補(bǔ)體參與肝臟損傷與再生修復(fù)機(jī)制

汪艷

一、補(bǔ)體合成和功能調(diào)控

補(bǔ)體是免疫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，具有防御病原微生物感染，清除免疫復(fù)合物和損傷細(xì)胞，維持機(jī)體組織穩(wěn)態(tài)的重要功能[1]。補(bǔ)體功能由大量流動(dòng)相蛋白和細(xì)胞表面結(jié)合蛋白嚴(yán)密控制。典型激活反應(yīng)起始于經(jīng)典凝集素通路中的補(bǔ)體模式識(shí)別受體 (PRRs) 與病原體或損傷相關(guān)分子模式 (PAMPs和DAMPs) 發(fā)生結(jié)合，然后產(chǎn)生一種酶復(fù)合物--轉(zhuǎn)化酶，催化核心補(bǔ)體成分 C3發(fā)生解離斷裂，產(chǎn)生一個(gè)小片段C3a過敏毒素和一個(gè)大片段C3b表面沉積物。C3a通過與受體C3aR結(jié)合激活細(xì)胞信號(hào)通路。C3b啟動(dòng)替代通路，通過形成新的轉(zhuǎn)化酶放大C3激活反應(yīng)。C3b和解離產(chǎn)物也是各種補(bǔ)體受體的配基。隨著C3b表面分布增加，底物特異性由C3轉(zhuǎn)為C5。C5解離產(chǎn)生C5a，C5a通過促炎受體C5aR1促進(jìn)細(xì)胞活化和趨化反應(yīng)。C5解離還產(chǎn)生C5b，啟動(dòng)形成C5b-9末端復(fù)合物 (TCC)。該復(fù)合物作為膜攻擊復(fù)合物 (MAC) 可以插入細(xì)胞膜或者作為sC5b-9釋放到流動(dòng)相[2]。

至今超過50種可溶性和膜性補(bǔ)體組分已被鑒別。肝細(xì)胞能合成其中大多數(shù)，90%的流動(dòng)相補(bǔ)體蛋白源于肝臟。血漿中補(bǔ)體蛋白水平由生成和消耗動(dòng)態(tài)平衡所決定。肝硬化、肝衰竭和饑餓通常會(huì)引起大部分可溶性補(bǔ)體蛋白水平降低。在慢性活動(dòng)性肝炎，C3和C4水平也是降低的，并伴有活化標(biāo)志物水平增加，這是由于補(bǔ)體合成能力未變，但同時(shí)發(fā)生的活化反應(yīng)增加了消耗。多種補(bǔ)體蛋白包括C3和C4是急性期反應(yīng)分子，在應(yīng)對(duì)急性系統(tǒng)性炎癥時(shí)，其生成會(huì)增加50%，因此水平仍維持在正常范圍。

二、肝臟損傷

(一)缺血再灌注肝損傷 (IRI) 不同補(bǔ)體作用分子可以減輕大鼠肝臟IRI。使用可溶性補(bǔ)體受體1 (sCR1) 降低C3活化，改善微血管循環(huán)和減少白細(xì)胞黏附。使用C1抑制劑可以降低血清ALT水平。使用C5aR1拮抗劑PMX53可以降低全肝IRI的死亡率、降低肝酶異常升高程度，以及部分肝IRI的嗜中性細(xì)胞浸潤(rùn)。使用融合蛋白CR2-CD59靶向抑制補(bǔ)體，對(duì)小鼠肝臟IRI有顯著治療效果。相對(duì)于系統(tǒng)性補(bǔ)體抑制，這種策略增加了生物利用效率，尤其有利于在防止肝損傷同時(shí)保存機(jī)體免疫能力。而且CR2-CD59抑制不會(huì)影響C3和C5，具有促生存性能的C3a和C5a能在肝臟IRI局部繼續(xù)發(fā)揮作用。還有研究發(fā)現(xiàn)膜TCC是發(fā)生肝損傷的首要介質(zhì)，CR2-CD59可以增加肝臟局部的IL-6和TNF濃度，減少嗜中性細(xì)胞浸潤(rùn)，防止線粒體去極化，以及促進(jìn)ATP儲(chǔ)存的恢復(fù)。

補(bǔ)體抑制策略在肝臟IRI以及90%肝切除術(shù)術(shù)后均有保護(hù)肝實(shí)質(zhì)和增強(qiáng)肝再生的作用。靶向作用部位的補(bǔ)體調(diào)控藥物未來也許在肝切除術(shù)后，對(duì)預(yù)防補(bǔ)體引起的肝損傷、促進(jìn)肝再生有治療效果。補(bǔ)體激活是肝臟細(xì)胞生存和增殖所需，對(duì)肝再生似乎有不可或缺的作用。因此補(bǔ)體活化需要精細(xì)平衡其損傷和保護(hù)作用。由此設(shè)想，可以在最初期對(duì)C5及其C5a生成進(jìn)行阻斷，避免其破壞肝組織，但同時(shí)要補(bǔ)充能夠自行行使修復(fù)再生作用的補(bǔ)體。

(二)系統(tǒng)炎性反應(yīng) 在正常生理情況下，補(bǔ)體活化受到嚴(yán)格調(diào)控，僅在局部作用以維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)。然而，失?；蜻^度的補(bǔ)體活化可以引起組織和器官嚴(yán)重?fù)p傷，放大系統(tǒng)炎癥反應(yīng)。這種情況可見于感染性休克。在伴有補(bǔ)體系統(tǒng)激活的非感染性系統(tǒng)性炎癥，外周血中的補(bǔ)體產(chǎn)物如C5a誘發(fā)肝臟內(nèi)皮細(xì)胞活化，細(xì)胞上調(diào)黏附分子包括ICAM-1和VCAM-1，引起嗜中性細(xì)胞匯集于肝竇。針對(duì)于此，實(shí)驗(yàn)性C1抑制劑治療可以降低肝臟中VCAM-1的表達(dá)。C3敲除小鼠、C3aR/C5aR拮抗劑，以及CR2-fH可以保護(hù)由系統(tǒng)炎癥引發(fā)的暴發(fā)性肝衰竭。在大腸桿菌敗血癥的靈長(zhǎng)類模型，單阻斷C3或C5都可以減輕大腸桿菌引起的肝損傷，降低ALT水平，以及減輕充血、白細(xì)胞浸潤(rùn)和肝細(xì)胞空泡變性。

由于細(xì)胞內(nèi)PI3K/Akt通路，肝細(xì)胞較內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)活化的補(bǔ)體產(chǎn)物更具抵抗力。Akt磷酸化是提高PI3K保護(hù)作用活性的前提條件，該過程在肝細(xì)胞是依賴補(bǔ)體的。與心臟和腎臟相比，肝細(xì)胞有更高濃度的磷酸化Akt。只有當(dāng)這個(gè)體系被巨大的系統(tǒng)性刺激所耗竭時(shí)，肝臟才發(fā)生損傷。相關(guān)機(jī)制還需要更多研究。

(三)非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 天然免疫在NASH疾病發(fā)生中起了主要作用，其中包括C3合成顯著增加。并且，廣泛補(bǔ)體活化以及脂肪變肝細(xì)胞周圍沉積的iC3b、C3b、C4b以及C5b-9與浸潤(rùn)嗜中性細(xì)胞數(shù)量增加、促炎細(xì)胞因子表達(dá)以及肝病嚴(yán)重程度相關(guān)。C1q活化膠原蛋白受體盤狀結(jié)構(gòu)域受體1，與HCC發(fā)生相關(guān)。也許可以通過阻斷持續(xù)活化的補(bǔ)體系統(tǒng)減少NASH及其相關(guān)HCC發(fā)生。

三、肝臟再生

在CCl4腹腔注射誘導(dǎo)肝毒性損傷模型中，C5缺陷小鼠與正常小鼠相比，表現(xiàn)出更嚴(yán)重的肝損傷，并有肝臟再生缺陷和持續(xù)肝實(shí)質(zhì)壞死。肝細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞周期 (S期) 延遲以及分裂活性降低。補(bǔ)充重建缺陷鼠的補(bǔ)體可以顯著恢復(fù)肝細(xì)胞再生。在野生型小鼠阻斷C5aR1則會(huì)廢止肝細(xì)胞在肝損傷時(shí)的再生反應(yīng)。

有研究顯示，盡管肝細(xì)胞通常沒有結(jié)構(gòu)性表達(dá)C5aR1，但是在外科肝損傷模型肝再生過程中則上調(diào)C5aR1表達(dá)。C5a結(jié)合于C5aR1誘導(dǎo)肝細(xì)胞生長(zhǎng)反應(yīng)，C5aR1參與細(xì)胞周期的信號(hào)通路。C5a可能通過C5aR1放大增殖反應(yīng)。

C3也影響肝再生。C3缺陷小鼠在CCl4損傷后肝再生能力受損，C3a補(bǔ)充重建可以恢復(fù)肝再生。野生小鼠肝損傷后血清中C3b和肝臟中C3b作為C5轉(zhuǎn)化酶，產(chǎn)生C5a。除了C3b，野生型小鼠受損肝實(shí)質(zhì)中還發(fā)現(xiàn)了iC3b沉積，但在C3缺陷小鼠沒有，這與C3敲除小鼠受損組織的延遲消散一致。C3a和C5a以及C3b/iC3b對(duì)肝損傷后的再生過程可能都有貢獻(xiàn)。在小鼠肝切除模型，C3和C5敲除小鼠都表現(xiàn)出加重的凋亡、肝實(shí)質(zhì)損傷、肝衰竭、死亡以及肝再生受損。C3缺陷鼠的病理損傷更嚴(yán)重。C3/C5雙缺陷雜交鼠在全部動(dòng)物中都表現(xiàn)出更加嚴(yán)重的損傷表型和肝衰竭表現(xiàn)。在術(shù)前或者術(shù)后立即重建C3a或C5a或兩者一起重建，可以部分逆轉(zhuǎn)缺陷鼠的病變，雙重建有疊加效應(yīng)。

補(bǔ)體系統(tǒng)的非傳統(tǒng)激活也常有報(bào)道。凝血系統(tǒng)的蛋白酶如凝血酶直接活化C5。肝切除模型肝再生有相似的補(bǔ)體活化，纖溶酶作為一種已知的肝再生調(diào)節(jié)分子，在非傳統(tǒng)補(bǔ)體激活相關(guān)的肝再生可能發(fā)揮了重要作用。

C3在補(bǔ)體依賴肝再生中發(fā)揮了核心作用。C3參與增殖反應(yīng)的相關(guān)通路涉及去精氨酸C3a與C5aR2的相互作用。阻止TCC但未阻止C3a和C5a的產(chǎn)生，會(huì)增加70%肝切除后的肝再生及90%極限肝切除后的生存率。因此，C3a和C5a的促生存作用似乎是通過與細(xì)胞因子網(wǎng)路對(duì)話發(fā)揮作用的，尤其是局部IL-6和TNF。IL-4可以通過正向調(diào)控C3a和C5a以及誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6促進(jìn)肝臟再生。

肝再生概念在肝臟外科廣泛應(yīng)用。人類肝再生背后的機(jī)制還未完全揭示，但實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體可能在其中有重要功能。

四、肝移植

(一)免疫耐受和排斥反應(yīng) 肝臟有獨(dú)特的免疫耐受，但移植排斥反應(yīng)仍時(shí)有發(fā)生。補(bǔ)體是對(duì)不匹配器官的抗體介導(dǎo)排斥反應(yīng) (AMR) 的首要免疫效應(yīng)系統(tǒng)，表現(xiàn)為針對(duì)HLA或非HLA抗原的供體特異性抗體 (DSAs) 激活補(bǔ)體。DSA啟動(dòng)的補(bǔ)體活化由經(jīng)典通路介導(dǎo)。AMR過程中補(bǔ)體活化是針對(duì)供體血管內(nèi)皮引起炎癥和損傷。引發(fā)天然和獲得性免疫反應(yīng)。致敏患者有之前形成的DSA，容易發(fā)生AMR。預(yù)先生成的自然抗體與免疫反應(yīng)產(chǎn)生的抗體一起參與補(bǔ)體介導(dǎo)排斥反應(yīng)。

肝臟發(fā)生AMR的情況遠(yuǎn)少于其他器官移植，但由連接補(bǔ)體的抗HLA 抗體引起AMR的病例還是有報(bào)道。大約8%肝移植患者移植后1年內(nèi)會(huì)產(chǎn)生抗HLA抗體，導(dǎo)致移植器官和總體生存率降低。這些抗體與補(bǔ)體的固化作用尚不清楚，但是有理由推測(cè)它們可以活化補(bǔ)體。急性和慢性AMR在移植肝也都可以存在。有高度補(bǔ)體連接活性的 DSA陽性肝移植受者發(fā)生AMR的危險(xiǎn)性最高。

補(bǔ)體在肝再生方面也發(fā)揮重要作用，可以修復(fù)損傷且沒有纖維化形成。由于肝臟的特殊免疫耐受機(jī)制，肝移植受者有一些治療優(yōu)勢(shì)。在肝腎聯(lián)合移植患者，肝臟免疫耐受被用作保護(hù)移植腎不受排斥反應(yīng)。甚至有人建議把輔助部分肝移植聯(lián)合腎移植考慮為待腎移植高敏患者的一種處理選擇。其可能機(jī)制是清除外周血中補(bǔ)體誘導(dǎo)的DSAs，而且清除抗I型HLA DSAs似乎更好。

(二)監(jiān)測(cè)排斥反應(yīng) 活檢染色樣本的內(nèi)皮細(xì)胞上多見有共價(jià)鍵結(jié)合的補(bǔ)體解離非活性產(chǎn)物C4d，是檢測(cè)腎移植發(fā)生AMR的一個(gè)有價(jià)值的線索，被納入排斥反應(yīng)Banff標(biāo)準(zhǔn)。盡管C4d染色陽性被Banff肝臟同種異體移植病理工作組推薦作為急性和慢性移植肝AMR的一個(gè)指標(biāo)，但其監(jiān)測(cè)移植肝排斥反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值尚有爭(zhēng)議，這是由于移植肝AMR還沒有充分確立，而且判斷C4d沉積在肝臟眾多血管腔系的哪些部分才有臨床意義也比較困難。

(三)術(shù)后并發(fā)癥和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 肝移植術(shù)后的標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)隨訪包括實(shí)驗(yàn)室檢查外周血中乳酸、AST、ALT、國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)比值 (INR) 以及膽紅素的水平變化。乳酸突然升高可能是移植物發(fā)生缺血的第一征兆，放射診斷通常馬上跟進(jìn)。移植后第1周期間，乳酸、轉(zhuǎn)氨酶、INR和膽紅素升高與移植物功能延遲恢復(fù)有關(guān)。之后從第7天起，這類增高可能反映急性、大多數(shù)是細(xì)胞性的排斥反應(yīng) (ACR)。確診ACR需要移植肝活檢。

使用微透析導(dǎo)管可以進(jìn)行移植肝組織的細(xì)胞間采樣，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)代謝底物(如乳酸、丙酮酸、葡萄糖、甘油、尿素和谷氨酸)和炎癥介質(zhì)(細(xì)胞因子，化學(xué)因子和補(bǔ)體活化產(chǎn)物)變化。但目前數(shù)據(jù)中，移植物再灌注后24 h內(nèi)任何指標(biāo)的變化情況都與移植后第1周內(nèi)移植物功能沒有相關(guān)性；無論移植物再灌注后的炎癥介質(zhì)廣泛程度還是代謝參數(shù)，都不能預(yù)測(cè)之后的ACR發(fā)生。因此這些動(dòng)態(tài)變化還需要仔細(xì)觀察分析。

肝臟是大多數(shù)補(bǔ)體組分參與作用的器官，不但產(chǎn)生補(bǔ)體蛋白，還對(duì)補(bǔ)體攻擊有強(qiáng)大耐受。補(bǔ)體對(duì)肝臟再生似乎起核心作用。補(bǔ)體引發(fā)的肝損傷與補(bǔ)體依賴的肝再生之間存在精細(xì)平衡。補(bǔ)體抑制正在成為IRI和急性肝衰竭的急性期治療措施，NASH可能會(huì)從長(zhǎng)期治療中獲益。使用靶向補(bǔ)體抑制或C5特異性抑制劑減少C5解離，將減低肝臟C5a的有害作用以及C5b-9在肝細(xì)胞的沉積。阻斷C1s、D因子或C5aR1是備選辦法。組織靶向是另一種有前景的補(bǔ)體治療策略。隨著介質(zhì)治療的飛速進(jìn)展，可以將補(bǔ)體作為一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，優(yōu)化肝臟的生理特性，實(shí)現(xiàn)在大型手術(shù)、移植和急性肝衰竭中的器官保護(hù)。