急慢性胰腺炎免疫反應的研究進展

屈琳林，易湘，孫紅玉，黃竹，湯禮軍

急性胰腺炎(acute pancreatitis，AP)是由酒精、膽結石等因素引起的胰腺炎癥反應[1]；復發(fā)性急性胰腺炎或胰腺損傷則面臨著較高的發(fā)展為慢性胰腺炎的風險[2]。慢性胰腺炎可導致與胰腺腺泡細胞丟失和纖維化相關的慢性腹痛，最終進展為胰腺內外分泌功能不全[3]。雖然大多數(shù)胰腺癌患者沒有慢性胰腺炎病史，但慢性胰腺炎卻是胰腺癌的潛在危險因素[4]。

近年來，免疫細胞和炎性因子在胰腺炎發(fā)病機制中的作用受到越來越多的關注[5]。研究表明，巨噬細胞、高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)和白細胞介素-33(interleukin，IL-33)等在胰腺炎的病理進程中發(fā)揮著重要作用，并受到多級調控。本文就急慢性胰腺炎相關免疫反應的研究進展作一綜述。

1 急性胰腺炎相關免疫反應

1.1 胰腺腺泡細胞釋放的細胞因子 研究表明，細胞因子可作為預測急性胰腺炎疾病嚴重程度的標志物[6]。胰腺腺泡細胞，特別是炎癥早期的腺泡細胞會在致病因素作用下受損，激發(fā)炎癥因子的釋放，產生腫瘤壞死因子(TNF-α)[7-8]、IL-6、IL-10以及趨化因子單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)，表明招募白細胞的起始炎癥反應和信號來源于損傷的胰腺腺泡細胞。

1.2 中性粒細胞 中性粒細胞在急性胰腺炎發(fā)展的早期階段發(fā)揮著重要的致病作用，因其是被招募到損傷部位的第一反應細胞，可促進胰蛋白酶原的激活，并進展到重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis，SAP)[9-10]。一項小群體研究發(fā)現(xiàn)，患有多器官功能障礙的SAP患者循環(huán)白細胞具有異常的信號傳導以及升高的中性粒細胞遷移特性，這表明中性粒細胞不僅參與早期局部胰腺事件，而且可促進全身和終末器官損傷[11]。而在急性胰腺炎動物模型中的研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞被同時募集到肺部和胰腺[12]。

1.3 巨噬細胞 組織損傷相關的先天免疫激活和快速中性粒細胞浸潤通常伴隨著巨噬細胞募集，急性胰腺炎等多發(fā)炎性疾病同樣如此[12-13]。近來巨噬細胞成為急性胰腺炎研究的關注熱點之一。相對于中性粒細胞，巨噬細胞的募集和持續(xù)作用時間更長。中性粒細胞和巨噬細胞在炎癥和刺激修復中發(fā)揮促進損傷組織愈合的作用，然而，當這種精確的平衡不能實現(xiàn)時，中性粒細胞會釋放干擾素(IFN)γ使炎癥反應持續(xù)，可引起促炎性的巨噬細胞募集，進而損害胰腺再生和促進胰腺上皮去分化[13-14]；相反，有研究觀察到巨噬細胞在胰腺再生中的積極作用依賴于巨噬細胞暫時同步極性[15]。盡管上述研究基于不同的動物模型，但這些發(fā)現(xiàn)突出了在胰腺炎誘導和疾病進展期間巨噬細胞的功能異質性和可塑性。

1.4 胰腺炎相關的肺損傷炎性介質 目前對于胰腺炎時胰腺外的病理生理學改變，特別是肺部炎癥反應仍不是十分明確。最近的一項報告表明，IL-6信號通路在促進肺損傷中發(fā)揮著重要作用[16]。一些細胞，主要是肝細胞和白細胞，可表達膜結合的IL-6受體(IL-6R)，IL-6介導的IL-6R活化可激活經典炎癥信號通路[17]。然而，除了膜結合的IL-6R，還有可溶性IL-6R(sIL-6R)，IL-6/sIL-6R復合物可靶向只表達gp130的細胞，從而獲得與IL-6不同的靶細胞特異性[18]。與其他許多作為抑制劑的可溶性細胞因子受體不同，sIL-6R與IL-6結合可激活其下游信號傳導通路[17]。有趣的是，IL-6缺陷小鼠胰腺損傷加重，而肺損傷減弱，但是IL-6信號傳導通路的激活則使胰腺和肺損傷均惡化，這表明其與IL-6經典信號通路在起始局部/遠端器官的病理進程中具有不同的作用。這些發(fā)現(xiàn)也提示胰腺IL-6經典信號通路激活可能具有保護和維持內穩(wěn)態(tài)作用，但尚需要進一步深入研究。另一個值得關注的發(fā)現(xiàn)為髓系細胞參與了IL-6相關的肺損傷——炎癥相關的核因子NF-κB可誘導髓系細胞分泌IL-6，繼而通過IL-6信號傳導通路發(fā)揮急性胰腺炎肺損傷的作用[16]。目前利用可溶性蛋白阻斷IL-6信號轉導的臨床試驗正在其他炎性疾病進行中[19]，其結果有望普惠于重癥急性胰腺炎相關的肺和多器官功能衰竭。

1.5 胰腺炎相關的腸損傷炎性介質 急性胰腺炎多同時存在腸麻痹等臨床表現(xiàn)，腸損傷狀況對疾病的發(fā)展及預后具有明顯影響[20]，主要作用因子包括TNF-α等炎性因子和脂多糖(LPS)等病原微生物組分。微生物組分例如LPS可通過病原體相關分子模式(PAMP)識別受體，例如Toll樣受體(TLR)，有效激活宿主先天免疫系統(tǒng)。TLR4在急性胰腺炎中的作用已經被證實，TLR4缺陷小鼠可保護其局部和遠端器官損傷[21]。最新的數(shù)據再次證實了這點，在實驗誘導的急性胰腺炎中使用乳酸或一氧化碳阻斷或失活TLR4，可減輕急性胰腺炎相關損傷[22]。

1.6 HMGB1 組織損傷會釋放被稱為損傷相關模式分子(DAMPs)的內源性物質，可作為TLR配體并被認為是急性胰腺炎發(fā)病機制中重要的炎性介質，其中HMGB1是存在于真核細胞核內的一種非組蛋白染色體結合蛋白，在凋亡細胞中緊密地結合染色質殘余物，但在壞死細胞中HMGB1被動釋放并觸發(fā)炎癥反應[23]。一項基于胰腺特異性HMGB1敲除小鼠模型的研究顯示，HMGB1具有雙重作用，內源性胰腺HMBG1具有保護性作用，而胞外HMGB1則可加重急性胰腺炎的嚴重程度[24]。胞外HMGB1可以激活TLR，且是DAMP分子允許免疫激活和壞死細胞感應的一種機制[25]。與上述動物模型相符，一些臨床研究也報道了循環(huán)HMGB1水平與急性胰腺炎的嚴重性之間存在相關關系[26]。

1.7 IL-1家族新成員——IL-33 IL-33是IL-1細胞因子超家族的新成員，因其在細胞損傷期間釋放而被稱為“報警蛋白”。類似于HMGB1，IL-33可作為胞內核因子或結合細胞表面受體的胞外細胞因子而發(fā)揮雙重作用?？扇苄訧L-33通過結合具有Toll樣受體結構域的受體ST2(屬于IL-1受體家族)來起始免疫調節(jié)作用和Th2免疫反應[27]，最新的報道也支持這一觀點，IL-33可促進腸道的調節(jié)功能[28]。Ouziel等[29]發(fā)現(xiàn)，急性胰腺炎患者可溶性ST2(誘餌受體)的血漿水平與其嚴重程度相關；利用ST2缺陷小鼠，該團隊證實了ST2對急性胰腺炎的保護作用，其對肥大細胞活化具有潛在的調節(jié)功能。最近有研究報道了IL-33在急性胰腺炎中的相反作用，例如Kempuraj等[30]將外源重組IL-33蛋白給予天然小鼠或非胰腺炎小鼠，發(fā)現(xiàn)IL-33有促炎作用。

2 慢性胰腺炎相關炎癥介質

如前所述，復發(fā)性急性胰腺炎患者發(fā)展成慢性胰腺炎的風險非常高，因此，慢性胰腺炎的實驗模型依賴于重復性損傷。慢性胰腺炎顯著的組織學特征包括腺泡細胞萎縮、慢性炎癥、扭曲或阻斷的管道以及與胰腺纖維化相關的胰腺星狀細胞(PSCs)激活[31]。

2.1 巨噬細胞 早期基于動物模型和臨床病例的研究顯示，T細胞和巨噬細胞是慢性胰腺炎中浸潤的主要免疫細胞[32]。一項組織學研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞與PSCs具有相似性，其在慢性胰腺炎中的潛在作用因此受到關注[33]。有研究采用雨蛙素誘導慢性胰腺炎模型，通過胰腺星狀細胞-巨噬細胞共培養(yǎng)的方法，明確了M2型巨噬細胞在慢性胰腺炎中的主導作用(急性胰腺炎則是由M1型巨噬細胞主導)；并且M2型巨噬細胞病理作用的發(fā)揮依賴于IL-4信號途徑，IL-4受體(IL-4Rα)是其重要介導分子[34]。小鼠和人類的胰腺星狀細胞是IL-4Rα配體的主要來源，并促進了M2型巨噬細胞極化；而M2細胞又可有效激活胰腺星狀細胞，促使“前饋”過程指向巨噬細胞在胰腺纖維化中的關鍵作用。特別值得關注的是，特異性IL-4Rα缺失或藥學抑制劑干預IL-4Rα的小鼠，胰腺纖維化減少；而且人和小鼠胰腺星狀細胞誘導的 M2極化也可被IL-4Rα的阻斷所抑制。因此，通過靶向IL-4Rα信號通路干預M2極化也許不失為抑制慢性胰腺炎纖維化的有效途徑。

2.2 微生物群 宿主-微生物群相互作用在過去幾年中一直是健康和疾病研究的核心課題。然而，針對微生物組和胰腺疾病的研究仍處于起步階段。Farrell等[35]采用人類口腔微生物識別芯片，發(fā)現(xiàn)胰腺癌和慢性胰腺炎患者的唾液微生物群與健康受試者相比有變化，然而究竟這些變化的微生物是局限于口腔黏膜還是擴展到腸道菌群，以及它們在胰腺疾病中的病理生理學作用尚待闡明。最近，Leppkes等[36]報道，該機構飼養(yǎng)的C57BL/6小鼠過表達IL-17A后，會發(fā)展成慢性胰腺炎，而正常小鼠經灌胃給予該機構飼養(yǎng)的小鼠糞便后，也會發(fā)展成慢性胰腺炎，這表明微生物群在IL-17A誘導的慢性胰腺炎的發(fā)病機制中起著促進作用。盡管數(shù)據非常有限，但隨著微生物組研究越來越廣泛，糞便微生物群移植正在成為各種胃腸道疾病可接受的治療選擇。

3 小 結

免疫細胞在胰腺炎發(fā)生和演進中發(fā)揮著關鍵作用，其不但具有感應微環(huán)境的能力，還可響應來自內源和外源分子的危險信號。急慢性胰腺炎相關炎癥反應具有動態(tài)性，干預的時間節(jié)點非常關鍵，因此進一步研發(fā)局部和遠端炎癥信號相關的診斷工具和生物標志物，有望提供有效的預防或治療手段，以改進急慢性胰腺炎自然進程中的不利結果。

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