補(bǔ)體在肝臟損傷與再生中的作用

陳海霞，黃少杰，陳錦儀，梁瑞敏，趙佳鑫，段佳林*，王婧雯*（1. 陜西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 71046；. 空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院 藥劑科，西安 71003）

補(bǔ)體系統(tǒng)是機(jī)體固有免疫和獲得性免疫的橋梁，是機(jī)體針對(duì)致病性感染的一線(xiàn)防御體系，由30多個(gè)不同的血漿蛋白及膜蛋白組成，形成了蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)體系[1]。其組成包括可被級(jí)聯(lián)激活的固有組分、補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白及補(bǔ)體受體等[2]。補(bǔ)體與肝臟的關(guān)系十分緊密，血漿中80%～90%的補(bǔ)體成分在肝臟合成，補(bǔ)體是一把雙刃劍，在維持宿主內(nèi)穩(wěn)態(tài)和防御微生物中起著關(guān)鍵的作用，然而，激活不足或刺激過(guò)度都可能對(duì)宿主造成危害，引起微生物易感性增加或者自身免疫性疾病的發(fā)生[3]?，F(xiàn)就補(bǔ)體在肝損傷與再生中的作

用進(jìn)行綜述，為其進(jìn)一步的研究提供參考。

1 補(bǔ)體系統(tǒng)

補(bǔ)體可識(shí)別“自我”和“非我”成分，是機(jī)體免疫的重要因子。補(bǔ)體系統(tǒng)可通過(guò)經(jīng)典途徑、旁路途徑和凝集素途徑激活，在C3上匯集形成C3轉(zhuǎn)化酶，將C3裂解為C3a和C3b。過(guò)敏毒素C3a和C5a與C3aR和C5aR受體結(jié)合后，啟動(dòng)下游介質(zhì)的產(chǎn)生，誘發(fā)急性炎癥反應(yīng)，推動(dòng)促炎性介質(zhì)的釋放[4]。C5b募集C6、C7、C8 及C9到靶細(xì)胞表面，形成C5b-9（通常稱(chēng)為T(mén)CC），插入膜或釋放到流體相，則形成膜攻擊復(fù)合物（membrane attack complex，MAC）[5-6]。它們激活共同的終末途徑，裂解靶細(xì)胞，釋放促炎因子，識(shí)別并清除入侵微生物，使免疫細(xì)胞聚集到炎癥發(fā)生部位，這些效應(yīng)的級(jí)聯(lián)作用使補(bǔ)體在機(jī)體的防御體系中發(fā)揮重要作用。

2 肝臟損傷與再生

肝臟發(fā)生損傷時(shí)，一系列信號(hào)通路被激活，擴(kuò)張剩余肝組織，刺激肝臟再生[7-8]。肝再生主要包括三個(gè)階段：①啟動(dòng)階段（G0～G1）：白介素-6（interleukin 6，IL-6）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）共同啟動(dòng)肝臟再生，協(xié)同激活G0期肝細(xì)胞，使肝細(xì)胞由G0期進(jìn)入G1期[9]。TNF-α與TNF-αⅠ型受體結(jié)合后，順序誘導(dǎo)NFκB→IL-6→STAT3，影響核內(nèi)眾多基因的表達(dá)，使肝臟啟動(dòng)再生功能[10-11]。

②增殖階段（G1～S期）：影響肝細(xì)胞周期的主要為T(mén)NF-α、表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α（transforming growth factor alpha，TGF-α）等促有絲分裂的生長(zhǎng)因子[12-13]。當(dāng)肝葉部分切除或其他原因產(chǎn)生殘缺肝細(xì)胞后，剩余的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞及非實(shí)質(zhì)細(xì)胞會(huì)有序地進(jìn)入增殖狀態(tài)，以此來(lái)補(bǔ)充肝細(xì)胞的數(shù)量及維持肝臟的功能[8]。

③終止階段（G1～G0期）：轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）與TGF-β受體相互作用從而參與有絲分裂的終止，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，使大多數(shù)肝細(xì)胞恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)[14]。

3 補(bǔ)體對(duì)不同原因所致肝損傷與再生的調(diào)節(jié)

3.1 補(bǔ)體與肝部分切除術(shù)

大鼠2/3肝切除模型（partial hepatectomy，PH）為肝再生機(jī)制提供了良好的研究基礎(chǔ)，是應(yīng)用最多、最廣的再生研究模型。肝損傷后，病原通過(guò)血流激活再生起始因子TNF-α和IL-6的釋放，活化轉(zhuǎn)錄激活因子NF-κB和STAT-3，上調(diào)再生效應(yīng)因子EGF、TGF-α和HGF的表達(dá)，最終啟動(dòng)肝臟的再生[15]。許多研究結(jié)果顯示補(bǔ)體系統(tǒng)參與了切除后肝再生過(guò)程，且其中的關(guān)鍵組分C3和C5對(duì)于肝再生的啟動(dòng)至關(guān)重要。

小鼠肝切除模型中，C3、C5及其受體的阻斷可造成嚴(yán)重的再生障礙，有較高的死亡率和明顯的肝實(shí)質(zhì)損傷。C3、C5基因共敲除小鼠，表現(xiàn)出更加嚴(yán)重的肝損傷和肝衰竭現(xiàn)象，但及時(shí)在術(shù)前或術(shù)后給予過(guò)敏毒素C3a和C5a，病變則可以部分逆轉(zhuǎn)[15-16]。C3缺失小鼠術(shù)后死亡率、壞死和病變程度更高，這是因?yàn)镃3作為補(bǔ)體系統(tǒng)的中心組分，不僅影響C3a活化產(chǎn)物的生成，還阻礙其下游級(jí)聯(lián)反應(yīng)[17]。C3 缺失小鼠術(shù)后死亡率、壞死和病變程度更高，這是因?yàn)镃3作為補(bǔ)體系統(tǒng)的中心組分，不僅影響C3a活化產(chǎn)物的生成，還阻礙其下游級(jí)聯(lián)反應(yīng)，如C5的活化和作用等，因此，C3缺失對(duì)于動(dòng)物肝再生的影響較C5缺失更為嚴(yán)重，但C3和C5基因共敲除鼠中肝受損的疊加效果說(shuō)明C5依然具有相對(duì)獨(dú)立的作用，這應(yīng)該與其在庫(kù)普弗細(xì)胞上的受體（C5aR）相互作用有關(guān)[17]?？梢?jiàn)，C3和C5這兩種補(bǔ)體成分，在肝再生過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

3.2 補(bǔ)體與化學(xué)性肝損傷

化學(xué)性肝損傷是指化學(xué)性肝毒性物質(zhì)所造成的肝損傷，常用的模型是CCl4急性肝損傷模型[18]，能造成肝實(shí)質(zhì)的凋亡和損傷[19]。CCl4通過(guò)細(xì)胞色素P450 2E1（cytochrome P450 2E1，CYP2E1）在肝中代謝，產(chǎn)生三氯甲基自由基，干擾肝中的氧化還原穩(wěn)態(tài)，引起氧化應(yīng)激，促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化，最終造成肝細(xì)胞損傷[20]。在毒性肝損傷過(guò)程中，補(bǔ)體促進(jìn)肝再生功能同樣存在。

C5缺失小鼠CCl4毒性損傷后，肝臟嚴(yán)重受損，出現(xiàn)持續(xù)性、彌散性的實(shí)質(zhì)損傷和壞死，肝細(xì)胞進(jìn)入S期明顯延遲，而給予小鼠C5或C5a后能顯著恢復(fù)肝細(xì)胞再生[21]。C3與C5一樣，對(duì)CCl4毒性肝損傷的再生也有影響，C3經(jīng)歷兩次激活，分別于2 h和48 h達(dá)到峰值。C3缺失小鼠CCl4損傷后肝再生受損，凋亡和壞死細(xì)胞清除延遲，補(bǔ)充C3a則可以恢復(fù)[16]。因此，C3、C5以及先天免疫應(yīng)答中的促炎因子C3a和C5a都可能是毒性損傷后肝再生的重要條件，結(jié)合它們?cè)诟吻谐笏鸬南嗨谱饔?，說(shuō)明它們?cè)趦煞N模型中具有相似的肝再生調(diào)節(jié)作用。

3.3 補(bǔ)體與酒精性肝損傷

酒精性肝病是一種發(fā)病率高的肝臟疾病，酒精的急、慢性作用都能夠抑制肝再生[22-23]，其機(jī)制可能與乙醇代謝產(chǎn)生自由基，引起脂質(zhì)過(guò)氧化以及抗氧化劑的耗竭有關(guān)，繼而引起肝損傷和炎癥反應(yīng)[24]，最終導(dǎo)致疾病發(fā)生[25]。補(bǔ)體作為免疫防御的重要組分，其活化及其介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)和效應(yīng)放大，會(huì)加劇酒精肝損傷的作用。

C3缺失小鼠可耐受或顯著減輕酒精誘導(dǎo)的急性或慢性肝臟脂肪變性，表現(xiàn)出肝臟保護(hù)作用[26]。C5缺失小鼠則沒(méi)有表現(xiàn)出保肝作用，但血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和肝臟炎癥反應(yīng)均下降[27]。補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD55/DAF，抑制激活C3，減輕三酰甘油聚集，延緩酒精性肝病的病程，而CD55/DAF功能的缺失則會(huì)增強(qiáng)酒精誘導(dǎo)肝脂肪變性，加劇肝臟損傷和炎癥反應(yīng)[27]。也有研究發(fā)現(xiàn)C3激活產(chǎn)物C3a和Asp（C3a-des-Arg）在肝臟脂肪變性的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用，通過(guò)CYP2E1調(diào)節(jié)甘氨酸轉(zhuǎn)移tRNA（Gly-tRF）的表達(dá)，揭示了補(bǔ)體介導(dǎo)的Gly-tRFs促進(jìn)脂肪生成和抑制脂肪酸β氧化的新機(jī)制[28]。

因此，需要進(jìn)一步探究補(bǔ)體各組分在疾病過(guò)程中的機(jī)制和作用，為酒精性肝臟疾病的診斷和治療提供依據(jù)。值得注意的是，C3活化的補(bǔ)體抑制劑和Gly-tRF抑制劑治療可能是酒精性脂肪肝潛在的治療方法。

3.4 補(bǔ)體與病毒性肝損傷

病毒性肝炎是由多種病毒引起的肝臟炎癥，具有高發(fā)病率和強(qiáng)傳染性的特點(diǎn)。乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）和丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）構(gòu)成急性肝炎的主體，是發(fā)展為慢性肝病、肝硬化和肝癌的重要誘因[29]。盡管其機(jī)制尚不明確，但免疫應(yīng)激及其導(dǎo)致的損傷發(fā)揮了重要作用[30]。近年來(lái)，關(guān)于補(bǔ)體與病毒性肝病的關(guān)系也有一些報(bào)道。

在研究病毒性肝炎自身防御的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，部分HCV病毒表面能夠表達(dá)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD59，CD59通過(guò)抑制MAC的生成，使病毒逃避補(bǔ)體系統(tǒng)的攻擊，而CD59功能的喪失會(huì)增強(qiáng)補(bǔ)體對(duì)HCV病毒的破壞[31]。另有研究發(fā)現(xiàn)，HCV核心蛋白引發(fā)的炎癥、脂肪變性、纖維化等病變與補(bǔ)體（C3）的上調(diào)有關(guān)，注射補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子CD55可抑制炎癥[32]。同時(shí)，補(bǔ)體C4、C5的血清濃度與肝纖維化程度也顯著相關(guān)，可作為評(píng)價(jià)肝纖維化的指標(biāo)，此外，C4也可作為評(píng)價(jià)干擾素和利巴韋林治療HCV感染的指標(biāo)[33-34]。

Qu等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在HBV轉(zhuǎn)基因動(dòng)物肝臟中補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子CD59水平明顯下降，HBV感染患者肝臟中也存在同樣現(xiàn)象，提示補(bǔ)體活化在HBV感染過(guò)程中具有致病效應(yīng)。乙型肝炎核心抗原（hepatitis B core antigen，HBcAg）是一種病毒衣殼蛋白，誘導(dǎo)HBV感染肝細(xì)胞中固有免疫蛋白toll樣受體2（toll-like receptor 2，TLR2）的改變[35]，抑制IL-6、IL-12和TNF等基因的表達(dá)，影響HBV感染肝細(xì)胞的生理功能[36-38]。HBcAg與補(bǔ)體系統(tǒng)相關(guān)的膜分子CD59相互作用，下調(diào)其表達(dá)，增加肝細(xì)胞對(duì)補(bǔ)體的敏感性，最終促使慢性HBV感染期間肝損傷的發(fā)生[39]。因此，抑制HBc-CD59的相互作用可以預(yù)防HBV感染引起的炎癥性肝病的發(fā)生，阻斷這一過(guò)程可能是對(duì)抗這些疾病的潛在途徑。

3.5 補(bǔ)體與肝缺血再灌注損傷

肝缺血再灌注損傷（hepatic ischemia-reperfusion injury，HIRI）是肝臟手術(shù)的主要并發(fā)癥，包括肝移植、肝切除和創(chuàng)傷手術(shù)[40]。缺血是由于供氧不足導(dǎo)致血流中斷，擾亂細(xì)胞代謝所致。再灌注可恢復(fù)血流、氧傳遞和組織pH值，從而加劇缺氧或缺氧引起的細(xì)胞損傷[41-42]。肝臟損傷后，補(bǔ)體系統(tǒng)被激活，中性粒細(xì)胞聚集，增加血管通透性，引發(fā)炎癥，造成細(xì)胞損傷[43]。因此，補(bǔ)體可以減輕大鼠HIRI，提高肝臟的再生能力。

可溶性補(bǔ)體受體1（soluble complement receptor，sCR1）的治療可有效降低C3活化，改善微血管循環(huán)，減少黏附性白細(xì)胞[43]。PMX53是C5aR1拮抗劑，它能降低HIRI后肝酶水平，減少嗜中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，使全HIRI的死亡率下降[44]。使用融合蛋白CR2-CD59靶向抑制補(bǔ)體，在小鼠HIRI模型中也有顯著的治療效果[45]，它既保護(hù)宿主免疫又能提高生物利用度，但CR2-CD59的抑制作用對(duì)C3和C5并沒(méi)有影響，這使得C5a和C3a在HIRI局部繼續(xù)發(fā)揮作用[45]。CR2-CD59不同于其他目前可用的補(bǔ)體抑制劑，是一種很有前途的無(wú)毒治療方法，可在多種臨床環(huán)境下保護(hù)肝臟免受損傷并促進(jìn)再生[46]。因此，在HIRI中，補(bǔ)體的激活平衡了損傷和保護(hù)之間的微調(diào)效應(yīng)，但這種相互作用機(jī)制需進(jìn)一步研究。

3.6 補(bǔ)體與自身免疫性肝病

自身免疫性肝?。╝utoimmune liver diseases，AILDs）是自身免疫介導(dǎo)的肝細(xì)胞和/或膽管上皮細(xì)胞慢性炎癥損傷性疾病[47]，主要包括自身免疫性肝炎[48]（autoimmune hepatitis，AIH）、原發(fā)性膽汁性膽管炎（primary biliary cholangitis，PBC）、原發(fā)性硬化性膽管炎（primary sclerosing cholangitis，PSC）及其重疊綜合征等，其發(fā)病機(jī)制與免疫反應(yīng)關(guān)系密切。補(bǔ)體在自身免疫性疾病中有著重要作用，但在自身免疫性肝病中的作用并不明確。

有研究發(fā)現(xiàn)，與健康人和對(duì)照小鼠相比，AIH小鼠模型和AIH患者血漿中的C3水平均升高，83%的兒科AIH患者中存在C4d沉積[49]，在乙型肝炎患者中也同樣發(fā)現(xiàn)了C4d沉積[26]，而尚無(wú)補(bǔ)體在成人AIH患者中作用的報(bào)道。研究發(fā)現(xiàn)，PBC患者血漿中C3和C4水平較健康對(duì)照組升高[50]，在酒精性肝炎和病毒性肝炎中也存在同樣的情況，但在肝硬化PBC患者中C3和C4水平則下降。在PSC患者和膽總管結(jié)石患者的血漿中C3水平較健康對(duì)照組升高，而PSC和健康對(duì)照組之間的C4水平則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)差異，提示炎癥可能是導(dǎo)致C3水平升高的原因之一[51]。綜上所述，盡管補(bǔ)體系統(tǒng)參與了各種自身免疫性疾病和一些肝臟疾病，但補(bǔ)體在AIH、PBC和PSC中的作用似乎有限。

4 結(jié)果與討論

肝臟是最能發(fā)揮補(bǔ)體作用的器官，它不僅是補(bǔ)體蛋白的主要來(lái)源，對(duì)補(bǔ)體的攻擊也有極強(qiáng)的耐受性。補(bǔ)體系統(tǒng)是機(jī)體內(nèi)先天免疫的重要組成部分，在組織防御外來(lái)侵害過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，充分闡明補(bǔ)體在各種免疫介導(dǎo)疾病中的確切作用是開(kāi)發(fā)有效治療性補(bǔ)體調(diào)節(jié)藥物的巨大挑戰(zhàn)。

近年來(lái)補(bǔ)體藥物領(lǐng)域的研究飛速發(fā)展，自2007年首個(gè)C5抑制單抗批準(zhǔn)上市之后，已有數(shù)十種在研藥物用于不同適應(yīng)證的開(kāi)發(fā)。2007年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了補(bǔ)體領(lǐng)域第一個(gè)藥物——依庫(kù)珠單抗（eculizumab，Soliris，Alexion Pharm），其為針對(duì)C5的補(bǔ)體特異性藥物，用于治療罕見(jiàn)病突發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥（PNH），并隨后將適應(yīng)證擴(kuò)展為非典型溶血尿毒綜合征（aHUS），乙酰膽堿受體自身抗體陽(yáng)性的廣泛性重癥肌無(wú)力（gMG），以及水通道蛋白AQP4自身抗體陽(yáng)性的視神經(jīng)脊髓炎譜系障礙（NMOSD）。2008年，重組血漿絲氨酸C1脂酶抑制劑C1-INH（Cinryze）獲批用于遺傳性血管水腫，盡管C1-INH不是一種嚴(yán)格的補(bǔ)體特異性藥物，但其發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了幾項(xiàng)針對(duì)經(jīng)典激活和凝集素激活途徑的聯(lián)合靶向臨床試驗(yàn)治療。

目前臨床開(kāi)發(fā)的補(bǔ)體藥物種類(lèi)主要為多肽和單克隆抗體，個(gè)別為小分子和SiRNA，其中絕大多數(shù)適應(yīng)證為罕見(jiàn)病。但是否能擴(kuò)展至常規(guī)免疫用藥具有非常大的不確定性。到目前為止，補(bǔ)體領(lǐng)域臨床獲批藥物僅有一款Soliris，包括其優(yōu)化后的長(zhǎng)效版本raculizumab（Ultomiris，Alexion Pharm），顯然不能滿(mǎn)足臨床需求。在未來(lái)，大型肝臟手術(shù)后，補(bǔ)體調(diào)節(jié)藥物可能有助于預(yù)防補(bǔ)體介導(dǎo)的肝臟損傷，促進(jìn)肝臟再生。雖然還需要更多的研究，但是隨著科技的迅速發(fā)展，補(bǔ)體可能成為在各種臨床環(huán)境中優(yōu)化肝臟獨(dú)特生理特征的關(guān)鍵系統(tǒng)。