免疫功能紊亂在慢加急性肝衰竭發(fā)生、發(fā)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(yù)后差，治療手段有限，肝移植是唯一確切的治療措施[1]。根據(jù)近幾年大型的國際前瞻性隊列研究得出的數(shù)據(jù)，歐美地區(qū)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(shù)費用和有限的醫(yī)保覆蓋率等均限制了肝移植在我國ACLF救治中的應(yīng)用。深入了解疾病的發(fā)病機制，及早預(yù)防和處理各類并發(fā)癥是降低病死率的關(guān)鍵，也是目前這一領(lǐng)域研究的熱點和難點問題。本文擬聚焦ACLF發(fā)病機制，總結(jié)其中核心環(huán)節(jié)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(chǔ)上，由一系列誘發(fā)因素導(dǎo)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(fā)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(fā)因素[2]。不同的誘因具有不同的器官衰竭發(fā)生類型特征[4]。肝內(nèi)誘因主要造成肝衰竭，嚴重者繼發(fā)凝血功能衰竭和肝性腦??；而肝外誘因，如細菌感染則主要引起腎衰竭，嚴重者可并發(fā)多個其他器官衰竭。無論何種誘因，器官衰竭的數(shù)目越多，患者預(yù)后越差，死亡率越高[2]。

二、系統(tǒng)性炎癥假說在ACLF發(fā)病機制中的作用

目前學(xué)界對于ACLF發(fā)病機制的研究，主要建立在肝硬化失代償發(fā)病機制的研究基礎(chǔ)上。研究重點逐步從“外周動脈擴張假說”(Peripheral Arterial Vasodilation Hypothesis，PAVH)轉(zhuǎn)移至“系統(tǒng)性炎癥假說”(Systemic Inflammation Hypothesis，SIH)。PAVH假說認為內(nèi)臟動脈血管擴張可導(dǎo)致全身血液動力學(xué)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(yīng)在循環(huán)障礙(Systemic Circulatory Dysfunction，SCD)的分子機制中發(fā)揮了主要作用。在此基礎(chǔ)上，肝硬化中失代償和多器官衰竭發(fā)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(fā)展而來，過度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致劇烈的SCD，使器官灌注不足而導(dǎo)致器官功能障礙；同時，炎癥反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量炎癥介質(zhì)也會直接導(dǎo)致組織細胞損傷和器官微循環(huán)障礙而影響器官功能[6]。顯著的全身炎癥反應(yīng)是ACLF區(qū)別于非ACLF的一大特征。如外周血白細胞計數(shù)、C反應(yīng)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(biāo)隨著ACLF加重進一步升高[2]。這些結(jié)果均提示全身炎癥反應(yīng)在ACLF的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

肝硬化患者存在腸道功能失調(diào)，包括腸道細菌失調(diào)和腸道屏障受損，兩者共同導(dǎo)致腸道病理性的細菌易位(Bacterial Translocation，BT)，包括細菌及其產(chǎn)物(如病原體相關(guān)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(fā)生的標(biāo)志[7]。PAMPs大量釋放入血液循環(huán)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(jié)合，從而激發(fā)一系列轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，誘導(dǎo)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(guān)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(yīng)，維持甚至增強全身炎癥反應(yīng)[8]。此外，BT能夠激活腸相關(guān)淋巴組織的固有免疫系統(tǒng)，從而引起腸道局部炎癥反應(yīng)導(dǎo)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(dǎo)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(fēng)險顯著升高[9]。炎癥反應(yīng)是對抗入侵細菌不可缺少的，但過度或長期的炎癥反應(yīng)會引起組織損傷和代償性抗炎反應(yīng)，最終導(dǎo)致免疫缺陷，增加再次感染和死亡的風(fēng)險[6]。目前認為，全身炎癥反應(yīng)和免疫缺陷均是肝硬化相關(guān)免疫功能障礙(Cirrhosis-associated Immune Dysfunction，CAID)的主要表現(xiàn)，二者貫穿于ACLF發(fā)展的始終[10]。

三、過度炎癥反應(yīng)

過度炎癥反應(yīng)是ACLF發(fā)生發(fā)展的標(biāo)志，表現(xiàn)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(biāo)志物表達的上調(diào)[10]。過度炎癥反應(yīng)是免疫細胞持續(xù)受到刺激的結(jié)果，肝硬化患者循環(huán)中免疫細胞的過度激活可由以下現(xiàn)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(chǎn)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(diào)，且對細胞因子的反應(yīng)性增強[10]?；罨拿庖呒毎茄h(huán)血促炎細胞因子的主要來源[11]。

免疫系統(tǒng)過度生成的促炎因子和趨化因子會形成細胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)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(tǒng)性分析了循環(huán)血中29個細胞因子，從而提供了確鑿的數(shù)據(jù)證明了系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)在ACLF發(fā)病機制的重要作用[13]。結(jié)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(yù)后正性相關(guān)。另外，具有不同誘發(fā)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(guān)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(biāo)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(yīng)不能有效地代償或抵消促炎反應(yīng)，導(dǎo)致體內(nèi)持續(xù)存在炎癥反應(yīng)[13]。在ACLF患者中，CD14陽性的單核細胞亞群表現(xiàn)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(yīng)的同時存在代償性免疫抑制[14]。

四、免疫功能障礙

免疫系統(tǒng)在肝硬化的發(fā)病機制中扮演著雙重角色，除了免疫介導(dǎo)的炎癥作用機制，同時存在肝硬化相關(guān)的免疫系統(tǒng)障礙(CAID)。CAID的免疫缺陷主要表現(xiàn)為肝臟免疫監(jiān)視功能受損和合成PRRs減少，以及循環(huán)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(dǎo)的局部和全身適應(yīng)性免疫的主要場所，在免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。肝臟通過兩個機制來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。首先，肝臟具有重要的免疫監(jiān)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(guān)可溶性分子來調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)[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(nèi)皮細胞和樹突狀細胞)和淋巴細胞發(fā)揮其抗菌監(jiān)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(jié)合，在免疫細胞中可引起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和活化作用，在與某些特殊的細菌產(chǎn)物結(jié)合情況下，可促進NF-κB活化[16]。肝硬化引起網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的破壞、門脈系統(tǒng)分流以及庫普弗細胞的丟失和損傷，這種結(jié)構(gòu)紊亂使肝臟對血液中內(nèi)毒素和細菌的清除能力下降，進而導(dǎo)致菌血癥和持續(xù)的免疫系統(tǒng)激活。肝硬化也能使肝臟合成固有免疫蛋白和PRRs減少，導(dǎo)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(shù)量和功能。比如，中性粒細胞在脾臟中滯留破壞過多，循環(huán)中數(shù)量減少。細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)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(nèi)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(huán)中單核細胞數(shù)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(guān)[18]。正常情況下，單核細胞的Fc-γ受體可介導(dǎo)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(yīng)性也降低。以上均說明肝硬化階段循環(huán)固有免疫系統(tǒng)受損，事實上，適應(yīng)性免疫反應(yīng)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(shù)量均有減少，細胞的免疫功能也有明顯的缺陷[10]。

腸相關(guān)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(tǒng)，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(xù)性病理性細菌易位刺激GALT中的免疫細胞，驅(qū)動腸道炎癥反應(yīng)。而這種腸道炎癥可能會導(dǎo)致腸道屏障的永久失效，有利于細菌和細菌產(chǎn)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(huán)中，易位的細菌能夠由體循環(huán)到達腹水而引起自發(fā)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(yīng)，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(nèi)定植菌)能夠恢復(fù)腸道的免疫監(jiān)視功能。這一現(xiàn)象說明，肝硬化患者的腸道免疫監(jiān)視功能受損，不足以清除腸道的易位細菌。因此，肝硬化相關(guān)的菌群失調(diào)能夠通過影響腸道免疫系統(tǒng)導(dǎo)致腸穩(wěn)態(tài)失衡[21]。

五、總結(jié)

綜上，隨著ACLF領(lǐng)域基礎(chǔ)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(dǎo)致肝臟、腸道免疫監(jiān)視功能以及循環(huán)免疫功能均呈明顯下降，免疫細胞對細菌及其產(chǎn)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(chǎn)生，引起過度的全身炎癥反應(yīng)，成為導(dǎo)致ACLF多器官衰竭的主要機制。在ACLF中，固有免疫發(fā)揮主要作用，但適應(yīng)性免疫也參與其中。某些細胞因子基線水平和動態(tài)變化與ACLF的嚴重程度及預(yù)后密切相關(guān)，而且不同誘因?qū)е碌腁CLF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(yù)后評估具有重要意義。ACLF的治療或預(yù)防策略依賴于對各種并發(fā)癥的針對性防治，現(xiàn)有的研究結(jié)果提示我們可以對BT、全身炎癥進行及早干預(yù)，如腸道非吸收抗生素諾氟沙星的長期使用[6]。然而，學(xué)界對于BT、全身炎癥、循環(huán)障礙、失代償和肝外器官衰竭等出現(xiàn)的順序以及之間的作用關(guān)系尚不十分清楚；ACLF中炎癥反應(yīng)個體差異也不明確，對于ACLF發(fā)病機制仍需更多更深入的研究，ACLF防治任重道遠。