趋势相同，而且它们的表达随着纤维化的严重程度加重而增加，特别是在肝硬化肝脏中[15]。T.McHedlidze等[16]的研究发现在四氯化碳及硫代乙酰胺诱导的小鼠肝纤维化血清IL-33中表达量明显升高，肝组织中的IL-33mRNA及蛋白表达量也明显升高。

ST2的作用在肝纤维化中也得到了证实，在没有受体ST2L的情况下，炎症细胞浸润减少导致肝损伤减轻，从而纤维化减少。还发现缺陷ST2L小鼠在用四氯化碳攻击时胶原蛋白的产生不会增加[18]。ST2L的缺失通过减弱丝裂原活化蛋白激酶(MEK)/细胞外信号调节激酶(ERK)/p38-丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联反应的激活，在急性和慢性期均可以达到预防肝脏炎症[17]。综上所述，肝组织或血清中的IL-33及ST2可以作为评估和诊断肝纤维化的的指标，在临床中是否可行仍需大量的临床数据支持。

IL-33在肝细胞损伤后可能对HSC产生直接影响，增加细胞因子的分泌和胶原蛋白的产生。一项研究表明，ST2缺陷型肝纤维化小鼠的HSCs活化减少，作用机制为IL-33介导的Th2免疫应答促进HSC增殖，TGF-β合成和纤维化发生[5]；同时得出在不给予任何化学物质干预的情况下诱导肝纤维化中载体编码的IL-33会过表达，证明了IL-33的促纤维化作用，主要通过IL-13诱导IL-4Rα信号转导和转录激活因子6(STAT6)激活，增强TGF-β信号在HSC中的传导，从而启动HSCs的激活和分化，促进肝纤维化。此外，rIL-33在体外激活HSCs，诱导纤维化细胞因子(IL-6和TGF-β)和肝纤维化的标志物(即α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原蛋白)的表达[17]。同样可以通过ST2信号通路激活ILC2s，再次释放出Th2细胞因子[14]。IL-33诱导ILC2的活化和扩增以表达IL-13和IL-5，导致了促纤维化的肝星状细胞活化[13]，并且随后引起M2巨噬细胞和嗜酸性粒细胞积聚并通过减弱脂肪组织炎症调节肝脏脂肪组织中的ST2+Tregs稳态[2]。最近，Tan等在经受胆管结扎(BDL)的小鼠的肝脏和肝硬化患者的IL-33表达中上调，IL-33通过刺激培养活化的肝星状细胞，激活了ERK、JNK和p38蛋白激酶介导的MAPK途径促进了肝纤维化的发生[17]。事实上，IL-33的上调与ILC2的增加呈正相关，活化的ILC2衍生的IL-13通过IL-4Rα-STAT6转录因子依赖性途径启动HSC的活化，这些结果均表明IL-33/ST2信号通路与肝纤维化密切相关。

四、总结与展望

在过去的几十年中,肝纤维化发病机制、血清标记物等方面的研究取得了很大的进展,已经揭示出细胞外基质的细胞来源及HSC激活的各个阶段过程中的调控通路.在肝纤维化的诊断上,除了传统的肝活检技术,还研发出部分新型血清标记物。本综述通过查找最新大量文献对IL-33及ST2在肝纤维化中的意义有了深刻的了解，现总结如下：

(一)肝纤维化是各种肝病的必经阶段,正所谓肝纤维化是各种慢性肝病最后走向肝硬化的“华山一条路”，肝纤维化始终伴随着炎症免疫反应，基于研究发现，肝纤维化大鼠与血清IL-33、ST2的表达呈正相关，联合检测血清IL-33和sST2可能是今后诊断肝纤维化和判断其预后的一个重要新型生物学标记。由此推断IL-33及ST2可以结合肝穿刺、其他血清血标记物作为肝纤维化的早期诊断，但是仍缺少大量临床资料，下一步需要大量临床数据分析其可行性。只有在早期诊断了肝纤维化，才能缓解各种慢性肝病的进展，使患者的治疗达到最优化。

(二)IL-33及ST2在肝纤维化有升高趋势，但目前很少有文献报道IL-33及ST2在不同病因肝纤维化中的变化趋势，故在以后的科研工作中可分析IL-33及ST2在不同病因的肝纤维化中表达趋势，这有助于在未来工作中根据IL-33及ST2在表达结果判断肝纤维化的病因。

(三)肝纤维化发生发展过程中涉及多种细胞因子及信号转导途径参与，一种细胞因子可以激活多条信号转导途径，一条信号转导通路又可被多种细胞因子激活，不同信号传导通路之间相互关联，构成极为复杂的信号交织网。IL-33和ST2与其他因子是否有协同作用或者参与其他器官的肝纤维化仍需进一步研究，对于以后的临床靶向治疗具有重要意义。IL-33/ST2信号通路可作为一个新靶点运用于肝纤维化治疗和研究中，是进一步研究的新领域。