糖皮质激素阻止肝衰竭发生与发展的机制

张辉艳，张绪清

第三军医大学西南医院全军感染病研究所，重庆 400038

专题·糖皮质激素治疗肝病(约稿)

糖皮质激素阻止肝衰竭发生与发展的机制

张辉艳，张绪清

第三军医大学西南医院全军感染病研究所，重庆 400038

本文先介绍糖皮质激素及其受体在肝衰竭发生与发展中的作用；然后介绍糖皮质激素通过抑制免疫应答而阻止原发性肝损伤、内毒素/TNFα等细胞因子介导的继发性肝损伤的机制；最后介绍糖皮质激素增强肝细胞保护、阻止肝细胞死亡的机制。

肝衰竭；糖皮质激素；受体；乙型肝炎病毒

尽管不同病因所致肝衰竭的发病机制差异较大，且尚未阐明，但肝衰竭发生的根本病理基础是过强免疫应答及炎症反应导致的肝实质细胞广泛变性与坏死，其中内毒素、肿瘤坏死因子α(TNFα)在乙型肝炎病毒(HBV)相关慢加急性肝衰竭(ACLF)的发生与发展中起关键作用[1-2]。糖皮质激素具有很强的抑制免疫功能和抗炎作用，数十年来一直被国内外学者用于治疗急性、亚急性和慢加急性肝衰竭，但疗效尚存争议[3]，可能主要与治疗人群选择、开始治疗的时机存在差异有关，而导致这种差异的根本原因是对糖皮质激素阻止肝衰竭发生与发展的作用机制认识不足。本文将近年来的相关研究进展介绍如下。

1 糖皮质激素分泌减少及其受体异常在肝衰竭发生与发展中的作用

人体既有激活、又有抑制免疫应答及炎症反应的系统，且两者相互制约，以维持体内免疫平衡和内环境稳定。病原体及其产物能激活机体免疫应答，有利于清除病原体感染，同时又会诱发炎症反应，而过强或持久的免疫应答与炎症反应又会导致组织器官损伤，甚至功能衰竭。由此可见，体内抑制免疫应答与炎症反应系统在阻止过强或持久免疫应答与炎症损伤的发生与发展中起关键作用。糖皮质激素是体内抑制免疫应答与炎症反应系统中的关键激素，也是维持生命活动所必需的主要应激激素[4-5]。糖皮质激素的生理与药理学作用都是通过其受体(GR)介导完成的。人体细胞浆中主要有GRα与GRβ 2种亚型。在未与糖皮质激素结合时，GRα主要与伴侣蛋白(热休克蛋白HSP70、HSP90及p23)组成蛋白复合体存在于胞浆中；当与糖皮质激素结合后，GRα被活化从蛋白复合体中游离出来，并转位至细胞核与目的基因启动子中的糖皮质激素反应元件(GRE)相结合，抑制多种促炎性细胞因子基因的表达，并激活多种抗炎性细胞因子基因的表达，从而有效阻止炎症的发生与发展。GRβ是GRα的内源性拮抗剂，不与糖皮质激素结合，但能与GRE结合，阻碍GRα发挥生物学作用[6-7]。因此，糖皮质激素分泌减少、靶细胞GRα表达减少或GRβ表达增加及功能异常，必然导致以糖皮质激素为中心的机体炎症免疫抑制系统功能受损，有利于免疫系统过度激活和炎症反应的发生，从而在肝衰竭的发生与发展中起重要作用。我们早期的临床研究显示，重型肝炎早期与晚期患者外周血皮质醇水平分别为(13.3±3.9) μg/dl和(4.4±2.9)μg/dl，显著低于正常人(22.4±5.3)μg/dl、急性黄疸型肝炎(20.3±5.9)μg/dl和慢性活动性肝炎(23.7±4.3)μg/dl患者[8]。Gao等[9]也证实HBV相关慢加急性肝衰竭患者血清皮质醇水平显著低于慢性乙型肝炎患者和正常人。重型肝炎患者肝细胞损伤重，激素降解有障碍，因此提示其外周血皮质醇浓度降低的原因是分泌减少。有人曾用D-氨基半乳糖诱发急性肝衰竭大鼠模型，观察血中皮质醇变化，发现在肝细胞损伤高峰时，血皮质醇浓度降至正常的1/10左右，说明急性肝衰竭时大鼠皮质醇分泌急剧降低[10]。GR表达减少或功能异常也在多种炎症性肝病的发生中起重要作用。已有研究显示自身免疫性肝炎患者外周血单个核细胞(PBMC)或淋巴细胞中GR表达减少，并与肝伤害程度密切相关[11]。Gao等[9]报道HBV相关慢加急性肝衰竭患者PBMC中GRα mRNA表达水平显著低于正常人，而GRβ mRNA表达水平显著高于正常人和慢性乙型肝炎患者，提示GR在HBV相关慢加急性肝衰竭发病机制中起重要作用。

2 糖皮质激素抑制免疫应答而阻止原发性肝损伤

MHC Ⅰ类分子限制的CD8阳性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)识别攻击受HBV感染的肝细胞,并导致肝细胞坏死和/或凋亡，是乙型肝炎肝衰竭患者肝细胞免疫病理损伤的基本机制，也称原发性肝损伤。糖皮质激素对免疫应答的多个环节均有抑制作用，在理论上能有效阻止HBV感染所导致的原发性肝损伤，因而对HBV相关肝衰竭的发生与发展有治疗作用。

2.1 诱导免疫细胞凋亡[7]糖皮质激素能诱导树突状细胞(DCs)凋亡；下调MHCⅡ类分子和IL-4、IL-12等细胞因子表达，从而抑制DCs的活化、迁移，并降低其摄取、加工抗原及向T淋巴细胞呈递抗原的能力。糖皮质激素能通过BH3凋亡蛋白途径诱导胸腺中CD4与CD8双阳性T淋巴细胞的凋亡，并能干扰T细胞受体(TCR)多蛋白复合物的形成,从而诱导TCR活化的CD4+与CD8+T细胞的凋亡。杨柳等[12]报道HBV慢加急性肝衰竭前期患者经糖皮质激素治疗后，外周血CD8+T细胞较治疗前明显下降。因此，糖皮质激素有可能通过诱导免疫细胞凋亡来阻止免疫介导的原发性肝损伤。

2.2 调节CD4+T细胞各亚群的比例 CD4+T细胞可进一步分为Th1、Th2、Th17和调节性T细胞(Treg)。Th1细胞参与调节CTL细胞的功能，有助于细胞免疫应答清除病原体，但也容易导致肝组织免疫损伤和炎症反应。Th2细胞能分泌IL-4和IL-10等抗炎性细胞因子，并抑制CTL活性，从而阻止肝内过强免疫应答、炎症反应的发生与发展，但不利于机体清除病原体。外周血中的T淋巴细胞对糖皮质激素诱导的凋亡不敏感，但糖皮质激素能影响外周血CD4+T细胞各亚群的比例。生理剂量的糖皮质激素能促进Th1细胞向Th2细胞转化[7]。药理剂量的糖皮质激素能通过抑制Th1特异性转录因子T-bet的活性等途径来阻止IFNγ、IL-2和TNFα等促炎症细胞子的合成与释放[7]。Th17细胞能产生IL-17，而IL-17是T细胞诱导炎症免疫反应的早期启动因素，可诱导上皮细胞、内皮细胞及成纤维细胞分泌IL-6、IL-8等促炎性因子，在炎症免疫反应的发生与发展中起促进作用；已有研究证实，CHB患者外周血和肝内Th17与IL-17均明显增高，并与肝组织炎症程度呈正相关[13-14]。免疫抑制和免疫无能是Treg细胞的主要功能特性，其中自然性Treg细胞的主要功能是通过抑制CD4+与CD8+T细胞的活化与增殖达到免疫负调控作用，诱导性Treg细胞能通过分泌IL-10和TGF-β等细胞因子抑制炎症免疫反应。HBV相关肝衰竭患者外周血中Treg细胞比例明显降低，提示Treg细胞在肝衰竭的发生与发展中起重要作用[15]。HBV相关慢加急性肝衰竭前期患者经糖皮质激素治疗后，外周血Treg细胞比例较治疗前明显上升。糖皮质激素治疗能降低类风湿性关节炎与哮喘患者IL-17的产生[16]。因此，糖皮质激素有可能通过调节Th1/Th2、Th17/Treg细胞比例来发挥免疫抑制作用，从而阻止细胞免疫应答所引起的原发性肝损伤。

2.3 抑制肝内细胞间黏附分子-1表达 细胞间黏附分子-1(ICAM-1)是一种见于肝细胞等多种细胞膜上的特殊免疫球蛋白，其配体是淋巴细胞功能相关抗原1(LFA-1)。ICAM-1/LFA-1介导的细胞黏附在淋巴细胞活化与增殖、淋巴细胞跨血管内皮向肝组织中浸润及促使CTL与肝细胞黏附等过程中起重要作用。ICAM-1/LFA-1相互作用能增强CTL对靶肝细胞表面的靶抗原(HBcAg等)和Ⅰ类MHC分子的“双识别”，强化CTL对靶肝细胞结合、攻击和破坏，并在多种因素所致急性肝衰竭的发生中起重要作用[17]。有研究显示，糖皮质激素能抑制肝细胞ICAM-1表达，从而阻止CTL等淋巴细胞对HBV感染肝细胞的攻击破坏[18]。

3 糖皮质激素阻止内毒素/TNFα等细胞因子介导的继发性肝损伤

严重乙型肝炎患者肝脏Kupffer细胞正常屏障功能受损，肠源性内毒素极易进入全身血液循环，血浆纤维连接蛋白(Fn)水平显著降低，单核-吞噬细胞(包括Kupffer细胞)失去Fn的调理，极易发生肠源性内毒素血症。细菌内毒素和多种病原微生物能刺激单核-吞噬细胞活化，产生和释放TNFα、IL-1、IL-6、IL-8、血栓素、血小板激活因子、白细胞三烯、TGFβ、内皮素、反应氧化中间物等炎性细胞因子，彼此构成独特的细胞因子和化学介质网络，共同参与肝细胞坏死的发生机理，其中TNFα发挥着核心作用，其他介质则发挥着协同、辅助和增强作用。糖皮质激素能抑制TNFα、IL-1、IL-6、IL-17等促炎性细胞因子的产生与释放，并能增强IL-10等抗炎性细胞因子的产生与释放，从而发挥很强的抗炎作用[6，19]。糖皮质激素能抑制LPS/GalN所致急性肝衰竭鼠肝组织炎症坏死，降低血清TNFα与IFNγ水平[20-21]。研究发现，重度CHB患者经糖皮质激素治疗后血清IL-1α水平显著下降，血清IL-1α水平与血清TBil呈显著正相关，而与凝血酶原活动度呈显著负相关，提示糖皮质激素阻止患者的疾病进展与肝衰竭的发生可能与其显著降低血清IL-1α水平有关[22]。因此，我们认为糖皮质激素能通过抑制TNFα与IL-1等促炎性细胞因子的产生与释放来阻止肝组织炎症坏死的进一步加重，从而阻止肝衰竭的发生、发展。

4 糖皮质激素能增强肝细胞保护、阻止肝细胞死亡

肝细胞保护在肝衰竭的发生、发展中同样起重要作用，当肝细胞保护功能超过肝细胞损伤作用时，肝细胞就会存活，因而增强肝细胞保护作用也能有效阻止肝衰竭的发生、发展。P-糖蛋白(又称ABCB1)是细胞膜上的一种重要ABC多药转运蛋白，由多药耐药(MDR)基因编码的1 280个氨基酸组成，具有重要的组织细胞保护功能。P-糖蛋白能利用其多药耐药的转运功能减少外源性毒物与内源性有毒代谢产物在肝细胞内的聚积，从而保护肝细胞免受损伤与死亡；P-糖蛋白能直接抑制半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶(Caspase)8与3的激活，阻止Caspase依赖的细胞凋亡。P-糖蛋白是胎盘与脑膜组织发挥屏障功能及肿瘤细胞产生多药耐药的关键分子，并在肿瘤细胞抗凋亡中起关键作用[23]。研究显示，糖皮质激素能通过诱导P-糖蛋白增强表达途径阻止TRAIL诱导的正常人肝细胞L02细胞凋亡[24]。因此，我们认为糖皮质激素能增强P-糖蛋白介导的肝细胞保护功能、阻止肝细胞凋亡，从而阻止肝衰竭的发生、发展。糖皮质激素能通过上调细胞内FLICE抑制蛋白(cFLIP)来阻止死亡受体介导的鼠肝细胞凋亡。另外，地塞米松可通过增加细胞内还原型谷胱甘肽水平阻止镉诱导的鼠肝细胞凋亡[25]。

总之，糖皮质激素能通过多种不同机制增强肝细胞保护作用，阻止多种不同致损伤因素所诱导的肝细胞凋亡。肝衰竭不同阶段,其病变特征存在一定差异。在肝衰竭发生的前期与早期，以肝细胞广泛浊肿变性为主，肝细胞坏死较轻；中期，以肝实质细胞广泛坏死为主；晚期，在肝实质细胞广泛坏死的基础上出现不同程度的肝细胞再生及不同程度的纤维组织增生。众所周知，肝实质细胞浊肿变性是可逆的，而肝实质细胞坏死不可逆。由此可见，只有在肝实质细胞广泛浊肿变性且肝组织坏死轻时(肝衰竭前期与早期)快速抑制过强免疫应答与肝组织炎症、增强肝细胞保护功能，才有可能阻止大量浊肿变性的肝实质细胞进一步发生坏死，从而阻止肝衰竭的发生与疾病进展。

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(责任编辑：王全楚)

Mechanisms of glucocorticoids in preventing the development and progress of liver failure

ZHANG Huiyan, ZHANG Xuqing

Institute of Infectious Diseases, Southwest Hospital, the Third Military Medical University, Chongqing 400038, China

Firstly, the role of glucocorticoids and its receptor in the development and progress of liver failure were reviewed. Secondly, the mechanisms of glucocorticoids in preventing primary liver injury via inhibition of immune response and scondary liver injury induced by endotoxins and TNFα were introduced. Finally, the mechanisms of glucocorticoids in enhancing hepatoprotection and preventing hepatocytes death were reviewed.

Liver failure; Glucocorticoids; Receptor; Hepatitis B virus

国家自然科学基金面上项目(81270525)

张辉艳，主治医师，硕士研究生，研究方向：病毒性肝炎与重型肝炎的临床诊治。E-mail：29268549@qq.com

张绪清，教授，主任医师，博士生导师，研究方向：肝衰竭治疗的基础与临床研究。E-mail：xuqing651005@tom.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.05.001

R575.3

A

1006-5709(2016)05-0481-04

2015-03-03