白细胞介素-2及其受体与食管癌的关系研究进展

【关键词】  白细胞介素-2；可溶白细胞介素-2受体；食管癌

　　白细胞介素-2（IL-2）是1976年Morgan［1］和同事在诱生培育外周血单核细胞时首先发现的，当时被命名为T细胞生长因子（T cell growth factor，TCGF），从发现至今国内外学者对其结构、生物学特性、作用机制、纯化鉴定、基因分析及临床应用等做了大量研究，1979年统一命名为IL-2，由于IL-2所具有的广泛的生物学活性和潜在的临床应用前景，受到广泛关注。白细胞介素2受体（IL-2R）是1985年由Rubin［2］首先发现的一种蛋白，它有两种存在形式，一种位于细胞膜mIL-2Ｒ(membrane IL-2Ｒ)，另一种出现于血液和培养上清液中即可溶性sIL-2Ｒ(soluble IL-2Ｒ)，sIL-2Ｒ的增高与许多疾病相关联，并且检测容易而引起临床工作者的重视。现就IL-2及其受体在食管癌中的作用作一综述。

　　1  IL-2及其受体的结构特点
   
　　IL-2 分子量约为15.5kD可溶性糖蛋白，等电点在6.6～8.2。成熟IL-2 由 153 个氨基酸肽链的N-端剪切掉 20 个氨基酸残基的信号肽后剩下的 133 个氨基酸残基组成［3］。IL-2基因位于人染色体4q26-4q27，DNA全长32098 bp，含5个外显子、5个内含子；ｍRNA1038 bp；ｃDNA包括462 bp （295-756），共编码154个氨基酸，其中295-354编码信号肽。IL-2Ｒ属于Ｉ型受体超家族，由α、β、γ三条链组成。IL-2Rα链亦称Ｔ细胞活化抗原（简称Ｔac）或为CD25，或ｍIL-2Ｒ，或P55，分子量约为55ｋD；基因位于染色体10p14-15，长度25kb，有7个外显子，是高亲和力IL-2R特有的组成部分；IL-2Rα链与IL-2 低亲和力结合，而且不具备信号传递功能。IL-2Ｒα链可从细胞膜上脱落进入血清形成sIL-2R，分子量约为45kD。血清ｓIL-２R浓度可用于Ｔ细胞活化和IL-Ｒα链表达的替代标志。IL-2Ｒβ链又称为CD122，分子量约为70 kD；基因位于人染色体22ｐ11.2-12 上，具体结构尚不太清楚。γ链又称为 CD132，因与多种细胞因子受体的γ链相同，称为共有的γ链，其分子量约为65ｋD；基因位于人染色体ｘ913，长3.6kb，有8个外显子。β、γ链结合形成异二聚体为中等亲和度的受体，再结合α链时则转化为高亲和度受体；信号传递功能与β 和γ 有关，更多的是与γ有关［4］。IL-2Ｒ胞外区同IL-2结合促使β链和γ链的异二聚体化，这对信号转导的起始具有决定性作用。用单克隆抗体封闭γ链，可阻断Ｔ细胞的增殖，导致细胞凋亡［5］。当IL-2 同IL-2Ｒ特异性结合，使 IL-2Ｒ的三重结构发生构型变化，从而启动信号传递。三条链中α链表达在静止T细胞中，β链表达在静止T细胞、NK细胞、B细胞与前T细胞中，而且都在激活后显著提高表达水平。因此根据与IL-2结合的亲和力不同，IL-2Ｒ分为低(α链)、中(β或βγ)和高(αβγ或αβ)亲和性受体，γ链不能单独与IL-2结合。IL-2Ｒ的免疫调节作用主要通过高亲和性受体介导。

　　2  IL-2及其受体的生物学活性
   
　　IL-2是一种具有多种生物活性的细胞因子，免疫学研究表明［6］，IL-2是T细胞在体外长期生长所必需的因子，也是TC细胞成熟因子，它可促进已活化的T细胞增殖并分化成熟为效应的TD细胞和TC细胞，诱导 T 细胞表面 IL-2R的表达增加，还可刺激其它细胞因子（TNF、IFNR）的分泌。因此IL-2在T细胞的活化、增殖以及转化过程中起着最重要的作用，它的作用是通过其在细胞表面的受体（IL-2R）实现的［7］。除了T 细胞，IL-2也对B细胞、NK细胞、巨噬细胞的功能具有上调作用［8］。B细胞激活的Th1细胞能够产生多种促炎性因子（包括IL-2、IL-12、TNF、和IFN-γ等）；NK细胞表面有IL-2Rβ链γ链，IL-2刺激NK细胞活化和增殖，并诱导NK细胞分泌IL-2、IFN-γ等因子；IL-2由活化的Th1细胞产生，并且可以刺激巨噬细胞、NK细胞和CTL细胞，介导细胞免疫。肿瘤的生长、与宿主免疫状态密切相关，其中细胞免疫在肿瘤免疫中起着重要作用，IL-2为辅助性T淋巴细胞(TH)分泌的具有广谱免疫增强作用的淋巴因子，可增强细胞毒性T淋巴细胞(TC)、杀伤细胞（NK）的功能，是细胞免疫的关键性因子。当细胞免疫功能低下，机体对突变细胞的监视和杀伤清除能力降低时，则会导致肿瘤的生长。sIL-2R是活化的淋巴细胞表面脱落的p55蛋白（α亚单位），在血清和尿液中呈游离状态。它是淋巴细胞活化的标志，并可作为IL-2的转运蛋白，与IL-2结合延长在血液中的半衰期。同时，又是一种免疫抑制物，作用类似于封闭因子，能中和T细胞周围的IL-2，减少机体的自分泌效应。sIL-2R作用有：①是IL-2介导免疫应答的调节拮抗蛋白，是活化T细胞自我调节的一种方式；②作为封闭因子与膜白介素-2受体竞争结合体液中的IL-2，抑制IL-2的功能；③是IL-2的转运蛋白，延长IL-2在体内的半衰期。正常人血清和尿液中含有微量sIL-2R。恶性肿瘤患者血清sIL-2R升高，可能与免疫功能异常及肿瘤细胞分泌有关。

　　3  IL-2及其受体基因多态性
   
　　研究已经证实［7］，在IL-2基因5′端非编码区及3′端均存在多态性。IL-2基因具有许多单核苷酸多态性位点：例如启动子区位点-330Ｔ/Ｇ、-384Ｇ/Ｔ-631Ａ/Ｔ、-475Ｇ/Ａ等；IL-2基因的3′端存在重复序列-(ＣＡ)ｍ(ＣＴ)ｎ，但是对其研究较少，与疾病易感性的关系目前仍是个未知数。此外，在IL-2基因第一个外显子存在G/T替换单核苷酸多态性（SNPs）［9，10］，分别为+114(Ｇ→Ｔ)和+166(Ｇ→Ｔ)，但是这两处单核苷酸突变属于无义突变（silent mutation）。+114位点的突变使原本存在的限制性内切酶位点（MwoⅠ）消失，而+166位点的突变不会引起酶切位点的变化。研究者们发现［10］在人体的基因组中存在一些很短的碱基序列（2～10 bp），它们可在一段DNA序列上发生重复，但是在不同的个体其重复的次数可不同，称之为微卫星灶（Microsatellite）。此外，在IL-2基因的内含子内存在一些SNP，但是至今尚未对它们开展研究，因此尚不能作为IL-2基因研究标记IL-2通过效应细胞膜上的IL-2受体发挥作用。IL-2受体（IL-2R）含有3种亚基：IL-2Rα（CD25）链 、IL-2Ｒβ（CD122）链和IL-2Ｒγ（CD132）链［11］。它们均含有胞外区、跨膜区和胞内区。α链与其他细胞因子受体结构同源性很低(IL-15Rα除外)，似乎只与IL-2R亲和力有关，与IL-2的结合及内化无关，在其后的信号转导中也不起主要作用。与此相反，β和γ链属于Ⅰ型细胞因子受体家族成员，在其信号转导中起重要作用。β链胞外区含有4个保守的半胱氨酸残基和近跨膜区的Trp-Ser-X-Trp-Ser(WSXWS)序列，与IL-2R受体稳定性有关。胞内区含有2个同源区(box1和box2)、丝氨酸富含区(S区)、酸性区(A区)和C末端区(CT区)。S区对于IL-2诱导的DNA合成及抗凋亡作用是绝对必要的，与bcl-2上调及c-myc激活有关，且通过两种不同的通路来完成。然而，对于细胞增殖及其他作用，仅S区是不够的，还有赖于A区或CT区的存在。A区似乎参与了c-fos和c-jun的诱导，而CT区则调控STAT5激活。A区和CT区似乎与S区协同发挥作用。与β链相似，γ链胞外区也含有4个保守的半胱氨酸残基和一个WSXWS序列，胞内区也含有2个同源区(box1和box2)。Jak3特异性地结合在胞内近膜区。近来发现IL-2Rγ链为IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-15受体共同享有，故称为γC(common γ chain)。IL-2Rγ(IL-2 receptor gamma chain)基因［12］定位于X染色体长臂1区3带(Xq13.1)，有8个外显子，编码有369氨基的IL-2 (interleukin-2)，IL-4，IL-7和IL-15等多种细胞因子受体的γ链，参与T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK(natural killer)细胞的增殖分化。目前发现IL-2Rγ基因突变有264种突变，分布在8个外显子和转录翻译的调控序列，其中外显子5和外显子3为主要的突变区域，包括有错译突变、无意义突变、插入突变、缺失突变等。每种突变均会导致不同程度的γ链缺乏，从而导致T淋巴细胞数量和质量的缺乏、B淋巴细胞功能障碍，常伴有NK细胞缺乏。目前国外关于IL-2多态性与疾病关系的研究较多，不同的研究者的结论不尽相同，可能与所选的研究对象的地区及种族、疾病标准、病例数等因素有关。

　　4  IL-2及其受体与食管癌的关系

　　4.1  IL-2其受体在食管癌中的生长转移及表达  近年来发现，与IL-2有关的肿瘤往往伴有血清IL-2水平降低及受体表达异常增高。提示IL-2及其受体的平衡失调会影响机体整个内环境的稳定，进而导致免疫功能的紊乱，直至诱导肿瘤的发生和。有研究报道［13，14］，IL-2是细胞免疫的关键性生长因子，正常情况下IL-2与mIL-2R结合后使T细胞活化而发挥正常免疫功能，当IL-2R与IL-2结合后则减少了游离IL-2活度，阻碍了IL-2与mIL-2R的结合，从而发挥免疫抑制作用；在食管癌患者中，自Ⅱa-Ⅲ期，IL-2水平依次降低，而且与转移率、转移度变化有关，表明食管癌患者细胞免疫功能受到显著抑制，病情愈发展，抑制程度愈重。由于IL-2是NK细胞的刺激因子，所以sIL-2R的升高，会导致NK细胞活性降低，杀伤力下降，免疫监视功能减弱，机体难以控制肿瘤的发展［15］ 。sIL-2R水平随病情进展依次显著升高，而与转移率、转移度的变化有关，从另一方面显示食管癌患者细胞免疫功能状态的抑制程度随病情进展依次加重。国外已有报告［15］：肺癌、肝癌、乳腺癌患者血清中sIL-2R水平明显地高于正常人组，而且与肿瘤的大小及临床分期呈正相关。而IL-2在食管癌中的发生、发展过程中可能具有一定的保护作用［16］。因此，联合研究IL-2和sIL-2R水平与食管癌的相关性，探讨IL-2、sIL-2R系统在食管癌病理过程中的调节作用，有助于进一步阐明食管癌的发病机制。

　　4.2  IL-2其受体在和诊断中的应用  L-S.W［17］等用生物活性法检测食管癌患者术前及术后血清sIL-2R的活性，并与正常对照组比较，认为血清sIL-2R活性随肿瘤分期的升高而增加。血清IL-2在食管癌患者机体免疫方面具有重要作用，食管癌患者血清IL-2水平在一定程度上反映了食管癌细胞分化程度及侵袭转移能力，因此，可以把它作为食管癌诊断的一个有效的辅助指标。也可以把它作为食管癌免疫疗效、术前评估食管癌患者肿瘤的发展进程、预后及复发状况的一个重要观察指标。最近唐任光［18］实验研究表明：食管癌患者血清中sIL-2R水平明显地高于正常人组，显现出高度的表达，这种高表达现象似因机体癌细胞刺激下，T细胞分泌大量的sIL-2R所致。术后6个月随访转移组sIL-2R水平明显高于无转移发组，这一结果说明：食管癌患者血清中sIL-2R高表达既可以反映食管癌患者的免疫抑制状态和判断治疗效果，也可以作为诊断恶性肿瘤的一项新的生物学标准。中晚期食管癌患者大多细胞免疫功能低下，表现为体内IL-2活性降低，这主要与T抑制细胞数量增多和活性增高有关系，而T抑制细胞膜上的组织胺H2受体在此心理过程中起介导作用。进一步研究显示，自Ⅲ～Ⅳ期，IL-2水平依次降低，而且与转移程度变化有关，表明食管癌患者细胞免疫功能受到显著抑制，病情愈发展，抑制程度愈重。食管癌患者外周血IL-2水平显著降低，sIL-2R水平显著升高，对其测定及动态观察对于判断食管癌病情进展具有重要临床价值，同时也为免疫调节的应用提供了理论依据。因此，可以把它作为食管癌诊断的一个有效的辅助指标。也可以把它作为食管癌免疫疗效、术前评估食管癌患者肿瘤的发展进程、预后及复发状况的一个重要观察指标。

　　5  结语
   
　　sIL-2R在食管癌中的发生和发展过程中可能起着重要作用，而IL-2在其中起着拮抗作用，IL-2、sIL-2R水平的观察可以反映食管癌病情的发生、发展，可作为食管癌病情的一种监测指标，这将有利于临床了解食管癌患者的病情发展状况、治疗效果及预后判断，对临床有积极的指导意义。

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