白细胞介素-6启动子区单核苷酸多态性与肝细胞癌的相关性

周文秀 综述，杨 京 审校

1.贵州医科大学,贵州贵阳 550001;2.贵州医科大学附属医院感染科，贵州贵阳 550001

肝细胞癌(HCC)的发病率逐年升高备受全球关注[1]。目前认为其发病机制是遗传和环境等多因素相互作用的结果，其中也包括细胞因子调节作用。白细胞介素-6(IL-6)是一种重要的炎性细胞因子，有研究表明，IL-6与其受体结合激发相关通路参与HCC微环境构成、下游转录因子调控等过程，引起体内免疫、炎症反应并发挥着促进肝脏细胞发生恶性生物学行为的作用[2]，IL-6水平与HCC复发风险呈正相关，是早期预测HCC复发的潜在血清学标志[3]，检测血清IL-6水平对HCC的早期诊断、治疗及预后具有深远意义[4]。近年来，许多学者对IL-6分子结构、功能及基因多态性有了进一步研究，并探讨了其启动子区位点多态性与HCC之间的相关性。本文对IL-6基因多态性及其与HCC的关系进行了综述。

1 IL-6结构和生物学特征

IL-6作为白细胞介素家族中的一员，是一种具有多效性的促炎性细胞因子，在炎性反应和免疫应答中扮演重要角色。人IL-6分子前体由212个氨基酸残基组成，包括28个氨基酸残基的信号序列，转录后修饰时有N糖基化、O糖基化和磷酸化。成熟的IL-6是由IL-6前体经加工后分泌到细胞外形成的一种含184个氨基酸组成的单链糖蛋白。活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞和单核细胞等多种细胞都可分泌IL-6。IL-6具有参与炎性反应、促进肝合成急性期蛋白、促进B细胞增殖分化及分泌抗体等多种生物学作用，参与多种生物学过程的诱导及调节。

2 IL-6与HCC相关的生物学活性及信号通路

IL- 6具有广泛的生物学活性，参与机体免疫调节、造血、炎症及肿瘤等多个过程并发挥重要作用[5]。有研究报道HCC患者血清IL-6水平与HCC分期存在显著相关性，IL-6水平随着HCC分期级别升高而增加[6]。IL-6与HCC相关病理生理学作用主要包括以下几个方面：(1)IL-6为炎性因子，可诱导肝脏合成急性期蛋白，加重肝脏细胞炎性损伤；(2)IL-6可诱导纤维细胞增殖，促进肝脏细胞纤维化进展；(3)诱导血管内皮细胞产生趋化因子，促进肿瘤血管形成；(4)诱导肿瘤细胞的生长和分化及抗凋亡作用，抑制机体抗肿瘤免疫；(5)诱导肿瘤细胞对化疗药物的抗药性。

IL-6通过两种受体参与调节多种生物过程，其表达水平与肝损伤的程度相关[7-8]。相关研究指出IL-6反式信号途径介导促炎性作用与肝细胞增殖和慢性炎症性疾病有关[9-10]。XIANG等[11]报道IL-6可通过MAPK和JAK/STAT信号通路，诱导肝星状细胞向成纤维细胞转化。另有研究也证实IL-6通过激活STAT3通路介导的血管生成促进HCC的生长、侵袭和迁移[12-13]。因此，IL-6通过促进肝细胞增殖、分化和影响细胞周期进程成为HCC发生的分子介质。孙阳等[14]推测IL-6促进肝细胞发生癌变的途径可能为：肝细胞损伤后以Toll样受体(TLR)和表皮生长因子受体(EGFR)依赖的方式激活Kupffer细胞，进而导致细胞分泌的IL-6和可溶性IL-6R(sIL-6R)表达上调，发生补偿性肝细胞增殖。在这种促进HCC生长的微环境中，肝细胞转化为肝癌祖细胞(HcPCs)。LIN28B基因表达上调并形成自分泌IL-6环路。自分泌IL-6的M2型巨噬细胞促进肝细胞转化，驱动肿瘤发展并在基因表达网络中起中心作用，IL-6促进M1型和M2型巨噬细胞极化。HcPCs从肿瘤促进生态位向外扩散，形成HCC结节，最终转移到远处的器官，HCC变过程中IL-6起到重要的作用[15]。

3 IL-6基因及启动子区多态性

基因通过转录编码来调控细胞分裂、分化、凋亡、侵袭性及恶性转移等多种生物学特征，基因多态性在这一过程中发挥重要作用。基因多态性主要包括单核苷酸多态性(SNP)、短串联重复序列(STR)和限制性片段长度多态性(RFLP)这三个方面。在三种基因标记中，SNP是最受关注且被研究最多的一类多态性。SNP通过影响DNA损伤修复、体内酶代谢等机制影响细胞的黏附性和活动力、血栓形成、肿瘤特异性抗原的表达，进而参与肿瘤的增殖、侵袭、转移等过程，SNP也是目前国内外肿瘤诊断、预后和易感性研究的热点领域。本文讨论的IL-6启动子区的多态性就是指的SNP。

人类的IL-6基因位于7p21染色体上，全长5 kb，含有5个外含子。1998年FISHMAN等[16]首先发现了启动子位点存在G/C多态性，且这种多态性对于IL-6基因表达具有调控作用，-174G/C等位基因G等位基因携带者血浆中IL-6水平明显高于C携带者，通过转染观察基因结构的表达发现，等位基因G的表达明显高于等位基因C。TERRY等[5]通过对IL-6基因编码区及上、下游序列的研究发现，该基因的多态性主要存在于启动子区的-597G/A、-572C/G、-174G/C和-373AnTn。进一步研究发现血清IL-6水平显示单倍型剂量依赖性增加，rs1800795、rs1800796和rs10499563多态性的主要等位基因G对位于启动子区域附近的其他SNP具有上位性作用，也反映了rs1800795、rs1800797和rs10499563的次要等位基因在调节血清中IL-6水平时对其他启动子SNP具有重大影响。IL-6水平的转录调控不是IL-6基因启动子区域单个多态性的累加效应，而是单倍型GGG中测定的rs1800795、rs1800796和rs1800797主要等位基因G的复杂和协同相互作用，并且单个SNP会受到同一基因内或与其他处于高连锁不平衡状态的基因相互作用的其他SNP的影响。有研究也证实位于IL6基因启动子区域的rs1800796与rs2069852基因座处于连锁不平衡状态[17]。SINGH等[18]通过对IL-6基因启动子区域中的6个SNP，即rs1800795(-174G/C)、rs1800796(-572G/C)、rs1800797(-597G/A)、rs2069827(-1363G/T)、rs12700386(-2954G/C)和rs10499563(-6331G/T)进行研究，发现G等位基因携带者血清IL-6水平比正常等位基因携带者高，且IL-6基因启动子区域内的易感性(GGGGCT)和保护性(CGAGGC)单倍型影响了血浆IL-6水平。IL-6基因启动子区域的多态性显示IL-6水平的转录调控和表达在不同个体间存在明显差异[19]。综上所述，IL-6基因启动子多态性对血浆IL-6转录调控及表达水平具有重要作用，而且是启动子区的多个基因序列的多态性位点复杂的相互作用共同调控的。

4 IL-6基因启动子多态性与HCC发生发展的关系

HCC的发生是遗传因素和环境因素共同作用的结果，目前已证实肝炎病毒感染、长期大量饮酒和黄曲霉毒素B1暴露等是HCC的主要危险因素。我国HCC患者最常见的病因为肝炎病毒入侵，其中以乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)感染为主，占90%以上。大量研究表明，不同个体对肝炎病毒的清除能力存在差异，也就是说宿主感染HBV/HCV后的病情进展及结局在很大程度上决定于宿主本身对病毒的免疫力。多项研究表明，IL-6基因启动子区域SNP不仅可导致多种非感染性及自身免疫性疾病的发病风险增加[20]，也与慢性乙型肝炎的易感性密切相关[21]，并对HBV感染的病程和结局产生重要影响。IL-6基因启动子区域SNP很大可能是导致个体对HCC易感的促进因素之一[22]。SGHAIER等[23]研究发现，IL-6基因SNP明显影响HCV感染的临床结局，这些SNPs可用作HCC早期检测和分子治疗的生物标志物，以及预测HCC临床结果的预后因素。WANG等[24]也通过分析研究得出，携带G(rs1800795)、C(rs1800796)或G(rs1800797)等位基因的IL-6基因型的患者可能更容易患肝病。随着国内外学者对病毒致病机理及宿主抗病毒免疫应答的不断深入研究，人们越来越关注与免疫应答有关的细胞因子基因多态性的影响，现就目前国内外有关IL-6基因启动子区SNP与HCC的关系研究进行介绍。

IL-6基因rs1800796(-572G/C)与HCC的发生及发展密切相关，特别是与HBV相关的HCC的易感性关系紧密。IL-6 rs1800796位点的SNP与HBV感染的易感性相关，rs1800796 G等位基因可能为HBV感染的一个保护基因[25]。TANG等[26]指出，HBV感染后HCC发病率与rs18007976位点SNP相关，在中国汉族C/G+G/G基因型能够增加乙肝后肝癌发病率，进一步研究发现这一影响存在性别差异，在HBV感染者中男性携带C/G基因型比携带C/C基因型罹患HCC风险更高。相关研究发现与HCC患者相比，慢性HCV感染患者中IL-6 rs1800796 G/G基因型，IL-6 rs1474358 C等位基因和IL-6 rs1800797 A等位基因的携带频率更大，IL-6 rs1474358 GG基因型具有促进HCC发生的作用[23]。与之相反的是，ZAHRAN等[27]通过研究发现IL-6 -572G/C基因多态性与HCV感染无关，也与HCC的发生无关，在实验组之间G/C、G/G和C/C频率以及G和C等位基因频率没有显著差异。关于IL-6基因-572G/C与HCC易感性的关系，建议进行更大样本量的研究。

IL-6基因rs13419896位于基因启动子区域，其多态性的存在可能激活抑癌基因和原癌基因，一旦机体细胞平衡稳态被打破，则更易患癌症。研究发现IL-6基因rs13419896位点携带T基因是HCC发生的危险因素，T/T基因型更是肝癌患者预后不良的危险因素[28]。EL-BAKY等[29]研究发现与对照组相比，IL-6 rs1474347 AA基因型在HCV-HCC中更为常见，而且IL-6 rs1474347 AC基因型也促进HCV慢性感染发展为肝硬化和HCC，研究还发现IL-6 rs1474347 AA基因型的HCC患者血清AFP水平偏高，IL-6 rs1474347 AC基因型的筛选是检查HCV患者发展为肝硬化和HCC的灵敏标志。

IL-6基因rs1800795(-174G/C)的基因型的分布和等位基因频率在不同人种中存在差异，高加索人健康人群中-174G/C等位基因C的基因频率为0.4～0.55。在印度人中的基因频率为0.4～0.55，黑人中C的基因频率为0.05～0.09[30]，我国南方汉族人和韩国人rs1800795(-174G/C)位点多态性则比较少见[31-32]。IATTAR等[33]研究指出IL-6基因-174C/G基因型和G等位基因与HBV感染的易感性密切相关，且男性可能比女性更易感HBV，IL-6 -174 SNP和HBV感染是伊朗人患HCC的危险因素。IL-6基因-174G/C基因多态性在不同人群、不同种族间差别较大，又因为IL-6基因-174G/C的多态性影响IL-6基因的转录和表达，那么针对具有IL-6启动子-174G/C多态性的人群，HCC与该位点的多态性之间的相关性仍需要进一步的研究。

IL-6 rs10499563和rs2069837多态性可能通过其对IL-6表达的影响而与肝硬化的发生有关，并且这两个SNP可以用作HBV相关肝硬化的潜在预后标志物[34]。林燕君等[35]也通过实验证实rs2069837位点与乙肝肝硬化易感性具有相关性，IL-6 rs2069837 SNP位于内含子区域，可能位于炎症相关通路基因调控网络的转录因子结合位点上，IL-6基因内含子突变可能引起转录基因组成与结构变化，影响基因的成熟加工和蛋白合成，通过改变IL-6蛋白的表达来增加肝硬化患病风险。ADNAN等[36]报道，IL-6 rs2069837杂合G等位基因和rs17147230杂合T等位基因的突变使患HCC的风险显著增加，IL-6基因多态性与HCC易感性有关，但还将需要与其他白细胞介素及基因测序结果进行更多相关研究。

IL-6 rs2069852多态性可能是汉族人群肝移植后肝癌复发的潜在遗传标记[17]，该研究对110例接受肝移植的HCC患者在供体和受体中IL-6的6个标志性SNP进行了基因分型，并评估了IL-6多态性与HCC复发的相关性，发现供体rs2069852 AA基因型与HCC复发相关。DAWOOD等[37]通过比较经历HCV复发与未经历HCV复发的肝移植患者的IL-6 GG基因型和G等位基因的频率，发现-174 G/G IL-6基因型和血浆IL-6水平升高的患者，肝移植后HCV复发更为频繁，有可能增加HCC的发生风险。IL-6基因SNPs与肝移植患者HCC易感性密切相关，需进一步研究进行论证。

5 小结与展望

IL-6在HCC的发生、发展过程中扮演重要角色，其启动子区SNP调控IL-6转录及表达，与HCC易感性及危险性相关。IL-6基因的转录受启动子区基因序列中多个SNP的共同调控。研究对象的不同，如人种差异、性别差异、样本量大小不同会导致研究结果的不一致。同时研究者从单一位点的多态性出发研究其对IL-6调控及与HCC的关系时，不同的研究会得到不同的结论，有的甚至相互矛盾。这也进一步提示HCC是多因素疾病，是由遗传、环境及免疫等因素共同作用的结果。IL-6基因启动子区SNP与HCC的相关性研究还在进行中，存在一些分歧，但不可否认IL-6基因启动子区SNP在HCC发病、进展中发挥着不可或缺的作用。关于IL-6基因启动子区SNP与HCC的关系还有待于今后进行大规模、大样本、完善的前瞻性及多中心、随机对照研究来进一步证实。今后的研究可以从IL-6基因启动子区SNP位点的种族特异性出发，对其SNP位点与HCC的相关性研究可分为各国、各地区、各民族的独立研究，进一步了解IL-6基因启动子区SNP位点的临床意义，以期为HCC早期诊断、治疗及预后的改善提供帮助。