Kupffer細(xì)胞在肝移植術(shù)后免疫耐受調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展

劉藝飄，樊海寧

（青海大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽胰外科，青海 西寧 810016）

肝臟是人體內(nèi)最大的實(shí)質(zhì)性器官，具有清除代謝產(chǎn)物和毒素，參與機(jī)體固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的作用。肝臟移植術(shù)后出現(xiàn)的免疫耐受主要由肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及Kupffer細(xì)胞（Kupffer cells，KCs）介導(dǎo)。其中KCs位于肝血竇內(nèi)，屬于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，主要功能是吞噬病原體、處理和提呈抗原、分泌多種細(xì)胞因子、預(yù)防感染、抵御腫瘤等，是肝穩(wěn)態(tài)的第一道防線[1]。從移植后機(jī)體進(jìn)行免疫調(diào)控的角度來看，KCs具有相當(dāng)重要的作用。有研究表明肝移植術(shù)后移植物的存活率與KCs激活后對免疫的調(diào)節(jié)作用有關(guān)[2-3]。

1 肝移植術(shù)后微環(huán)境變化及KCs的激活

供體肝臟經(jīng)過一段時(shí)間的保存常常出現(xiàn)缺氧、功能損傷、冷缺血等情況，從而出現(xiàn)不同程度的炎癥反應(yīng)。肝移植術(shù)后門靜脈經(jīng)短暫性斷流后恢復(fù)灌注，KCs被激活，并隨之產(chǎn)生一系列免疫應(yīng)答[4]。供體肝臟經(jīng)門靜脈再灌注后，低代謝下的肝移植物重新啟動(dòng)代謝而逐漸使氧含量及三磷酸腺苷減少，K+和Ca2+水平發(fā)生明顯變化，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增多，無氧糖酵解增加，同時(shí)受體反應(yīng)性釋放大量炎癥相關(guān)細(xì)胞因子如IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、INF-γ等，趨化因子如CCL1、CCL2、CCL3、CCL5 和CXCL1、CXCL2、CXCL8 等，以及血管活性物質(zhì)如內(nèi)皮舒張因子（endothelium-derivedrelaxing factor，EDRF）、一氧化氮（NO）、前列腺素（prosta glandin，PG）等。同時(shí)激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)（kallikrein-kinin system，KKS）釋放緩激肽，使肝移植受者全身阻力降低，動(dòng)脈壓降低[5]。因此，移植術(shù)后內(nèi)環(huán)境改變可引起肝臟的一系列變化：KCs和樹突狀細(xì)胞激活；抗原提呈細(xì)胞數(shù)量增加；炎性介質(zhì)增加；誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cells，Tregs）激活以及主要組織相容性蛋白（major histocompatibility complex，MHC）的表達(dá)增加[6]。總之，肝移植后免疫應(yīng)答的病理生理過程迅速、復(fù)雜，是影響移植物存活的重要因素。

2 肝移植術(shù)后KCs的極化

肝移植術(shù)后KCs極化方向受多種機(jī)制調(diào)控，包括信號通路、轉(zhuǎn)錄因子和表觀遺傳修飾等因素。KCs不同的極化方向?qū)Ω我浦残g(shù)后免疫狀態(tài)有不同的影響作用[7]。研究認(rèn)為KCs可極化為兩個(gè)功能不同的亞群，分別通過經(jīng)典活化途徑和替代性活化途徑。M1型KCs可通過干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)激活；M2型KCs可通過IL-4和IL-13誘導(dǎo)激活。M1型KCs可大量分泌炎癥相關(guān)細(xì)胞因子、活性氧中間物（activated epoxy intermediate，ROI）和活性氮的中間物（reactive nitrogen intermediates，RNI），并且可降低IL-10的表達(dá)，從而發(fā)揮調(diào)控Th1細(xì)胞免疫反應(yīng)、殺死病原體等作用。M2型KCs可以被進(jìn)一步分類為M2a型、M2b型、M2c型。激活后的M2型KCs具有很強(qiáng)的吞噬活性，產(chǎn)生大量鳥氨酸和多胺、甘露糖、肝細(xì)胞半乳糖受體等。M2 型KCs分泌抗炎因子抑制炎癥反應(yīng)，具有負(fù)性調(diào)節(jié)排斥反應(yīng)的功能[8-9]。

此外，信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT）和干擾素凋節(jié)因子（interferon regulatory factors，IRFs）也可影響KCs的極化[10]。STAT1、STAT3、STAT5和STAT6磷酸化后可以很好地調(diào)節(jié)KCs的極化及其活性。核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）的優(yōu)勢活化、STAT1、IRF3、IRF5和IRF8的磷酸化可以促進(jìn)M1 型KCs極化，增加細(xì)胞毒性和促炎反應(yīng)。M1 型KCs分泌白細(xì)胞介素引發(fā)局部炎癥，同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞因子間相互作用放大炎癥反應(yīng)，最終可能導(dǎo)致肝移植手術(shù)失敗。M1型KCs是缺血-再灌注過程的主要參與者，能夠通過招募其他免疫細(xì)胞加重缺血-再灌注導(dǎo)致的肝細(xì)胞損傷。KCs向M1型極化后，抗原提呈能力提升，從而在免疫反應(yīng)中發(fā)揮正向增強(qiáng)作用，導(dǎo)致移植后急性排斥反應(yīng)加重[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，M2 型KCs可以減少促炎因子的分泌，增加IL-10、TNF-β等抗炎因子的分泌，有利于肝移植術(shù)后免疫耐受的形成。其中，IL-10可抑制NF-κB的活化，并強(qiáng)烈抑制TNF-α、IL-1β、IFN-γ、IL-2和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-2的分泌，從而減輕肝移植后的缺血再灌注損傷[10，12]。而STAT3、STAT5和STAT6的磷酸化激活有利于M2型KCs極化[13]。IL-34在M2型KCs極化依賴性急性排斥反應(yīng)（acute rejection，AR）的大鼠肝移植中起重要的免疫抑制作用[14]。另外有研究發(fā)現(xiàn)IL-34在體外通過PI3K/Akt途徑將具有M1型分化傾向的KCs轉(zhuǎn)換為M2型KCs。

3 KCs參與肝移植術(shù)后T淋巴細(xì)胞的活化和分化

目前免疫學(xué)研究認(rèn)為肝移植后免疫耐受與T淋巴細(xì)胞活化和分化有著密不可分的聯(lián)系，肝移植后的免疫應(yīng)答主要由T淋巴細(xì)胞驅(qū)動(dòng)[15]?，F(xiàn)已知T淋巴細(xì)胞活化需要通過兩個(gè)信號途徑激活：T淋巴細(xì)胞活化的第一信號為抗原呈遞細(xì)胞（antigen-presenting cells，APCs）將抗原肽-MHC分子復(fù)合物提呈給T淋巴細(xì)胞，T細(xì)胞抗原受體（TCR）特異性識別抗原肽-MHC分子復(fù)合物，使CD4 與MHC-Ⅱ類分子結(jié)合，CD3與CD4向下激活與之相連的酪氨酸激酶，啟動(dòng)級聯(lián)反應(yīng)。T淋巴細(xì)胞活化的第二信號為T淋巴細(xì)胞與APC表面多個(gè)共刺激分子對相互識別結(jié)合。雙信號激活后，PLC-PKC、IP3及PI3K-Ras-MAPK信號通路激活各種轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖和分化[16]。KCs較常處于腸道來源的病原體環(huán)境中，在正常生理?xiàng)l件下為了維持穩(wěn)態(tài)和避免過度炎癥反應(yīng)對自身的損傷，自動(dòng)地降低自身的抗原呈遞作用。但是，一旦受到INF-γ等刺激時(shí)，KCs發(fā)揮其抗原呈遞作用，可以迅速激活T淋巴細(xì)胞并啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)[17-18]。

T淋巴細(xì)胞激活后，可繼續(xù)分化為Th1、Th2、Th17和Tregs等輔助性T淋巴細(xì)胞。Th1/Th17與Th2/Treg維持相互平衡狀態(tài)是擁有正常免疫功能的基礎(chǔ)，而其功能的異?；蚴Ш?，可引起多種免疫性疾病。Th1釋放的細(xì)胞因子如IL-2、IFN-γ，Th17釋放的細(xì)胞因子如IL-17、IL-23等，都具有促進(jìn)炎癥細(xì)胞聚集、增加炎癥相關(guān)細(xì)胞因子釋放、加速肝細(xì)胞壞死凋亡和正向參與免疫調(diào)節(jié)的作用。這些細(xì)胞因子與移植術(shù)后缺血再灌注損傷、AR的發(fā)生密切相關(guān)，并可以抑制Th2 的分化。Th2 釋放的細(xì)胞因子如IL-4、IL-10、IL-13等，Tregs釋放的細(xì)胞因子如IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等，都具有降低免疫應(yīng)答的作用，與移植后增加免疫耐受密切相關(guān)[19-22]。肝移植后激活的KCs既可以上調(diào)MHC-Ⅱ類抗原和共刺激分子的表達(dá)，以提高抗原提呈作用，正向誘導(dǎo)Th1細(xì)胞因子的分泌，從而激活更多T淋巴細(xì)胞而誘發(fā)AR；也可以促進(jìn)Th2 細(xì)胞因子的分泌，從而抑制免疫的過度反應(yīng)[23]。目前，KCs對Th1/Th17與Th2/Treg維持穩(wěn)態(tài)的雙重調(diào)控機(jī)制仍需探索。

4 KCs誘導(dǎo)肝移植術(shù)后T淋巴細(xì)胞凋亡

Fas和FasL是一對誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的膜表面蛋白，F(xiàn)asL與Fas特異性結(jié)合后，將凋亡信號傳導(dǎo)至靶細(xì)胞，導(dǎo)致表達(dá)Fas的T細(xì)胞死亡。T淋巴細(xì)胞作為免疫活性細(xì)胞，能表達(dá)Fas受體[24-25]。而激活后的KCs通過NF-κB途徑，既可以誘導(dǎo)細(xì)胞因子、免疫黏附分子的產(chǎn)生參與免疫調(diào)節(jié)，又可以促進(jìn)FasL的表達(dá)，從而誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞凋亡[24]。T淋巴細(xì)胞凋亡可一定程度達(dá)到肝移植的免疫耐受狀態(tài)，主要原因是移植后反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞的缺失[15]。有研究證明，在大鼠肝移植耐受模型中，KCs中FasL表達(dá)水平較急性排斥模型明顯升高，活化T淋巴細(xì)胞凋亡增加，而用三氯化釓封閉KCs功能后，F(xiàn)asL水平下降，T淋巴細(xì)胞凋亡減少，這恰恰印證了上述觀點(diǎn)[26-27]。

5 KCs在肝移植術(shù)后清除凋亡細(xì)胞與免疫耐受

腸道微生物與免疫系統(tǒng)有著相互平衡的關(guān)系。肝移植后腸道微生物群的變化與肝移植受者的感染情況以及是否發(fā)生AR之間有著密切聯(lián)系。由腸源性因素誘發(fā)的感染已經(jīng)成為肝移植術(shù)后的主要并發(fā)癥，嚴(yán)重影響著移植物的存活情況。門靜脈匯集了來自腸道的靜脈血，其中可能包含各種病原體、衰老并有損傷的紅細(xì)胞和腸道細(xì)菌毒素等。KCs粘附在肝臟的血管內(nèi)皮細(xì)胞周圍，等待捕獲隨血液流動(dòng)的病原體及凋亡細(xì)胞[28]。此外，KCs作為一種抗原提呈細(xì)胞，在先天免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)之間架起了一座橋梁。KCs可被許多可吞噬的顆粒和可溶性物質(zhì)所激活，激活的KCs在肝移植術(shù)后清除凋亡細(xì)胞的過程中發(fā)揮著重要作用[29]。

肝移植術(shù)后發(fā)生的細(xì)胞凋亡及KCs對凋亡細(xì)胞的清除是維持免疫耐受的關(guān)鍵因素。細(xì)胞凋亡一般不會引起過度的炎癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡通過多種機(jī)制受到嚴(yán)格控制和調(diào)節(jié)，包括Fas/FasL相互作用、細(xì)胞因子如TNF-α和TGF-β等的影響。肝臟中凋亡細(xì)胞的清除有賴于KCs和內(nèi)皮細(xì)胞。凋亡細(xì)胞的不完全清除會使凋亡細(xì)胞積聚并導(dǎo)致移植物損傷，釋放大量促炎因子，從而加重急性排斥反應(yīng)[30]。

肝移植術(shù)后易出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，KCs無法正常清除凋亡細(xì)胞時(shí)會增加局部微環(huán)境抗炎因子含量。目前研究發(fā)現(xiàn)，肝移植引起的肝臟炎癥反應(yīng)主要由中性粒細(xì)胞和KCs釋放的炎癥相關(guān)細(xì)胞因子共同作用所致。中性粒細(xì)胞和KCs活化有關(guān)的趨化因子包括CCL2、CCL3、CCL5、CCL7、CCL8、CCL13、CCL17和CCL22。在肝移植后，這些炎癥相關(guān)細(xì)胞因子、趨化因子的活化程度更高，這些物質(zhì)聚集更易引發(fā)炎癥反應(yīng)及加重免疫排斥反應(yīng)[31]。因此，凋亡細(xì)胞及時(shí)清除與免疫耐受微環(huán)境形成密切相關(guān)。KCs誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡或KCs及時(shí)清除凋亡細(xì)胞是建立免疫耐受的基礎(chǔ)。

6 小結(jié)

KCs對先天性和適應(yīng)性免疫至關(guān)重要，可以迅速遏制和清除對人體有害的外源性損傷物質(zhì)和免疫反應(yīng)性物質(zhì)。肝移植后，KCs主要參與炎癥反應(yīng)和免疫耐受的相互平衡過程。目前對KCs在肝移植后的免疫耐受調(diào)控機(jī)制仍在不斷的探索當(dāng)中，且由于KCs的發(fā)揮著關(guān)鍵作用，研究以KCs作為調(diào)控的重要靶點(diǎn)誘導(dǎo)肝移植術(shù)后免疫耐受以及肝細(xì)胞再生，可能成為治療肝臟疾病的新方法。