细胞因子与慢加急性肝衰竭的关系及人工肝治疗的影响

张 聪 综述，曾爱中审校

（重庆医科大学附属第一医院感染科 400016）

我国为病毒性肝炎高发国家，其中以乙型肝炎病毒（HBV）感染最为常见。慢性乙型肝炎最终可发展为肝衰竭，这也是我国最常见的肝脏疾病死亡原因，临床表现以慢加急性肝衰竭（acute-on-chronic liver failure，ACLF）为主［1］。人工肝支持系统（artificial liver support system，ALSS）是目前治疗ACLF 的有效方法之一，能显著清除各种有害物质，发挥暂时替代肝脏部分功能的作用，为肝细胞再生及肝功能恢复创造条件或等待时机进行肝移植，对改善患者的临床症状及生化指标疗效显著。目前，国内外均有研究证实机体免疫应答异常、细胞因子表达异常在ACLF的发病中起重要作用［2-4］。这对病情进展与转归有着十分重要的内在联系，因此研究ALSS 治疗ACLF 患者细胞因子变化对于疗效评价及预后判断具有非常重要的意义。

1 细胞因子在ACLF 发病机制中的作用

目前HBV相关ACLF 发病机制尚不明确，肝细胞凋亡的“二重损伤”假说得到了绝大多数国内外专家的认可，该假说认为由于慢性肝炎病毒感染导致肝组织长期处于炎症状态；一方面，病毒直接或间接损伤肝细胞，使肝脏解毒能力下降，无法清除体内一系列毒性物质，导致内毒素血症加重肝脏损伤，另一方面，当肝细胞遭受HBV感染或内毒素刺激时，可进一步促进肝脏内库普弗细胞、单核巨噬细胞等大量增值并释放肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素（IL）等细胞因子或补体分子，激活由多种细胞因子介导的信号传导通路，从而诱导肝细胞凋亡、坏死，加速肝脏组织破坏［3］。此外，炎症反应又可进一步发展，引起体内各级细胞因子失衡，引起细胞因子间“瀑布样级联反应”，诱发产生急性全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS），使肝脏功能急性失代偿，最终引起肝衰竭以及全身多器官功能障碍的发生，诱发或加重肝性脑病，大大降低了肝移植的机会，预后极差［5］。肝脏慢性炎症在急性诱因下，肝细胞大量坏死，解毒、代谢等多种能力下降，并释放大量细胞因子，进一步加重肝脏损伤，“二重损伤”使得ACLF 治疗相当棘手，其短期病死率高达50%以上［6］。

2009年亚太地区肝病会议（APASL）推出的《慢加急性肝衰竭共识》［7］中明确指出促炎症细胞因子失衡，导致的肝细胞炎症、凋亡、坏死以及由促炎症细胞因子介导的SIRS 是影响ACLF 进程的重要机制之一；现已证实TNF-α、IL-6 及IL-10等多种细胞因子失衡与ACLF 发生时免疫功能紊乱有着重要关系。Zou 等［8］研究发现较正常人，ACLF患者肝组织中，促炎因子TNF-α明显升高，存在细胞因子严重失衡，而给予适当治疗后，肝组织内TNF-α表达显著减少。杜思霖等［9］研究同样发现肝衰竭患者血清TNF-α等是参与肝细胞免疫损伤的主要因子，其水平与疾病的严重程度及死亡风险率密切相关。

目前细胞因子在ACLF 发病机制中的作用已逐渐得到了肯定。叶一农等［10］总结近十年国内外有关肝衰竭免疫机制的最新研究成果后提出乙肝肝衰竭的“三重打击”学说，即免疫损伤、缺血缺氧性损伤及内毒素血症，此三重打击交替作用、互相影响，共同造成了乙肝肝衰竭的发生及病情的进展。研究证实细胞因子自始至终贯穿于“三重打击”之中；强调以内毒素-细胞因子轴-肝损害为核心的继发性损伤，当体内过多的内毒素通过与脂多糖结合蛋白结合，可经由CD-14-TLR4-核因子-κB-TNF-α信号通路诱导肝细胞凋亡。同样，近年来定义的“免疫麻痹”理论也阐明了细胞因子的重要作用，Wasmuth等［11］在检测ACLF 患者和重症脓毒血症患者血清中TNF-α、IL-6、IL-10 等免疫细胞因子，对比健康人及代偿期肝硬化患者后发现，ACLF 患者表现出与重症脓毒血症相类似的免疫抑制状态，认为“脓毒血症样免疫麻痹”是ACLF患者发生急性肝功能失代偿的独立病因之一，其与ACLF如此高的病死率有着密切的联系。然而，有学者提出TNF-α、IL-6 等细胞因子可能同样具有诱导肝细胞再生、增殖以及抗肝细胞凋亡的作用［12］。Chou 等［13］在运用肝部分切除术小鼠模型研究肝细胞再生机制时发现IL-6 可通过介导JAK／PI3K／Akt／CREB 信号通路诱导产生Mcl-1L蛋白，而Mc l-1L蛋白已被证明具有抗肝细胞凋亡作用，其可能为肝细胞再生机制之一。由此可以推测，IL-6 等细胞因子在肝细胞代谢机制中具有浓度及环境依赖性，高水平IL-6 可能抑制肝细胞再生，甚至加重肝损伤，但较低水平IL-6 同样可以发挥介导相关信号通路，促进肝细胞再生的作用。总而言之，高水平的细胞因子失衡，是导致ACLF 急性进展、肝脏继发性损伤的重要因素；调节细胞因子平衡，抑制炎症细胞因子反应可能成为降低ACLF患者病死率的有效途径。

2 ALSS 治疗对细胞因子的影响

正因为细胞因子在ACLF 中有着如此重要的作用，因此，如何降低体内诸多过量的促炎细胞因子或抑制其活性已成为治疗ACLF 的一个重要方向。ALSS 是一种能模拟正常肝脏的部分或全部功能的体外装置，清除体内各种有害物质，代偿肝脏相应的功能，现已成为治疗肝衰竭不可或缺的重要手段。经过半个世纪的发展，ALSS日趋成熟，其有效性及安全性已得到证实；无论在亚太地区肝病会议、美国肝病会议，或是欧洲肝病会议等具有国际影响力的重大会议上，ALSS 均作为肝衰竭有效的治疗手段而被纳入肝衰竭治疗指南中。

自上世纪90年代开始，ALSS 对于细胞因子的影响逐渐受到关注，其清除体内过量促炎症细胞因子、调节细胞因子平衡的作用得到了肯定。Mao 等［14］等运用血浆置换技术治疗149例ACLF 患者，检测治疗前后患者血清细胞因子浓度水平变化时发现，ACLF患 者IFN-γ、IL-10、IL-4、IL-2 以 及TNF-α浓度明显高于健康人，与肝脏炎症程度正相关，并发现血浆置换能够显著清除或降低肝衰竭患者体内细胞因子浓度水平，减轻炎症反应。金洁等［15］在对比血浆置换单用及同步并联血液滤过两种不同模式人工肝系统对慢性重型肝炎细胞因子影响的研究中发现，两者都 可显著清除TNF-α、IL-1、IL-6、IL-0 等细胞因子，并提示血浆置换同步并联血液滤过的清除作用较前者更为明显，提示在缓慢血浆置换同时，同步并联血液滤过，能够更好地清除各种炎症介质，从而减轻肝脏免疫反应，促进肝细胞修复，提高患者近期及远期疗效。随着体外清蛋白透析（ECAD）的应用，非生物型ALSS 得到进一步发展，新型ALSS不断出现，不再依赖异体血浆置换，具有代表性的如分子吸附再循环系统（molecular adsorbent recycling system，MARS）、部分血浆分离和吸附系统（fractionated plasma separation and adsorption system，FPSA）等。新型ALSS 对于ACLF的治疗效果已得到证实，其可有效地降低ACLF 患者血清胆红素水平，缓解患者肝性脑病等临床症状，对患者的近期收益及临床实用价值得到了肯定［16］。并且，相关研究已经表明，新型ALSS，如MARS、FPSA等在清除血清高浓度促炎症细胞因子都具有显著作用，甚至在改善临床症状及生化指标、相关不良反应等方面更加优于血浆置换等ALSS［17-18］。可见血浆置换并不是ALSS 发挥作用的必要方式，这为血源匮乏的今天选择不同类型的ALSS 提供了依据。总之，ALSS 治疗对细胞因子的影响作用不可忽视，它可有效减轻毒素作用，改善患者临床症状，为患者肝细胞再生或过渡至肝移植提供时机。

值得关注的是，有研究证实ALSS 对于细胞因子的影响不仅仅局限于清除体内高水平促炎症细胞因子；黄春光等［19］在运用MARS 治疗87例肝衰竭患者发现，体内细胞因子水平TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 在ALSS 治疗后显著下降，而IL-2 水平得到升高；IL-2 具有增强免疫细胞活性、促进细胞增殖分化及增强免疫细胞功能表达等作用，IL-2 水平的相对上升，侧面说明了患者细胞免疫功能得到改善。其机制可能是由于MARS 在发挥解毒作用时，大量的炎症因子及内毒素被清除，使原本抑制状态的促肝细胞再生因子水平上升，为肝细胞再生提供机会。由此，可以看出ALSS 对肝衰竭治疗并非仅为对炎症细胞因子的清除，而是对患者血清中炎症细胞因子与抑炎细胞因子间平衡的调节，即对患者免疫系统的调节，从而实现减轻肝脏损伤，提高生存率的治疗目的。

3 展 望

细胞因子在ACLF病理生理过程中的重要作用毋庸置疑；在肝损伤发生时，肝细胞会高水平分泌一系列的细胞因子，而这些细胞因子会同时激活肝细胞再生及凋亡信号通路；最终结果如何取决于促炎症或抗细胞凋亡活性之间水平的高低。这为通过人工肝治疗调控细胞因子平衡治疗ACLF 提供了实验依据。通过人工肝治疗ACLF，清除过量的细胞因子，减轻肝组织损伤，促进肝组织再生，是治疗的目的之一。经过近十年的发展，ALSS 取得了一定的进展；但仍然尚未成熟，Stadlbauer 等［20］在比较MARS 和FPSA系统对肝衰竭患者细胞因子的影响时发现，滤过液中可检测到高水平的细胞因子，证实两种ALSS 都可具有效清除细胞因子的作用，然而比较治疗前后血清中细胞因子水平差异却无统计学意义，其原因可能与机体受到刺激后高效产生细胞因子有关。此外关于生物型人工肝系统对于治疗慢加急性肝衰竭患者血清细胞因子的研究尚不足，目前仍无明确证据表明其对清除细胞因子的有效性。综上所述，ACLF 患者体内各种细胞因子以网络的形式作用于疾病发展过程，ALSS 对细胞因子的清除作用值得肯定，然而其细胞因子网络全貌尚未能完全解读，且单一地影响某一细胞因子，不能有效地改善机体免疫状态，终止或逆转其病理生理过程。如何进一步明确肝衰竭患者需要净化或补充的物质，维持细胞因子内环境平衡等问题有待解决。正因为如此，从细胞因子水平研究ACLF 发病机制，评价包括ALSS 等的综合治疗效果，改进ALSS 以及为治疗ACLF 提供新的思路都有着重要的意义。

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