IL-17信号通路在酒精相关性肝癌发生、发展中的作用

丁梦梦 高沿航

肝细胞癌(HCC)是全球范围最常见的恶性肿瘤之一，在癌症相关死亡中位列第二位。随着人们生活方式的改变以及病毒性肝病治疗取得长足进步，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和酒精性肝病(ALD)的疾病负担日益剧增，NAFLD及ALD相关性HCC引发越来越多关注。酒精相关性肝癌占全球HCC病例的30%[1]，且在合并病毒性肝炎、糖尿病、吸烟、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)等情况下，长期饮酒将增加HCC发病率。白细胞介素-17 (IL-17) 是一种参与免疫反应的细胞因子，与细胞膜上白细胞介素-17受体 (IL-17R) 结合而发挥作用。近期，Ma等[2]在二乙基亚硝胺(DEN)诱导肝癌小鼠模型和MUP-uPA小鼠品系的肝癌模型中发现，敲除IL-17A基因以及药物阻断IL-17A信号通路可明显抑制酒精诱导的小鼠肝癌的生长(70%)，提示IL-17信号通路可能是酒精相关性肝癌治疗的新靶点。

长期大量饮酒可直接对蛋白质、DNA造成损伤；诱导细胞色素P450 (CYP)2E1和活性氧(ROS)增加，从而加剧细胞氧化应激和脂质过氧化；增加促炎细胞因子释放，减少参与抗肿瘤反应的CD8+ T细胞招募，从而促进免疫抑制；干扰甲基转移促进肝癌发生。对酒精相关性肝癌患者肝组织的外显子测序分析揭示了导致肝癌的酒精相关代谢酶的特异突变特征[3]。乙醛脱氢酶2(ALDH2)是直接参与酒精代谢的重要限速酶之一。Seo等[4]报道，ALDH2基因缺陷小鼠的肝细胞可产生大量有害的氧化线粒体DNA(mtDNA)，通过细胞外囊泡转移到邻近肝细胞内，并与乙醛共同激活多个致癌途径(JNK、STAT3、BCL-2及TAZ)，从而促进酒精相关性肝癌的发生，ALDH2基因缺失或多态性与酒精相关性肝癌密切相关。固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)在胆固醇、脂肪酸和甘油三酯生物合成中发挥重要作用，乙醛可干扰这些转录因子的调控，从而导致脂质代谢紊乱。Kim等[5]发现，内质网(ER)应激和肿瘤坏死因子(TNF)信号触发1-磷酸鞘氨醇(SlP)，激活SREBP1/2，导致胆固醇和脂肪酸积累，进而导致脂肪变性，并为肿瘤生长供能。

IL-17家族包括6种细胞因子，分别为IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E (也称IL-25)和IL-17F。其中，IL-17A 是IL-17家族的原型，也称 IL-17，目前是家族中最重要的炎症因子。IL-17A主要由T辅助细胞17(Th17)产生。Th17由CD4+T细胞受转化生长因子β(TGF-β)、IL-6等刺激后分化形成。视黄酸相关孤核受体γt(RORγT)作为一种转录因子，在Th17亚群分化中起重要作用。IL-17A是一种在炎症和免疫反应中天然存在的细胞因子，在抵御细菌和真菌感染中发挥重要作用。IL-17功能异常可诱导多种促炎症细胞因子产生，并募集、活化中性粒细胞。IL-17信号通路在银屑病、银屑病关节炎、脊柱关节炎等其他免疫性疾病发生中发挥着重要作用。以IL-17A为治疗靶点的药物苏金单抗(Secukinumab)和艾克司单抗(Ixekizumab)均于2019年在中国获批上市。曾有学者发现，肝癌组织标本中IL-17和IL-17R高表达，与预后不良有关，IL-17信号通路在结肠癌、肺纤维化、NASH及其相关纤维化和肝癌发病中发挥重要作用[6-7]。IL-17不仅可通过STAT3、ERK1/2和JNK通路刺激炎症细胞产生细胞因子，还可通过激活STAT3、NF-κB、ERK1/2和P38通路刺激肝星状细胞(HSC)产生胶原[8-9]。

Gomes等[6]发现，在小鼠模型中，营养过剩状态可通过非经典前折叠素RPB5相互作用因子(URI)介导肝细胞DNA损伤。DNA损伤通过Th17和IL-17A诱导炎症和白色脂肪组织中性粒细胞浸润，进而介导胰岛素抵抗(IR)和脂肪酸释放，并以甘油三酯的形式储存在肝脏中，从而导致NASH及其相关的HCC。敲除IL-17A基因和药物阻断IL-17A信号通路可减轻胰岛素抵抗、NASH及其相关的HCC。此外，在NASH和HCV相关的脂肪性肝炎患者标本、NASH及HBV/HCV相关性肝癌患者标本中，IL-17A的表达升高与肝脏脂肪变性呈正相关。这些结果表明，IL-17A在脂肪性肝炎中的作用似乎与病因无关，并可能启动脂肪性肝炎进展为HCC。

由于酒精相关性肝癌患者BMI大多>25 kg/m2，为模拟美国ALD患者饮食习惯，Ma等[2]联合ALD和西方饮食特点，在高脂饮食(HFD)喂养基础上利用DEN 肝癌小鼠模型，发现长期酒精(EtOH)可促进肿瘤生长，增加肝脏脂肪变性、炎症和纤维化程度。EtOH+HFD组DEN肝癌小鼠及酒精相关性肝癌患者的标本中，肝内IL-17A与IL-17RA表达增加。在IL-17RA基因敲除小鼠和野生小鼠的EtOH+HFD组DEN肝癌模型中，转录测序分析表明二者具有相似的突变特征，但前者具有酒精特异突变特征。前者肝癌生长明显受抑，肝脏脂肪变性、炎症、纤维化程度减轻，HCC恶性程度减低(AFP、YAP、 Sox9、磷酸化STAT3 表达减少)。这些结果在MUP-uPA小鼠品系的肝癌模型中同样成立。当敲除IL-17RA基因的HCC组织过继传输到Rag2-/-γc-/-小鼠时，却未能观察到肿瘤结节的形成。在癌旁组织中，炎症、纤维化及脂质相关的基因表达下调，说明IL-17A可影响肿瘤生长的微环境，IL-17A可通过多种途径影响肿瘤生长。

为进一步阐明IL-17A在酒精相关性肝癌发病机制中的作用，在小鼠肝细胞、巨噬细胞、肝星状细胞中选择性敲除IL-17RA基因，分别称为IL-17raΔHep、IL-17raΔM?或IL-17raΔHSC小鼠。结果提示，在EtOH+HFD组DEN肝癌模型中，脂肪变性的肝细胞及巨噬细胞中选择性敲除IL-17RA基因的小鼠肝癌生长受抑，而IL-17raΔHSC小鼠肝癌无明显变化。在IL-17raΔM?小鼠中，脂肪变、纤维化程度及炎症减轻(TNF、IL-6、IL-1β、Cxcl1及 Col1a1下调)，同时胆固醇及脂肪酸合成减少，提示IL-17A调节巨噬细胞激活。在IL-17raΔHep小鼠中，除CXCLl1明显下调外，炎症因子(IL-6、TGF-β1、TNF)正常，脂肪变、纤维化程度减轻且肿瘤受抑更为明显，其中可能机制为IL-17信号通路缺陷导致TNF受体1(TNFR1)胞吐增加，TNFR1表面表达减少，下调TNF/TNFR1激活的Caspase-2-S1P-SREBP1/2通路，导致SREBP1/2表达减少。由于SREBP1/2表达减少，下调7-脱氢胆固醇还原酶(DHCR7)表达，DHCR7具有平衡胆固醇及维生素D3合成的作用，从而导致胆固醇合成减少同时维生素D3合成增多，进而抑制肿瘤生长。

IL-17A主要通过脂肪变性的肝细胞中Caspase-2-S1P-SREBP1/2通路增加胆固醇和脂肪酸合成，从而加重脂肪变性。脂肪变性的肝细胞通过CXCL1、URI和IL-6的表达，TNF/TNFR1信号、NF-κB和STAT3通路以及DNA损伤等途径促进NASH、酒精性脂肪性肝炎(ASH)和HCC生长。IL-17A激活库普弗细胞从而增加TGFβ、TNF和IL-6表达，促进慢性炎症及HCC生长。综上，IL-17A在NASH、ASH和NASH/ASH相关性HCC中通过各种机制参与胰岛素抵抗、脂肪变性、炎症、纤维化、肿瘤恶变和HCC生长。

在现有的IL-17A阻断剂中，抗IL-12 / IL-23抗体在中至重度银屑病患者的临床试验中显示出良好的安全性和有效性，如尤特克单抗(Ustekinumab)于2019年在中国获批上市。在EtOH+HFD组DEN小鼠肝癌模型中，利用抗IL-12/IL-23抗体药物阻断IL-17A显著抑制了肝癌生长(70%)，减轻了肝脏炎症、纤维化及胆固醇蓄积，提示IL-17信号通路可能是潜在的酒精相关性肝癌治疗的新靶点[2]。

靶向IL-17信号通路治疗酒精相关性肝癌的临床数据尚可，但仍有存在的问题。研究表明，IL-17A通过激活HSC在肝纤维化发病中起重要作用，如何解释EtOH+HFD组DEN诱导的IL-17raΔHSC小鼠中肝癌生长未受抑？巨噬细胞存在异质性，脂肪性肝炎和HCC中参与IL-17信号通路的巨噬细胞是什么表型？肝癌具有异质性[10]，IL-17A在肝癌异质性和肿瘤微环境异质性中发挥了什么作用？IL-17A在肿瘤转化、转移和组织再生中又起到什么作用？亚洲人群饮食习惯与西方人群不同，靶向IL-17信号通路治疗酒精相关性肝纤维化及肝癌的作用在亚洲人群的效果如何？IL-17在抵御胞外细菌感染和真菌感染中发挥重要作用，靶向IL-17信号通路生物制剂长期应用的安全性如何？维生素D3缺乏与各种类型的癌症有关，研究表明，维生素D缺乏与肝癌风险增加的有关，ALD患者维生素D缺乏与预后不良有关。维生素D3及其类似物对酒精相关性肝癌治疗作用如何？这些问题需要我们的基础和临床研究进一步探索[6, 11]。

由于酒精性肝病患者依从性差，酒精相关性肝癌诊断时分期较晚，更难接受根治性治疗，预后较差，寻找更有效的治疗方法极为重要。敲除IL-17A基因和药物阻断IL-17A信号通路明显抑制酒精诱导的小鼠肝癌的生长，IL-17信号通路可能是酒精相关性肝癌治疗的新靶点。IL-17A在脂肪性肝炎中的作用可能与病因无关，并可能启动脂肪性肝炎进展为HCC。靶向IL-17信号通路可以减轻肝脏脂肪变性、慢性炎症、纤维化和肝癌的发生，需要更多的临床研究进一步评估维生素D3及类似物和靶向IL-17的生物制剂在胰岛素抵抗、病毒性肝炎、NASH、ASH和NASH/ASH相关性肝癌中的作用。目前有多项肝癌免疫治疗研究，而自身免疫性疾病是免疫治疗的主要不良反应，靶向IL-17信号通路可能为免疫治疗不良反应的管理提供新的思路。