細胞因子與慢加急性肝衰竭的關系及人工肝治療的影響

張 聰 綜述，曾愛中審校

（重慶醫科大學附屬第一醫院感染科 400016）

我國為病毒性肝炎高發國家，其中以乙型肝炎病毒（HBV）感染最為常見。慢性乙型肝炎最終可發展為肝衰竭，這也是我國最常見的肝臟疾病死亡原因，臨床表現以慢加急性肝衰竭（acute-on-chronic liver failure，ACLF）為主［1］。人工肝支持系統（artificial liver support system，ALSS）是目前治療ACLF 的有效方法之一，能顯著清除各種有害物質，發揮暫時替代肝臟部分功能的作用，為肝細胞再生及肝功能恢復創造條件或等待時機進行肝移植，對改善患者的臨床癥狀及生化指標療效顯著。目前，國內外均有研究證實機體免疫應答異常、細胞因子表達異常在ACLF的發病中起重要作用［2-4］。這對病情進展與轉歸有著十分重要的內在聯系，因此研究ALSS 治療ACLF 患者細胞因子變化對于療效評價及預后判斷具有非常重要的意義。

1 細胞因子在ACLF 發病機制中的作用

目前HBV相關ACLF 發病機制尚不明確，肝細胞凋亡的“二重損傷”假說得到了絕大多數國內外專家的認可，該假說認為由于慢性肝炎病毒感染導致肝組織長期處于炎癥狀態；一方面，病毒直接或間接損傷肝細胞，使肝臟解毒能力下降，無法清除體內一系列毒性物質，導致內毒素血癥加重肝臟損傷，另一方面，當肝細胞遭受HBV感染或內毒素刺激時，可進一步促進肝臟內庫普弗細胞、單核巨噬細胞等大量增值并釋放腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白細胞介素（IL）等細胞因子或補體分子，激活由多種細胞因子介導的信號傳導通路，從而誘導肝細胞凋亡、壞死，加速肝臟組織破壞［3］。此外，炎癥反應又可進一步發展，引起體內各級細胞因子失衡，引起細胞因子間“瀑布樣級聯反應”，誘發產生急性全身炎癥反應綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS），使肝臟功能急性失代償，最終引起肝衰竭以及全身多器官功能障礙的發生，誘發或加重肝性腦病，大大降低了肝移植的機會，預后極差［5］。肝臟慢性炎癥在急性誘因下，肝細胞大量壞死，解毒、代謝等多種能力下降，并釋放大量細胞因子，進一步加重肝臟損傷，“二重損傷”使得ACLF 治療相當棘手，其短期病死率高達50%以上［6］。

2009年亞太地區肝病會議（APASL）推出的《慢加急性肝衰竭共識》［7］中明確指出促炎癥細胞因子失衡，導致的肝細胞炎癥、凋亡、壞死以及由促炎癥細胞因子介導的SIRS 是影響ACLF 進程的重要機制之一；現已證實TNF-α、IL-6 及IL-10等多種細胞因子失衡與ACLF 發生時免疫功能紊亂有著重要關系。Zou 等［8］研究發現較正常人，ACLF患者肝組織中，促炎因子TNF-α明顯升高，存在細胞因子嚴重失衡，而給予適當治療后，肝組織內TNF-α表達顯著減少。杜思霖等［9］研究同樣發現肝衰竭患者血清TNF-α等是參與肝細胞免疫損傷的主要因子，其水平與疾病的嚴重程度及死亡風險率密切相關。

目前細胞因子在ACLF 發病機制中的作用已逐漸得到了肯定。葉一農等［10］總結近十年國內外有關肝衰竭免疫機制的最新研究成果后提出乙肝肝衰竭的“三重打擊”學說，即免疫損傷、缺血缺氧性損傷及內毒素血癥，此三重打擊交替作用、互相影響，共同造成了乙肝肝衰竭的發生及病情的進展。研究證實細胞因子自始至終貫穿于“三重打擊”之中；強調以內毒素-細胞因子軸-肝損害為核心的繼發性損傷，當體內過多的內毒素通過與脂多糖結合蛋白結合，可經由CD-14-TLR4-核因子-κB-TNF-α信號通路誘導肝細胞凋亡。同樣，近年來定義的“免疫麻痹”理論也闡明了細胞因子的重要作用，Wasmuth等［11］在檢測ACLF 患者和重癥膿毒血癥患者血清中TNF-α、IL-6、IL-10 等免疫細胞因子，對比健康人及代償期肝硬化患者后發現，ACLF 患者表現出與重癥膿毒血癥相類似的免疫抑制狀態，認為“膿毒血癥樣免疫麻痹”是ACLF患者發生急性肝功能失代償的獨立病因之一，其與ACLF如此高的病死率有著密切的聯系。然而，有學者提出TNF-α、IL-6 等細胞因子可能同樣具有誘導肝細胞再生、增殖以及抗肝細胞凋亡的作用［12］。Chou 等［13］在運用肝部分切除術小鼠模型研究肝細胞再生機制時發現IL-6 可通過介導JAK／PI3K／Akt／CREB 信號通路誘導產生Mcl-1L蛋白，而Mc l-1L蛋白已被證明具有抗肝細胞凋亡作用，其可能為肝細胞再生機制之一。由此可以推測，IL-6 等細胞因子在肝細胞代謝機制中具有濃度及環境依賴性，高水平IL-6 可能抑制肝細胞再生，甚至加重肝損傷，但較低水平IL-6 同樣可以發揮介導相關信號通路，促進肝細胞再生的作用。總而言之，高水平的細胞因子失衡，是導致ACLF 急性進展、肝臟繼發性損傷的重要因素；調節細胞因子平衡，抑制炎癥細胞因子反應可能成為降低ACLF患者病死率的有效途徑。

2 ALSS 治療對細胞因子的影響

正因為細胞因子在ACLF 中有著如此重要的作用，因此，如何降低體內諸多過量的促炎細胞因子或抑制其活性已成為治療ACLF 的一個重要方向。ALSS 是一種能模擬正常肝臟的部分或全部功能的體外裝置，清除體內各種有害物質，代償肝臟相應的功能，現已成為治療肝衰竭不可或缺的重要手段。經過半個世紀的發展，ALSS日趨成熟，其有效性及安全性已得到證實；無論在亞太地區肝病會議、美國肝病會議，或是歐洲肝病會議等具有國際影響力的重大會議上，ALSS 均作為肝衰竭有效的治療手段而被納入肝衰竭治療指南中。

自上世紀90年代開始，ALSS 對于細胞因子的影響逐漸受到關注，其清除體內過量促炎癥細胞因子、調節細胞因子平衡的作用得到了肯定。Mao 等［14］等運用血漿置換技術治療149例ACLF 患者，檢測治療前后患者血清細胞因子濃度水平變化時發現，ACLF患 者IFN-γ、IL-10、IL-4、IL-2 以 及TNF-α濃度明顯高于健康人，與肝臟炎癥程度正相關，并發現血漿置換能夠顯著清除或降低肝衰竭患者體內細胞因子濃度水平，減輕炎癥反應。金潔等［15］在對比血漿置換單用及同步并聯血液濾過兩種不同模式人工肝系統對慢性重型肝炎細胞因子影響的研究中發現，兩者都 可顯著清除TNF-α、IL-1、IL-6、IL-0 等細胞因子，并提示血漿置換同步并聯血液濾過的清除作用較前者更為明顯，提示在緩慢血漿置換同時，同步并聯血液濾過，能夠更好地清除各種炎癥介質，從而減輕肝臟免疫反應，促進肝細胞修復，提高患者近期及遠期療效。隨著體外清蛋白透析（ECAD）的應用，非生物型ALSS 得到進一步發展，新型ALSS不斷出現，不再依賴異體血漿置換，具有代表性的如分子吸附再循環系統（molecular adsorbent recycling system，MARS）、部分血漿分離和吸附系統（fractionated plasma separation and adsorption system，FPSA）等。新型ALSS 對于ACLF的治療效果已得到證實，其可有效地降低ACLF 患者血清膽紅素水平，緩解患者肝性腦病等臨床癥狀，對患者的近期收益及臨床實用價值得到了肯定［16］。并且，相關研究已經表明，新型ALSS，如MARS、FPSA等在清除血清高濃度促炎癥細胞因子都具有顯著作用，甚至在改善臨床癥狀及生化指標、相關不良反應等方面更加優于血漿置換等ALSS［17-18］。可見血漿置換并不是ALSS 發揮作用的必要方式，這為血源匱乏的今天選擇不同類型的ALSS 提供了依據。總之，ALSS 治療對細胞因子的影響作用不可忽視，它可有效減輕毒素作用，改善患者臨床癥狀，為患者肝細胞再生或過渡至肝移植提供時機。

值得關注的是，有研究證實ALSS 對于細胞因子的影響不僅僅局限于清除體內高水平促炎癥細胞因子；黃春光等［19］在運用MARS 治療87例肝衰竭患者發現，體內細胞因子水平TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 在ALSS 治療后顯著下降，而IL-2 水平得到升高；IL-2 具有增強免疫細胞活性、促進細胞增殖分化及增強免疫細胞功能表達等作用，IL-2 水平的相對上升，側面說明了患者細胞免疫功能得到改善。其機制可能是由于MARS 在發揮解毒作用時，大量的炎癥因子及內毒素被清除，使原本抑制狀態的促肝細胞再生因子水平上升，為肝細胞再生提供機會。由此，可以看出ALSS 對肝衰竭治療并非僅為對炎癥細胞因子的清除，而是對患者血清中炎癥細胞因子與抑炎細胞因子間平衡的調節，即對患者免疫系統的調節，從而實現減輕肝臟損傷，提高生存率的治療目的。

3 展 望

細胞因子在ACLF病理生理過程中的重要作用毋庸置疑；在肝損傷發生時，肝細胞會高水平分泌一系列的細胞因子，而這些細胞因子會同時激活肝細胞再生及凋亡信號通路；最終結果如何取決于促炎癥或抗細胞凋亡活性之間水平的高低。這為通過人工肝治療調控細胞因子平衡治療ACLF 提供了實驗依據。通過人工肝治療ACLF，清除過量的細胞因子，減輕肝組織損傷，促進肝組織再生，是治療的目的之一。經過近十年的發展，ALSS 取得了一定的進展；但仍然尚未成熟，Stadlbauer 等［20］在比較MARS 和FPSA系統對肝衰竭患者細胞因子的影響時發現，濾過液中可檢測到高水平的細胞因子，證實兩種ALSS 都可具有效清除細胞因子的作用，然而比較治療前后血清中細胞因子水平差異卻無統計學意義，其原因可能與機體受到刺激后高效產生細胞因子有關。此外關于生物型人工肝系統對于治療慢加急性肝衰竭患者血清細胞因子的研究尚不足，目前仍無明確證據表明其對清除細胞因子的有效性。綜上所述，ACLF 患者體內各種細胞因子以網絡的形式作用于疾病發展過程，ALSS 對細胞因子的清除作用值得肯定，然而其細胞因子網絡全貌尚未能完全解讀，且單一地影響某一細胞因子，不能有效地改善機體免疫狀態，終止或逆轉其病理生理過程。如何進一步明確肝衰竭患者需要凈化或補充的物質，維持細胞因子內環境平衡等問題有待解決。正因為如此，從細胞因子水平研究ACLF 發病機制，評價包括ALSS 等的綜合治療效果，改進ALSS 以及為治療ACLF 提供新的思路都有著重要的意義。

［1］ 中華醫學會感染病學分會肝衰竭與人工肝學組，中華醫學會肝病學分會重型肝病與人工肝學組.肝衰竭診治指南（2012年版）［J］.中華肝臟病雜志，2013，21（3）：177-183.

［2］ Chen M，Hu P，Peng H，et al.Enhanced peripheralγδT cells cytotoxicity potential in patients with HBV-associated acute-on-chronic liver failure might contribute to the disease progression［J］.J Clin Immunol，2012，32（4）：877-885.

［3］ Liu Q.Role of cytokines in the pathophysiology of acuteon-chronic liver failure［J］.Blood Purif，2009，28（4）：331-341.

［4］ 顧廣祥，施曉雷，丁義濤.慢加急性肝衰竭病因及其病理生理機制研究進展［J］.中華肝膽外科雜志，2011，17（10）：861-864.

［5］ Graziadei IW.The clinical challenges of acute on chronic liver failure［J］.Liver Int，2011，31 Suppl 3：S24-26.

［6］ Laleman W，Verbeke L，Meersseman P，et al.Acute-onchronic liver failure：current concepts on definition，pathogenesis，clinical manifestations and potential therapeutic interventions［J］.Expert Rev Gastroenterol Hepatol，2011，5（4）：523-537.

［7］ Sarin SK，Kumar A，Almeida JA，et al.Acute-on-chronic liver failure：consensus recommendations of the Asian Pacific Association for the study of the liver（APASL）［J］.Hepatol Int，2009，3（1）：269-282.

［8］ Zou ZS，Li BS，Xu DP，et al.Imbalanced intrahepatic cytokine expression of interferon-gamma，tumor necrosis factor-alpha，and interleukin-10 in patients with acute-onchronic liver failure associated with hepatitis B virus infection［J］.J Clin Gastroenterol，2009，43（2）：182-190.

［9］ 杜思霖，章幼奕.肝衰竭患者血清TNF-α檢測的臨床意義［J］.現代醫藥衛生，2010，26（4）：522-523.

［10］ 葉一農，高志良.乙型肝炎肝衰竭發生機制中的三重打擊［J］.傳染病信息，2009，22（5）：276-279.

［11］ Wasmuth HE，Kunz D，Yagmur E，et al.Patients with acute on chronic liver failure display′sepsis-like′immune paralysis［J］.J Hepatol，2005，42（2）：195-201.

［12］ Drucker C，Gewiese J，Malchow S，et al.Impact of interleukin-6 classic and trans-signaling on liver damage and regeneration［J］.J Autoimmun，2010，34（1）：29-37.

［13］ Chou CH，Lai SL，Chen CN，et al.IL-6 regulates Mcl-1L expression through the JAK／PI3K／Akt／CREB signaling pathway in hepatocytes：implication of an anti-apoptotic role during liver regeneration［J］.PLoS One，2013，8（6）：e66268.

［14］ Mao WL，Chen Y，Chen YM，et al.Changes of serum cytokine levels in patients with acute on chronic liver failure treated by plasma exchange［J］.J Clin Gastroenterol，2011，45（6）：551-555.

［15］ 金潔，葉衛江，俞海燕，等.血漿置換單用及同步并聯血液濾過對慢性重型乙型肝炎患者血清細胞因子影響的比較［J］.中國醫學科學院學報，2010，32（3）：351-353.

［16］ Vaid A，Chweich H，Balk EM，et al.Molecular adsorbent recirculating system as artificial support therapy for liver failure：a meta-analysis［J］.ASAIO J，2012，58（1）：51-59.

［17］ Novelli G，Rossi M，Ferretti G，et al.Predictive criteria for the outcome of patients with acute liver failure treated with the albumin dialysis molecular adsorbent recirculating system［J］.Ther Apher Dial，2009，13（5）：404-412.

［18］ Rocen M，Kieslichov á E，Merta D，et al.The effect of Prometheus device on laboratory markers of inflammation and tissue regeneration in acute liver failure management［J］.Transplant Proc，2010，42（9）：3606-3611.

［19］ 黃春光，楊潔飛，羅小娟.分子吸附再循環系統治療肝衰竭患者細胞因子水平變化的應用研究［J］.實驗與檢驗醫學，2013，31（2）：141-142.

［20］ Stadlbauer V，Krisper P，Aigner R，et al.Effect of extracorporeal liver support by Mars and Prometheus on serum cytokines in acute-on-chronic liver failure［J］.Crit Care，2006，10（6）：R169.