固有免疫细胞在肝纤维化发生中的作用

谭文凯 综述 周 宇 审 校

肝脏是重要的免疫器官，存在大量的固有免疫细胞，这些细胞在肝脏固有免疫中起到至关重要的作用[1]。正常生理状态下，肝脏的固有免疫细胞起免疫防御作用，清除入侵的病原体。而在病理情况下，肝脏内固有免疫细胞除了免疫防御作用外，还可能引起肝脏损伤，导致肝纤维化的形成。许多研究显示固有免疫细胞通过激活肝星状细胞（hepatic stellate cell,HSC），诱导凋亡，分泌细胞趋化因子，生长因子等炎症介质影响肝纤维化的进程。下面将对固有免疫细胞在肝纤维化中的作用做一综述。

一、巨噬细胞

巨噬细胞是人体重要的炎症调控细胞，主要分为M1型和M2型。M1型称为经典激活型巨噬细胞，介导机体的炎症、防御反应；M2型称为替代激活型巨噬细胞，参与抗炎和介导组织损伤修复的作用。M2型具有对抗M1型的作用，对损伤组织的修复以及恢复内环境稳态都起到至关重要的作用，两者在适当的条件下可以相互转化。巨噬细胞通过表面的模式识别受体（pattern recognition receptor，PRRs），与病原相关的分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）相结合而被激活，直接或间接地参与了纤维化的发生、进展和逆转。

激活的巨噬细胞可分泌多种促炎因子，转化生长因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）被认为是其中最主要的炎症介质。在肝纤维化过程中，TGF-β1不仅通过Smad蛋白途径调控肝星状细胞的激活，还能通过过氧化氢、转录因子CCAAT增强子结合蛋白β依赖机制使肌成纤维母细胞胶原转录激活，促使组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPS）的表达增加，抑制细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的降解；PDGF能通过后续的磷脂酰肌醇3激酶、细胞外信号调节性激酶等途径激活HSC及促进其增殖，导致肝纤维化的发生[2]。

巨噬细胞能分泌多种趋化因子作用于炎症细胞和肌成纤维母细胞，使其动员、聚集在损伤组织的周围形成炎症反应，集聚的炎症细胞进一步分泌多种细胞因子、趋化因子、生长因子，形成正反馈效应，促进纤维化的发生。在肝脏损伤时，巨噬细胞、HSC、肝细胞、内皮细胞，均能合成分泌单核细胞 趋 化 蛋 白 -1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1），其中以巨噬细胞为主。在小鼠肝纤维化模型上，MCP-1或其受体CC趋化因子受体2（CC chemokine receptor2，CCR2）的表达缺失可以减轻肝纤维化的程度[3]。在肝纤维化、肝硬化患者体内，肝脏MCP-1的表达增高，渗出的巨噬细胞具有CCR2依赖性[4]。巨噬细胞分泌的CC趋化因子配体 1（CC chemokine ligand 1，CCL1）和 CC趋化因子巨噬细胞炎症蛋白（macrophage inflammatory protein，MIP）也都具有相同的作用，CCL1与细胞表面的趋化因子受体CCR8，MIP-1α、MIP-1β及其受体CCR1、CCR5相结合，趋化炎症细胞聚集到损伤的肝脏组织周围，促进肝纤维化的发展[5]。

巨噬细胞不仅能促进炎症发生、肝纤维化形成，还能通过多种途径介导纤维化的逆转。首先巨噬细胞分泌多种基质金属蛋白酶（matrix metallo-proteinases，MMPs），如：MMP1、MMP2、MMP8、MMP9、MMP13，特异性地降解胶原及非胶原的细胞外基质，MMPs的缺失导致肝纤维化恢复的延迟[6]。其次，巨噬细胞通过表达肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体（TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）介导 HSC凋亡，减少ECM的分泌、沉淀，起到缓解肝纤维化的作用[7]。此外，巨噬细胞通过吞噬细胞外基质成分，激活肌成纤维母细胞、中性粒细胞分泌MMPs，吞噬坏死细胞及其残骸碎屑，减轻损伤信号引起的过度炎症反应[8]。

巨噬细胞具有多种生物学功能，这与巨噬细胞存在细胞亚群相关，但激活的巨噬细胞如何分化、转变为何种表型，具有何种生物学功能，参与或抑制炎症反应、促进或逆转肝纤维化，取决于疾病的病理生理进程、接受的炎症信号以及巨噬细胞所处的微环境。

二、NK细胞

自然杀伤细胞（natural killer cells，NK cells）是固有免疫系统的重要组成部分。目前认为，NK细胞表面的刺激性受体，如NKG2D（natural-killer group，2 member D）、自然细胞毒受体（NKp30、NKp44、NKp46）和 Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）等或抑制性受，如杀伤细胞免疫球蛋白受体2DL1和NKG2A等，通过与目标细胞表面相应配体相互作用，激活或抑制NK细胞，从而增强或减弱细胞杀伤、诱导凋亡效应。

NK细胞的研究主要集中在免疫防御机制及肿瘤监控。在正常肝脏中，30%的淋巴细胞由NK细胞组成，形成肝内固有免疫的第一道防线，其作用是清除侵入肝脏的病原、毒素及肝肿瘤细胞。在肝纤维化进程中，活化的NK细胞则通过脱颗粒对HSC起直接杀伤或诱导凋亡作用，缓解或逆转肝纤维化。1998年国外首次报道了NK细胞与肝纤维化的关系，M.Shirachi等[9]通过小鼠肝纤维化模型研究发现，肝脏组织NK细胞的数量减少、活性降低，而NK细胞的数量增加、活性增高后，肝纤维化明显缓解，说明NK细胞可能参与逆转肝纤维化作用。视黄酸早期转录因子1（retinoic acid early transcript 1，AE1）是NK细胞激活型受体NKG2D的配体，高表达于活化的HSC中，但在静息状态下的HSC中很难被检测到，这说明NK细胞更容易杀伤活化的HSC[10]。也有研究发现，抑制性配体HSC表面的I型MHC分子，在野生型小鼠表达明显升高，从而抑制NK细胞的激活，使静息状态下的HSC不被 NK细胞所杀伤[11]。

NK细胞通过杀伤HSC逆转肝纤维化，在肝纤维化的早期起明显作用。早期活化的HSC可通过NKG2D/RAE1依赖的方式激活NK细胞，NK细胞反过来对HSC进行杀伤，且这种杀伤作用具有干扰素（interferonγ，INFγ）依赖性，在INFγ-/-小鼠肝纤维化模型中，肝纤维化的程度并无明显减轻[10]。而激活后的HSC在肝纤维化的中晚期不但能产生TGF-β抑制肝NK细胞的活化程度，还能产生细胞因子信号抑制因子（suppressor of cytokine signaling1，SOCS1），对抗 IFN-γ的抑制作用。IFN-γ主要由活化的NK细胞产生，对活化的HSC有明显的抑制作用[12]。

三、NKT细胞

自然杀伤 T细胞（natural killer T cells，NKT cells）是一个异源性亚群的淋巴细胞，分为I型和Ⅱ型，前者又称经典的NKT细胞，表达恒定的T细胞抗原受体（T cell antigen receptor，TCR），而后者则表达多样化的TCR受体。NKT细胞还可以表达NK细胞表面标记如CD56及CD161（NK1.1），主要识别糖脂类抗原，其在肝脏组织占单核细胞的比例较血液及其他淋巴器官如脾脏、胸腺明显升高。

NKT细胞通过TCR识别抗原-CD1d复合物及其表面的杀伤细胞激活性受体NKG2D与相应的配体识别而被激活。在HBV感染后，病毒介导肝细胞表达自身抗原CD1d复合物，使肝细胞表面杀伤细胞受体的配体表达增加。这些配体与TCR及NKG2D结合后使NKT细胞激活，分泌白介素4（interleukin-4，IL-4）、IL-3等多种促炎反应细胞因子，进一步活化HSC，促使肝纤维化的发生[13]。NKT细胞还可以通过Hh途径及其目的基因OPN参与非酒精性脂肪肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的发生、进展及肝纤维化过程，两者相互激活形成级联放大效应。研究发现（CD1d-/-和 Ja 18-/-）基因敲除的小鼠由于缺乏NKT细胞，同时Hh途径的活性减弱，OPN的表达下调，肝纤维化程度明显低于野生型小鼠[14]。此外，NKT细胞还能直接杀伤或者诱导损伤的肝细胞凋亡，通过Janus激酶/信号转导和转录激活子以及丝氨酸激酶/核因子-kappaB依赖途径促使HSC细胞激活，促进肝纤维化[15]。由此可见NKT细胞在NAFLD促进肝纤维化过程中起重要作用。但也有不同观点，有研究发现，NKT细胞缺乏的基因敲除小鼠与野生型小鼠相比，其肝脏的损伤以及肝纤维化程度更为严重，尤其在CCL4诱导的肝纤维化早期阶段[16]。这可能与肝纤维化的模型以及肝纤维化的不同阶段有关，也可能与NKT细胞存在多种亚型有关。目前NKT细胞亚型的具体功能还不清楚，可能存在更多的细胞亚型，有待深入研究。

四、中性粒细胞

中性粒细胞是重要的固有免疫细胞，在急性期肝损伤过程中，大量炎症介质促进中性粒细胞聚集，通过其表面的整合素β2与肝细胞表面的胞间黏附分子-1结合，粘附在肝实质细胞表面[17]，产生氧化产物、蛋白酶以及脱颗粒作用介导肝脏组织损伤与炎症反应。但其在肝纤维化中的作用并不十分清楚。研究发现，在胆总管结扎的小鼠及二甲基亚硝胺诱导的肝纤维化模型中，肝脏的中性粒细胞数量与其纤维化的严重程度一致[18]。在体外细胞培养实验中也证实活化的中性粒细胞能促进HSC的胶原合成。然而，Xu J等[19]研究并未发现中性粒细胞促进肝纤维化的形成，这可能与其主要参与凋亡细胞的清除有关。也有研究发现，中性粒细胞可能参与在肝纤维化逆转的过程。应用中性粒细胞抗体RP3的小鼠在解除胆道梗阻后，胶原纤维的降解、吸收程度远较对照组小鼠低，这与中性粒细胞缺乏有关[20]。

五、肥大细胞

肥大细胞来源于骨髓多能造血干细胞，是关键的免疫效应细胞，活化后能分泌多种细胞因子、趋化因子和生长因子，其中包括碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，b-FGF）、类胰蛋白酶、TNF-α等促纤维化形成因子。B-FGF能通过旁分泌的调控刺激纤维母细胞的增殖，低浓度的类胰蛋白酶可促进纤维母细胞的DNA合成及有丝分裂[33]，而TNF-α能激活纤维母细胞产生大量的胶原形成肝纤维化。在自身免疫性肝炎及原发胆液性肝硬化患者的肝脏及CCL4诱导的肝纤维化模型中，胃促胰酶阳性的肥大细胞明显增多，与肝纤维化的程度相关。但转基因肥大细胞缺乏的小鼠（WS/WS小鼠）仍然能发展为肝纤维[21]。由此可见，肥大细胞与肝纤维化有相关性，但是并非肝纤维化形成过程中的关键细胞。

六、小结

综上所述，固有免疫在肝纤维化发生机制中的作用研究取得了一定进展，但同时也面临许多挑战。首先，固有免疫细胞是肝纤维化过程中重要的炎症细胞，能介导炎症的发生以及转归。这些细胞存在着多种亚群，不同亚群的细胞之间定位不同，起源不同，随着纤维化的病理生理进程而表现出不同的细胞表型。究竟是单一的细胞存在不同的生物学效应还是多种细胞行使不同的功能尚未得知。其次，在同源动物模型上研究的固有免疫细胞的结果，与人体内固有免疫细胞可能存在一定的差异。最后，固有免疫细胞在不同病因的肝纤维化中其作用不尽相同，应用基因敲除小鼠模型得出的实验结果相互混淆。因而在今后的研究中，需要更细致、准确的细胞分型技术，寻找更特异的细胞表面标记物。通过应用合理的细胞生命追踪技术，合理的实验设计，以及人体临床相关实验把在细胞、动物中的基础研究成果转化为到临床诊疗应用中来。

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