急性胰腺炎中腹腔巨噬細(xì)胞相關(guān)研究進(jìn)展

陳莎燕， 施繼禹， 崔云峰， 高 雪

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是由多種病因引起的胰腺組織炎癥反應(yīng)，其病變程度輕重緩急不一，可出現(xiàn)全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)和重癥AP[1]。根據(jù)胰腺壞死、胰腺膿腫、胰腺假性囊腫、SIRS、繼發(fā)感染和膿毒癥等局部并發(fā)癥和心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、腎臟功能衰竭以及代謝紊亂等器官功能衰竭情況，AP可分為輕度AP和重度AP[2]。眾所周知，腹腔蘊(yùn)藏著大量巨噬細(xì)胞，即腹腔巨噬細(xì)胞(peritoneal macrophages, PMs)，其功能眾多，如參與胃腸穩(wěn)態(tài)維持，腹膜炎，子宮內(nèi)膜異位癥和轉(zhuǎn)移性癌癥等[3]。胰腺橫位于人體上腹膜后壁及左季肋部，當(dāng)AP發(fā)生時(shí)，由于位置效應(yīng)PMs更加便利地影響到AP發(fā)生發(fā)展，但是相關(guān)的研究報(bào)道不多。隨著多參數(shù)流式細(xì)胞術(shù)的應(yīng)用和“組學(xué)”等技術(shù)的革新，更多的性質(zhì)迥異的PMs亞群得以發(fā)現(xiàn)[4]?？梢娫擃I(lǐng)域具有挖掘的潛力。本文按AC分類就近年來僅有的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 輕度AP中PMs相關(guān)研究進(jìn)展

1.1 PMs表型研究情況 PMs是混雜的細(xì)胞群體，起初分為M1和M2型。M1/M2是二維線性表型區(qū)分方式，兩者之間還存在著大量過渡狀態(tài)的表型，可細(xì)分為M2a、M2b、M2c和M2d[5]。隨著研究的深入，PMs分為經(jīng)典活化型、損傷修復(fù)型和調(diào)節(jié)型三亞群，也存在著表型介于三者之間的各種小亞群，且能相互轉(zhuǎn)化[6]。后來，PMs以“來源”不同分為“炎癥型”和“常駐型”；直到以“起源”區(qū)分的“胚胎起源”和“成體起源”概念出現(xiàn)。根據(jù)形態(tài)學(xué)，小鼠PMs可分為CD11b(+/hi)F4/80(hi)大PMs和CD11b(+)F4/80(lo)小PMs兩個亞群。根據(jù)單細(xì)胞測序顯示男性和女性PMs基因表達(dá)呈顯著二態(tài)性[3]，分析健康女性PMs，可建立3個細(xì)胞亞群：CD14(++)CD16(-)、CD14(++)CD16(+)和CD14(++)CD16(++)，其中CD14(++)CD16(++)亞群為其成熟表型[7]。但在新生兒中，CD14（+）CD16（++）亞群占80%，而在青少年中則為30%?？梢奝Ms表型和性別與年齡相關(guān)[8]。由于以上除了M1/M2之外，未見其他分型與AP相關(guān)性研究，故本文僅作M1/M2與AP的相關(guān)闡述。

M1為經(jīng)典活化型，呈圓形，低表達(dá)白細(xì)胞介素（IL）-10，高表達(dá)IL-12和IL-23，產(chǎn)生誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS），促進(jìn)炎癥反應(yīng)，最終激活Th1免疫反應(yīng)，加劇和延續(xù)組織急性損傷[9]。M2為替代活化型，呈高度伸長狀，高表達(dá)CD206、CD163、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β)和精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)等，低表達(dá)IL-12，抑制免疫應(yīng)答，調(diào)節(jié)適應(yīng)性Th2免疫炎癥反應(yīng)[5]，有助于細(xì)胞增殖和組織修復(fù)。Chen等[10]認(rèn)為小鼠PMs依賴于線粒體功能和ATP/ADP穩(wěn)態(tài)維持M1/M2表型。Guo等[11]以CD14(+)CD206(+)定 義 PMs。Song等[12-13]以 CD14(+)CCR7(+)定義小鼠PMs。

1.2 輕度AP中PMs研究情況 在AP中，Ukhanova等[14]認(rèn)為膽源性AP PMs表型為CD14(+)CD25(-)CD64(-)HLADR(-)，非膽源性為CD14(+)CD25(+)CD64(+)HLA-DR(+)，AP早期CD25(+)和晚期HLA-DR(+)表達(dá)增加。在AP早期3 h-18 h中PMs表現(xiàn)出經(jīng)典的M1型表型。Wang等[15-16]發(fā)現(xiàn)激活的CD36(+)F4/80(+)PMs為AP胰腺中腺泡凋亡細(xì)胞清除的主力軍，雖然活化的PMs依靠信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1依賴性通路釋放IL-1和TNF等促炎因子，參與腺泡細(xì)胞損傷的炎癥級聯(lián)反應(yīng)，但PMs吞噬凋亡細(xì)胞過程中也釋放IL-10等抗炎介質(zhì)，抑制炎癥反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。Pan等[17]在丁酸鹽治療中發(fā)現(xiàn)CD45(+)CD11b(+)F4/80(+)PMs CD206(+)M2型標(biāo)記物逐漸增加，并且PMs HDAC1被抑制，從而也抑制STAT1/AP1-NLRP3炎癥小體，降低腫瘤壞死因子（TNF）-α、IL-6和CCL2炎性因子的表達(dá)，調(diào)節(jié)胰腺免疫細(xì)胞的浸潤，改善AP炎癥反應(yīng)。Xue等[18]在柴芩承氣湯治療中發(fā)現(xiàn)PMs表達(dá)的煙堿樣乙酰膽堿受體-7介導(dǎo)其通過迷走神經(jīng)釋放乙酰膽堿，降低IL-6水平，從而起到抗炎保護(hù)作用。

目前尚不明確在輕度AP中，不同起源、不同亞型的PMs各自功能是否完全相同，是否具有相互變換、平衡和替代的能力。因此，探索PMs的數(shù)量和功能變化，以及亞群相互之間的關(guān)系，對于研究輕度AP的發(fā)病和損傷修復(fù)機(jī)制具有重要意義。

2 重度AP中PMs相關(guān)研究進(jìn)展

2.1 PMs與AP重度化 在重度AP早期，PMs多為M1型，加重重度AP炎癥，主要通過CCR1募集到炎癥病灶，并遷移至全身，參與遠(yuǎn)端肺器官炎癥。研究發(fā)現(xiàn)PMs Tim-3通過激活TLR4/MyD88 NF-kB信號通路抑制M1型IL-6和TNF-α，增加IL-10；因?yàn)镮L-6和TNF-α可誘導(dǎo)其他炎癥級聯(lián)細(xì)胞因子、中性粒細(xì)胞活化和全身炎癥反應(yīng)，所以，Tim-3的下調(diào)加重小鼠早期胰腺組織的損傷[19]。在重度AP發(fā)生發(fā)展過程中，PMs因胰腺損傷應(yīng)激誘導(dǎo)產(chǎn)生的血紅素酶樣化合物而活化，導(dǎo)致HO-1、MCP-1和MIP-1α表達(dá)上調(diào)，觸發(fā)HO-1(+)PMs募集，影響AP發(fā)生發(fā)展[20]。Wang等[21]研究認(rèn)為，PMs中Caspase募集域蛋白9的表達(dá)與炎癥反應(yīng)及促炎細(xì)胞因子表達(dá)變化一致，加重炎癥反應(yīng)，機(jī)制是通過CARD9激活Toll樣受體4/膜相關(guān)C型凝集素-1通路，同時(shí)介導(dǎo)核因子（NF）-κB磷酸化，激活p38MAPK炎癥信號通路，這些通路調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，又反饋性地導(dǎo)致CARD9和Bcl10的表達(dá)增加，進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)，提示PMs中的CARD9可能顯著影響炎癥因子的級聯(lián)放大作用。Hori等[22]發(fā)現(xiàn)在去氧膽酸鈉誘導(dǎo)的重度AP中，活化的PMs分泌TGF-β1，誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡，形成肝組織損傷病變，這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋重度AP并發(fā)癥的發(fā)生。

2.2 脂肪與PMs 在重度AP肥胖鼠中，活化PMs因油脂類的誘導(dǎo)而浸潤，增加TNF-α、IL-1β和iNOS表達(dá)，降低IL-10水平[23]，其中iNOS促進(jìn)NO等活性氧生成，在清除壞死物質(zhì)的同時(shí)也加劇了對胰腺的急性損傷；此外，脂聯(lián)素升高，進(jìn)一步促進(jìn)PMs呈M1型，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)[24]。Perez等[25]發(fā)現(xiàn)PMs自身也促進(jìn)組蛋白4瓜氨酸和HIF相關(guān)基因的表達(dá)，血漿DNA和核小體的釋放，觸發(fā)了大量的炎癥中性粒細(xì)胞浸潤，惡化病情。有研究認(rèn)為其中脂質(zhì)代謝產(chǎn)物雖未直接影響PMs中NF-κB的活化，但會消除內(nèi)源性PPAR-γ激動劑抑制活性，促進(jìn)了PMs M2極化，調(diào)控PPAR-γ介導(dǎo)的內(nèi)源性抗炎途徑[26]。但有研究認(rèn)為：脂肪組織可誘導(dǎo)PMs活化，引起脂肪組織強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，只是可能因?yàn)橹久傅囊种谱饔?，又控制了PMs活化和脂肪組織的局部炎癥[27]。還有研究認(rèn)為：小鼠PMs具有部分抗炎活性是因?yàn)镻Ms中存在十六烯脂肪酸，并形成已被證實(shí)具有抗糖尿病和抗炎作用的羥基脂肪酸[28]，其在重度AP具體作用機(jī)制需進(jìn)一步研究。

2.3 腹水與PMs 超過60%的重度AP患者PMs呈現(xiàn)M1表型，有人認(rèn)為是因?yàn)楦顾泻胸S富的活化脂質(zhì)、蛋白水解酶、血管活性物質(zhì)和其他促炎介質(zhì)，其胰酶和細(xì)胞因子的含量遠(yuǎn)超血液。與血漿相比，腹水中IL-4半衰期更短，促使PMs呈M1表型。同時(shí)PMs被過度活化，表達(dá)iNOS和 TNF-α 等，釋放 TNF-α 和 IL-1β[29]，增強(qiáng) TNF-α、IL-1β和NF-κB活性，活化后的NF-κB又反饋性觸發(fā)PMs炎癥介質(zhì)釋放，加劇損傷反應(yīng)。但Gea-Sorlí等[30]認(rèn)為腹水中水解酶可能降解炎性物質(zhì)和抗炎因子，減弱PMs吞噬能力和細(xì)胞因子分泌，從而調(diào)控炎癥效應(yīng)。

在腹腔穿刺引流或腹腔灌洗方面，發(fā)現(xiàn)M1型PMs數(shù)量因腹腔穿刺引流或腹腔灌洗而減少，M2型PMs數(shù)量增加，IL-1β、L-選擇素、TNF-α、環(huán)氧合酶-2和IL-6的水平降低，IL-4、IL-10、Arg1和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶增加，這些因子水平變化模式進(jìn)一步反饋性促使PMs M2極化，緩解重度AP病情[31]。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)PMs與腹水孵育可產(chǎn)生TNF-α，導(dǎo)致NF-κB的迅速活化，故腹腔穿刺引流顯著減少細(xì)胞因子的產(chǎn)量，能延緩PMs活化狀態(tài)[32]。Kamei等[33]就重度AP PMs消耗、阻斷或清除方面進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)PMs耗竭后，血清和腹水中髓樣細(xì)胞觸發(fā)性受體-1也隨之降低，其他炎癥因子水平也明顯減低，原因可能是PMs產(chǎn)生的TREM-1在早期生長反應(yīng)蛋白-2介導(dǎo)下，誘導(dǎo)抗凋亡蛋白BCL-2和BCL-XL活化，并抑制Caspase-3的活化，從而抑制炎癥細(xì)胞的凋亡，增加重度AP病死率。但PMs的耗竭沒有改變胰腺病變程度和淀粉酶水平，不過卻能顯著減少腹水產(chǎn)量，降低腹水細(xì)胞因子和NO含量，可見PMs是重度AP發(fā)病機(jī)制中的重要因素，且可能與腹水有相關(guān)性[34]。

2.4 中西醫(yī)藥治療與PMs Ni等[35]發(fā)現(xiàn)大黃素顯著地提高PMs胞膜ICAM-3和mCD14表達(dá)水平，增強(qiáng)其吞噬及清除凋亡細(xì)胞的能力，有益于胰腺損傷修復(fù)。此外，白藜蘆醇也可降低TNF-a、IL-1和NO，減輕損傷程度[36]。Sen等[37]發(fā)現(xiàn)從蝮蛇毒中提取到的重組纖維蛋白原酶抑制PMs分泌TNF-α，具有保護(hù)作用。在細(xì)胞治療中，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞抑制PMs向M1型極化，但不促進(jìn)向M2型分化[38]，故降低M1/M2型比值，減輕了炎癥反應(yīng)[39]。

已有研究發(fā)現(xiàn)二甲胺四環(huán)素能降低PMs IL-1β表達(dá)，從而抑制NF-κB炎性信號通路，減輕炎癥反應(yīng)[40]。在繼發(fā)感染治療中，細(xì)菌感染的LPS早期誘導(dǎo)PMs M1型，并分泌大量TNF-α和IL-1，隨后呈M2型，表達(dá)IL-10，且低分泌IL-12。Llimona等[41]發(fā)現(xiàn)PMs表達(dá)的PGC-1蛋白在細(xì)菌感染和無菌性炎癥中表達(dá)存在差異，可有望成為區(qū)別膿毒血癥和無菌性炎癥的標(biāo)記物。在僅有金黃色葡萄球菌感染的膿毒血癥中，Bonjoch等[42]報(bào)道阻斷CXCR1可削弱PMs清除細(xì)菌的能力，其機(jī)制可能與抑制H2O2合成有關(guān)，也有可能是由于抑制NO合成酶和miR-155-5p表達(dá)，導(dǎo)致無法產(chǎn)生過量的NO來抑菌，從而無法緩解炎癥效應(yīng)。此外，膿毒血癥小鼠的CD11b(+)F4/80(hi)MHCII(low)PMs數(shù)量明顯減少，其原因是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過Caspase-12信號通路誘導(dǎo)其凋亡[43]。但Zhang等[44]認(rèn)為是小鼠常駐型PMs選擇性表達(dá)凝血因子V，形成一個獨(dú)特開放的組織凝血環(huán)境，促進(jìn)細(xì)菌吞噬和急性細(xì)胞黏附，導(dǎo)致PMs消耗。

最新研究認(rèn)為，腹腔富含谷氨酸，該“壁龕”調(diào)控PMs功能，機(jī)制是PMs利用其分解增強(qiáng)線粒體代謝和滅菌所必需的線粒體來源的活性氧生成，有利于PMs吞噬和殺菌功能[45]，但不知在重度AP抗感染過程中這種PMs平衡代謝機(jī)制如何進(jìn)行。

3 小結(jié)

盡管PMs在AP炎癥的發(fā)生發(fā)展中扮演著十分重要的角色，但有關(guān)PMs生物學(xué)和相關(guān)作用機(jī)制的研究仍不透徹，所以在未來的研究中，我們應(yīng)該關(guān)注PMs表型鑒定和作用機(jī)制研究，以及臨床轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，力求為后期AP基礎(chǔ)研究和臨床防治起拋磚引玉的作用。