蘇婧玲 謝晨曦 范燕云 胡益群 王 琳 任建林
廈門(mén)大學(xué)附屬中山醫(yī)院消化內(nèi)科 廈門(mén)大學(xué)消化疾病研究所 廈門(mén)市消化疾病診治中心(361004)
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種病因不明的腸道非特異性炎癥性病變,主要包括克羅恩病(Crohn’s disease, CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)。IBD的病因和發(fā)病機(jī)制目前仍不甚清楚,與基因易感性、黏膜免疫紊亂、腸道微生態(tài)改變以及環(huán)境作用均有一定關(guān)系[1-2]。大量研究已證實(shí),細(xì)胞因子及其相關(guān)受體在IBD的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要的免疫效應(yīng)[3]。白細(xì)胞介素17B受體(interleukin-17B receptor, IL-17BR)是一種相對(duì)分子質(zhì)量為56 kDa(1 Da=0.992 1 u)的Ⅰ型單鏈跨膜蛋白,主要表達(dá)于腸道、氣管、腎臟等多種組織器官[4-5]。白細(xì)胞介素25(interleukin-25, IL-25)可與IL-17BR結(jié)合,兩者的親和力高于IL-17B。IL-25屬于Th2型細(xì)胞因子,在部分自身免疫性疾病模型中可通過(guò)啟動(dòng)Th2型免疫應(yīng)答,同時(shí)抑制Th1/Th17型免疫反應(yīng),發(fā)揮重要的炎癥調(diào)節(jié)功能[6]。有研究發(fā)現(xiàn),IBD患者腸黏膜和血清中存在系統(tǒng)性IL-25表達(dá)降低[7],但其受體IL-17BR與IBD患者腸黏膜損傷和全身炎癥活動(dòng)度的關(guān)系尚不明確。本研究通過(guò)檢測(cè)IBD患者結(jié)腸黏膜和外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)中IL-17BR的表達(dá)情況,并分析其與臨床炎癥活動(dòng)度和治療方案的相關(guān)性,旨在探討IL-17BR在IBD發(fā)病機(jī)制中的作用和臨床意義。
結(jié)腸黏膜標(biāo)本收集自2014年12月—2016年12月廈門(mén)大學(xué)附屬中山醫(yī)院行結(jié)腸鏡檢查的CD患者40例(其中男25例,女15例;年齡19~52歲;活動(dòng)期28例,緩解期12例)和UC患者32例(其中男20例,女12例;年齡22~61歲;活動(dòng)期25例,緩解期7例)。選取同期25例結(jié)腸鏡檢查無(wú)明顯異常者的結(jié)腸黏膜標(biāo)本作為對(duì)照,其中男15例,女10例,年齡23~60歲。PBMC標(biāo)本選自同期活動(dòng)期CD患者30例(其中男17例,女13例,年齡21~54歲)、UC患者27例(其中男16例,女11例,年齡23~62歲),對(duì)照組為同期健康體檢者25例(其中男14例,女11例,年齡24~61歲)。IBD的診斷符合《炎癥性腸病診斷與治療的共識(shí)意見(jiàn)(2012年·廣州)》[8]。IBD患者入組前1個(gè)月均未用過(guò)水楊酸制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、生物制劑等。所有UC和CD患者性別、年齡與正常對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),入選者留取標(biāo)本前均簽署知情同意書(shū),本研究方案通過(guò)廈門(mén)大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)審核。
鼠抗人IL-17BR單克隆抗體購(gòu)于Novus公司,PE標(biāo)記的鼠抗人IL-17BR、人TNF-α ELISA試劑盒均購(gòu)于R&D公司,人淋巴細(xì)胞分離液購(gòu)于GE公司。
1. 免疫組化法:取入選者內(nèi)鏡活檢標(biāo)本2塊,石蠟包埋,5 μm厚連續(xù)切片,常規(guī)脫蠟,去除內(nèi)源性過(guò)氧化氫酶,微波抗原修復(fù),山羊血清封閉,滴加鼠抗人IL-17BR單克隆抗體(工作濃度1∶100)4 ℃過(guò)夜,同時(shí)以PBS代替一抗作為空白對(duì)照,滴加羊抗鼠IgG二抗(工作濃度1∶200)37 ℃孵育30 min,DAB顯色,蘇木素復(fù)染,中性樹(shù)膠封片,鏡檢。
結(jié)果判定:以細(xì)胞質(zhì)染色呈棕黃色為陽(yáng)性細(xì)胞,每個(gè)樣本隨機(jī)選取5個(gè)高倍(×400)視野,計(jì)數(shù)IL-17BR陽(yáng)性細(xì)胞數(shù),計(jì)算IL-17BR陽(yáng)性細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的百分比,取均值。
2. PBMC分離和流式細(xì)胞儀分析:收集外周靜脈血5 mL,用等體積PBS稀釋?zhuān)尤腩A(yù)先裝有淋巴細(xì)胞分離液的離心管中,2 000×g離心15 min,吸取中間云霧層置于新離心管內(nèi);加入適量PBS清洗離心,棄上清液獲得PBMC。將分離好的PBMC置于PBS溶液中重懸,調(diào)整細(xì)胞濃度至1×108/mL,取100 μL PBMC懸液加至實(shí)驗(yàn)管和對(duì)照管中,然后分別加入10 μL IL-17BR抗體和10 μL同型對(duì)照抗體,吹打混勻后于室溫避光反應(yīng)15 min,PBS洗滌后去上清,加入500 μL PBS重懸后上機(jī)檢測(cè)。
3. ELISA法:抽取15例CD患者英夫利西單抗(IFX)治療前后清晨空腹肘靜脈血2 mL,1 500×g離心15 min,提取血清,-80 ℃保存待檢。嚴(yán)格按照ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟,測(cè)定血清TNF-α濃度。
4. 其他指標(biāo):檢測(cè)并記錄IBD患者的CRP和ESR,同時(shí)對(duì)CD和UC患者分別行克羅恩病活動(dòng)指數(shù)(CDAI)[9]和Mayo評(píng)分[10]。
免疫組化染色顯示,IL-17BR主要表達(dá)于結(jié)腸黏膜固有層單個(gè)核細(xì)胞內(nèi),胞質(zhì)中可見(jiàn)棕黃色顆粒(圖1)?;顒?dòng)期CD、活動(dòng)期UC、緩解期CD、緩解期UC和正常對(duì)照組結(jié)腸黏膜IL-17BR陽(yáng)性表達(dá)率分別為26.4%±7.2%、28.2%±8.5%、11.3%±2.5%、15.6%±2.3%和4.3%±1.8%?;顒?dòng)期、緩解期CD和UC組IL-17BR表達(dá)均顯著高于正常對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);活動(dòng)期CD、UC組均高于緩解期CD、UC組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。緩解期CD與UC以及活動(dòng)期CD與UC患者相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
流式細(xì)胞儀結(jié)果顯示,CD、UC患者和正常對(duì)照組PBMC中IL-17BR陽(yáng)性表達(dá)率分別為23.6%±6.1%、20.6%±7.2%和19.5%±5.8%,組間相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
Spearman相關(guān)性分析顯示,CD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與CRP、ESR、CDAI評(píng)分呈正相關(guān)(r分別為0.70、0.62、0.54,P<0.01),UC患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與CRP、ESR、Mayo評(píng)分呈正相關(guān)(r分別為0.59、0.52、0.50,P<0.01)(圖2)。
免疫組化染色結(jié)果表明,IFX治療后,15例CD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR陽(yáng)性率較治療前顯著降低(17.6%±7.0%對(duì)30.2%±8.2%),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。ELISA結(jié)果表明,IFX治療后,15例CD患者血清TNF-α濃度亦顯著降低[(85.9±13.4) pg/mL 對(duì)(138.7±26.7) pg/mL],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(圖3)。
A:正常對(duì)照者(免疫組化染色,×200);B:活動(dòng)期CD患者(免疫組化染色,×200);C:活動(dòng)期UC患者(免疫組化染色,×200);D:各組IL-17BR表達(dá)比較
圖1IL-17BR在正常對(duì)照者、CD和UC患者結(jié)腸黏膜中的表達(dá)
A:CD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與CRP的相關(guān)性分析;B:CD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與ESR的相關(guān)性分析;C:CD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與CDAI評(píng)分的相關(guān)性分析;D:UC患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與CRP的相關(guān)性分析;E:UC患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與ESR的相關(guān)性分析;F:UC患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與Mayo評(píng)分的相關(guān)性分析
圖2IBD患者結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與臨床炎癥指標(biāo)和炎癥評(píng)分的相關(guān)性分析
IFX治療前,血清TNF-α濃度與結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.55,P<0.05);IFX治療后,血清TNF-α濃度與結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)仍呈正相關(guān)(r=0.52,P<0.05)(圖4)。
作為一種自身免疫性疾病,IBD的病因極其復(fù)雜,具體發(fā)病機(jī)制目前仍不清楚,但細(xì)胞免疫在其中占據(jù)關(guān)鍵地位。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,CD發(fā)病過(guò)程是一種典型的Th1型免疫反應(yīng),而UC傾向于一種非典型的Th2型免疫反應(yīng),Th17細(xì)胞則在CD和UC發(fā)病中均具有重要的促炎效應(yīng)[11]。各種因素誘發(fā)的Th細(xì)胞亞群之間的平衡失調(diào),可導(dǎo)致與其相關(guān)的一系列細(xì)胞因子及其受體的表達(dá)發(fā)生改變,最終引起IBD炎癥應(yīng)答的啟動(dòng)激活,破壞腸道黏膜。
IL-25屬于IL-17家族的細(xì)胞因子,廣泛表達(dá)于人體多種細(xì)胞和組織中,如盲腸淋巴結(jié)的CD4+T細(xì)胞、骨髓來(lái)源的肥大細(xì)胞、過(guò)敏原刺激后的肺上皮細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞等[12],IL-25是IL-17家族中惟一可誘發(fā)Th2型免疫反應(yīng)的成員。相關(guān)研究顯示,IL-25通過(guò)與IL-17BR結(jié)合,激活下游一系列轉(zhuǎn)錄因子,如NF-κB、STAT6、GATA3、NF-ATC1、JUNNB、MAPK、JNK等,從而導(dǎo)致免疫炎癥反應(yīng)的逐級(jí)放大[13-14]。在Th2細(xì)胞相關(guān)的免疫性病變中,IL-25表達(dá)變化通常伴隨IL-17BR的相應(yīng)改變,最終共同起促炎或免疫調(diào)節(jié)的作用。Corrigan等[15]的研究表明,隨著氣管炎癥的進(jìn)展,哮喘患者氣管黏膜IL-25和IL-17BR表達(dá)均顯著升高。在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎小鼠模型中,關(guān)節(jié)組織中IL-17BR mRNA表達(dá)明顯升高[16]。此外,Grave病患者外周血IL-17BR表達(dá)明顯升高,且與IL-13表達(dá)呈正相關(guān)[17]。
IBD作為發(fā)生于腸道的自身免疫性疾病,炎癥的發(fā)生、發(fā)展與細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)受體的相互作用密切相關(guān)。前期研究[7]表明,IBD患者腸黏膜和血清中存在系統(tǒng)性IL-25表達(dá)降低,且與炎癥指標(biāo)(CRP、ESR)和內(nèi)鏡評(píng)分呈負(fù)相關(guān),提示IL-25減少可能是IBD炎癥發(fā)生的重要因素之一,但其受體IL-17BR與IBD患者腸黏膜損傷和全身炎癥活動(dòng)度的關(guān)系尚不明確。Caruso等[18]檢測(cè)了IBD患者結(jié)腸黏膜CD14+細(xì)胞的IL-25受體含量,發(fā)現(xiàn)IBD患者與正常人之間無(wú)明顯差異。本研究結(jié)果顯示,IL-17BR在CD和UC患者結(jié)腸黏膜中的表達(dá)顯著高于正常對(duì)照者,尤其是活動(dòng)期IBD患者,提示在IBD炎癥進(jìn)展過(guò)程中,IL-17BR可在結(jié)腸黏膜組織炎癥部位發(fā)揮重要的免疫效應(yīng)功能,結(jié)合其主要效應(yīng)因子IL-25表達(dá)降低,不排除IL-17BR表達(dá)升高存在反饋性調(diào)節(jié)機(jī)制。但PBMC中IL-17BR表達(dá)在IBD患者和正常對(duì)照者間無(wú)明顯差異,表明IL-17BR的免疫效應(yīng)可能僅存在于局部炎癥腸黏膜而非整體循環(huán)。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與臨床炎癥指標(biāo)和CDAI、Mayo評(píng)分均呈明顯正相關(guān),提示腸黏膜IL-17BR浸潤(rùn)情況可反映IBD疾病活動(dòng)度,再次驗(yàn)證了IL-17BR表達(dá)與腸道炎癥進(jìn)展放大密不可分。
A:IL-17BR表達(dá);B:血清TNF-α濃度
A:IFX治療前;B:IFX治療后
TNF-α與其他細(xì)胞因子共同參與了IBD炎癥的發(fā)生,IFX已廣泛應(yīng)用于臨床治療中,對(duì)中-重度CD具有良好的療效。本研究進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn),CD患者IFX治療后結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)較治療前顯著下降,血清TNF-α濃度亦降低,且治療前后均與IL-17BR表達(dá)呈正相關(guān)。提示結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)升高與TNF-α高水平相關(guān),TNF-α在IL-17BR相關(guān)信號(hào)通路中可能具有重要作用。但本研究CD患者的蒙特利爾分型不同,不排除在統(tǒng)計(jì)中可能出現(xiàn)偏倚,需在后續(xù)研究中進(jìn)一步分類(lèi)驗(yàn)證。
綜上所述,結(jié)腸黏膜IL-17BR表達(dá)與IBD炎癥程度變化密切相關(guān),同時(shí)與TNF-α水平存在關(guān)聯(lián),IL-17BR可能參與了IBD腸黏膜炎癥應(yīng)答,因此可作為反映IBD疾病活動(dòng)度的指標(biāo)之一。
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