免疫功能紊亂在慢加急性肝衰竭發生、發展中的作用及研究進展

辛敏 曹竹君 謝青

慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic Liver Failure，ACLF)是目前重癥肝病最常見的類型，病情兇險，短期預后差，治療手段有限，肝移植是唯一確切的治療措施[1]。根據近幾年大型的國際前瞻性隊列研究得出的數據，歐美地區ACLF的28 d非移植存活率約70%[2-3]。而在中國，ACLF的28 d非移植存活率僅50%[4-5]。緊缺的供肝資源、昂貴的手術費用和有限的醫保覆蓋率等均限制了肝移植在我國ACLF救治中的應用。深入了解疾病的發病機制，及早預防和處理各類并發癥是降低病死率的關鍵，也是目前這一領域研究的熱點和難點問題。本文擬聚焦ACLF發病機制，總結其中核心環節免疫功能紊亂對疾病進展影響的研究進展并作一綜述。

一、慢加急性肝衰竭的臨床特征

ACLF是一類在慢性肝病基礎上，由一系列誘發因素導致臟器功能迅速惡化的臨床綜合征，以多器官衰竭和短期高死亡率為突出特征。其中誘發因素主要包括細菌感染、乙肝病毒活化、過量飲酒、藥物/毒物損傷等。在歐洲ACLF研究中，高達40%～50%的ACLF患者沒有明確的誘發因素[2]。不同的誘因具有不同的器官衰竭發生類型特征[4]。肝內誘因主要造成肝衰竭，嚴重者繼發凝血功能衰竭和肝性腦病；而肝外誘因，如細菌感染則主要引起腎衰竭，嚴重者可并發多個其他器官衰竭。無論何種誘因，器官衰竭的數目越多，患者預后越差，死亡率越高[2]。

二、系統性炎癥假說在ACLF發病機制中的作用

目前學界對于ACLF發病機制的研究，主要建立在肝硬化失代償發病機制的研究基礎上。研究重點逐步從“外周動脈擴張假說”(Peripheral Arterial Vasodilation Hypothesis，PAVH)轉移至“系統性炎癥假說”(Systemic Inflammation Hypothesis，SIH)。PAVH假說認為內臟動脈血管擴張可導致全身血液動力學障礙和組織器官低灌注，進而引起器官功能障礙或衰竭，其中全身過度炎癥反應在循環障礙(Systemic Circulatory Dysfunction，SCD)的分子機制中發揮了主要作用。在此基礎上，肝硬化中失代償和多器官衰竭發病機制的一個新的觀點—SIH被提出。SIH認為：ACLF由進行性的炎癥過程發展而來，過度炎癥反應導致劇烈的SCD，使器官灌注不足而導致器官功能障礙；同時，炎癥反應過程中產生的大量炎癥介質也會直接導致組織細胞損傷和器官微循環障礙而影響器官功能[6]。顯著的全身炎癥反應是ACLF區別于非ACLF的一大特征。如外周血白細胞計數、C反應蛋白、促炎細胞因子、趨化因子水平等在ACLF階段顯著升高，且這些指標隨著ACLF加重進一步升高[2]。這些結果均提示全身炎癥反應在ACLF的發生發展中發揮著重要作用。

肝硬化患者存在腸道功能失調，包括腸道細菌失調和腸道屏障受損，兩者共同導致腸道病理性的細菌易位(Bacterial Translocation，BT)，包括細菌及其產物(如病原體相關分子模式；Pathogen-associated Molecular Patterns，PAMPs)的易位。BT是肝硬化，尤其是失代償期發生的標志[7]。PAMPs大量釋放入血液循環中，到達肝臟，能夠被肝臟定植的巨噬細胞，庫普弗細胞表面的模式識別受體(Pattern recognition receptors，PRRs)所結合，從而激發一系列轉錄反應，誘導炎性因子大量生成。受損組織、死亡的細胞會進一步釋放損傷相關模式分子(Damage-associated Molecular Patterns，DAMPs)。這些DAMPs也能夠被特定的PRRs識別，形成局部炎癥反應，維持甚至增強全身炎癥反應[8]。此外，BT能夠激活腸相關淋巴組織的固有免疫系統，從而引起腸道局部炎癥反應導致大量促炎因子釋放。這些炎癥因子能夠破壞腸壁細胞的緊密連接，甚至導致腸道屏障的永久失效，以致腸漏加重、細菌易位增加，細菌感染風險顯著升高[9]。炎癥反應是對抗入侵細菌不可缺少的，但過度或長期的炎癥反應會引起組織損傷和代償性抗炎反應，最終導致免疫缺陷，增加再次感染和死亡的風險[6]。目前認為，全身炎癥反應和免疫缺陷均是肝硬化相關免疫功能障礙(Cirrhosis-associated Immune Dysfunction，CAID)的主要表現，二者貫穿于ACLF發展的始終[10]。

三、過度炎癥反應

過度炎癥反應是ACLF發生發展的標志，表現為患者血清中促炎細胞因子水平的明顯增高和免疫細胞活化標志物表達的上調[10]。過度炎癥反應是免疫細胞持續受到刺激的結果，肝硬化患者循環中免疫細胞的過度激活可由以下現象支持：(1)中性粒細胞黏附分子CD11b的表達增加；(2)單核細胞表面共刺激分子CD80和CD86以及HLA-DR的表達增強，促炎因子(如TNF-α，IL-6)產生增加；(3)T淋巴細胞向Th1、Th17分化，細胞表面活化抗原表達增加以促進IFN-γ、TNF-α和IL-17的分泌；(4)B淋巴細胞表面共刺激分子CD86以及HLA-DR的表達上調，且對細胞因子的反應性增強[10]。活化的免疫細胞是循環血促炎細胞因子的主要來源[11]。

免疫系統過度生成的促炎因子和趨化因子會形成細胞因子風暴，導致組織損傷，這個過程稱為“免疫病理”[12]。Claria等利用歐洲肝衰竭小組CANONIC研究大隊列，系統性分析了循環血中29個細胞因子，從而提供了確鑿的數據證明了系統性炎癥反應在ACLF發病機制的重要作用[13]。結果表明，相較于健康受試者或單純的肝硬化失代償患者，ACLF外周血各類細胞因子顯著升高，其中促炎細胞因子(TNF-α和IL-6)和趨化因子(IL-8和MCP-1)尤其明顯。IL-6和IL-8與ACLF的嚴重程度和預后正性相關。另外，具有不同誘發因素的ACLF患者其血清中細胞因子的特征也存在差異，比如細菌感染相關的ACLF患者血清IL-6水平特別高，而IL-8則是活動性酒精中毒的鑒別標志物。除了促炎細胞因子外，ACLF患者還伴有抗炎細胞因子如IL-10和IL-1ra的代償性增加，但同時觀察到IL-6 / IL-10和IL-8 / IL-10比率明顯增高，表明代償性抗炎反應不能有效地代償或抵消促炎反應，導致體內持續存在炎癥反應[13]。在ACLF患者中，CD14陽性的單核細胞亞群表現出酪氨酸蛋白激酶MER(由MERTK表達)的過度表達，能夠抑制促炎細胞因子的生成，表明在全身炎癥反應的同時存在代償性免疫抑制[14]。

四、免疫功能障礙

免疫系統在肝硬化的發病機制中扮演著雙重角色，除了免疫介導的炎癥作用機制，同時存在肝硬化相關的免疫系統障礙(CAID)。CAID的免疫缺陷主要表現為肝臟免疫監視功能受損和合成PRRs減少，以及循環免疫細胞功能降低，從而造成機體細菌感染易感性增加[10]。

肝臟除了較強的局部固有免疫功能，也是T細胞介導的局部和全身適應性免疫的主要場所，在免疫系統的穩態調節中發揮著重要作用。肝臟通過兩個機制來調節免疫系統的穩態。首先，肝臟具有重要的免疫監視作用，通過其雙重血供防御血源性病原體，從而避免來自腸道微生物抗原的全身性播散；其次，肝臟能夠通過合成免疫相關可溶性分子來調節免疫穩態[15]。肝臟通過多種定植的抗原遞呈細胞(包括庫普弗細胞、肝竇內皮細胞和樹突狀細胞)和淋巴細胞發揮其抗菌監視功能。肝細胞表達多種PRRs，能夠識別不同細菌和病毒分子。這些PRRs與其配體結合，在免疫細胞中可引起信號轉導和活化作用，在與某些特殊的細菌產物結合情況下，可促進NF-κB活化[16]。肝硬化引起網狀內皮系統的破壞、門脈系統分流以及庫普弗細胞的丟失和損傷，這種結構紊亂使肝臟對血液中內毒素和細菌的清除能力下降，進而導致菌血癥和持續的免疫系統激活。肝硬化也能使肝臟合成固有免疫蛋白和PRRs減少，導致吞噬細胞的殺菌能力下降[10]。

肝硬化也能夠影響全身的免疫細胞數量和功能。比如，中性粒細胞在脾臟中滯留破壞過多，循環中數量減少。細胞內信號轉導發生改變使中性粒細胞對細菌的吞噬功能受損，且其對微血管內皮細胞的黏附能力降低，減弱了向感染部位的趨化能力[17]。循環中單核細胞數量增加，但增加的主要是CD14和CD16雙陽性單核細胞亞群，且其增加幅度與肝硬化的嚴重程度有關[18]。正常情況下，單核細胞的Fc-γ受體可介導清除IgG包被的細菌，而在肝硬化中，單核細胞Fc-γ受體功能減弱，使細菌感染幾率增加。肝硬化中自然殺傷細胞缺乏，對細胞因子的反應性也降低。以上均說明肝硬化階段循環固有免疫系統受損，事實上，適應性免疫反應功能也有一定程度的削弱。研究表明，外周血中B淋巴細胞和T淋巴細胞的數量均有減少，細胞的免疫功能也有明顯的缺陷[10]。

腸相關淋巴組織(Gut-associated Lymphoid tissue，GALT)是肝硬化中受到嚴重影響的另一免疫系統，它是抵御抗原和病原體從腸道進入機體的第一道屏障。肝硬化中持續性病理性細菌易位刺激GALT中的免疫細胞，驅動腸道炎癥反應。而這種腸道炎癥可能會導致腸道屏障的永久失效，有利于細菌和細菌產物的進一步易位。革蘭陰性菌能夠通過跨細胞途徑從腸腔易位到血液循環中，易位的細菌能夠由體循環到達腹水而引起自發性腹膜炎[19]。肝硬化中腸道炎癥的第一個主要后果就是全身炎癥反應，隨著肝硬化的進展，腸道免疫紊亂成為促炎細胞因子的主要來源，促進和維持全身炎癥[20]。另外，在肝硬化動物模型中，使用抗生素進行腸道選擇性“去污染”(使用腸道不吸收的抗生素清理腸內定植菌)能夠恢復腸道的免疫監視功能。這一現象說明，肝硬化患者的腸道免疫監視功能受損，不足以清除腸道的易位細菌。因此，肝硬化相關的菌群失調能夠通過影響腸道免疫系統導致腸穩態失衡[21]。

五、總結

綜上，隨著ACLF領域基礎研究的不斷深入，我們對其中的免疫功能紊亂有了更深入的認識。肝硬化導致肝臟、腸道免疫監視功能以及循環免疫功能均呈明顯下降，免疫細胞對細菌及其產物的清除能力減弱，增加了細菌易感性。大量促炎細胞因子在免疫細胞的過度激活中產生，引起過度的全身炎癥反應，成為導致ACLF多器官衰竭的主要機制。在ACLF中，固有免疫發揮主要作用，但適應性免疫也參與其中。某些細胞因子基線水平和動態變化與ACLF的嚴重程度及預后密切相關，而且不同誘因導致的ACLF具有不同的細胞因子特征。因此，炎癥細胞因子的檢測對于ACLF的治療有效性以及預后評估具有重要意義。ACLF的治療或預防策略依賴于對各種并發癥的針對性防治，現有的研究結果提示我們可以對BT、全身炎癥進行及早干預，如腸道非吸收抗生素諾氟沙星的長期使用[6]。然而，學界對于BT、全身炎癥、循環障礙、失代償和肝外器官衰竭等出現的順序以及之間的作用關系尚不十分清楚；ACLF中炎癥反應個體差異也不明確，對于ACLF發病機制仍需更多更深入的研究，ACLF防治任重道遠。