儿童极早发型炎症性肠病(VEO-IBD)是指发病年龄<6岁，以反复结肠炎、肛周病变及营养吸收障碍为主要临床表现的炎症性肠病(IBD)。不同于成人，单一基因突变在VEO-IBD发病中起重要作用。迄今为止，已发现约70种单基因缺陷参与VEO-IBD的发病机制，包括上皮屏障、中性粒细胞和吞噬细胞的功能、免疫细胞的选择和激活、免疫抑制机制或凋亡。白细胞介素10(IL-10)是一种抗炎细胞因子，参与调节先天性和适应性免疫，影响促炎分子的表达和多种免疫细胞的功能，在IBD的发生与发展进程中发挥重要作用，大多数IL-10信号通路缺陷(IL-10或IL-10受体缺陷)的患者会在儿童时期就表现出威胁生命的结肠炎。现就IL-10信号通路缺陷引起VEO－IBD的发病机制和治疗方式的研究进展进行综述。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一种顽固性慢性反复发作的肠道炎症疾病，以便血、腹痛、腹泻及营养吸收障碍为主要临床表现。目前认为遗传因素、环境因素、异常免疫反应以及肠道微生物群失调是引起IBD的主要原因[1]。儿童IBD指的是发病年龄<17岁的患者，其中发病年龄<6岁定义为极早发型IBD(very early onset inflammatory bowel disease，VEO-IBD)[2]。流行病学数据显示，儿童IBD的发病率逐年上升[2]。据估计美国约有300万人患有IBD，其中约25%的患者在儿童或青少年时期发病[3]。全基因组关联研究揭示了279个独立风险单核苷酸多态性参与IBD的发病[4]，除了VEO-IBD外，所发现位点仅占遗传因素的一小部分[5]。目前发现VEO-IBD与大约70个基因有关[6]，其中白细胞介素-10(interleukin-10，IL-10)和白细胞介素-10受体(interleukin-10 receptor，IL-10R)A/B的基因突变已被广泛报道。为提高对本病的认识，现就IL-10信号通路缺陷引起儿童VEO-IBD的发病机制及治疗的研究进展进行综述。
VEO-IBD是指在6岁之前出现临床表现和/或被诊断的IBD，以反复结肠炎、肛周病变及营养吸收障碍为主要临床表现，约占IBD患儿的15%[2]，通常在出生几个月内发病。VEO-IBD的发病率为(2.2～13.3)/100 000儿童[7]。与成人和大年龄儿童IBD相比，VEO-IBD在临床表现、严重程度、并发症及合并症和治疗方式及治疗反应方面存在明显差异[8]，而遗传因素在VEO-IBD患儿发病中起重要作用[9]。
VEO-IBD有关的基因多与原发性免疫缺陷和肠道屏障功能有关。这些基因突变可影响多种免疫机制，进而参与到IBD的疾病发病过程中。这种单基因变异引起的IBD和IBD样疾病被描述为单基因IBD，多出现在VEO-IBD患者中。目前确定的VEO-IBD的单基因病因大致可分为6个主要类别：(1)一般免疫失调；(2)T和B细胞缺陷；(3)吞噬功能缺陷；(4)高炎症和自身炎症状态；(5)上皮屏障功能障碍；(6)其他状态[10]。单基因VEO-IBD的发病率和死亡率通常很高，病情更重，且常规治疗效果欠佳[7]。
IL-10信号通路缺陷包括IL-10基因和IL-10R基因编码区域的缺陷，会导致抗炎反应的紊乱，引起严重的小肠结肠炎，更容易出现在VEO-IBD中。IL-10R有2个单位：IL-10RA与IL-10RB，IL-10R基因缺陷包括IL-10RA与IL-10RB的纯合突变及杂合突变(IL-10RA/IL-10RB)[11]。尽管IL-10和IL-10R缺陷在IBD患者中的发病频率尚未确定，但已有多项研究总结了在东亚国家中，IL-10RA突变比IL-10和IL-10RB突变更常见，约占VEO-IBD的10%[7,12]。
IL-10缺陷的患者多在出生3个月内发病(70.3%在出生30 d内，约95%在出生6个月内)，通常患有结肠炎并伴肛周病变，会出现严重的血性腹泻[12]。IL-10R缺陷患者多在出生1年内出现难治性腹泻或复发性口腔溃疡，可能伴肛周疾病，肠外表现的出现频率高，如皮肤病学表现(50.5%)和生长迟缓(60.5%)，而IL-10缺陷患者少有这些并发症[11]。IL-10RA的表达仅限于造血细胞和组织，而IL-10RB存在于多种非免疫细胞中，如上皮细胞和角质形成细胞等，可能与VEO-IBD患者毛囊炎的发生有关[13]。同时IL-10RB可以作为λ-干扰素的受体，参与抗病毒免疫，其缺乏可能会增加病毒感染及EB病毒诱发淋巴瘤的风险，确有报道指出IL-10RB缺乏患者的B细胞淋巴瘤发病率相对高于IL-10RA缺乏患者[12]。
IL-10由位于1号染色体长臂(1q32区)的IL-10基因编码，是一种由2条含有160个氨基酸的多肽链构成的36 kDa同源二聚体，每个子单元均由6个螺旋组成，通过2个环和3个圈连接[14]。20世纪90年代，Fiorentino等[15]最早发现IL-10是一种由辅助型T细胞2(T helper 2 cell，Th2)产生的细胞因子合成抑制因子，可以抑制Th1细胞产生细胞因子。之后研究发现，髓系和淋巴系的细胞均会分泌IL-10以响应各种的刺激[16]，包括T和B淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤(natural killer，NK)细胞、中性粒细胞、肥大细胞、树突状细胞和上皮细胞。值得注意的是，一些非造血细胞，比如上皮细胞，也能够产生IL-10[17]。
IL-10是人体内一种重要的抗炎细胞因子，其可以通过影响促炎分子的表达和多种免疫细胞功能的发挥，从而发挥对先天性和适应性免疫的调节作用。IL-10与其受体结合后会激活Janus激酶1(Janus kinase 1，JAK1)和酪氨酸激酶2(tyrosine kinase 2，Tyk2)，这2种激酶都将使IL-10RA磷酸化，随后使信号转导因子和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)磷酸化。STAT3的磷酸化将导致其自身二聚化、易位至细胞核并促进靶基因的转录。最终，通过下游的信号级联作用来表达抗炎效应物[16]。IL-10可以通过抑制活化B细胞的Iκβ激酶、丝氨酸-苏氨酸激酶和核因子-κβ来抑制树突状细胞的成熟及其呈递抗原的功能[18]。而树突状细胞产生的IL-10能促使包括肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)受体相关因子6和IL-1受体相关激酶4(IL-1 receptor associated kinase 4，IRAK4)、IRAK1在内的髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)依赖性信号分子的泛素化和蛋白质的降解，从而抑制Toll样受体(Toll-like receptors，TLR)介导的MyD88依赖性途径，有助于抑制炎症细胞因子(包括IL-6、IL-1β和TNF)的表达[19]。同时，IL-10可以维持固有层巨噬细胞的CD206＋表型[20]。这些过程对维持胃肠道免疫稳态至关重要。
IL-10突变小鼠会自发进展为IBD，在数月内快速发展，并以炎症细胞因子的爆发式增长为主要特征。Th1/Th17反应不平衡、促炎细胞因子(IL-12、IL-13、IL-17、IL-23、γ干扰素等)的过度释放以及微生物与宿主之间的稳态失衡是IL-10缺陷IBD小鼠模型构建的主要机制[21]。事实证明，IL-10是肠道稳态所必需的，目前已经确定了几种与IL-10相关的途径[14]：(1)IL-10通过促进受损线粒体的清除和以STAT3-DNA损伤诱导转录蛋白4(DNA damage induced transcription protein 4，DDIT4)依赖性方式调节细胞代谢来改变巨噬细胞功能；(2)发现蛋白酪氨酸磷酸酶2可破坏IL-10诱导的STAT3活化及其在人和小鼠巨噬细胞中的依赖性抗炎反应；(3)抑制糖原合成酶激酶-3显著降低CCAAT增强子结合蛋白β和环磷腺苷效应元件结合蛋白DNA结合活性，导致IL-10的减少和活性白细胞介素12(IL-12p70)的产生增加；(4) T细胞中，IL-10可以通过修饰表面糖蛋白上的N-糖分支来直接限制CD5 T细胞的活化和功能。但IL-10缺陷下游信号通路和所涉及的分子基础尚未得到充分证明，仍需进一步研究。
与IL-10结合的受体为IL-10R，是一种四聚体受体，该受体由IL-10RA的2条α链和IL-10RB的2个β链共同组成，每一条链均由细胞外、跨膜和细胞内结构域组成。IL-10RA是IL-10的特异性受体，仅与IL-10结合。IL-10RB不仅可以结合IL-10，同时也是IL-10细胞因子家族中其他成员的信号转导亚基[22]。
IL-10因为其功能下降致使VEO-IBD发生，IL-10R则主要因为对IL-10反应的STAT3磷酸化缺陷而导致发病[1]。突变的IL-10R不能转导IL-10诱导的抗炎信号，导致磷酸化酪氨酸激酶B抗体的STAT3磷酸化不足。因此，在IL-10和脂多糖共同刺激后，患者的外周血单个核细胞分泌的TNF和其他促炎细胞因子增加[18]。而在IL-10RA突变的B细胞中，IL-10诱导的细胞信号转导抑制因子3减少，使B细胞对IL-10提供的负反馈调节无反应，这些均会导致人体肠道内的高炎症免疫反应[23]。近期研究发现，IL-10RA中最常见的突变为c.301C>T(p.R101W)和c.537G>A(p.T179T)，IL-10RB中最常见的突变为c.139A>G(p.K47E)和c.611G>A(p.W204X)[1]。
目前已用于VEO-IBD的标准治疗包括手术，药物及营养治疗[2,12]。关于IL-10缺陷的VEO-IBD患者是否需要手术干预尚无定论。药物治疗主要包括5-氨基水杨酸、免疫调节剂(巯嘌呤、硫唑嘌呤、甲氨蝶呤)和生物制剂(抗TNF抗体：英夫利昔单抗、阿达木单抗和赛妥珠单抗)[24]。一些但并非所有研究表明，药物治疗对VEO-IBD的效果欠佳。治疗的选择主要取决于患者的临床表型、疾病的活动度、药物作用和患者的特征等方面。针对年长儿IBD可以考虑使用肠内营养，但暂无高质量的研究评估营养方法在VEO-IBD中的应用。
目前异基因HSCT是唯一可以治愈IL-10信号通路缺陷VEO-IBD患者的治疗方法。国内有研究报道20例接受HSCT的IL-10RA缺陷VEO-IBD患儿，移植成功率90%，半年存活率70%，症状缓解率50%[12]。另一个中心报道了73例接受HSCT的IL-10信号缺陷VEO-IBD患儿，移植后2年总生存率为64.2%[25]。国外研究报道了286例IL-10信号缺陷VEO-IBD患儿，其中58例(55.6%)采用了HSCT治疗，缓解率84.5%[23]。尽管目前异基因HSCT是IL-10和IL-10R缺陷患者的主要治愈性治疗方法，但其风险极高，治疗选择上需更加谨慎。
自20年前Wolff等[26]证明将体外转录mRNA直接注射到小鼠体内可以导致编码蛋白的表达以来，mRNA的递送在疫苗接种和治疗多种人类疾病(包括感染、癌症和遗传疾病)方面显示出巨大的潜力。然而，mRNA疗法面临2个主要障碍。一个是细胞外空间中高活性普遍存在的RNA酶的快速降解作用。另一个是细胞膜阻碍了带负电荷的大mRNA分子进入细胞质。已有研究表明，通过密封mRNA翻译将感兴趣的mRNA选择性加载到细胞外囊泡中，并在DNA适体/CD9-ZF(锌指)工程化的供体细胞中同时促进外体机制的识别，通过此策略加载的过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(PGC-1α)和IL-10 mRNA的脂肪特异性递送可以有效诱导白色脂肪细胞褐变，并分别在IBD中发挥抗炎作用[27]。因此，未来可以期盼基于细胞外囊泡的mRNA治疗方式来为IL-10信号通路缺陷VEO-IBD患儿的治疗作出突破。
肠道微生物群的改变与IBD的发育和进展有关，但尚不清楚哪些微生物种群参与其中和如何促进IBD。FMT和益生菌是目前IBD的主要微生物疗法，FMT似乎对溃疡性结肠炎患者更有潜在疗效，可能需要多剂量和用抗生素预先清除本地肠道微生物群才能达到可持续的效果[28]。研究表明FMT在活动性溃疡性结肠炎的短期治疗中有益于诱导临床和内镜联合缓解，其安全性与安慰剂相当[29]。在一项长期安全性和有效性研究中，随访期为1～5年，表明FMT应该是治疗溃疡性结肠炎安全和有前途的方法[30]。近期一项生物制剂、托伐菌素与FMT的对比研究表示，英夫利昔单抗治疗的不良事件发生率最高[95%置信区间(CI)：1～4]，其次是FMT(95%CI：1～7)，而维多利单抗治疗的发生率最低(95%CI：1～7)。在严重不良反应方面，不同治疗方案之间差异无统计学意义[31]。
FMT治疗后常见的并发症为腹痛、腹胀、腹泻、呕吐等其他不良反应，其中大多数是自限性的，多认为是由注入的粪便微生物群引起的免疫反应，持续时间一般不超过24 h[32]。相对少见的睾丸疼痛、肛周疼痛、瘘管、便血等症状尚未被证明与FMT直接相关。然而，近期也有综述提到存在IBD患者经FMT治疗后出现耐药大肠杆菌、艰难梭菌、巨细胞病毒感染和中毒性巨结肠等严重情况发生[33]。未来仍需要进一步的研究来确定FMT的最佳方法、有效性和安全性。
IL-10在VEO-IBD患者的炎症进展和抗原呈递调节中起关键作用，有研究者在IBD患者中采用IL-10补充治疗并评估其疗效。van Deventer等[34]首次表明IL-10的补充治疗安全性及耐受性均良好，治疗后克罗恩病活动指数的平均得分有所下降。Fedorak等[35]表示患儿补充重组人IL-10后其临床表现和内镜下表现有所改善，但Buruiana等[36]表示，IL-10在诱导克罗恩病缓解方面并无明显效果。目前已经提出了几种IL-10补充治疗缺乏功效的可能原因[37]，包括药物的稳定性低和生物利用度差，单独的IL-10不能抑制所有参与慢性炎症的促炎介质，或患者对外源性IL-10反应存在差异。也有研究认为，IL-10可能并没有逆转IBD的能力，但其可能在阻止IBD进展方面发挥作用[38]。同时，IL-10可能不足以对抗IBD中受损的免疫反应，或其免疫刺激作用抵消了其免疫抑制特性。
国内有报道称，IL-10R缺陷引起的VEO-IBD存在穿孔风险，应尽早进行手术干预[39]。同时，抗IL-1治疗(如阿那白滞素或卡那单抗)在IL-10信号传导缺陷方面也有效，可作为通向HSCT的桥梁。Shouval等[40]用阿那白滞素治疗2例IL-10R缺乏的严重难治性婴儿型IBD患者，但多数报道显示阿那白滞素治疗无效。同时，有研究表示使用阿达木单抗有效治疗了1例存在IL-10RA基因突变的VEO-IBD患者[24]。近期报道了2例IL-10RB缺乏的早发性IBD患者死于甲型肝炎病毒引起的爆发性病毒性肝炎，研究表示遗传性IL-10RB缺陷的IBD患者易患爆发性病毒性肝炎，并且猜测遗传性IL-10和IL-10RA缺陷的IBD患者同样具有易感性，患有这些缺陷的患者应积极接种甲型肝炎病毒和其他嗜肝病毒疫苗[41]。目前IL-10R缺陷患者的特异性治疗较为少见，如斑点蛋白140等各项研究也在不断进展[42]，期待能早日投入临床以改善患者预后。
综上所述，IL-10是一种重要的抗炎细胞因子，其调节先天和适应性免疫，影响促炎分子的表达和多种免疫细胞的功能。IL-10及IL-10R基因缺陷引起VEO-IBD患儿具有发病年龄早、临床症状严重、对标准治疗反应欠佳等特点。目前，我国报道的相关病例较少，且相关认识不足。对IL-10及IL-10R基因缺陷VEO-IBD的临床认识有助于疾病的早期识别和及时治疗。
所有作者均声明不存在利益冲突
