趋化因子在病毒性肝炎发病中的作用机制研究进展*

宋小飞 综述 胡 鹏 审校

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）和丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）是引起病毒性肝炎最主要的病原体。HBV或HCV感染后肝脏疾病的复杂性及转归主要取决于免疫应答介导的宿主与病毒之间的相互作用。当免疫细胞从血液循环穿透血管壁进入组织中时，必须识别并粘附在血管内皮细胞上。趋化因子家族在这个过程中起着重要的作用，依靠激活免疫细胞表面的趋化因子受体，使免疫细胞和内皮细胞紧密结合，促进免疫细胞穿过血管内皮细胞进入到组织内。然后，免疫细胞沿着趋化因子浓度梯度定向的在细胞间基质移动，到达炎症部位。至今已发现近50种人的趋化因子，已知许多趋化因子与病毒性肝炎有关，现将对趋化因子与病毒性肝炎、肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌的相关性最新研究进展综述如下。

一、趋化因子的概况

（一）趋化因子 趋化因子是20世纪80年代末继细胞因子后引起广泛关注的一大类结构相似、功能相近的小分子蛋白质，含有约100个氨基酸，相对分子质量为（8～9）×103[1]。根据靠近分子氨基端的前两个保守半胱氨基酸残基的排列将其分为四个亚家族：CXC亚家族（α亚家族）、CC亚家族（β亚家族）、C亚家族（γ亚家族）和CX3C亚家族（δ亚家族）[2]。CXC类趋化因子主要趋化中性粒细胞、T细胞和非造血细胞；CC类趋化因子可以趋化多种细胞，包括单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、自然杀伤（NK）细胞、树突状细胞和T细胞，但对中性粒细胞无趋化作用；C类趋化因子特异性趋化NK细胞和T淋巴细胞；CX3C功能与CC类趋化因子类似，对单核细胞及淋巴细胞有强烈的趋化作用，但对中性粒细胞无趋化作用。亦可根据其生理功能、产生部位和条件及受体将其分为促炎性趋化因子（又称诱导性趋化因子）和淋巴样趋化因子（又称自身稳定性趋化因子；看家或组成性趋化因子）[3]。

（二）趋化因子受体 趋化因子受体是G蛋白耦联受体，是一组具有7次跨膜结构的受体。根据与配体结合的特征和来源分为CC类受体（CCR）、CXC类受体（CXCR）、C受体（CR）和CX3C受体（CX3CR），目前已经得以鉴定的达20种[4]。趋化因子通常与相应受体相结合后方能发挥生物学功能。趋化因子的功能就是将细胞表面具有特异性受体的细胞聚集在一起在组织损伤、肿瘤的生长转移和人类免疫缺陷病毒感染等病理过程中发挥重要作用。

二、趋化因子与病毒性肝炎

（一）趋化因子与乙型肝炎 乙型肝炎是以肝脏局部多种炎性细胞浸润为特征的感染性疾病，特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）参与HBV的清除。Kakimi等[5]在高水平HBV病毒复制的转基因鼠的肝脏中，被动转导HBV特异的CTL细胞，导致肝脏中的干扰素γ诱导的趋化因子（monokine induced by interferon-gamma，Mig，CXCL9）和 IFN-γ 诱导蛋白 10（IFN-γ-inducible protein-10，IP-10，CXCL10）迅速增高，但转导的CTL并未直接引起CXCL9和CXCL10增高，而是IFN-γ、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）激活肝细胞产生CXCL9和CXCL10，阻断这些趋化因子将会减少宿主源性的单核细胞在肝脏的浸润，进而降低肝组织损伤的严重程度。Nishioji等[6]发现慢性乙型肝炎患者CXCL10水平明显升高，且与患者ALT/AST水平相关，经过有效治疗后血清CXCL10水平可降至正常对照水平，原位杂交提示炎性细胞浸润的坏死组织周围存活的肝细胞表达CXCL10。Sitia等[7]利用小鼠模型进一步证实趋化因子CXCL9和CXCL10对非特异性淋巴单核细胞的趋化可加重肝脏的损害。王健等[8]对临床上45例慢性乙肝患者动态监测其CXCL10的水平，发现慢性乙肝患者外周血淋巴细胞内的CXCL10信使核糖核酸和血清CXCL10的浓度均升高，同时还发现慢性乙肝患者血清CXCL10含量与体内ALT、HBV DNA水平相关。Tan等[9]曾报道，慢性肝炎急性加重患者CXCL9升高十分明显，其血清浓度与肝脏损伤程度显著相关。Mihm等[10]建立HBV转基因小鼠模型，给予抗IFN-γ诱导趋化因子CXCL9和CXCL10抗体治疗，其肝细胞浸润和肝脏疾病减轻，且肝细胞的炎症与IFN-γ关系比CXCL10、白细胞介素-8 mRNA更为密切。赵金红等[11]通过研究发现，干扰素治疗慢乙肝患者能显著下调患者外周血单核细胞中CXCL9和CXCL10mRNA表达水平。另外，正常T细胞表达分泌的活化调节因子（regulated upon activation，normal T-cell-expressed and secreted，RANTES，CCL5）也是一类具有趋化作用的细胞因子，对多种细胞有趋化作用，还可以强烈地激活淋巴细胞，参与炎症反应，调节细胞的生长和分化。丁红晖等[12]发现RANTES与其受体结合可引起白细胞的迁移，如粒细胞、巨噬细胞，CD8+T及Th1淋巴细胞，介导炎症反应的发生，阻断其作用，或许是避免肝脏损伤的有效手段。

（二）趋化因子与丙型肝炎 HCV是一种非细胞病病毒，其本身并不直接导致细胞的损伤和破坏，宿主的免疫功能状态与丙肝患者的预后密切相关。HCV感染极易转变为慢性持续性感染，甚至发生肝硬化、肝细胞癌，持续HCV感染的特征是肝脏的非特异性淋巴细胞浸润，趋化因子及其受体分泌和表达的异常是引起丙型肝炎慢性化的重要原因之一。不论是在急性还是慢性丙型肝炎病人中，趋化因子都有参与相关的病理过程。IP-10、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1，CCL2）、血管细胞粘附分子-1、透明质酸都是对急性HCV感染病人进行早期诊断的指标[13]。

多项研究表明慢性丙肝患者肝内和外周血中IP-10的表达升高，并与T细胞和NK细胞募集至肝脏密切相关[14]。近年发现在慢性丙肝病人中IFN-γ、TNF-α、RANTES、IP-10、MCP-1都表达上调，其中IP-10和MCP-1能促进炎症细胞聚集[15]。Askarieh等[16]研究提示，CXCL10在慢性丙肝患者肝脏中表达增高，且高表达的IP-10与肝脏炎症活动程度密切相关。Mihm等[10]研究发现，CXCL10mRNA和蛋白含量在丙肝患者中均高表达，且IFN-γ和白细胞介素-18 mRNA表达与IP-10血清蛋白浓度呈正相关。近年来有研究显示在HCV感染后的炎症过程中，Mig，IP-10和重组人干扰素诱导T细胞趋化因子（Recombinant Human interferon-inducible chemokine，Ⅰ-TAC，CXCL11）通过与 α 亚族趋化因子受体 3（CXC-chemokine receptor 3，CXCR3）结合，趋化 Th1细胞到达炎症部位[17]。Helbig等[18]研究提示，慢性丙肝患者体内I-TACmRNA和蛋白水平持续上调，且mRNA表达水平与肝门部和小叶内炎症程度呈正比例关系。Itoh[19]等报道IP-10在ALT正常的丙型肝炎患者血清中表达明显增高，对IFN治疗完全应答者，IP-10接近正常水平，随访4年血小板数上升、肝纤维化明显改善。Nishioji等[20]检测慢性丙肝患者外周血IP-10水平，结果发现在IFN治疗持续性应答患者体内IP-10水平减至正常，而无应答患者IP-10水平无明显变化。这提示IP-10可作为药物抗病毒治疗有效的标志物，对IFN无应答者可及时调整治疗方案。

三、趋化因子与肝纤维化和肝硬化

肝纤维化是许多慢性肝脏疾病的共同病理过程，是机体抗损伤的一种反应，如果肝纤维化得不到有效控制将最终导致肝硬化。在此病理过程中，炎症是肝纤维化发生的关键因素，最终导致终末期肝病[21]。研究表明，趋化因子通过募集炎症细胞，从而导致肝纤维化[22]。以往的研究表明，库普弗细胞（Kupffer cell）在这一过程中发挥重要作用，现在发现Kupffer细胞只是发挥了部分作用，这个过程主要依靠单核细胞被募集到肝脏中，它们是Kupffer细胞的前体细胞。其中CCL2及其受体CCR2参与调节单核细胞的浸润[23]。 肝实质细胞分泌的CCL2能激活并募集肝星形细胞，使用CCL2的中和抗体会显著抑制对肝星形细胞的趋化作用[24]。水飞蓟素能抑制肝星形细胞激活、细胞增殖、细胞移动以及细胞外基质的从头合成，还能抑制白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）诱导合成的CCL2和IL-8表达，发挥强大的抗炎症反应和抗纤维化作用[25]。

Wasmuth等[26]选取慢性丙肝患者作为研究对象进行血清CXCL9水平的检测并探讨CXCL9变异与肝纤维化程度之间的关系，结果发现在趋化因子受体CXCR3（-/-）小鼠体内，肝纤维化程度较正常对照组高，提示CXCL9与CXCR3可能通过下调IFN-γ阳性T细胞聚集及IFN-γ mRNA增加肝纤维化程度，本研究发现，慢乙肝患者血清CXCL9水平可能与肝硬化有一定的关系。最近报道，与CXCL9拥有共同受体CXCR3的趋化因子CXCL10与肝脏门脉高压有着明显的相关性[27]。Hong等[28]通过免疫组化法证实慢性丙肝肝硬化肝组织α亚族趋化因子受体4（CXC-chemokine receptor 4，CXCR4）和基质细胞衍生因子1α（Stromal cell derived factor 1α，SDF-1α，CXCL12α）表达升高，并采用免疫荧光和免疫化学染色进一步证实肝星状细胞在体内表达CXCR4。结合CXCR3的趋化因子刺激磷酸肌醇3激酶依赖的肝星状细胞迁移和增殖，从而直接促进成纤维细胞的活化，导致瘢痕形成[29]。

四、趋化因子与肝细胞癌

肝细胞癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一。越来越多的证据表明，肝癌本质上与炎症反应过程和细胞因子表达上调密切相关[30]。肿瘤细胞产生的趋化因子能够介导巨噬细胞和淋巴细胞趋化到肿瘤部位参与特异性宿主抗肿瘤免疫反应。Shin等[31]研究发现在HBV相关的肝癌细胞中，MCP－1高表达。Matsubara等[32]的研究结果表明CX3C趋化因子及受受体（CX3CR1）在肿瘤中高表达，对肝癌患者预后起着举足轻重的作用，提示其可能参与宿主的免疫反应调制和细胞周期调控。Rubie等[33]采用RT-PCR、ELISA和免疫印迹杂交法比较肝癌与结直肠癌肝转移趋化因子SDF-1、巨噬细胞炎性蛋白-3β（MIP-3β，系统命名为CCL19）、巨噬细胞炎症蛋白3α（macrophage inflammatory protein 3α，MIP-3α，CCL20）和次级淋巴组织趋化因子（secondary lymphoid tissue chemokine，SLC，CCL20）在mRNA和蛋白质水平上的表达谱差异。结果表明，CCL20及其受体在肝癌与结直肠癌肝转移组织中明显上调，表明参与CCL20/CCR6配体－受体对肝脏恶性肿瘤癌变进展有重要作用。近年来，很多学者均报道了细胞核CXCR4蛋白高表达与多种肿瘤的转移有关[34]。Liu等[35]研究资料表明CXCR4和SDF-1可能在肝癌转移中发挥了重要作用，促进肿瘤细胞迁移。这表明CXCR4不但可能是肝癌转移新的预测分子，也是一个新的治疗靶点。

综上所述，虽然趋化因子已被发现与病毒性肝炎有关，但仍有许多问题尚未阐明，趋化因子在病毒性肝炎中的具体作用机制有待更深入的研究。病毒性肝炎以肝脏的炎性浸润为主要特征；趋化因子与肝脏内炎症的发生、发展有密切联系。趋化因子抑制剂、拮抗剂可能成为治疗病毒性肝炎的一种新方法。 因此，系统深入地研究相关趋化因子在其中的作用，在清除病毒和避免肝脏损伤之间找到平衡，对疾病的临床诊断、治疗策略、预后判断都有重要意义。

[1]Kunkel EJ，Boisvert J，Murphy K，et al.Expression of the chemokine receptors CCR4，CCR5，and CXCR3 by human tissue-infiltrating lymphocytes.Am J Pathol，2002，160（1）:347-355.

[2]Colvin RA，Campanella GS，Manice LA，et al.CXCR3 requires tyrosine sulfation for ligand binding and a second extracellular loop arginine residue for ligand-induced chemotaxis.Mol Cell Biol，2006，26（15）:5838-5849.

[3]Aust G，Sittig D，Steinert M，et al.Graves disease is associated with an altered CXCR3 and CCR5 expression in thyroid‐derived compared to peripheral blood lymphocytes.Clin Exp Ⅰmmunol，2002，127（3）:479-485.

[4]Allen SJ，Crown SE，Handel TM.Chemokine:receptor structure，interactions，and antagonism.Annu Rev Ⅰmmunol，2007，25:787-820.

[5]Kakimi K，Lane TE，Wieland S，et al.Blocking chemokine responsive to gamma-2/interferon（ⅠFN）-gamma inducible protein and monokine induced byⅠFN-gamma activity in vivo reduces the pathogenetic but not the antiviral potential of hepatitis B virus-specific cytotoxic T lymphocytes.J Exp Med，2001，194（12）:1755-1766.

[6]Nishioji K，Okanoue T，Ⅰtoh Y，et al. Ⅰncrease of chemokine interferon-inducible protein-10（ⅠP-10）in the serum of patients with autoimmune liver diseases and increase of its mRNA expression in hepatocytes.Clin Exp Ⅰmmunol，2001，123（2）:271-279.

[7]Sitia G，Ⅰsogawa M，Ⅰannacone M，et al.MMPs are required for recruitment of antigen-nonspecific mononuclear cells into the liver by CTLs.J Clin Ⅰnvest，2004，113（8）:1158-1167.

[8]王健，赵金红，江水清，等.慢性乙肝患者CXC趋化因子ⅠP-10的表达.中华微生物学和免疫学杂志，2006，26（12）：1049-1050.

[9]Tan AT，Koh S，Goh W，et al.A longitudinal analysis of innate and adaptive immune profile during hepatic flares in chronic hepatitis B.J Hepatol，2010，52（3）:330-339.

[10]Mihm S，Schweyer S，Ramadori G.Expression of the chemokineⅠP-10 correlates with the accumulation of hepatic ⅠFN-gamma andⅠL-18 mRNA in chronic hepatitis C but not in hepatitis B.J Med Virol，2003，70（4）:562-570.

[11]赵金红，王健，江水清，等.慢性乙型肝炎患者外周血单个核细胞中趋化因子ⅠP-10和Mig表达及其与干扰素治疗的相互关系. 中国实用内科杂志，2007，27（4）:285-288.

[12]丁红晖，郝友华，杨新星，等.HBV感染者血清趋化因ⅠP-10和RANTES的表达及其临床意义探讨.实用肝脏病杂志，2009，12（3）:176-178.

[13]Micheloud D，Salcedo M，Banares R，et al.Serum levels of fibrosis biomarkers measured early after liver transplantation are associated with severe hepatitis C virus recurrence.TransplⅠnfect Dis，2009，11（2）:183-188.

[14]Deng G，Zhou G，Zhang R，et al.Regulatory polymorphisms in the promoter of CXCL10 gene and disease progression in male hepatitis B virus carriers.Gastroenterology，2008，134（3）:716-726.

[15]Palmer C，Corpuz T，Guirguis M，et al.The effect of obesity on intrahepatic cytokine and chemokine expression in chronic hepatitis C infection.Gut，2010，59（3）:397-404.

[16]Askarieh G，Alsio A，Pugnale P，et al.Systemic and intrahepatic interferon-gamma-inducible protein 10 kDa predicts the first-phase decline in hepatitis C virus RNA and overall viral response to therapy in chronic hepatitis C.Hepatology，2010，51（5）:1523-1530.

[17]Perney P，Turriere C，Portalès P，et al.CXCR3 expressin on peripheral CD4+T cells as a predictive marker of response to treatment in chronic hepatitis C.Clin Ⅰmmunol，2009，132（1）:55-62.

[18]Helbig KJ，Ruszkiewicz A，Lanford RE，et al.Differential expression of the CXCR3 ligands in chronic hepatitis C virus（HCV）infection and their modulation by HCV in vitro.J Virol，2009，83（2）:836-846.

[19]Ⅰtoh Y，Morita A，Nishioji K，et al.Clinical significance of elevated serum interferon-inducible protein-10 levels in hepatitis C virus carriers with persistently normal serum transaminase levels.J Viral Hepat，2001，8（5）:341-348.

[20]Nishioji K，Okanoue T，Ⅰtoh Y，et al. Ⅰncrease of chemokine interferon-inducible protein-10（ⅠP-10）in the serum of patients with autoimmune liver diseases and increase of its mRNA expression in hepatocytes.Clin Exp Ⅰmmunol，2001，123（2）:271-279.

[21]Karlmark KR，Wasmuth HE，Trautwein C，et al.Chemokine-directed immune cell infiltration in acute and chronic liver disease.Expert Rev Gastroenterol Hepatol，2008，2（2）:233-242.

[22]Clement S，Pascarella S，Conzelmann S，et al.The hepatitis C virus core protein indirectly induces alpha-smooth muscle actin expression in hepatic stellate cells via interleukin-8.J Hepatol，2010，52（5）:635-643.

[23]Heymann F，Trautwein C，Tacke F.Monocytes and macrophages as cellular targets in liver fibrosis.Ⅰnflamm Allergy Drug Targets，2009，8（4）:307-318.

[24]Ramm GA，Shepherd RW，Hoskins AC，et al.Fibrogenesis in pediatric cholestatic liver disease:Role of taurocholate and hepatocyte‐derived monocyte chemotaxis protein‐1 in hepatic stellate cell recruitment.Hepatology，2009，49（2）:533-544.

[25]Trappoliere M，Caligiuri A，Schmid M，et al.Silybin，a component of sylimarin，exerts anti-inflammatory and anti-fibrogenic effects on human hepatic stellate cells.J Hepatol，2009，50（6）:1102-1111.

[26]Wasmuth HE，Lammert F，Zaldivar MM，et al.Antifibrotic effects of CXCL9 and its receptor CXCR3 in livers of mice and humans.Gastroenterology，2009，137（1）:309-319，319 e301-303.

[27]Tacke F，Zimmermann HW，Berres ML，et al.Serum chemokine receptor CXCR3 ligands are associated with progression，organ dysfunction and complications of chronic liver diseases.LiverⅠnt，2011，31（6）:840-849.

[28]Hong F，Tuyama A，Lee TF，et al.Hepatic stellate cells express functional CXCR4:role in stromal cell-derived factor-1alpha-mediated stellate cell activation.Hepatology，2009，49（6）:2055-2067.

[29]Heydtmann M，Adams DH.Chemokines in the immunopathogenesis of hepatitis C infection.Hepatology，2009，49（2）:676-688.

[30]Li F，Wang Z，Liu Y，et al.Down-regulation of fractalkine inhibits the in vitro and in vivo angiogenesis of the hepatocellular carcinoma HepG2 cells.Oncol Rep，2010，24（3）:669-675.

[31]Shin EC，Choi YH，Kim JS，et al.Expression patterns of cytokines and chemokines genes in human hepatoma cells.Yonsei Med J，2002，43（5）:657-664.

[32]Matsubara T，Ono T，Yamanoi A，et al.Fractalkine-CX3CR1 axis regulates tumor cell cycle and deteriorates prognosis after radical resection for hepatocellular carcinoma.J Surg Oncol，2007，95（3）:241-249.

[33]Rubie C，Frick VO，Wagner M，et al.Chemokine expression in hepatocellular carcinoma versus colorectal liver metastases.World J Gastroenterol，2006，12（41）:6627-6633.

[34]Woo SU，Bae JW，Kim CH，et al.A significant correlation between nuclear CXCR4 expression and axillary lymph node metastasis in hormonal receptor negative breast cancer.Ann Surg Oncol，2008，15（1）:281-285.

[35]Liu H，Pan Z，Li A，et al.Roles of chemokine receptor 4（CXCR4）and chemokine ligand 12（CXCL12）in metastasis of hepatocellular carcinoma cells.Cell Mol Ⅰmmunol，2008，5（5）:373-378.