武雪，王學彬

白細胞介素-34(interleukin-34，IL-34)是2008年定義的一種新的細胞因子，是一種分泌型同源二聚體糖蛋白，與集落刺激因子-1(colony stimulating factor-1，CSF-1；M-CSF)共同作為CSF-1R的配體。IL-34不僅通過觸發(fā)CSF-1R信號級聯(lián)調(diào)節(jié)包括細胞分化、增殖、存活、粘附、遷移、炎癥和免疫反應在內(nèi)的一系列生理病理過程，還誘導多種促炎細胞因子和趨化因子(如IL-17和IFN-γ)的產(chǎn)生，另外還參與破骨細胞形成。近年來發(fā)現(xiàn)IL-34的異常表達與多種風濕性疾病密切相關，進一步研究其在相關疾病中的作用，可能為疾病的治療提供新靶點。

1 IL-34的結構及生物學功能

1.1 IL-34結構及表達

IL-34是一種包含242個氨基酸且分子量為39 kDa的同型二聚體，由位于16號染色體q22.1上的IL-34基因編碼。IL-34的結構包括2個β鏈(β1，β2)，4個短螺旋(α1-4)和4個長螺旋(αA-D)。在人體中，IL-34 mRNA廣泛存在于腦、脾、卵巢、前列腺、結腸、小腸、胸腺、睪丸、腎臟、肝臟、肺和心臟等組織中。在細胞水平上，免疫細胞、滑膜成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞、脂肪細胞和癌細胞等都可產(chǎn)生IL-34[1]。

1.2 IL-34相關受體

CSF-1R是一種高親和力受體酪氨酸激酶,廣泛表達于巨噬細胞、單核細胞、髓樣前體細胞和樹突狀細胞。IL-34與CSF-1共同作為CSF-1R的配體，在功能上存在相似之處。但它們的DNA和蛋白質(zhì)序列同源性很低(26%)，導致它們的信號激活路徑和生物學活性不盡相同[2]。研究表明，IL-34與CSF-1R的親和力高于CSF-1，并誘導CSF-1R及其下游分子發(fā)生更強的酪氨酸磷酸化[3]。這可能是由于IL-34：CSF-1R復合物具有與依賴親水作用的CSF-1：CSF-1R復合物不同的疏水特性，導致IL-34與CSF-1R的結合比CSF-1更穩(wěn)定[1]。

除了CSF-1R，還發(fā)現(xiàn)兩種新的受體：蛋白酪氨酸磷酸酶ζ(protein-tyrosine phosphatase ζ，PTP-ζ)和多配體蛋白聚糖(syndecan-1,CD138)。IL-34激活PTP-ζ可誘導黏著斑激酶(FAK)和樁蛋白(paxillin)的酪氨酸磷酸化，從而抑制特定細胞靶點(如膠質(zhì)母細胞瘤細胞)的增殖、克隆和運動[4]。IL-34與syndecan-1結合可調(diào)節(jié)IL-34誘導的CSF-1R激活并影響細胞遷移，具體表現(xiàn)在：低/中水平的syndecan-1可能通過其硫酸軟骨素鏈將IL-34隔離在細胞表面，從而限制IL-34與CSF-1R之間的相互作用。相反，高表達的syndecan-1可能會增加IL-34與CSF-1R之間的親和力，從而有利于IL-34發(fā)揮作用[5-6]。由于這兩種不同受體的發(fā)現(xiàn)，IL-34的作用變得更加復雜，這表明與CSF-1相比，IL-34具有更多的作用。

1.3 IL-34生物學功能

與CSF-1一樣，IL-34是影響巨噬細胞、破骨細胞和單核細胞功能的重要調(diào)節(jié)因子，與CSF-1存在功能重疊[7]。然而，相關研究也揭示了IL-34在某些條件下表現(xiàn)出與CSF-1不同的特殊功能。

IL-34可以協(xié)調(diào)炎癥和免疫反應。首先，某些促炎細胞因子、感染、化學應激源和組織損傷等與炎癥相關的刺激可以誘導IL-34的表達。其次，IL-34可以通過誘導趨化因子、金屬蛋白酶和促炎介質(zhì)的表達來放大炎癥效應。此外，既往研究已明確表明巨噬細胞在免疫反應中起重要調(diào)節(jié)作用，而CSF-1和IL-34均可誘導單核細胞極化為M1或M2型巨噬細胞，但與CSF-1相比，IL-34刺激的M1和M2巨噬細胞分泌的IL-10和趨化因子配體17(CCL17)顯著增加[8]。IL-34和CSF-1具有共同的血管生成能力，不同之處在于：IL-34直接作用于內(nèi)皮細胞進而增加血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達，而CSF-1通過腫瘤相關巨噬細胞間接影響血管生成[9]。IL-34和CSF-1都具有誘導破骨細胞生成、黏附和增殖的能力，但與IL-34相比，CSF-1誘導破骨細胞存活的能力更強[10]。IL-34可能參與急性腎損傷的發(fā)生和慢性腎損傷的加重。相關研究表明，與IL-34-/-小鼠相比，IL-34+/+小鼠的腎臟纖維化更嚴重[11]。另一方面，CSF-1以自分泌和旁分泌方式促進腎小管上皮細胞增殖和存活，起到與IL-34相反的保護作用[12]。IL-34與CSF-1存在異同，進一步分析IL-34與CSF-1的關系對于探討IL-34作用機制具有一定指導意義。

2 IL-34在風濕性疾病中的作用

2.1 IL-34與類風濕關節(jié)炎

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以滑膜炎癥、骨和軟骨破壞為特征的自身免疫性疾病。Chemel等[13]研究發(fā)現(xiàn)，RA滑膜上的成纖維樣滑膜細胞(fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LS)可表達IL-34，且IL-34的表達與滑膜炎的嚴重程度有關，另外發(fā)現(xiàn)IL-1β和TNF-α可刺激其表達。提示IL-34作為促炎細胞因子的下游效應因子參與RA滑膜炎癥的病理作用。此外，F(xiàn)LS上IL-34與CSF-1R結合可上調(diào)活性氧的表達，進而提高IL-6水平促進Th17細胞的產(chǎn)生[14]。Li等[15]通過進一步探討IL-34對RA患者不同亞群CD4+T細胞的影響，發(fā)現(xiàn)IL-34可促進Th17細胞增殖、轉錄因子表達和IL-17分泌，但對包括Th1、Th2和Treg在內(nèi)的其他Th細胞亞群的分化沒有影響。由此推測IL-34作用于Th17細胞分化的上游，可能是影響RA炎癥細胞間相互作用的關鍵細胞因子。另外，Truong等[16]研究IL-34在雞巨噬細胞和成纖維細胞中的信號轉導途徑和特異的生物學功能時發(fā)現(xiàn)：IL-34可激活JAK/STAT、NF-κB和MAPK信號通路，從而上調(diào)Th17型細胞因子(如IL-12、IL-17)的表達。上述信號通路的異常激活在RA炎癥過程中發(fā)揮重要作用。因此認為IL-34可能通過JAK/STAT、NF-κB和MAPK等信號通路影響Th17的功能進而在RA中發(fā)揮作用。一項應用外源性IL-34干擾膠原誘導型關節(jié)炎(collagen-induced arthritis，CIA)模型小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，IL-34加重了CIA小鼠的關節(jié)炎癥，增加了CIA小鼠血清和滑膜中促炎細胞因子TNF-α、IL-17和IL-6的表達[17]。而抑制TNF-α、IL-17和IL-6等細胞因子可減輕RA患者炎癥反應，提示IL-34可能是類風濕關節(jié)炎的一種新的治療靶點。

抑制關節(jié)破壞是類風濕關節(jié)炎治療中最重要的問題之一。RA的骨和軟骨損傷主要由破骨細胞(osteoclasts, OCs)和FLS介導。OCs是在CSF-1和核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)的作用下，從單核/巨噬細胞系分化而來的。IL-34可以在破骨細胞形成中替代CSF-1，以支持破骨細胞的形成。Cui等[18]研究發(fā)現(xiàn)：IL-34通過IL-17調(diào)節(jié)類風濕關節(jié)炎FLS和外周血單個核細胞(PBMC)分泌RANKL和骨保護素(osteoprotegerin，OPG)，以提高RANKL/OPG比值來誘導破骨細胞生成。提示IL-34在RA骨破壞中的重要作用。另外相關研究發(fā)現(xiàn)：IL-34與RA患者超聲下骨侵蝕評分呈正相關[19]。進一步證實了IL-34與RA骨破壞密切相關。

IL-34除了在RA滑膜炎和骨侵蝕中發(fā)揮重要作用，還與類風濕關節(jié)炎的嚴重程度有關。研究發(fā)現(xiàn)，RA患者的血清IL-34水平顯著高于骨關節(jié)炎(osteoarthritis，OA)患者和健康對照組，RA患者滑液中IL-34濃度也高于OA患者。同時發(fā)現(xiàn)RA患者血清和滑液IL-34水平與IL-6和RANKL水平呈正相關，血清IL-34水平與RF和抗CCP抗體滴度呈正相關[20]。另一項研究顯示：IL-34與RA患者血沉、CRP、IL-8、TNF-α、基質(zhì)金屬蛋白酶-3等呈正相關。另外，接受TNF-α抑制劑治療的患者血清IL-34水平降低[21]。除此，Chang等[22]發(fā)現(xiàn)血清IL-34水平是RA放射學進展的獨立危險因素，表明IL-34是一種新的破骨細胞因子，可作為預測RA患者放射學進展的潛在生物標志物。

另外發(fā)現(xiàn)IL-34與類風濕關節(jié)炎血管生成有關。VEGF和缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)在RA血管生成中起重要作用。Ding等[23]研究發(fā)現(xiàn)：IL-34促進類風濕關節(jié)炎PBMC分泌VEGF和HIF-1α，間接促進血管生成，參與類風濕關節(jié)炎的發(fā)病過程。

2.2 IL-34與系統(tǒng)性紅斑狼瘡

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種以淋巴細胞多克隆激活、自身抗體產(chǎn)生和免疫復合物積聚為特征的自身免疫性疾病。研究表明，SLE患者血清IL-34水平明顯高于健康對照組，并與SLE疾病活動指數(shù)、抗dsDNA抗體、CRP水平呈正相關，與補體C3水平呈負相關。此外，SLE患者接受治療后血清IL-34水平明顯降低[24-25]，提示IL-34可能參與了SLE的發(fā)病過程且與疾病活動性相關。青少年系統(tǒng)性紅斑狼瘡(J-SLE)是一種侵襲性自身免疫性疾病，與成人系統(tǒng)性紅斑狼瘡相比具有更高的疾病活動性和嚴重程度。El-Banna等[26]通過探討青少年系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血清IL-34濃度與疾病活動性的關系，發(fā)現(xiàn)J-SLE患者血清IL-34濃度明顯高于對照組，且與SLEDAI、ESR、CRP、抗dsDNA抗體呈顯著正相關，與補體(C3、C4)、血紅蛋白水平呈負相關。進一步說明IL-34與SLE密切相關，可能成為SLE疾病活動性的潛在生物標志物。

狼瘡性腎炎(lupus nephritis，LN)是系統(tǒng)性紅斑狼瘡的嚴重并發(fā)癥，約70%的狼瘡患者存在臨床腎臟損害。研究表明，LN患者血清中IL-34高表達，是LN預后不良的獨立危險因素[27]。另一數(shù)據(jù)表明，血清IL-34水平高的SLE患者更易發(fā)生LN，且對免疫抑制治療反應差[28]。Abdd-Rehim等[29]研究發(fā)現(xiàn)血清IL-34水平與腎臟病變程度相關，在蛋白尿不明顯的狼瘡患者中，血清IL-34水平可區(qū)分不同組織學類型的亞臨床LN。表明血清IL-34可作為無癥狀性LN，尤其是增生型LN早期腎臟病變的替代指標。巨噬細胞可調(diào)節(jié)與腎損傷和修復有關的炎癥反應，是啟動和驅(qū)動LN的核心，而IL-34可以促進巨噬細胞的積聚。Wada等[30]研究IL-34在LN中的發(fā)病機制發(fā)現(xiàn)：(1)LN小鼠腎內(nèi)IL-34及其兩種受體(CSF-1R和PTP-ζ)表達增加；(2)IL-34可誘導腎內(nèi)趨化因子(如MCP-1、IP-10和IL-8等)的表達，而這些趨化因子可促進巨噬細胞募集。因此，IL-34可能是通過與其受體結合誘導腎內(nèi)趨化因子表達，間接促進巨噬細胞募集從而參與LN的發(fā)病機制。但不管確切的機制如何，靶向IL-34可以抑制腎內(nèi)趨化因子表達和巨噬細胞功能，進而抑制狼瘡性腎炎。

2.3 IL-34與強直性脊柱炎

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)作為慢性自身免疫性炎癥性疾病，主要影響中軸關節(jié)。炎癥、骨破壞、新骨形成是AS發(fā)展過程中3個典型病理改變，其中附著點炎是AS的特征性改變。鄔秀娣等[31]研究發(fā)現(xiàn)，AS患者IL-34水平明顯升高并與CRP、ESR呈正相關，且HLA-B27陽性組IL-34水平顯著升高。黃嫻倩等[32]的研究也證明AS患者外周血中存在較高水平的lL-34，但與鄔等研究不一致的是：IL-34與CRP、ESR無相關性。IL-34是否作為炎癥指標反應AS患者疾病活動度需進一步擴大樣本來證實。該研究還發(fā)現(xiàn)IL-34與超聲評估附著點病變骨侵蝕關節(jié)個數(shù)及附著點炎關節(jié)個數(shù)均呈正相關，但與RANKL、OPG和TNF-α等無相關性，提示IL-34可作為預測AS患者發(fā)生骨侵蝕的獨立指標。巨噬細胞作為一種先天免疫細胞在強直性脊柱炎的炎癥及骨侵蝕中起著關鍵作用。因此，IL-34是否通過影響巨噬細胞或其相關細胞因子參與AS炎癥及骨破壞需要進一步研究。

2.4 IL-34與干燥綜合征

干燥綜合征(sjogren’s syndrome，SS)是一種以口干、眼干和多器官受累為特征的慢性進行性自身免疫性疾病。B細胞過度激活是該疾病的重要免疫學特征，該過程通常會導致自身抗體的產(chǎn)生和高丙種球蛋白血癥或高IgG水平。Liu等[33]研究發(fā)現(xiàn)SS組的血清IL-34水平明顯高于健康對照組，且抗SSA和抗SSB抗體陽性的SS患者血清IL-34水平高于陰性的患者。另外還發(fā)現(xiàn)血清IL-34水平與RF、IgG、丙種球蛋白呈正相關。提示IL-34可能通過參與B細胞的活化過程在SS中發(fā)揮作用。Ciccia等[34]研究發(fā)現(xiàn)，IL-34 mRNA在SS的炎性唾液腺中高表達，并與TNF-α、IL-1β、IL-17和IL-23的表達增加有關。提示IL-34在SS免疫炎癥通路的調(diào)節(jié)中起作用，同時IL-34可能與SS唾液腺中的IL-23/Th17軸存在聯(lián)系。但IL-34與SS的相關研究報道較少，需進一步研究證實。

2.5 IL-34與銀屑病關節(jié)炎

銀屑病關節(jié)炎(psoriatic arthritis，PsA)是一種以外周關節(jié)表現(xiàn)和軸性骨骼受累為特征的慢性炎癥性疾病。研究發(fā)現(xiàn)，PsA患者尤其是侵蝕性PsA患者血清IL-34水平顯著升高，而且給予TNF-α抑制劑治療后患者血清TNF-α水平明顯下降，但IL-34水平并未下降[35]。提示IL-34在PsA中起重要作用，該作用可能獨立于TNF-α。PsA的特征是進行性破骨細胞形成、關節(jié)損傷和骨侵蝕。研究發(fā)現(xiàn)，PsA患者血清中IL-34的顯著增加與破骨前體細胞呈正相關。提示IL-34可能替代CSF-1參與PsA的骨破壞機制[36]。但是，在既往發(fā)表的關于銀屑病關節(jié)炎骨破壞的文獻中尚未涉及IL-34與RANK/RANKL系統(tǒng)的相關研究。

2.6 IL-34與系統(tǒng)性硬化癥

系統(tǒng)性硬化癥(systemic sclerosis，SSc)是一種以皮膚、肺和其他內(nèi)臟過度纖維化為特征的結締組織疾病。Kuzumi等[37]首次檢測了SSc患者血清IL-34水平，發(fā)現(xiàn)彌漫性皮膚SSc組血清IL-34水平明顯高于局限性皮膚SSc組和健康對照組。血清IL-34水平升高的SSc患者比血清IL-34水平正常的患者更容易患間質(zhì)性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)。此外，在SSc患者中，血清IL-34水平與預測肺活量百分比呈負相關，而與磨玻璃樣陰影評分和胸部CT纖維化評分呈正相關。進一步說明血清IL-34水平的升高與SSc患者ILD的發(fā)生和嚴重程度相關，可作為SSc相關性ILD的血清學指標。

越來越多的證據(jù)表明，IL-34與多種風濕性疾病有關，不僅介導炎癥反應、骨破壞、血管生成等多種過程，還與疾病活動度及嚴重程度有關。但目前還有很多機制不明確：首先，IL-34可調(diào)節(jié)下游的信號通路(如JAK/STAT、NF-κB和MAPK等)，而信號通路對于風濕性疾病而言至關重要。我們有理由認為IL-34可能通過相關信號通路在風濕性疾病中發(fā)揮重要作用。其次，IL-34可促進Th17細胞的增殖和相關細胞因子的分泌，在類風濕關節(jié)炎和其他風濕性疾病中，IL-34和Th17之間的明確關系有待討論。除此之外，IL-34能夠促進破骨細胞的形成參與骨破壞。因此，IL-34是否通過RANKL影響骨破壞進程以及如何與RANKL相互作用值得探討。最后，既往對IL-34的阻斷研究僅限于某些風濕性疾病的動物模型，暫無針對IL-34的抗風濕性疾病藥物報道。深入探討IL-34在風濕性疾病中的作用對于理解疾病發(fā)病機制具有重要意義，可能為相關疾病的治療提供新思路(圖1)。

圖 1 IL-34參與風濕性疾病的相關機制Fig 1 IL-34 participates in the pathogenesis of rheumatic disease