白细胞介素-22在酒精性肝病中作用的研究进展

酒精性肝病(ALD)是一种长期饮酒所致的慢性肝脏疾病，严重酗酒可诱发广泛的肝细胞坏死，甚至造成肝衰竭[1]。在中国，随着人们生活水平的提高，酗酒人数逐年增加，ALD日渐成为影响人们健康的慢性疾病。白细胞介素-22(IL-22)是免疫研究的热点，其已被证实与多种炎性疾病及自身免疫性疾病密切相关。近年来，IL-22在肝脏领域中的研究备受关注，但目前尚存在争议，如在不同阶段的肝细胞癌(HCC)患者中，IL-22可表现出保护或致病作用；对于不同病因引起的肝炎、肝纤维化患者，其作用机制也不尽相同。然而其在ALD中的保护作用已明确，有望成为治疗ALD药物的新靶点。本文就IL-22在ALD中的作用机制作一综述。

1 IL-22的概述

1.1 IL-22的生物学起源及其作用机制

IL-22属于IL-10家族细胞因子，是2000年由Dumoutier等[2]用IL-9刺激T淋巴瘤细胞时发现的一种炎性细胞因子。IL-22与IL-10在一级序列上的相似性导致IL-22最初被命名为IL-10相关的T细胞来源诱导因子。人类IL-22基因位于12q15，邻近编码γ-干扰素及IL-26基因的位置[3]。IL-22主要来源于T细胞和自然杀伤细胞(NK细胞)。T细胞向1型(T1)表型的分化可激活并诱导IL-22表达，而向2型(T2)或调节表型的分化则可降低其表达。IL-22在CD4记忆细胞中高表达，此外活化的CD8+T淋巴细胞、Th17细胞、Th22细胞、NKT细胞、αβT细胞、γδT细胞及固有淋巴细胞(ILC)也能分泌IL-22。IL-22通过与IL-22受体1(IL-22R1)、IL-10受体2(IL-10R2)组成受体复合物而发挥生物学功能。IL-10R2的表达较广泛，而IL-22R1的表达较局限。IL-22R1表达部位的局限性决定了IL-22可对其敏感的组织细胞进行靶向调节，而对免疫细胞的功能无直接影响。IL-22结合蛋白(IL-22BP)是独立于IL-22R1外的另一种IL-22结合受体(可溶性受体)，其细胞外结构与IL-22R1相似，但缺乏细胞内及跨膜部分结构域，其在各组织器官中广泛表达。IL-22与IL-22BP的亲和力是膜结合受体IL-22R1的4倍[4]，可阻止IL-22/IL-22R1复合物的形成及IL-22生物学功能的发挥，因此IL-22BP是IL-22的拮抗剂。IL-22与相关受体结合后，通过激活Janus激酶(JAK)/信号转导及转录激活因子3(STAT3)信号通路，受体结合状态被酪氨酸激酶磷酸化，磷酸化的酪氨酸激酶使二聚体易位进入细胞核，在细胞核中与响应元件结合并促进下游调节靶基因的表达，从而发挥生物学作用[5]。

1.2 IL-22的生物学功能

IL-22具有多种生物学功能，主要包括增强免疫、保护机体免受损伤和促进再生。IL-22是一种双性质的细胞因子，它在慢性炎性疾病中起保护或致病性作用，主要取决于受影响组织的性质、局部细胞因子微环境[6]。IL-22参与多种慢性炎性反应的发生、发展，研究表明IL-22与神经系统疾病及多种自身免疫性疾病相关，包括格林-巴利综合征、多发性硬化、阿尔茨海默病、系统性红斑狼疮、类风湿关节炎和克罗恩病等[7]。对于肝病(如药物介导的肝损伤、T细胞介导的肝炎、肝部分切除术后等)患者，IL-22通过抑制T细胞及毒性物质诱导的肝脏炎性反应，促进肝细胞的修复和再生，从而发挥保护作用。此外，IL-22还具有抗氧化、抗凋亡、抗脂肪变性和抗菌作用[8-10]。由于IL-22在不同疾病状态下有多重作用，故其生物学活性是可变的。

2 IL-22在ALD中的作用

乙醇滥用是全球性的问题，每年约有3.2%死亡病例与乙醇相关，肝脏是较常见的乙醇所致脏器损伤。在中国，ALD的发病率仅次于病毒性肝炎。长期饮酒是慢性肝病的主要原因之一，它可导致一系列肝功能紊乱，ALD病变初期从脂肪变性进展为酒精性肝炎，进而发展为肝纤维化、肝硬化甚至HCC[11]。ALD的组织学分为3个阶段[12-13]：(1)酒精性脂肪肝或脂肪变性 在此阶段，脂肪在肝实质中蓄积。(2)酒精性肝炎 在此阶段，肝细胞发生炎性反应，其结果取决于损伤的严重程度。戒酒、营养支持、抗感染或在严重情况下使用激素有利于酒精性肝炎的治疗，但严重情况下会发生肝衰竭。(3)酒精性肝硬化 在此阶段，肝损伤不可逆转，并有肝硬化和门脉高压症等发生。现就IL-22在ALD的不同组织学阶段中的作用机制综述如下。

2.1 IL-22在酒精性脂肪肝中的作用

长期饮酒可能导致各种类型的肝损伤，经常饮酒，即使只是数日，也会导致脂肪肝(又称脂肪变性)。脂肪肝患者的肝细胞中含有脂肪小滴，如不进行早期干预，很可能会发展为酒精性肝炎。Ki等[10]在其构建的酒精性肝损伤鼠模型中发现：(1)重组IL-22处理可降低长期乙醇灌注诱导升高的血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和肝脏三酰甘油(TG)水平，但不影响胆固醇水平；(2)IL-22对酒精性脂肪肝的保护作用进一步在肝脏组织学中被证实，其可能的机制是IL-22对脂肪酸转运蛋白(FATP)的表达有明显下调作用，但脂肪代谢相关基因却未见改变，推测IL-22诱导的FATP表达下调可能有助于乙醇诱导的脂肪肝的保护作用。而FATP的失活已被证明可改善高脂饮食诱导的脂肪肝[14]。此外，Yang等[15]报道IL-22可通过下调几种脂肪生成和TG合成相关基因的表达以改善肥胖相关的脂肪肝。这些研究结果之间的差异可能是由于采用了不同的模型所致。近年来的研究发现结直肠内产生IL-22的细菌可诱导人再生胰岛衍生蛋白3γ(REG3G)的表达，而REG3G通过减少细菌向肝脏的易位以减轻乙醇诱导的脂肪肝[16]。综上所述，IL-22可通过不同的作用机制改善乙醇导致的肝脏脂肪变性。

2.2 IL-22在酒精性肝炎中的作用

酒精性肝炎的发病率呈不断升高趋势，是最危险的ALD，6个月内病死率高达40%[17-18]，因此干预其发生、发展是非常必要的。Stoy等[19]收集重度酒精性肝炎患者、酒精性肝硬化患者以及健康人血液标本时发现：(1)酒精性肝炎患者分泌IL-22的Th细胞水平升高，明显高于肝硬化组及健康对照组，而且大部分来自于健康状况有所好转的患者，因此向分泌IL-22这一表型极化的T细胞可能对酒精性肝炎患者是有利的；(2)尽管产生IL-22的T细胞水平上调，但血浆IL-22水平未发生变化，这可能是由于IL-22的隔离造成的。Ki等[10]的研究也表明酒精性肝炎患者的肝脏中IL-22水平没有升高，而IL-22R1表达上调，表明这些患者可能对IL-22治疗更敏感。酒精性肝炎患者通常有脂多糖(LPS)升高，LPS可进一步诱导IL-22BP的表达[20]，而IL-22BP具有比IL-22R1更高的亲和力。Parfieniuk-Kowerda等[21]收集重症酒精性肝炎患者血清时发现，抗F-肌动蛋白抗体在晚期ALD患者中存在。肌动蛋白是一种细胞蛋白，细胞溶解后其可暴露于细胞外，被认为是一种损伤特异性标志物[22]。在晚期ALD患者中，抗F-肌动蛋白抗体更易被检测到，且与较高水平的血清IL-22有关，提示IL-22介导的相关通路在酒精性肝炎中起作用。Liu等[23]的研究发现酒精性肝炎患者巨噬细胞产生的IL-22增加，而LPS可通过c-Jun氨基末端激酶(JNK)信号通路使巨噬细胞IL-22的水平下降，从而加重乙醇诱导的肝细胞凋亡，提示IL-22可能具有肝保护功能。在酒精性肝炎的治疗中，糖皮质激素已被广泛使用，而肿瘤坏死因子-α(TNF-α)抑制剂也已被尝试用于治疗重症酒精性肝炎，但相关研究的结果存在争议[18,24-26]。由于IL-22R的表达仅限于上皮细胞(包括肝细胞)，在免疫细胞中不表达，因此IL-22联合糖皮质激素或TNF-α抑制剂治疗酒精性肝炎的不良反应可能较小。甾体类抗炎药和TNF-α抑制剂均可抑制炎性反应，但也会抑制肝脏再生且增加细菌感染风险[24-26]，而IL-22具有抗菌[27]、促进肝脏再生的作用[9,28]，因此IL-22与甾体类抗炎药或TNF-α抑制剂联合治疗可减少两者诱导的细菌感染风险，并可阻止对肝脏再生的抑制。酒精性肝炎与多种炎性介质(如IL-6)水平升高相关，而IL-22与IL-6及其家族细胞因子共享信号转导通路，这可能会降低肝细胞对IL-22刺激的敏感度，而甾体类抗炎药治疗可阻断炎性反应，从而恢复肝细胞对IL-22刺激的反应。急性肾损伤(AKI)是酒精性肝炎患者死亡的另一个主要原因[29]。IL-22在预防AKI中发挥了作用，其通过促进肾小管上皮细胞的存活和再生，可显著改善小鼠缺血/再灌注模型的AKI[30-31]。因此，IL-22疗法也可通过改善AKI来治疗酒精性肝炎。肝特异性IL-22转基因小鼠未出现明显的肝脏炎性反应或趋化因子水平上调[28]，说明IL-22治疗对肝脏炎性反应的影响较小。IL-22短期治疗不太可能引起严重的肝脏炎性反应，其与甾体类抗炎药联合应用可预防IL-22治疗对肝脏的潜在促炎作用[32-33]。此外，研究人员已提出将抗炎药物与IL-22联合应用于ALD的治疗，目前酒精性肝炎的两项临床试验正处于招募阶段(NCT01918462和NCT02655510)，两项试验均将IL-22与酒精性肝炎联系起来，前者研究IL-22在酒精性肝炎中的生物学作用，后者旨在利用重组人IL-22的抗脂肪变性和抗凋亡功能，这两种开创性的临床方法可能为治疗ALD带来新的机遇。

2.3 IL-22在酒精性肝纤维化及酒精性肝硬化中的作用

肝脏损伤后通常会再生，但当肝脏损伤和炎性反应持续进展时，肝脏不能正常再生，导致纤维化。纤维化是一种创面愈合反应，目前普遍认为在肝纤维化过程中，肝星状细胞(HSC)是主要的效应细胞。HSC是细胞外基质的主要来源[34]。细胞外基质的产生和沉积导致瘢痕组织形成，渐进性的肝纤维化发展为肝硬化，肝细胞由于纤维化瘢痕和再生结节的形成以及血供减少而不能正常工作[35-36]。肝纤维化是一种慢性进展性肝病，肝纤维化进展为肝硬化后，疾病不可逆转，极可能发展为HCC，因此阻止其发生、发展是非常必要的。Kong等[37]的研究发现，IL-22R1和IL-10R2在肝祖细胞和HSC中高表达，IL-22可通过STAT3信号通路促进肝祖细胞增殖，促进肝脏修复，IL-22过表达可通过活化造血干细胞中的STAT3诱导HSC衰老，加速肝纤维化组织在康复过程中溶解，从而减轻肝纤维化。Ni等[38]通过酒精性肝纤维化模型发现，IL-22可抑制乙醛诱导的HSC活化和增殖，这可能与Nrf2核易位和抗氧化轴Nrf2-Keap1-ARE活性增强有关。由于IL-22的肝保护作用及抗纤维化作用有利于改善酒精性肝损伤，故IL-22可能成为ALD患者治疗的候选药物。然而，IL-22已被证明可促进肝肿瘤细胞在体内外生长[39]，HCC患者的IL-22水平升高，IL-22参与HCC的发生、发展[40]。研究表明肝脏中过度表达IL-22的小鼠虽不会自发形成肿瘤，但对二乙基亚硝胺诱导的HCC更敏感[28]。这些研究结果表明单纯高表达水平的IL-22可能不会引起肝脏肿瘤发展，但IL-22可能通过促进现有肝脏肿瘤中的细胞存活和增殖来加速HCC的发生。由此可见，IL-22的应用对于没有肝硬化和HCC的ALD患者是安全的，而对于酒精性肝硬化或HCC患者却应谨慎。

3 总结与展望

IL-22以不同的作用机制在不同阶段的ALD患者中发挥不同的作用，为ALD的相关治疗及预后提供了细胞分子水平的新思路。此外，IL-22是一种重要的肝脏保护细胞因子，上皮细胞中的IL-22R表达受限使得其潜在的不良反应较小，在治疗重症ALD患者方面可能具有较大的潜力。虽然IL-22介导的肝保护作用在动物和体外细胞模型中的研究有较好的效果，但其在人类肝病发病机制中的作用尚不清楚。今后需进行IL-22对ALD患者的肝脏保护作用机制方面的大量动物及临床研究，以期揭示其在疾病不同阶段的作用机制，从而找到更好及更安全的治疗手段。