枯否細胞在肝衰竭中的作用及機制研究進展

田光敏+劉鵬

摘要：免疫介導的損傷在肝衰竭發病機制中起十分重要的作用，與肝衰竭過程中的肝細胞壞死和疾病臨床預后密切相關。枯否細胞（Kupffer，KC）是免疫系統中最著名的角色之一，定植于肝臟血竇內皮之間，具有高度活性，它可以吞噬和清除從腸道來的微生物，又可被細菌脂多糖或細胞超抗原激活，釋放炎癥介質進入血液中，激活眾多的炎性細胞，參與肝臟的炎癥反應。本文就KC在肝衰竭中的作用機制的研究進展作一綜述。

關鍵詞：KC；肝衰竭；細胞因子；調節機制

肝衰竭是多種因素引起的嚴重而廣泛的肝細胞死亡，導致肝臟本身合成、解毒、排泄和生物轉化等功能發生嚴重障礙或失代償，出現以凝血機制障礙、黃疸、肝性腦病、腹水等為主要表現的一組臨床證候群。肝衰竭內科綜合治療效果不佳，預后差，病死率高，嚴重威脅患者的生命健康，影響社會穩定。肝衰竭的發病機制復雜，已成為肝病學的研究熱點。最近研究表明肝衰竭的發病機制大體可歸為兩類：直接損傷和免疫介導的損傷，而免疫學機制特別是以免疫細胞動員和細胞因子的大量分泌為代表的免疫系統活化是急性肝衰竭發病的中心環節。KC是定居于肝血竇內的巨噬細胞，胃腸道來源的毒素、微生物以及機體衰老的紅細胞等，經門靜脈到達肝臟后，首先要經過 KC這道防線。KC過度活化，并分泌多種細胞因子在肝衰竭發病機制中起重要的作用，若能深入研究肝衰竭進程中KC的作用機制，早期抑制KC的過度活化，阻止炎癥重癥化，便有可能從源頭上遏制肝衰竭的發生。

1 KC的一般特性及功能

KC是肝臟駐留性巨噬細胞，在健康肝臟中，KC占機體全部組織特性巨噬細胞的80～90%、肝臟所有細胞的15 %以及肝臟非實質細胞的35%。KC主要定居在肝血竇中，有43%位于門靜脈區，29%位于中央靜脈區，剩余的28%則位于肝小葉的中部區域，這種分布可以讓其第一時間高效地吞噬來源于門脈循環的病原體。其生物功能具有兩面性，一方面能清除細菌及毒素發揮抗感染作用；另一方面通過釋放各種炎癥介質放大炎癥反應而造成組織損傷。此外，KC還可影響肝細胞、星狀細胞、內皮細胞等肝內主要組成細胞的生物學功能。

2 KC在肝衰竭中的作用及機制

2.1 KC在肝衰竭過程中表型 巨噬細胞有很強的可塑性，目前最主流的分型方法是將巨噬細胞分為：經典傳統活化的M1型巨噬細胞和替代活化的M2型巨噬細胞，這些表型的極化是受細胞所處的微環境所影響。活化的M1巨噬細胞與I型細胞因子（如TNF-α、IL-6 和INF-γ）有關，表現出強大的促炎效應，可以促進Th1免疫應答。與之相反，活化的M2型巨噬細胞釋放一些免疫調節介質（如IL-4、IL-10和IL-13），抑制炎癥和促進組織修復，促進Th2型方向的免疫效應。KC是位于肝內的巨噬細胞，是組織中數量最多的一種巨噬細胞。 正常狀態下，不成熟的KC多分化為M2型，以維持肝臟內的免疫耐受。在ALF的早期，活化的KC表現出M1表型，釋放大量的炎性介質，如IFN-γ、TNF-α 、HMGB1、fgl2等，促進肝損傷。在ALF的緩解期，KC更多表現出M2型的特點，產生抗炎因子和促增殖細胞因子，如IL-10、IL-6、CDl63等，調節過度的免疫反應，促進組織修復[2]。

2.2 KC與細胞因子

2.2.1早期的M1型KCs細胞分泌促炎因子，介導肝毒性作用 在ALF早期，KC受到各種轉化信號通路的活化，成為經典活化的M1表型，釋放大量的前炎癥介質，如TNF-a、IFN-γ、ROS、HMGB-1、fgl2等，促進肝損傷。

2.2.1.1腫瘤壞死因子-α 在KC釋放的眾多炎癥介質當中，TNF-α是最受矚目的。它在炎癥、細胞凋亡以及促進KC向"M1"型化過程中均起重要作用。KC 分泌的TNF-α是肝內該細胞因子的主要來源，低濃度的 TNF-α能夠刺激肝細胞再生，而高濃度的 TNF-α則導致肝細胞壞死。肝臟炎癥時，刺激 KC 分泌大量的 TNF-α加重肝臟的炎癥，進一步導致肝細胞壞死。有研究發現，KC受內毒素刺激后大量分泌TNF-α，其數量與肝細胞凋亡程度成正相關，用TNF-α單抗阻斷后肝細胞凋亡數目明顯下降。在LPS/GalN和Con A介導的小鼠急性肝衰竭模型中，血清和肝組織中的TNF-α水平均升高，用中和性TNF抗體預處理小鼠，或對TNF-α進行基因敲除，均對肝損傷有保護作用[3]。

2.2.1.2 IFN- γ 具有抗病毒和促炎癥效應雙重效應。許多研究發現，在病毒相關性或化學損傷相關性的ALF時，IFN-γ的表達增加，在體內給予抗IFN-γ中和性抗體，可以通過抑制IFN-γ和TNF-a的分泌而減輕肝損傷[4]，且過量并持續的 IFN-γ表達能刺激KC產生極強的細胞毒性。

2.2.1.3 HMGB1 HMGB1具有刺激其他炎癥細胞因子釋放的功能，參與了肝衰竭的發生發展，對肝衰竭的診斷和治療有重要的意義。臨床研究表明，在肝衰竭的過程中，活化的KC細胞可以主動釋放 HMGB1，HMGB1 通過晚期糖化終產物受體和 Toll 樣受體4等發揮促炎癥因子的作用。陽喬等[5]通過體外實驗，得出肝臟KC細胞中HMGB1的表達在肝衰竭早期明顯增高。趙中夫等[6]在LPS誘導原代培養肝實質細胞與KC細胞表達和釋放HMGB1的實驗中，得出經LPS誘導6 h，肝實質細胞和枯否細胞培養液中 HMGB1含量無顯著差異；但在繼續誘導12～48 h后 ，KC培養液中HMBG 1顯著增加，且明顯高于相應時間點的肝實質細胞培養液HMGB1含量，從而得出KC細胞是肝衰竭發生發展過程中促炎因子HMGB1的主要來源細胞。

2.2.1.4凝血酶原酶蛋白-2（fibrinogen-like protein2，fgl 2） 凝血酶原酶是新近發現的一種新的免疫凝血因子，正常情況下，fgl2 在內皮細胞、CTL等中微量表達，在病毒感染或細胞因子如IFN γ 誘導下，單核細胞等可高表達。研究發現，小鼠感染小鼠肝炎病毒（MHV-3）后，由巨噬細胞和內皮細胞分泌的 fgl2 在肝臟選擇性高表達，fgl2可通過直接裂解凝血酶原轉化為凝血酶而啟動免疫凝血過程，促使局部微小血栓的形成和肝細胞缺血缺氧性壞死進而加重肝損傷。用中和性fgl2抗體或fgl2.siRHA質粒進行體內研究，結果顯示肝臟中纖維膠原沉積減少，小鼠生存率明顯提高，提示fgl2可能是治療人類病毒相關性肝衰竭的靶分子。

2.2.1.5氧自由基 氧自由基作為一種含一個未配對的化學物質，幾乎可以損傷體內所有的活性物質，包括蛋白質，核酸及某些大分子物質。 KC 被激活后能夠產生大量的氧自由基，通過使細胞膜脂質過氧化，產生其它促炎癥介質，導致細胞氧化應激以及組織病理性損傷。氧自由基不但能夠直接損傷肝細胞， 還能引起內皮細胞和庫否細胞腫脹， 從而導致肝臟微循環障礙，加重肝臟損傷。早期研究提示，活化的肝臟巨噬細胞可釋放超氧離子，介導如LPS、ConA和缺血缺氧性肝損傷過程，用自由基清除劑可以減輕肝臟炎癥反應。

2.2.1.6趨化因子 趨化因子可引導免疫細胞遷移，研究已證明由趨化因子-趨化因子受體相互作用誘導免疫細胞浸潤是許多急性和慢性肝病的致病因素。單核趨化蛋白-1（MCP-1），也稱CCL2，是一種經典的單核/巨噬細胞趨化因子，它可作用于細胞的CCR2，在許多炎癥反應中動員和募集細胞。國內外研究證明，發生肝衰竭時，作為CC類趨化因子MCP-1作用于于KC的受體CCR2，動員骨髓中的活化的單核巨噬細胞并使其游走向肝臟，參與急性肝衰竭的進展。

2.2.2 M2型KC分泌抗炎因子，起肝臟保護作用 在ALF的整個過程中，部分自我更新的KC呈現 M2型細胞樣作用，分泌IL-10、IL-6、CDl63等抗炎及促增殖的細胞因子，發揮免疫調節及促進肝臟損傷修復的功能，特別是在的后期階段M2細胞樣作用的KC起主導作用。闡明這類KC細胞表型及增殖的調節機制，有助于為ALF的免疫治療提供新的思路。

2.2.2.1 IL-10 肝臟中的IL-10主要是由M2型KC和調節性T細胞（Tregs）產生的，其主要作用是拮抗促炎癥效應，誘導免疫耐受。在LPS/GalN介導的肝衰竭時，體內TNF-γ和IL-10水平平行上升，提示促炎癥M1型KC和抑炎癥M2型KC之間存在著相互作用的關系[7]。

2.2.2.2 IL-6 主要由T細胞和巨噬細胞產生，是一種多功能炎癥因子，參與調節T細胞活化、分化和肝細胞的再生過程。在急性肝衰竭動物模型中，血清中的 IL-6水平顯著升高，肝臟浸潤細胞可表達正常10倍以上的 IL -6。IL-6 可以通過促進肝細胞再生、誘導熱休克蛋白表達，抑制NKT細胞活性對肝臟產生保護作用，或通過激活抗凋亡途徑如誘導肝細胞表達 Bcl-x1抑制肝細胞凋亡。也有研究發現，IL-6和轉化生長因子（ TGF -β）能通過激活轉錄因子維甲酸相關孤獨受體（ROR） γt和RORα 促進 Th17 細胞的分化，IL -6 還可通過誘導STAT3的表達上調 Th17細胞導致慢加急性肝衰竭[8]。

2.2.2.3 CD163 CD163 是清道夫受體家族成員之一，特異性地表達在單核/巨噬細胞群中，是單核細胞分化成巨噬細胞的標志，大量CD163分子的表達被認為是巨噬細胞活化的標志活化。KC可以釋放可溶性CD163參與機體抑炎癥效應。

2.3 KC與鄰近細胞在肝衰竭中的相互作用 KC作為肝臟中重要的天然免疫細胞之一，它調控著肝臟的早期炎癥反應，它與其它臨近細胞之間相互作用，很大程度上決定著肝炎發生的結局。KC常受腸道細菌、微生物碎片和LPS等因子刺激， 釋放細胞因子、類前列腺素、氧化亞氮和活性氧簇； 這些因子一方面調控KC自身的功能活性， 介導炎癥反應， 另一方面又和鄰近細胞（肝細胞、星形細胞、內皮細胞以及其他旁路免疫細胞）產生交互調控。盡管這是一個復雜的網絡系統，隨著肝臟各細胞成分分離技術的成熟和體外共培養系統的建立，各細胞類型之間的相互作用成為研究的熱點。

2.3.1 KC與肝竇內皮細胞之間的作用 在肝竇Dissc間隙中，肝竇內皮細胞（LSECs）與KC毗鄰。肝臟巨噬細胞活化后釋放的TNF-a，超氧陰離子可以直接損傷LSECs，而且KC釋放的fgl2可誘導纖維蛋白沉積和微小血栓形成，造成鄰近LSECs缺血缺氧性損傷[9]。LSECs和KC間還可能通過胞內粘附分子-1（ICAM-1）/白細胞功能相關抗原-1（LFA-1）相互作用。該粘附分子的單克隆抗體對肝孢子蟲感染相關的肝損傷有保護作用。

2.3.2 KC與中性粒細胞之間的作用 KC和中性粒細胞均是肝臟中關鍵的天然免疫防御成分，KC吞噬損傷細胞后，通過LFA-1和CD54與中性粒細胞相互作用，激活中性粒細胞，后者再把細菌殺死，有效地抵御細菌感染[10]。在內毒素相關的或缺血再灌注相關的肝損傷中，由KC釋放的TNF-a和細胞因子誘導的中性粒細胞趨化因子（CrNC）可以介導中性粒細胞向肝竇間隙浸潤。同時，KC還可以吞噬并消化衰老/凋亡的中性粒細胞，維持肝臟免疫穩態[11]。

2.3.3 KC與NK細胞之間的作用 日本科學家發現，KC通過產生前列腺素可抑制NK細胞的細胞毒作用，而通過分泌I/II干擾素、IL-12和IL-18則可增強NK細胞的活力和細胞毒性，兩類細胞間的相互作用還可通過NKG2D-Rael、TLR信號和細胞接觸而實現。由于巨噬細胞-NK細胞效應是肝臟的第一道免疫防線，進一步深入研究這兩類細胞之間竄話的分子機制是很有必要的。

2.4 KC可通過Fas/FasL途徑對肝臟造成損失 Fas是細胞表面重要的死亡受體，是細胞凋亡的信號分子。Fas與其配體FasL結合，活化并傳導凋亡信號，是誘導細胞凋亡的重要途徑。有研究表明，當肝臟發生衰竭時，KC被激活后，表達大量的FasL，同時受損傷的肝細胞表達大量的Fas，Fas與FasL結合可觸發肝細胞的凋亡。Gallagher等[12]的研究顯示，從造模成功的肝衰竭大鼠肝臟中提取的KC高表達FasL mRNA，而且Fas也同時上調，從而介導受損的肝細胞發生凋亡，肝細胞大量壞死，進而發生肝衰竭。朱人敏等[13]人通過對KC表達的Fas配體在急性胰腺炎并發肝損傷中的作用的研究結果表明急性胰腺炎通過上調 KC FasL的生成介導了肝損傷， KC抑制劑GdCl，能通過抑制FasL的表達發揮保護肝臟的作用。Mita等[14]對24名接受肝移植的暴發型肝衰竭（FHF）患者進行了檢測，發現FasL主要表達在肝臟巨噬細胞，通過Fas/FasL 途徑激活肝細胞的凋亡通路，從而造成嚴重的肝損傷。

3展望

KC特殊的解剖結構和生理功能， 以及他在肝臟和全身巨噬細胞中所處的地位和性質， 決定了他在肝臟乃至全身天然免疫和獲得性免疫反應中具有的重要作用，是內毒素性肝損害和多種肝臟疾病發生發展的關鍵因素。因此，進一步深入研究 KC的功能及其調控的分子機制顯得尤為重要。我們認為在今后的研究工作中，深入揭示KC介導的免疫功能，及其對肝衰竭的調控機制，以及與鄰近細胞的相互作用可能對臨床的研究和治療具有指導意義。

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編輯/申磊