肥大细胞在肝病中的研究进展

雷轶 李丹 姬素渊 戴雪喻 李斌

肥大细胞(MCs)是1878年Paul Ehrlich在结缔组织中发现的能被苯胺染料染色的颗粒细胞[1]，广泛存在于哺乳动物血管丰富的组织，尤其是皮肤和黏膜等处。早期的研究发现，经抗原刺激的MCs能通过其表面FcεR Ⅰ高亲和力结合IgE，从而诱导MCs活化发生脱颗粒作用，释放脂质介质或组胺、肝素等活性介质，引起哮喘等速发型过敏反应[2]。而近年来的研究表明，MCs能迅速产生对抗原的反应，通过释放活性因子直接或间接影响抗原呈递以及T、B细胞的招募和活化，参与机体先天免疫反应和获得性免疫反应[3]。此外，MCs被发现是多种器官病变的重要调节者，其在肝脏疾病中与其他组织、细胞的关系也吸引了越来越多的研究。

一、肥大细胞的分化发育

MCs广泛分布于全身各处结缔组织，尤其密集于各组织的血管及神经周围。同时，也大量存在于皮肤、淋巴组织、呼吸道和消化道等黏膜系统中。小鼠MCs可分为结缔组织肥大细胞(CTMC)和黏膜肥大细胞(MMC)。而人类MCs也分为两种亚型，由不同组织中MCs含有的蛋白酶含量对它们进行分类。一些人体肥大细胞群，如皮肤肥大细胞，同时表达与小鼠CTMC相对应的胰酶和糜酶，属于MCTC；而其他肥大细胞群，如支气管/细支气管区域，缺乏糜酶表达，与小鼠MMC相对应，属于MCT[4]。

现在认为MCs有两个起源，一是来源于骨髓中CD34+/CD127+骨髓造血干细胞(HSC)，另一条则起源于胚胎期卵黄囊造血产生的早期红系—髓系前体细胞(EMP)和HSC[5-6]。而HSC或EMP是如何发育为成熟的MCs仍有争议，目前普遍认为，外周循坏中的MCs由肥大细胞祖细胞(MCp)分化而来。MCs的分化起始于骨髓或卵黄囊处的HSC分化为多能祖细胞(MPP)，MPP进一步分化为共同髓样祖细胞(CMP)，随后CMP分化为粒细胞/单核细胞祖细胞(GMP)，由GMP分化为双效嗜碱性/肥大细胞祖细胞(BMCP)，BMCP再分化出MCp[7]。但也有研究发现，从MPP直接分化而来的Sca-1-Lin-c-Kit+FcεRⅠα-CD27-β7+T1/ST2+细胞群也能在缺乏MCs的小鼠体内重新分化为MCs。此外，体外培养β7-/lowGMP也能继续分化为MCs[4, 8]。因此，尽管已经明确MCp是由髓系细胞发育而来，但可能存在多条分化发育的途径，后续进一步分化的过程尚不明确。

二、肥大细胞与肝病发生、发展关系

肝脏作为人体主要发挥代谢功能的器官，在维持机体内环境和系统功能稳态上十分重要。同时，肝脏也是机体免疫系统防线的一部分，肝细胞能表达多种先天免疫受体，行使抗原呈递细胞的功能。肝脏中还存在多种免疫细胞，特别是在肝血窦处具有吞噬功能的库普弗细胞等。正常情况下，在肝门管区便有MCs少量聚集，而在肝损伤后，肝门管区的MCs数量显著增加，并且肝脏中MCs发生脱颗粒作用，释放大量生物活性因子如组胺、肝素、类胰蛋白酶、细胞因子等[9, 10]。MCs能诱导多种肝脏疾病的进展，并在这些疾病进展过程中影响胆管反应、脂肪变性、肝纤维化和炎症等，与肝病的发生、发展密切相关[11]。

(一)病毒性肝炎 病毒性肝炎由甲型、乙型、丙型、丁型肝炎病毒感染所致，其中乙型与丙型肝炎病毒可导致慢性肝炎。MCs和肝炎发展的研究已经初见端倪，在丙型肝炎病毒(HCV)感染的患者中发现肝门脉区的MCs数量增加，而且MCs数量与肝纤维化和肝脂肪变性程度正相关[12]。表明MCs可能在HCV感染的慢性肝炎中起作用，促进病毒性肝炎相关的纤维化和脂肪变性。此外在皮下注射四氯化碳，高胆固醇、低酒精、低胆碱饮食诱导的大鼠肝炎模型中发现，肝脏中C-Kit和干细胞生长因子(SCF)显著增加，促进MCs增殖。而且血浆中主要由MCs分泌的胰蛋白酶和透明质酸也在肝炎大鼠中显著增加[10, 13]。说明了MCs与肝炎密切相关，并在一定程度上促进肝炎纤维化进程。

(二)肝细胞癌 肝细胞癌(HCC)是世界上最常见的癌症之一，手术切除肿瘤后预后差，复发率高。其中与肿瘤发展相关的一个主要方面是肿瘤相关的炎症，它对免疫反应和治疗效果产生负面影响，而肿瘤相关炎症与MCs、巨噬细胞、树突状细胞、淋巴细胞等都有所关联。

图1 肥大细胞分化过程

早期在HCC和肝内胆管细胞癌(ICC)患者中发现，患者肝脏中MCs数量显著高于正常人，MCs可能在HCC和ICC的纤维化或肿瘤免疫过程中发挥作用[14]。而后在HCC患者的研究中发现，表达IL-17的MC会聚集在肿瘤周围，并且肿瘤中具有较多的IL-17+MCs细胞的患者存活率显著低于瘤内具有较少IL-17+MCs细胞的患者。临床上也发现IL-17及高表达IL-17的MCs细胞是HCC预后差的原因之一，而且证明IL-17能促进肿瘤生长和血管生成，癌周表达IL-17的MC能促进肿瘤相关的炎症反应，从而影响机体正常免疫反应[15-16]。此外，另有研究发现，MC脱颗粒产生的组胺能刺激人肝癌细胞系HA22T/VGH生长，且HCC患者MCT密度增加，与微血管密度呈正相关，表明MC除了直接促进癌细胞增殖还可能有助于HCC的血管生成[10]。除此以外，MC还与肿瘤微环境中其他类型免疫细胞相互作用，例如Treg等，从而影响HCC分期与预后。

(三)肝脏移植免疫排斥 急性同种异体肝移植排斥反应的三个主要特征是门静脉炎症、胆管损伤和静脉内皮炎，慢性排斥反应的特征是小胆管的特异性损伤、丢失和(或)泡沫细胞闭塞性动脉炎[17]。而炎症可能是引起慢性移植排斥的关键。如前所述，正常肝组织中，门管区附近的MC数量较少，损伤后，在门管区和受损胆管附近发现大量浸润性肝MC。而在慢性移植排斥和急性移植排斥中发现门管区MC显著增加，MCT和c-Kit+MC数量也有所增加，暗示MC可能调控炎症进程，促进移植免疫排斥的发生[18]。但在肝移植耐受的大鼠肝脏中发现SCF和C-Kit，MC释放的组胺、MC数量都有一定程度上升，并且MC与Treg、γδ T细胞、肝祖细胞发生相互作用。此外，体外实验证明，MC能通过脱颗粒作用释放的活性因子促进γδ T细胞、肝祖细胞增殖生长[19]。提示MC可能有助于缓解肝移植免疫排斥带来的炎症损伤，从而缓解肝移植免疫排斥，而这又与先前的结果有所矛盾。总之，MC在肝脏移植免疫排斥中的作用和移植后细胞增殖和免疫应答中的作用尚存争议，仍然有待进一步研究。

(四)酒精性脂肪肝 在饮酒的人群中只有少数人会患上与酒精有关的肝病，包括酒精性脂肪变性、肝炎、肝硬化和肝细胞癌。临床上血清胰蛋白酶通常与诊断酒精诱导的损伤相关，研究显示，在重度饮酒者的血清中胰蛋白酶水平低于正常人，在非酒精性脂肪性肝炎患者中也发现糜酶活性增强，且在使用糜酶抑制剂治疗后，能减轻肝脏脂肪变性和纤维化[20]。此外，高浓度酒精摄入也可能会诱导肝脏中MC脱颗粒产生的组胺诱发炎症反应，损伤周围组织[10]。而在西方饮食NASH患者的肝脏和野生型小鼠中发现，MC能通过上调醛脱氢酶1家族成员A3，同时下调microRNA-144-3 prime，促进NAFLD向NASH进展，相反，MC缺陷的小鼠能改善NAFLD的表型[21]。因此，摄入酒精可能在多方面影响免疫功能，从而直接或间接影响MC数量和活性，导致一系列肝脏炎症或疾病产生。

三、肝脏肥大细胞调节网络

(一)MCs与Treg Treg细胞是具有免疫抑制功能的T细胞亚群，对调控肿瘤微环境免疫抑制、免疫系统稳态等发挥重要作用。如上文所述，在接受肝移植的患者中，受者肝脏中MCs和Treg、γδ T细胞存在相互作用，并且在慢性排斥患者和耐受患者肝脏中发现MCs的数量显著提升，提示MC可能在移植排斥中发挥重要作用[22]。而在肿瘤中发现Mcs的浸润与Treg的浸润呈正相关， MCs和Treg之间的相互作用能影响肿瘤诱导的炎症强度，进而促进或抑制肿瘤生长。现在已经发现活化的Treg能通过分泌IL-9、SCF促进MCs的生长和活化，并且对MCs募集起到关键作用，而活化的MCs能通过直接释放TGF-β提高Treg免疫抑制能力，或通过释放其他活性因子间接促进TGF-β活化或释放，进而促进Treg浸润，提升其免疫抑制能力[23]。还有研究发现，LPS/IFN-γ刺激后的MCs能表达MHC-Ⅱ类分子，并通过其与Treg相互作用，刺激Treg的增殖[24]。此外，Treg上表达的OX40能结合MCs上表达的OX40L，促进Treg和MCs长时间相互作用，并且通过抑制MCs从外界摄取Ca2+来抑制MCs脱颗粒[25]。

图2 MCs与其他肝脏免疫细胞相互作用

(二)MCs与库普弗细胞 库普弗细胞是散在于肝脏血管窦的巨噬细胞，参与肝脏和全身对病原体的免疫反应，并在介导肝损伤和修复中处于关键地位。库普弗细胞能产生无活性的IL-18前体， IL-18前体被MCs裂解成有生物活性的IL-18，反过来刺激MCs脱颗粒产生IL-4、IL-13、组胺等，促进MCs增殖并参与调控炎症反应[26]。另外也有报道，库普弗细胞上表达的肝X受体(LXR)能减少肝脏中CCL11、CCL24(属于嗜酸性粒细胞特异性趋化因子家族，作为MCs上表达的CCR3的配体)表达，从而抑制肝脏中MCs的招募和MCs分泌促炎因子(如IL-1、IL-6等)[27]。

(三)MCs与B细胞 B细胞主要功能是呈递抗原并产生抗体介导体液免疫反应，作为获得性免疫反应中重要的一部分，B细胞已经被发现在HCC、NASH等多种肝脏疾病中发挥作用。MCs能在IL-4存在时，通过CD40-CD40L依赖的途径促进B细胞类别转换，产生更多IgE型抗体[28]。并且，也有报道MCs通过OX-40-OX40L途径诱导B细胞转换为分泌IgA和IgE的细胞[29]。相应的，IgE也能反过来促进MCs的活化和脱颗粒过程[2]。

综上所述，随着研究的深入，对MCs功能的认识不再局限于超敏反应中。Mcs在肝脏疾病中作为重要的调节细胞，能与其他免疫细胞相互作用，共同参与调节肝炎、HCC、肝移植排斥等多种肝脏疾病发生发展。但目前针对MCs应用的临床研究依然集中于MCs本身或其脱颗粒释放的组胺、胰蛋白酶/糜酶等，其在肝脏中的浸润和活化机制以及与其他免疫细胞特别是Treg、γδT细胞的相互作用仍然有待更深入的研究。相信在未来临床上能利用MCs在调控炎症方面的作用或与其他免疫细胞的相互作用机制，为治疗肝脏疾病提供更多选择。