免疫功能紊乱在慢加急性肝衰竭发生、发展中的作用及研究进展

辛敏 曹竹君 谢青

慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic Liver Failure，ACLF)是目前重症肝病最常见的类型，病情凶险，短期预后差，治疗手段有限，肝移植是唯一确切的治疗措施[1]。根据近几年大型的国际前瞻性队列研究得出的数据，欧美地区ACLF的28 d非移植存活率约70%[2-3]。而在中国，ACLF的28 d非移植存活率仅50%[4-5]。紧缺的供肝资源、昂贵的手术费用和有限的医保覆盖率等均限制了肝移植在我国ACLF救治中的应用。深入了解疾病的发病机制，及早预防和处理各类并发症是降低病死率的关键，也是目前这一领域研究的热点和难点问题。本文拟聚焦ACLF发病机制，总结其中核心环节免疫功能紊乱对疾病进展影响的研究进展并作一综述。

一、慢加急性肝衰竭的临床特征

ACLF是一类在慢性肝病基础上，由一系列诱发因素导致脏器功能迅速恶化的临床综合征，以多器官衰竭和短期高死亡率为突出特征。其中诱发因素主要包括细菌感染、乙肝病毒活化、过量饮酒、药物/毒物损伤等。在欧洲ACLF研究中，高达40%～50%的ACLF患者没有明确的诱发因素[2]。不同的诱因具有不同的器官衰竭发生类型特征[4]。肝内诱因主要造成肝衰竭，严重者继发凝血功能衰竭和肝性脑病；而肝外诱因，如细菌感染则主要引起肾衰竭，严重者可并发多个其他器官衰竭。无论何种诱因，器官衰竭的数目越多，患者预后越差，死亡率越高[2]。

二、系统性炎症假说在ACLF发病机制中的作用

目前学界对于ACLF发病机制的研究，主要建立在肝硬化失代偿发病机制的研究基础上。研究重点逐步从“外周动脉扩张假说”(Peripheral Arterial Vasodilation Hypothesis，PAVH)转移至“系统性炎症假说”(Systemic Inflammation Hypothesis，SIH)。PAVH假说认为内脏动脉血管扩张可导致全身血液动力学障碍和组织器官低灌注，进而引起器官功能障碍或衰竭，其中全身过度炎症反应在循环障碍(Systemic Circulatory Dysfunction，SCD)的分子机制中发挥了主要作用。在此基础上，肝硬化中失代偿和多器官衰竭发病机制的一个新的观点—SIH被提出。SIH认为：ACLF由进行性的炎症过程发展而来，过度炎症反应导致剧烈的SCD，使器官灌注不足而导致器官功能障碍；同时，炎症反应过程中产生的大量炎症介质也会直接导致组织细胞损伤和器官微循环障碍而影响器官功能[6]。显著的全身炎症反应是ACLF区别于非ACLF的一大特征。如外周血白细胞计数、C反应蛋白、促炎细胞因子、趋化因子水平等在ACLF阶段显著升高，且这些指标随着ACLF加重进一步升高[2]。这些结果均提示全身炎症反应在ACLF的发生发展中发挥着重要作用。

肝硬化患者存在肠道功能失调，包括肠道细菌失调和肠道屏障受损，两者共同导致肠道病理性的细菌易位(Bacterial Translocation，BT)，包括细菌及其产物(如病原体相关分子模式；Pathogen-associated Molecular Patterns，PAMPs)的易位。BT是肝硬化，尤其是失代偿期发生的标志[7]。PAMPs大量释放入血液循环中，到达肝脏，能够被肝脏定植的巨噬细胞，库普弗细胞表面的模式识别受体(Pattern recognition receptors，PRRs)所结合，从而激发一系列转录反应，诱导炎性因子大量生成。受损组织、死亡的细胞会进一步释放损伤相关模式分子(Damage-associated Molecular Patterns，DAMPs)。这些DAMPs也能够被特定的PRRs识别，形成局部炎症反应，维持甚至增强全身炎症反应[8]。此外，BT能够激活肠相关淋巴组织的固有免疫系统，从而引起肠道局部炎症反应导致大量促炎因子释放。这些炎症因子能够破坏肠壁细胞的紧密连接，甚至导致肠道屏障的永久失效，以致肠漏加重、细菌易位增加，细菌感染风险显著升高[9]。炎症反应是对抗入侵细菌不可缺少的，但过度或长期的炎症反应会引起组织损伤和代偿性抗炎反应，最终导致免疫缺陷，增加再次感染和死亡的风险[6]。目前认为，全身炎症反应和免疫缺陷均是肝硬化相关免疫功能障碍(Cirrhosis-associated Immune Dysfunction，CAID)的主要表现，二者贯穿于ACLF发展的始终[10]。

三、过度炎症反应

过度炎症反应是ACLF发生发展的标志，表现为患者血清中促炎细胞因子水平的明显增高和免疫细胞活化标志物表达的上调[10]。过度炎症反应是免疫细胞持续受到刺激的结果，肝硬化患者循环中免疫细胞的过度激活可由以下现象支持：(1)中性粒细胞黏附分子CD11b的表达增加；(2)单核细胞表面共刺激分子CD80和CD86以及HLA-DR的表达增强，促炎因子(如TNF-α，IL-6)产生增加；(3)T淋巴细胞向Th1、Th17分化，细胞表面活化抗原表达增加以促进IFN-γ、TNF-α和IL-17的分泌；(4)B淋巴细胞表面共刺激分子CD86以及HLA-DR的表达上调，且对细胞因子的反应性增强[10]。活化的免疫细胞是循环血促炎细胞因子的主要来源[11]。

免疫系统过度生成的促炎因子和趋化因子会形成细胞因子风暴，导致组织损伤，这个过程称为“免疫病理”[12]。Claria等利用欧洲肝衰竭小组CANONIC研究大队列，系统性分析了循环血中29个细胞因子，从而提供了确凿的数据证明了系统性炎症反应在ACLF发病机制的重要作用[13]。结果表明，相较于健康受试者或单纯的肝硬化失代偿患者，ACLF外周血各类细胞因子显著升高，其中促炎细胞因子(TNF-α和IL-6)和趋化因子(IL-8和MCP-1)尤其明显。IL-6和IL-8与ACLF的严重程度和预后正性相关。另外，具有不同诱发因素的ACLF患者其血清中细胞因子的特征也存在差异，比如细菌感染相关的ACLF患者血清IL-6水平特别高，而IL-8则是活动性酒精中毒的鉴别标志物。除了促炎细胞因子外，ACLF患者还伴有抗炎细胞因子如IL-10和IL-1ra的代偿性增加，但同时观察到IL-6 / IL-10和IL-8 / IL-10比率明显增高，表明代偿性抗炎反应不能有效地代偿或抵消促炎反应，导致体内持续存在炎症反应[13]。在ACLF患者中，CD14阳性的单核细胞亚群表现出酪氨酸蛋白激酶MER(由MERTK表达)的过度表达，能够抑制促炎细胞因子的生成，表明在全身炎症反应的同时存在代偿性免疫抑制[14]。

四、免疫功能障碍

免疫系统在肝硬化的发病机制中扮演着双重角色，除了免疫介导的炎症作用机制，同时存在肝硬化相关的免疫系统障碍(CAID)。CAID的免疫缺陷主要表现为肝脏免疫监视功能受损和合成PRRs减少，以及循环免疫细胞功能降低，从而造成机体细菌感染易感性增加[10]。

肝脏除了较强的局部固有免疫功能，也是T细胞介导的局部和全身适应性免疫的主要场所，在免疫系统的稳态调节中发挥着重要作用。肝脏通过两个机制来调节免疫系统的稳态。首先，肝脏具有重要的免疫监视作用，通过其双重血供防御血源性病原体，从而避免来自肠道微生物抗原的全身性播散；其次，肝脏能够通过合成免疫相关可溶性分子来调节免疫稳态[15]。肝脏通过多种定植的抗原递呈细胞(包括库普弗细胞、肝窦内皮细胞和树突状细胞)和淋巴细胞发挥其抗菌监视功能。肝细胞表达多种PRRs，能够识别不同细菌和病毒分子。这些PRRs与其配体结合，在免疫细胞中可引起信号转导和活化作用，在与某些特殊的细菌产物结合情况下，可促进NF-κB活化[16]。肝硬化引起网状内皮系统的破坏、门脉系统分流以及库普弗细胞的丢失和损伤，这种结构紊乱使肝脏对血液中内毒素和细菌的清除能力下降，进而导致菌血症和持续的免疫系统激活。肝硬化也能使肝脏合成固有免疫蛋白和PRRs减少，导致吞噬细胞的杀菌能力下降[10]。

肝硬化也能够影响全身的免疫细胞数量和功能。比如，中性粒细胞在脾脏中滞留破坏过多，循环中数量减少。细胞内信号转导发生改变使中性粒细胞对细菌的吞噬功能受损，且其对微血管内皮细胞的黏附能力降低，减弱了向感染部位的趋化能力[17]。循环中单核细胞数量增加，但增加的主要是CD14和CD16双阳性单核细胞亚群，且其增加幅度与肝硬化的严重程度有关[18]。正常情况下，单核细胞的Fc-γ受体可介导清除IgG包被的细菌，而在肝硬化中，单核细胞Fc-γ受体功能减弱，使细菌感染几率增加。肝硬化中自然杀伤细胞缺乏，对细胞因子的反应性也降低。以上均说明肝硬化阶段循环固有免疫系统受损，事实上，适应性免疫反应功能也有一定程度的削弱。研究表明，外周血中B淋巴细胞和T淋巴细胞的数量均有减少，细胞的免疫功能也有明显的缺陷[10]。

肠相关淋巴组织(Gut-associated Lymphoid tissue，GALT)是肝硬化中受到严重影响的另一免疫系统，它是抵御抗原和病原体从肠道进入机体的第一道屏障。肝硬化中持续性病理性细菌易位刺激GALT中的免疫细胞，驱动肠道炎症反应。而这种肠道炎症可能会导致肠道屏障的永久失效，有利于细菌和细菌产物的进一步易位。革兰阴性菌能够通过跨细胞途径从肠腔易位到血液循环中，易位的细菌能够由体循环到达腹水而引起自发性腹膜炎[19]。肝硬化中肠道炎症的第一个主要后果就是全身炎症反应，随着肝硬化的进展，肠道免疫紊乱成为促炎细胞因子的主要来源，促进和维持全身炎症[20]。另外，在肝硬化动物模型中，使用抗生素进行肠道选择性“去污染”(使用肠道不吸收的抗生素清理肠内定植菌)能够恢复肠道的免疫监视功能。这一现象说明，肝硬化患者的肠道免疫监视功能受损，不足以清除肠道的易位细菌。因此，肝硬化相关的菌群失调能够通过影响肠道免疫系统导致肠稳态失衡[21]。

五、总结

综上，随着ACLF领域基础研究的不断深入，我们对其中的免疫功能紊乱有了更深入的认识。肝硬化导致肝脏、肠道免疫监视功能以及循环免疫功能均呈明显下降，免疫细胞对细菌及其产物的清除能力减弱，增加了细菌易感性。大量促炎细胞因子在免疫细胞的过度激活中产生，引起过度的全身炎症反应，成为导致ACLF多器官衰竭的主要机制。在ACLF中，固有免疫发挥主要作用，但适应性免疫也参与其中。某些细胞因子基线水平和动态变化与ACLF的严重程度及预后密切相关，而且不同诱因导致的ACLF具有不同的细胞因子特征。因此，炎症细胞因子的检测对于ACLF的治疗有效性以及预后评估具有重要意义。ACLF的治疗或预防策略依赖于对各种并发症的针对性防治，现有的研究结果提示我们可以对BT、全身炎症进行及早干预，如肠道非吸收抗生素诺氟沙星的长期使用[6]。然而，学界对于BT、全身炎症、循环障碍、失代偿和肝外器官衰竭等出现的顺序以及之间的作用关系尚不十分清楚；ACLF中炎症反应个体差异也不明确，对于ACLF发病机制仍需更多更深入的研究，ACLF防治任重道远。