急性胰腺炎中腹腔巨噬细胞相关研究进展

陈莎燕， 施继禹， 崔云峰， 高 雪

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是由多种病因引起的胰腺组织炎症反应，其病变程度轻重缓急不一，可出现全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)和重症AP[1]。根据胰腺坏死、胰腺脓肿、胰腺假性囊肿、SIRS、继发感染和脓毒症等局部并发症和心血管系统、呼吸系统、肾脏功能衰竭以及代谢紊乱等器官功能衰竭情况，AP可分为轻度AP和重度AP[2]。众所周知，腹腔蕴藏着大量巨噬细胞，即腹腔巨噬细胞(peritoneal macrophages, PMs)，其功能众多，如参与胃肠稳态维持，腹膜炎，子宫内膜异位症和转移性癌症等[3]。胰腺横位于人体上腹膜后壁及左季肋部，当AP发生时，由于位置效应PMs更加便利地影响到AP发生发展，但是相关的研究报道不多。随着多参数流式细胞术的应用和“组学”等技术的革新，更多的性质迥异的PMs亚群得以发现[4]。可见该领域具有挖掘的潜力。本文按AC分类就近年来仅有的相关研究进展进行综述。

1 轻度AP中PMs相关研究进展

1.1 PMs表型研究情况 PMs是混杂的细胞群体，起初分为M1和M2型。M1/M2是二维线性表型区分方式，两者之间还存在着大量过渡状态的表型，可细分为M2a、M2b、M2c和M2d[5]。随着研究的深入，PMs分为经典活化型、损伤修复型和调节型三亚群，也存在着表型介于三者之间的各种小亚群，且能相互转化[6]。后来，PMs以“来源”不同分为“炎症型”和“常驻型”；直到以“起源”区分的“胚胎起源”和“成体起源”概念出现。根据形态学，小鼠PMs可分为CD11b(+/hi)F4/80(hi)大PMs和CD11b(+)F4/80(lo)小PMs两个亚群。根据单细胞测序显示男性和女性PMs基因表达呈显著二态性[3]，分析健康女性PMs，可建立3个细胞亚群：CD14(++)CD16(-)、CD14(++)CD16(+)和CD14(++)CD16(++)，其中CD14(++)CD16(++)亚群为其成熟表型[7]。但在新生儿中，CD14（+）CD16（++）亚群占80%，而在青少年中则为30%。可见PMs表型和性别与年龄相关[8]。由于以上除了M1/M2之外，未见其他分型与AP相关性研究，故本文仅作M1/M2与AP的相关阐述。

M1为经典活化型，呈圆形，低表达白细胞介素（IL）-10，高表达IL-12和IL-23，产生诱导型一氧化氮合酶（iNOS），促进炎症反应，最终激活Th1免疫反应，加剧和延续组织急性损伤[9]。M2为替代活化型，呈高度伸长状，高表达CD206、CD163、转化生长因子-β（TGF-β)和精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)等，低表达IL-12，抑制免疫应答，调节适应性Th2免疫炎症反应[5]，有助于细胞增殖和组织修复。Chen等[10]认为小鼠PMs依赖于线粒体功能和ATP/ADP稳态维持M1/M2表型。Guo等[11]以CD14(+)CD206(+)定 义 PMs。Song等[12-13]以 CD14(+)CCR7(+)定义小鼠PMs。

1.2 轻度AP中PMs研究情况 在AP中，Ukhanova等[14]认为胆源性AP PMs表型为CD14(+)CD25(-)CD64(-)HLADR(-)，非胆源性为CD14(+)CD25(+)CD64(+)HLA-DR(+)，AP早期CD25(+)和晚期HLA-DR(+)表达增加。在AP早期3 h-18 h中PMs表现出经典的M1型表型。Wang等[15-16]发现激活的CD36(+)F4/80(+)PMs为AP胰腺中腺泡凋亡细胞清除的主力军，虽然活化的PMs依靠信号转导子和转录激活子1依赖性通路释放IL-1和TNF等促炎因子，参与腺泡细胞损伤的炎症级联反应，但PMs吞噬凋亡细胞过程中也释放IL-10等抗炎介质，抑制炎症反应，从而调节免疫反应。Pan等[17]在丁酸盐治疗中发现CD45(+)CD11b(+)F4/80(+)PMs CD206(+)M2型标记物逐渐增加，并且PMs HDAC1被抑制，从而也抑制STAT1/AP1-NLRP3炎症小体，降低肿瘤坏死因子（TNF）-α、IL-6和CCL2炎性因子的表达，调节胰腺免疫细胞的浸润，改善AP炎症反应。Xue等[18]在柴芩承气汤治疗中发现PMs表达的烟碱样乙酰胆碱受体-7介导其通过迷走神经释放乙酰胆碱，降低IL-6水平，从而起到抗炎保护作用。

目前尚不明确在轻度AP中，不同起源、不同亚型的PMs各自功能是否完全相同，是否具有相互变换、平衡和替代的能力。因此，探索PMs的数量和功能变化，以及亚群相互之间的关系，对于研究轻度AP的发病和损伤修复机制具有重要意义。

2 重度AP中PMs相关研究进展

2.1 PMs与AP重度化 在重度AP早期，PMs多为M1型，加重重度AP炎症，主要通过CCR1募集到炎症病灶，并迁移至全身，参与远端肺器官炎症。研究发现PMs Tim-3通过激活TLR4/MyD88 NF-kB信号通路抑制M1型IL-6和TNF-α，增加IL-10；因为IL-6和TNF-α可诱导其他炎症级联细胞因子、中性粒细胞活化和全身炎症反应，所以，Tim-3的下调加重小鼠早期胰腺组织的损伤[19]。在重度AP发生发展过程中，PMs因胰腺损伤应激诱导产生的血红素酶样化合物而活化，导致HO-1、MCP-1和MIP-1α表达上调，触发HO-1(+)PMs募集，影响AP发生发展[20]。Wang等[21]研究认为，PMs中Caspase募集域蛋白9的表达与炎症反应及促炎细胞因子表达变化一致，加重炎症反应，机制是通过CARD9激活Toll样受体4/膜相关C型凝集素-1通路，同时介导核因子（NF）-κB磷酸化，激活p38MAPK炎症信号通路，这些通路调节促炎细胞因子的产生，又反馈性地导致CARD9和Bcl10的表达增加，进一步加重炎症反应，提示PMs中的CARD9可能显著影响炎症因子的级联放大作用。Hori等[22]发现在去氧胆酸钠诱导的重度AP中，活化的PMs分泌TGF-β1，诱导肝细胞凋亡，形成肝组织损伤病变，这一发现有助于解释重度AP并发症的发生。

2.2 脂肪与PMs 在重度AP肥胖鼠中，活化PMs因油脂类的诱导而浸润，增加TNF-α、IL-1β和iNOS表达，降低IL-10水平[23]，其中iNOS促进NO等活性氧生成，在清除坏死物质的同时也加剧了对胰腺的急性损伤；此外，脂联素升高，进一步促进PMs呈M1型，增强炎症反应[24]。Perez等[25]发现PMs自身也促进组蛋白4瓜氨酸和HIF相关基因的表达，血浆DNA和核小体的释放，触发了大量的炎症中性粒细胞浸润，恶化病情。有研究认为其中脂质代谢产物虽未直接影响PMs中NF-κB的活化，但会消除内源性PPAR-γ激动剂抑制活性，促进了PMs M2极化，调控PPAR-γ介导的内源性抗炎途径[26]。但有研究认为：脂肪组织可诱导PMs活化，引起脂肪组织强烈的炎症反应，只是可能因为脂肪酶的抑制作用，又控制了PMs活化和脂肪组织的局部炎症[27]。还有研究认为：小鼠PMs具有部分抗炎活性是因为PMs中存在十六烯脂肪酸，并形成已被证实具有抗糖尿病和抗炎作用的羟基脂肪酸[28]，其在重度AP具体作用机制需进一步研究。

2.3 腹水与PMs 超过60%的重度AP患者PMs呈现M1表型，有人认为是因为腹水中含有丰富的活化脂质、蛋白水解酶、血管活性物质和其他促炎介质，其胰酶和细胞因子的含量远超血液。与血浆相比，腹水中IL-4半衰期更短，促使PMs呈M1表型。同时PMs被过度活化，表达iNOS和 TNF-α 等，释放 TNF-α 和 IL-1β[29]，增强 TNF-α、IL-1β和NF-κB活性，活化后的NF-κB又反馈性触发PMs炎症介质释放，加剧损伤反应。但Gea-Sorlí等[30]认为腹水中水解酶可能降解炎性物质和抗炎因子，减弱PMs吞噬能力和细胞因子分泌，从而调控炎症效应。

在腹腔穿刺引流或腹腔灌洗方面，发现M1型PMs数量因腹腔穿刺引流或腹腔灌洗而减少，M2型PMs数量增加，IL-1β、L-选择素、TNF-α、环氧合酶-2和IL-6的水平降低，IL-4、IL-10、Arg1和诱导型一氧化氮合酶增加，这些因子水平变化模式进一步反馈性促使PMs M2极化，缓解重度AP病情[31]。体外实验也证实PMs与腹水孵育可产生TNF-α，导致NF-κB的迅速活化，故腹腔穿刺引流显著减少细胞因子的产量，能延缓PMs活化状态[32]。Kamei等[33]就重度AP PMs消耗、阻断或清除方面进行了研究，发现PMs耗竭后，血清和腹水中髓样细胞触发性受体-1也随之降低，其他炎症因子水平也明显减低，原因可能是PMs产生的TREM-1在早期生长反应蛋白-2介导下，诱导抗凋亡蛋白BCL-2和BCL-XL活化，并抑制Caspase-3的活化，从而抑制炎症细胞的凋亡，增加重度AP病死率。但PMs的耗竭没有改变胰腺病变程度和淀粉酶水平，不过却能显著减少腹水产量，降低腹水细胞因子和NO含量，可见PMs是重度AP发病机制中的重要因素，且可能与腹水有相关性[34]。

2.4 中西医药治疗与PMs Ni等[35]发现大黄素显著地提高PMs胞膜ICAM-3和mCD14表达水平，增强其吞噬及清除凋亡细胞的能力，有益于胰腺损伤修复。此外，白藜芦醇也可降低TNF-a、IL-1和NO，减轻损伤程度[36]。Sen等[37]发现从蝮蛇毒中提取到的重组纤维蛋白原酶抑制PMs分泌TNF-α，具有保护作用。在细胞治疗中，骨髓间充质干细胞抑制PMs向M1型极化，但不促进向M2型分化[38]，故降低M1/M2型比值，减轻了炎症反应[39]。

已有研究发现二甲胺四环素能降低PMs IL-1β表达，从而抑制NF-κB炎性信号通路，减轻炎症反应[40]。在继发感染治疗中，细菌感染的LPS早期诱导PMs M1型，并分泌大量TNF-α和IL-1，随后呈M2型，表达IL-10，且低分泌IL-12。Llimona等[41]发现PMs表达的PGC-1蛋白在细菌感染和无菌性炎症中表达存在差异，可有望成为区别脓毒血症和无菌性炎症的标记物。在仅有金黄色葡萄球菌感染的脓毒血症中，Bonjoch等[42]报道阻断CXCR1可削弱PMs清除细菌的能力，其机制可能与抑制H2O2合成有关，也有可能是由于抑制NO合成酶和miR-155-5p表达，导致无法产生过量的NO来抑菌，从而无法缓解炎症效应。此外，脓毒血症小鼠的CD11b(+)F4/80(hi)MHCII(low)PMs数量明显减少，其原因是内质网应激通过Caspase-12信号通路诱导其凋亡[43]。但Zhang等[44]认为是小鼠常驻型PMs选择性表达凝血因子V，形成一个独特开放的组织凝血环境，促进细菌吞噬和急性细胞黏附，导致PMs消耗。

最新研究认为，腹腔富含谷氨酸，该“壁龛”调控PMs功能，机制是PMs利用其分解增强线粒体代谢和灭菌所必需的线粒体来源的活性氧生成，有利于PMs吞噬和杀菌功能[45]，但不知在重度AP抗感染过程中这种PMs平衡代谢机制如何进行。

3 小结

尽管PMs在AP炎症的发生发展中扮演着十分重要的角色，但有关PMs生物学和相关作用机制的研究仍不透彻，所以在未来的研究中，我们应该关注PMs表型鉴定和作用机制研究，以及临床转化领域，力求为后期AP基础研究和临床防治起抛砖引玉的作用。