肥大細(xì)胞在肝病中的研究進(jìn)展

雷軼 李丹 姬素淵 戴雪喻 李斌

肥大細(xì)胞(MCs)是1878年P(guān)aul Ehrlich在結(jié)締組織中發(fā)現(xiàn)的能被苯胺染料染色的顆粒細(xì)胞[1]，廣泛存在于哺乳動(dòng)物血管豐富的組織，尤其是皮膚和黏膜等處。早期的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)抗原刺激的MCs能通過(guò)其表面FcεR Ⅰ高親和力結(jié)合IgE，從而誘導(dǎo)MCs活化發(fā)生脫顆粒作用，釋放脂質(zhì)介質(zhì)或組胺、肝素等活性介質(zhì)，引起哮喘等速發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)[2]。而近年來(lái)的研究表明，MCs能迅速產(chǎn)生對(duì)抗原的反應(yīng)，通過(guò)釋放活性因子直接或間接影響抗原呈遞以及T、B細(xì)胞的招募和活化，參與機(jī)體先天免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)[3]。此外，MCs被發(fā)現(xiàn)是多種器官病變的重要調(diào)節(jié)者，其在肝臟疾病中與其他組織、細(xì)胞的關(guān)系也吸引了越來(lái)越多的研究。

一、肥大細(xì)胞的分化發(fā)育

MCs廣泛分布于全身各處結(jié)締組織，尤其密集于各組織的血管及神經(jīng)周?chē)?。同時(shí)，也大量存在于皮膚、淋巴組織、呼吸道和消化道等黏膜系統(tǒng)中。小鼠MCs可分為結(jié)締組織肥大細(xì)胞(CTMC)和黏膜肥大細(xì)胞(MMC)。而人類(lèi)MCs也分為兩種亞型，由不同組織中MCs含有的蛋白酶含量對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)。一些人體肥大細(xì)胞群，如皮膚肥大細(xì)胞，同時(shí)表達(dá)與小鼠CTMC相對(duì)應(yīng)的胰酶和糜酶，屬于MCTC；而其他肥大細(xì)胞群，如支氣管/細(xì)支氣管區(qū)域，缺乏糜酶表達(dá)，與小鼠MMC相對(duì)應(yīng)，屬于MCT[4]。

現(xiàn)在認(rèn)為MCs有兩個(gè)起源，一是來(lái)源于骨髓中CD34+/CD127+骨髓造血干細(xì)胞(HSC)，另一條則起源于胚胎期卵黃囊造血產(chǎn)生的早期紅系—髓系前體細(xì)胞(EMP)和HSC[5-6]。而HSC或EMP是如何發(fā)育為成熟的MCs仍有爭(zhēng)議，目前普遍認(rèn)為，外周循壞中的MCs由肥大細(xì)胞祖細(xì)胞(MCp)分化而來(lái)。MCs的分化起始于骨髓或卵黃囊處的HSC分化為多能祖細(xì)胞(MPP)，MPP進(jìn)一步分化為共同髓樣祖細(xì)胞(CMP)，隨后CMP分化為粒細(xì)胞/單核細(xì)胞祖細(xì)胞(GMP)，由GMP分化為雙效嗜堿性/肥大細(xì)胞祖細(xì)胞(BMCP)，BMCP再分化出MCp[7]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，從MPP直接分化而來(lái)的Sca-1-Lin-c-Kit+FcεRⅠα-CD27-β7+T1/ST2+細(xì)胞群也能在缺乏MCs的小鼠體內(nèi)重新分化為MCs。此外，體外培養(yǎng)β7-/lowGMP也能繼續(xù)分化為MCs[4, 8]。因此，盡管已經(jīng)明確MCp是由髓系細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，但可能存在多條分化發(fā)育的途徑，后續(xù)進(jìn)一步分化的過(guò)程尚不明確。

二、肥大細(xì)胞與肝病發(fā)生、發(fā)展關(guān)系

肝臟作為人體主要發(fā)揮代謝功能的器官，在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境和系統(tǒng)功能穩(wěn)態(tài)上十分重要。同時(shí)，肝臟也是機(jī)體免疫系統(tǒng)防線的一部分，肝細(xì)胞能表達(dá)多種先天免疫受體，行使抗原呈遞細(xì)胞的功能。肝臟中還存在多種免疫細(xì)胞，特別是在肝血竇處具有吞噬功能的庫(kù)普弗細(xì)胞等。正常情況下，在肝門(mén)管區(qū)便有MCs少量聚集，而在肝損傷后，肝門(mén)管區(qū)的MCs數(shù)量顯著增加，并且肝臟中MCs發(fā)生脫顆粒作用，釋放大量生物活性因子如組胺、肝素、類(lèi)胰蛋白酶、細(xì)胞因子等[9, 10]。MCs能誘導(dǎo)多種肝臟疾病的進(jìn)展，并在這些疾病進(jìn)展過(guò)程中影響膽管反應(yīng)、脂肪變性、肝纖維化和炎癥等，與肝病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[11]。

(一)病毒性肝炎 病毒性肝炎由甲型、乙型、丙型、丁型肝炎病毒感染所致，其中乙型與丙型肝炎病毒可導(dǎo)致慢性肝炎。MCs和肝炎發(fā)展的研究已經(jīng)初見(jiàn)端倪，在丙型肝炎病毒(HCV)感染的患者中發(fā)現(xiàn)肝門(mén)脈區(qū)的MCs數(shù)量增加，而且MCs數(shù)量與肝纖維化和肝脂肪變性程度正相關(guān)[12]。表明MCs可能在HCV感染的慢性肝炎中起作用，促進(jìn)病毒性肝炎相關(guān)的纖維化和脂肪變性。此外在皮下注射四氯化碳，高膽固醇、低酒精、低膽堿飲食誘導(dǎo)的大鼠肝炎模型中發(fā)現(xiàn)，肝臟中C-Kit和干細(xì)胞生長(zhǎng)因子(SCF)顯著增加，促進(jìn)MCs增殖。而且血漿中主要由MCs分泌的胰蛋白酶和透明質(zhì)酸也在肝炎大鼠中顯著增加[10, 13]。說(shuō)明了MCs與肝炎密切相關(guān)，并在一定程度上促進(jìn)肝炎纖維化進(jìn)程。

(二)肝細(xì)胞癌 肝細(xì)胞癌(HCC)是世界上最常見(jiàn)的癌癥之一，手術(shù)切除腫瘤后預(yù)后差，復(fù)發(fā)率高。其中與腫瘤發(fā)展相關(guān)的一個(gè)主要方面是腫瘤相關(guān)的炎癥，它對(duì)免疫反應(yīng)和治療效果產(chǎn)生負(fù)面影響，而腫瘤相關(guān)炎癥與MCs、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等都有所關(guān)聯(lián)。

圖1 肥大細(xì)胞分化過(guò)程

早期在HCC和肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌(ICC)患者中發(fā)現(xiàn)，患者肝臟中MCs數(shù)量顯著高于正常人，MCs可能在HCC和ICC的纖維化或腫瘤免疫過(guò)程中發(fā)揮作用[14]。而后在HCC患者的研究中發(fā)現(xiàn)，表達(dá)IL-17的MC會(huì)聚集在腫瘤周?chē)?，并且腫瘤中具有較多的IL-17+MCs細(xì)胞的患者存活率顯著低于瘤內(nèi)具有較少I(mǎi)L-17+MCs細(xì)胞的患者。臨床上也發(fā)現(xiàn)IL-17及高表達(dá)IL-17的MCs細(xì)胞是HCC預(yù)后差的原因之一，而且證明IL-17能促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和血管生成，癌周表達(dá)IL-17的MC能促進(jìn)腫瘤相關(guān)的炎癥反應(yīng)，從而影響機(jī)體正常免疫反應(yīng)[15-16]。此外，另有研究發(fā)現(xiàn)，MC脫顆粒產(chǎn)生的組胺能刺激人肝癌細(xì)胞系HA22T/VGH生長(zhǎng)，且HCC患者M(jìn)CT密度增加，與微血管密度呈正相關(guān)，表明MC除了直接促進(jìn)癌細(xì)胞增殖還可能有助于HCC的血管生成[10]。除此以外，MC還與腫瘤微環(huán)境中其他類(lèi)型免疫細(xì)胞相互作用，例如Treg等，從而影響HCC分期與預(yù)后。

(三)肝臟移植免疫排斥 急性同種異體肝移植排斥反應(yīng)的三個(gè)主要特征是門(mén)靜脈炎癥、膽管損傷和靜脈內(nèi)皮炎，慢性排斥反應(yīng)的特征是小膽管的特異性損傷、丟失和(或)泡沫細(xì)胞閉塞性動(dòng)脈炎[17]。而炎癥可能是引起慢性移植排斥的關(guān)鍵。如前所述，正常肝組織中，門(mén)管區(qū)附近的MC數(shù)量較少，損傷后，在門(mén)管區(qū)和受損膽管附近發(fā)現(xiàn)大量浸潤(rùn)性肝MC。而在慢性移植排斥和急性移植排斥中發(fā)現(xiàn)門(mén)管區(qū)MC顯著增加，MCT和c-Kit+MC數(shù)量也有所增加，暗示MC可能調(diào)控炎癥進(jìn)程，促進(jìn)移植免疫排斥的發(fā)生[18]。但在肝移植耐受的大鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)SCF和C-Kit，MC釋放的組胺、MC數(shù)量都有一定程度上升，并且MC與Treg、γδ T細(xì)胞、肝祖細(xì)胞發(fā)生相互作用。此外，體外實(shí)驗(yàn)證明，MC能通過(guò)脫顆粒作用釋放的活性因子促進(jìn)γδ T細(xì)胞、肝祖細(xì)胞增殖生長(zhǎng)[19]。提示MC可能有助于緩解肝移植免疫排斥帶來(lái)的炎癥損傷，從而緩解肝移植免疫排斥，而這又與先前的結(jié)果有所矛盾?？傊琈C在肝臟移植免疫排斥中的作用和移植后細(xì)胞增殖和免疫應(yīng)答中的作用尚存爭(zhēng)議，仍然有待進(jìn)一步研究。

(四)酒精性脂肪肝 在飲酒的人群中只有少數(shù)人會(huì)患上與酒精有關(guān)的肝病，包括酒精性脂肪變性、肝炎、肝硬化和肝細(xì)胞癌。臨床上血清胰蛋白酶通常與診斷酒精誘導(dǎo)的損傷相關(guān)，研究顯示，在重度飲酒者的血清中胰蛋白酶水平低于正常人，在非酒精性脂肪性肝炎患者中也發(fā)現(xiàn)糜酶活性增強(qiáng)，且在使用糜酶抑制劑治療后，能減輕肝臟脂肪變性和纖維化[20]。此外，高濃度酒精攝入也可能會(huì)誘導(dǎo)肝臟中MC脫顆粒產(chǎn)生的組胺誘發(fā)炎癥反應(yīng)，損傷周?chē)M織[10]。而在西方飲食NASH患者的肝臟和野生型小鼠中發(fā)現(xiàn)，MC能通過(guò)上調(diào)醛脫氫酶1家族成員A3，同時(shí)下調(diào)microRNA-144-3 prime，促進(jìn)NAFLD向NASH進(jìn)展，相反，MC缺陷的小鼠能改善NAFLD的表型[21]。因此，攝入酒精可能在多方面影響免疫功能，從而直接或間接影響MC數(shù)量和活性，導(dǎo)致一系列肝臟炎癥或疾病產(chǎn)生。

三、肝臟肥大細(xì)胞調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)

(一)MCs與Treg Treg細(xì)胞是具有免疫抑制功能的T細(xì)胞亞群，對(duì)調(diào)控腫瘤微環(huán)境免疫抑制、免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)等發(fā)揮重要作用。如上文所述，在接受肝移植的患者中，受者肝臟中MCs和Treg、γδ T細(xì)胞存在相互作用，并且在慢性排斥患者和耐受患者肝臟中發(fā)現(xiàn)MCs的數(shù)量顯著提升，提示MC可能在移植排斥中發(fā)揮重要作用[22]。而在腫瘤中發(fā)現(xiàn)Mcs的浸潤(rùn)與Treg的浸潤(rùn)呈正相關(guān)， MCs和Treg之間的相互作用能影響腫瘤誘導(dǎo)的炎癥強(qiáng)度，進(jìn)而促進(jìn)或抑制腫瘤生長(zhǎng)?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)活化的Treg能通過(guò)分泌IL-9、SCF促進(jìn)MCs的生長(zhǎng)和活化，并且對(duì)MCs募集起到關(guān)鍵作用，而活化的MCs能通過(guò)直接釋放TGF-β提高Treg免疫抑制能力，或通過(guò)釋放其他活性因子間接促進(jìn)TGF-β活化或釋放，進(jìn)而促進(jìn)Treg浸潤(rùn)，提升其免疫抑制能力[23]。還有研究發(fā)現(xiàn)，LPS/IFN-γ刺激后的MCs能表達(dá)MHC-Ⅱ類(lèi)分子，并通過(guò)其與Treg相互作用，刺激Treg的增殖[24]。此外，Treg上表達(dá)的OX40能結(jié)合MCs上表達(dá)的OX40L，促進(jìn)Treg和MCs長(zhǎng)時(shí)間相互作用，并且通過(guò)抑制MCs從外界攝取Ca2+來(lái)抑制MCs脫顆粒[25]。

圖2 MCs與其他肝臟免疫細(xì)胞相互作用

(二)MCs與庫(kù)普弗細(xì)胞 庫(kù)普弗細(xì)胞是散在于肝臟血管竇的巨噬細(xì)胞，參與肝臟和全身對(duì)病原體的免疫反應(yīng)，并在介導(dǎo)肝損傷和修復(fù)中處于關(guān)鍵地位。庫(kù)普弗細(xì)胞能產(chǎn)生無(wú)活性的IL-18前體， IL-18前體被MCs裂解成有生物活性的IL-18，反過(guò)來(lái)刺激MCs脫顆粒產(chǎn)生IL-4、IL-13、組胺等，促進(jìn)MCs增殖并參與調(diào)控炎癥反應(yīng)[26]。另外也有報(bào)道，庫(kù)普弗細(xì)胞上表達(dá)的肝X受體(LXR)能減少肝臟中CCL11、CCL24(屬于嗜酸性粒細(xì)胞特異性趨化因子家族，作為MCs上表達(dá)的CCR3的配體)表達(dá)，從而抑制肝臟中MCs的招募和MCs分泌促炎因子(如IL-1、IL-6等)[27]。

(三)MCs與B細(xì)胞 B細(xì)胞主要功能是呈遞抗原并產(chǎn)生抗體介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)，作為獲得性免疫反應(yīng)中重要的一部分，B細(xì)胞已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在HCC、NASH等多種肝臟疾病中發(fā)揮作用。MCs能在IL-4存在時(shí)，通過(guò)CD40-CD40L依賴(lài)的途徑促進(jìn)B細(xì)胞類(lèi)別轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生更多IgE型抗體[28]。并且，也有報(bào)道MCs通過(guò)OX-40-OX40L途徑誘導(dǎo)B細(xì)胞轉(zhuǎn)換為分泌IgA和IgE的細(xì)胞[29]。相應(yīng)的，IgE也能反過(guò)來(lái)促進(jìn)MCs的活化和脫顆粒過(guò)程[2]。

綜上所述，隨著研究的深入，對(duì)MCs功能的認(rèn)識(shí)不再局限于超敏反應(yīng)中。Mcs在肝臟疾病中作為重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞，能與其他免疫細(xì)胞相互作用，共同參與調(diào)節(jié)肝炎、HCC、肝移植排斥等多種肝臟疾病發(fā)生發(fā)展。但目前針對(duì)MCs應(yīng)用的臨床研究依然集中于MCs本身或其脫顆粒釋放的組胺、胰蛋白酶/糜酶等，其在肝臟中的浸潤(rùn)和活化機(jī)制以及與其他免疫細(xì)胞特別是Treg、γδT細(xì)胞的相互作用仍然有待更深入的研究。相信在未來(lái)臨床上能利用MCs在調(diào)控炎癥方面的作用或與其他免疫細(xì)胞的相互作用機(jī)制，為治療肝臟疾病提供更多選擇。