髓样细胞触发受体与溃疡性结肠炎及其相关癌变的研究进展①

张馨月 赵俊佳 梁 媛 张 涛 （广西中医药大学，南宁 53000）

19世纪以来，炎症逐渐被认为是癌症的“爪牙”，它使新生肿瘤避开免疫监视，同时长期的慢性炎症导致DNA损伤和基因突变［1］。溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）的两种主要类型之一，其二是克罗恩病（Crohn's disease，CD）。UC的临床表现以腹痛、腹泻、解黏液样脓血便为主。疾病急性发作期，上述症状反复发作，严重影响患者的生活质量。目前，该病尚无诊断标准，主要依靠结合临床表现、内镜和病理组织学检查，进行排他性诊断。内镜对于UC的诊断举重若轻，但因侵入性、成本较高、患者接受度低的缺点，可能会阻碍其在临床实践中得到全面而广泛的应用。当UC持续炎症状态，易导致结肠癌，长程UC患者癌变率正逐年升高。一项基于丹麦和瑞典的UC人群队列研究提示：UC患者比普通人群更易患结肠癌，随着病程延长，结肠癌患病率及死亡率相应增加［2］。显然，开展UC的早期诊断对人类健康有着深远的社会意义，而寻求非侵入性诊断方法则成为亟待解决的问题。

世界范围内，IBD的发病率和流行率均显著上升，IBD相关结肠癌死亡率为2%，占IBD患者死亡总数的10%～15%［3］。尽管结肠癌的死亡率近年来呈下降趋势，然而这种趋势并未体现在UC相关癌变中。结肠癌是UC的严重并发症，与散发性结肠癌中经典的“腺瘤-癌变”路径不同，炎症相关结肠癌遵循“炎症反应-不典型增生-癌变”［4］。其中，模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）所激活的免疫应答，在炎癌转化过程中起至关重要的作用。Toll样受体（TLRs）和NOD样受体（NLRs）是PRRs中的明星成员，通过介导炎症反应来维持肠道稳态以及调节肿瘤细胞的生长侵袭和迁移。髓样细胞触发受体（triggering receptors expressed on myeloid cells， TREMs）是一类新近发现的先天性免疫识别受体家族，能与TLR、NLR通路交互作用［5］。TREMs深入参与了炎症性肠病的发生发展。因此，本文对TREMs家族在UC及其相关癌变中的最新研究进展进行总结阐述。

1 UC相关结肠癌的发病机制

结肠癌的形成起始于正常黏膜上皮向高度增殖上皮的转化，这些异常增殖的肠上皮细胞失去原有的结构及功能，形成腺瘤、腺瘤侵占黏膜下层，逐步癌变［6］。该途径被称为“腺瘤-癌序列”。结肠癌有3种主要的遗传不稳定机制：染色体不稳定（chromosomal instability，CIN）、微卫星不稳定（microsatellite instability，MSI）和CpG岛甲基表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）。这些机制影响主要的信号通路，导致细胞无限增殖以及癌症的发展。而在UC相关结肠癌中，慢性炎症一方面分泌产生促炎细胞因子如IL-6、IL-1、TNF-α加快肿瘤的进程［7］；另一方面由于免疫细胞的浸润，系列免疫级联反应创造了一个富含活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的炎症微环境，诱导肠上皮细胞DNA修饰，如硝化、氧化、甲基化引发不典型增生，从而促进结肠癌的发生发展［8］。免疫细胞通过PRRs识别病原微生物而启动的免疫应答是该路径的关键环节。

2 TREMs结构及表达

TREMs最早在二十一世纪初发现，属于免疫球蛋白超家族成员，基因簇位于小鼠染色体17C和人类染色体6p21，在髓样来源细胞膜上表达。目前已在人类染色体6p21上鉴定出3个TREM成员（TREM1-3）和4个髓样细胞触发受体样转录因子（Trem like transcript，TREML1-4）。TREMs是典型的膜蛋白，由胞外免疫球蛋白样结构域、跨膜结 构域和一个短的胞质尾区构成，其信号转导及生物学效用通过与DNAX激活蛋白（DAP 12）的相互作用来实现。DAP 12具有免疫受体酪氨酸基活化 基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM），TREMs被激活后，跨膜结构域上的赖氨酸残基与DAP 12上的ITAM形成非共价复合物，随后招募脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）和 δ链相关蛋白激酶（δ-chain associated protein kinase，ZAP 70），磷酸化PI3K、ERK、MAPK、NF-κB等下游信号转导通路，刺激细胞内钙离子，使促炎细胞因子分泌增加，放大炎症反应［9-12］。与之不同的TREML在胞质尾区有免疫受体酪氨酸基抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM），能直接调控下游通路［13］。TREM蛋白的一个重要特征是以可溶形式释放于细胞外，即可溶性髓样细胞触发受体（soluble TREM， sTREM）。这可能与mRNA的选择性剪接有关，形成分泌型受体异构体［14］。TREM1和TREM2是当前研究较广泛的两个成员，传统观点认为，TREM1是促炎介质，而TREM2抑制炎症反应。

3 TREM在UC及其相关癌变中的研究

3.1 TREM-1在UC及其相关癌变中的研究 TREM-1最初发现于单核细胞和中性粒细胞，随后在肺泡、肝脏、胃肠道来源的巨噬细胞中检测出表达［15］。迄今为止，TREM-1的天然配体仍未明确。体外实验证实细菌和真菌能刺激单核细胞和中性粒细胞中的TREM-1，通过细胞内PI3K/PLC和ERK 1/2通路在炎症反应中起主导作用，从而导致DAP 12依赖的钙离子内流和Jak/STAT信号通路的激活，并伴随着转录因子（如ELK 1、NFAT、AP-1和NF-κB）的活化，这些转录基因能编码促炎细胞因子和趋化因子［16］。同时，TREM-1还可与TLR、NLR识别通路协同作用增强免疫反应，释放促炎因子，而转录因子的高表达亦能上调细胞中的TREM-1［17］。这意味着，TREM-1和转录因子之间有一个相互作用的反馈环。有研究表明，在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠和IBD患者肠道中，TREM-1高表达，且与疾病活动有关，TREM-1能显著增强结肠巨噬细胞相关促炎介质的分泌，阻断TREM-1则有效缓解结肠炎小鼠的临床病程和病理改变［18］。CHE等［19］发现没药甾酮通过下调TREM-1抑制TNBS诱导结肠炎小鼠巨噬细胞的过度活化，使其向M2表型极化；而在IL-10、TLR-4和髓系分化原代反应88（MyD88）缺乏的结肠炎小鼠中无上述变化，提示TREM-1的促炎作用与IL-10和TLR-4信号通路相关。此外，在T细胞转移和DSS诱导的结肠炎小鼠中，TREM-1 KO小鼠表现出明显减毒效用，炎症细胞浸润减少、促炎因子分泌减少［20］。sTREM-1作为TEM-1在细胞外的可溶性结构体，被认为是UC的潜在生物标志物。TZIVRAS等［21］已证实sTREM-1水平与UC疾病分期以及TNF-α水平相关。同样地，在一项对31例UC患者和22例CD患者的sTREM-1水平检测中发现，sTREM-1表达显著高于对照组，在UC中与疾病活动密切相关，提示sTREM-1可能是IBD患者的潜在指标，尤其是UC患者［22］。血液中的TREM-1还能扮演评价UC治疗效果的角色，TREM-1和CCR-2基因表达水平与内镜活动密切相关［23］；进一步研究发现，抗TNF-α治疗无效者的炎症巨噬细胞增多与TREM-1、CCR-2、CCL-7上调相关，提示TREM-1在血液中的表达可作为UC临床重要的无创生物标志物［24］。

如前文所述，UC与结肠癌“亲密无间”，炎症微环境与肿瘤微环境也“如出一辙”，TREM-1的促炎活性在UC相关结肠癌中同样能发挥作用。在肿瘤微环境下，炎症的程度和炎症细胞类型影响肿瘤进展与消退之间的动态平衡。其中，单核吞噬细胞（mononuclear phagocytes，MP）是大多数恶性肿瘤炎性浸润的主要成分，见证了肿瘤发展的每一步。TREM在MP炎症反应中起着放大镜的作用，同时在MP系统中有组成性表达，能激活单核细胞分化为树突状细胞和朗格汉斯细胞［16，25］。肿瘤微环境的 一个重要特征表现是缺氧，尤其是肿瘤晚期，大量文献已证明，缺氧是TREM-1的触发器。换句话说，TREM与肿瘤微环境相互促进，泾渭不分［26-28］。在肠道中，TREM-1拮抗剂LP17可降低DSS诱导的结肠炎小鼠和AOM/DSS诱导的炎症相关结肠癌小鼠两种模型的结肠炎症反应，抑制炎症介质产生，从而降低结肠炎的严重程度，延缓肿瘤的发生［29］。SAURER等［30］研究发现TREM-1在小鼠和人肠道肿瘤中高表达，在炎症诱导肿瘤的实验模型中，TREM-1基因缺陷小鼠肿瘤数量明显减少，表明TREM-1在炎症相关结肠癌中具有明确作用，且与其表达的中性粒细胞直接相关。

3.2 TREM-2在UC及其相关癌变中的研究 与TREM-1类似，TREM-2通过跨膜结构域上带相反电荷的残基与DAP12和DAP10结合使其磷酸化，从而招募细胞内信号转导机制。TREM-2主要表达于巨噬细胞、树突状细胞、破骨细胞和小胶质细胞。TREM-2对于炎症的作用众说纷纭，莫衷一是。既往研究认为，TREM-2是炎症的负调节因子，在中枢神经系统中，可减弱巨噬细胞的活化，阻断TREM-2会加重实验性自身免疫性脑脊髓炎［31-32］。在小鼠结肠黏膜损伤愈合模型中，有效的肠黏膜愈合需要TREM-2信号，TREM-2基因敲除小鼠伤口愈合缓慢，巨噬细胞浸润增加［33］。然而在IBD中，却有着截然不同的报道结果，CORREALE 等［34］发现正常人结肠组织中几乎不存在TREM-2，结肠炎患者肠黏膜中TREM-2的表达明显增高，主要由CD11c（+）细胞表达；动物实验也得到进一步证实，与野生型小鼠相比，TREM-2 KO小鼠的结肠树突状细胞产生了较低水平的炎症因子，并降低细菌杀伤力和T细胞活化水平。即肠道微环境下，TREM-2和TREM-1保持一致，对炎症反应均起放大镜作用。

4 小结与展望

综上所述，已有大量研究证实TREMs在炎症微环境及肿瘤微环境中的调节作用。然而对于UC相关结肠癌的研究尚处于初步阶段，且对炎症相关性肿瘤的研究主要集中于TREM-1，对TREMs家族其他成员知之甚少，这还需要进一步的研究。TREM-1和TREM-2在肠道中已有明确的促炎促癌作用。其抑制剂的应用为UC及UC相关肿瘤的治疗提供了新思路，TREM能成为肿瘤免疫治疗的新靶点，血清sTREM有望成为检测UC的无创性生物标志物，TREMs评估则能判断IBD治疗效果。总的来说，TREM对目前IBD的诊疗具有极大的应用前景，如何将实验成果顺利转化于临床实践，有赖于下一步研究探讨。因此对TREMs家族在UC及其相关癌变中的深入研究将有助于疾病的诊断、治疗及预后，应用前景广阔，具有深刻的现实意义。