Kupffer细胞在原发性胆汁性胆管炎发生发展中的作用

付海艳， 唐映梅

昆明医科大学第二附属医院 消化内科， 昆明 650000

原发性胆汁性胆管炎(PBC)是一种免疫介导的慢性胆汁淤积性肝病，其主要是由于免疫介导引起胆管上皮细胞破坏[1]。世界上第1例报道[2]的PBC是在1851年，由Addison和Gull报道了1例并发黄疸、肝脏肿大的女性PBC患者。随着对疾病认识的不断增加，PBC发病率也逐年升高[3]。作为一种典型的慢性进展性肝脏疾病，目前尚无治愈的有效方法，约有30%的患者对熊去氧胆酸不应答[4]，肝移植术后PBC复发率在17%～53%[5-6]。

PBC由多因素致病，环境因素、遗传、免疫等均可参与其发病，目前免疫作为始动因素参与疾病的证据相对较多。T淋巴细胞和几种固有免疫细胞浸润到受损的门静脉周围，免疫系统和靶细胞胆管上皮细胞之间的交互作用参与了PBC的发病[7]。

欧洲和东亚的全基因组关联研究(GWASs)发现在PBC中存在40多个易感基因，来自日本的GWASs联合mRNA微阵列分析1920例PBC患者后发现，Kupffer细胞中的基因仅与疾病易感性相关，而其他免疫细胞还与疾病活动性相关。实际上，PBC病期中的每个阶段，Kupffer细胞的数量均显著增加，说明Kupffer细胞在PBC中的作用是极其独特的，需要更深入研究其变化和PBC之间的关系[8]。

1 Kupffer细胞极化的特点及调控机制

Kupffer细胞是肝脏中的常驻巨噬细胞，定植于肝窦和窦间隙,占巨噬细胞总数的80%～90%,负责调控肝脏常驻细胞和招募其他细胞进入肝脏[9]，在宿主防御和抗炎方面都具有重要作用，是炎症和纤维化的起始、播散和消退的关键参与者。Kupffer细胞异质性显著，亚群功能受胆汁酸、外界环境等多种因素影响。据活化方式不同分为M1亚群和M2亚群。M1亚群分泌TNFα、IFNγ、IL-1、IL-12，介导组织炎症损伤；M2亚群分泌IL-10、IL-4、IL-13、TGFβ、VEGF，下调炎症和修复，正常情况下二者处于稳态。如在有毒物质暴露发生后，炎症介质过量产生，倾向细胞毒性的M1，如果倾向M2，则会发生纤维化或者肿瘤[10]。在PBC患者也发现了类似的现象，肝内可见Kupffer细胞向M1表型转换，且在汇管区尤其显著，与肝脏炎症程度正相关[11]。不仅在肝脏中存在这种情况，PBC患者外周血中的巨噬细胞也存在M1/M2转化的关系，而且可能与Mer受体相关[12]。

笔者发现，Kupffer细胞通过NKG2D/RAE-1调控自然杀伤细胞参与PBC小鼠疾病的发生[13]。在PBC小鼠模型肝脏中，Kupffer细胞被活化，IL-6、IL-10、IL-12、IL-18、TNFα升高，参与疾病进展。在胆汁淤积性肝损伤中，活化的Kupffer细胞会分泌多种细胞因子，从而引发肝脏炎症和宿主免疫反应[14]。胆道结扎术作为胆汁淤积性肝病常用的动物造模方法，是研究PBC常用的方法。研究[14]发现，与假手术相比，胆道结扎后小鼠肝脏Kupffer细胞的功能发生了改变，不仅细胞因子分泌增多，还出现细菌清除障碍。PBC作为典型的胆汁淤积性肝病，胆汁酸的积累可能与Kupffer细胞改变肝脏的免疫应答有关。Osawa等[15]研究发现，在胆道结扎后的小鼠中，Kupffer细胞可以诱导肝细胞存活和再生，这种保护作用是肝细胞上的蛋白激酶通过Kupffer细胞上鞘磷酸酶实现的。PBC时，Kupffer细胞无法有效去除受损细胞，导致暴露于未修饰的线粒体抗原和继发性坏死物质的积累，这与炎症的发生和扩展有关[16]。活化的Kupffer细胞激活胆管细胞上的CD40，提供了放大慢性炎症和损伤胆管的分子机制，可能经由CD154/CD40介导组织损伤和胆管损伤[17]。

2 激活的Kupffer细胞在PBC中的作用

Kupffer细胞一旦被激活，表型发生改变，肝细胞及胆管细胞炎症坏死程度发生变化，肝纤维化和氧化损伤、衰老等相关基因表达改变，导致PBC发生发展。

2.1 炎症和肠肝轴 肝脏和肠道共同构成人体的防御系统，即肠-肝轴。肠道屏障是机体抵御细菌、毒素和外来物质抗原的第一道屏障，肝脏与肠道密切相连，肝脏通过胆汁排泄影响肠道菌群的结构，而肠道菌群的变化又可导致肝脏疾病[18]。生理状态下，胆管上皮细胞处于静止状态，进入门静脉的肠道菌群及其代谢产物可能是打破胆管上皮细胞免疫耐受的重要因素，经病原体识别模式受体识别细菌及代谢物的胆管上皮细胞被激活，释放促炎、促纤维形成介质，蛋白沉积、胆管反复损伤并纤维化重塑，胆汁代谢障碍，进一步影响肠道菌群，导致胆管及肝脏炎症持续存在[19]。

脂多糖(LPS)是革兰阴性细菌细胞壁的主要成分，是机体免疫系统有效的激活剂。已有研究证实PBC患者中LPS增高，LPS积累后与Kupffer细胞表面受体复合物结合，导致大量细胞因子产生，诱导免疫应答和人炎症反应，促进肝脏炎症和病理损伤。LPS可以和Kupffer细胞表面的CD14受体结合，招募T淋巴细胞和B淋巴细胞，导致TNFα、IL-1β、IL-6、IL-12等细胞因子的释放。内毒素、细菌的代谢产物、蛋白质等均可作为Toll样受体4(TLR4)的激动剂，能激活TLR4信号和Kupffer细胞[20]。激活的TLR4也可转移至胞内溶酶体，招募含有保守TRAM结构域、TNF受体相关因子3蛋白和其他蛋白，进而发生磷酸化和干扰素反应[21]。

2.2 氧化应激 氧化应激是指活性氧和活性氮的产生与机体抗氧化防御系统的清除之间失衡，导致活性氧和活性氮产生过多，造成机体组织细胞之间的损伤。同时，活性氧和活性氮可以增加促炎细胞的表达和Kupffer细胞的活化。而炎症进展可进一步加剧氧化应激反应。二者之间存在级联扩大作用。PBC在免疫反应启动后，细胞凋亡继发于氧化应激和DNA损伤，被认为与胆道细胞破坏进展有关。核因子相关因子2(Nrf2)/HELCH样ECH关联蛋白1(Keap1)是经典的抗氧化应激的途径之一。PBC时，氧化应激反应启动，破坏Nrf2-Keap1的相互作用，会导致Nrf2的积累，机体防御机制减弱，加重肝损伤。另外，c-Jun N端激酶(JNK)和p38 MAP激酶以及转录因子AP-1也参与氧化应激反应[22]。治疗PBC的标准药物熊去氧胆酸则可通过激活磷脂酰肌醇3羟基激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)促进Nrf2转位入核发挥抗氧化作用，进而减轻肝内胆管炎症[23]。

如果巨噬细胞无法控制活性氧的产生，细胞促炎活性增加。而且，任何细胞产生的活性氧都可以抑制Kupffer细胞的抗氧化还原能力和氧化还原敏感性信号通路。活性氧协同其他氧化应激介质，比如总超氧化物歧化酶、丙二醛等，诱发肝细胞损伤、凋亡，进展至肝纤维化甚至肝硬化[24]。Kupffer细胞的激活和活性氧的产生形成一个正反馈回路，疾病不断进展。

2.3 肝纤维化 Kupffer细胞来源的高迁移率族蛋白1通过激活肝星状细胞的晚期糖基化终末产物受体激活磷酸化丝裂原活化蛋白激酶(pMEK1/2)、磷酸化细胞外信号调节激酶(pERK1/2)通路，增加Ⅰ型胶原蛋白沉积，参与肝纤维化的发生发展[25]。肝纤维化时，金属蛋白酶抑制因子高表达，TGFβ主要在Kupffer细胞中表达，过量的TGFβ可影响过氧化氢的清除，导致肝脏中过氧化氢大量积累，诱发氧化应激、炎症等一系列连锁反应。在啮齿类动物模型中，巨噬细胞特异性缺失Atg5或者肝窦内皮细胞特异性缺失Atg7，可导致动物模型的肝纤维化加速进展[26-27]。一项研究[28]发现，肝纤维化中M1表型可能受干扰素调节因子5的调节，该因子在肝纤维化的小鼠和人类受试者的Kupffer细胞中表达明显异常，可能成为干预纤维化治疗的新靶点。

2.4 肝癌 既往观念认为，肝癌常发生于慢性HBV和HCV感染者，但随着PBC发病率的上升，诊疗水平不断提高，PBC患者生存期延长，其发生肝癌的概率亦明显增加，国外报道[29-30]其发生率为0.76%～5.9%，国内报道[31-32]为2.57%～5.2%。Kupffer细胞分泌炎症因子改变了肝脏的微环境，在肝癌的发生、转移、侵袭和预后中均起到重要作用。NF-κB是维持肝脏内环境稳定的重要因子，肝脏Kupffer细胞表达的Tax1BP1可以通过限制NF-κB的表达来延迟肝癌的发展[33]。lncRNA FTX可以通过诱导Kupffer细胞的极化干预二乙基亚硝胺诱导的肝癌形成[34]。研究发现，Kupffer细胞通过在肝癌环境中诱导T淋巴细胞耐受和功能失衡来抑制抗肿瘤活性。已有动物研究[35]证实，Kupffer细胞可以作为不完全的抗原呈递细胞来诱导T淋巴细胞耐受。有关研究进一步支持了这一观点，人Kupffer细胞表现出致耐受性的表型，并积聚在肿瘤周围表达高水平的PD-L1[36]和半乳凝素9[37]，从而抑制通过激活PD-L1/PD-1和半乳凝素9/TIM-3信号传导的T淋巴细胞的抗肿瘤作用。

2.5 炎症、氧化应激、纤维化和肿瘤之间的联系 PBC从最初的炎症、氧化应激进展到纤维化甚至肝癌，每一个环节并不是独立发生的，而是相互依存、级联扩大作用下产生的。免疫反应和各种损伤作用于肝脏，促进Kupffer细胞释放炎症因子、趋化因子、过氧化物，导致炎症反应和氧化应激发生，释放的趋化因子进一步激活Kupffer细胞，机体为维持肝脏稳态启动Kupffer细胞的抗炎机制，下调炎症修复损伤，肝纤维化发生，微环境改变促进肿瘤的发生。炎症反应可能是疾病发生发展的导火索，Kupffer细胞全程参与PBC的发病过程。

3 总结

Kupffer细胞通过分泌细胞因子参与PBC炎症的发生发展；活性氧的产生又可以抑制Kupffer细胞的抗氧化还原能力；肝细胞的损伤和修复不断进行，导致纤维化甚至肝硬化发生、进展，肝癌形成。Kupffer细胞异质性显著，在维持机体内环境稳态和防御上起到重要作用，针对Kupffer细胞参与PBC发生的机制，调节Kupffer细胞参与的机制通路，可能成为治疗PBC的可行靶点。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：付海艳负责查阅文献，撰写论文；唐映梅负责修改文章并最后定稿。