肝臟免疫學研究若干進展與挑戰

楊東亮，劉 嘉，吳 珺，鄭 昕

肝臟是人體重要的代謝和免疫器官，具有合成、代謝、排泄、解毒和免疫等多種功能。由各種原因導致的肝炎、肝硬化和肝臟腫瘤等肝臟疾病是一類嚴重危害人民健康的重要疾病。因此，加強對肝臟免疫學的研究，不僅有助于理解肝臟在生理和病理狀態下的功能變化，也有助于對肝臟疾病防治藥物及策略的研發。隨著科學技術的進步，肝臟免疫學已成為多學科合作研究的熱點并取得了巨大的進展。

1 肝臟免疫細胞

構成肝實質和膽管的細胞約占所有肝臟細胞的70%～80%，剩下的20%～30%非實質肝細胞主要與免疫功能有關，包括肝竇內皮細胞（liver sinusoidal endothelial cell，LSEC）、庫否細胞（Kupffer cell，KC）、肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSC）、NK細胞、NK-T細胞以及 T、B淋巴細胞等[1，2]。

1.1 LSEC LSEC是肝內重要的抗原提呈細胞，因其具有極強的清道夫功能而有助于清除入侵肝內的有害物質。它可通過交叉遞呈的方式將可溶性抗原提呈給CD8+T細胞并誘導CD8+T細胞耐受。在病毒感染或TLR2配體刺激下，LSEC可功能成熟并最終促進CD8+T細胞免疫。LSEC也可通過細胞粘附分子的表達選擇性地捕獲活化后的而非靜止狀態的CD8+T細胞，從而在免疫應答結束后清除多余的T細胞。此外，LSEC還可通過降低肝內炎癥性CD4+T細胞活性、誘導調節性CD4+T細胞的產生，從而減輕肝內炎癥。在未來的免疫治療策略中，利用LSECs的這些特殊免疫特性，可能有助于克服肝臟的慢性病毒感染[3]。

1.2 KC KC是附著于肝竇內皮細胞上的可移動的巨噬細胞，能被細菌的脂多糖（LPS）和超抗原等內毒素型刺激物激活，釋放急性期蛋白、細胞因子和趨化因子。這些活性介質又可激活肝內定居的NK細胞和NK-T細胞，進而清除外來的異物，有助于維持肝臟的免疫耐受狀態。KC還通過產生前列腺素E2抑制樹突狀細胞（DC），激活抗原特異性T細胞。研究發現，KC來源的IL-10可降低LSEC的MHC II類分子和共刺激分子的表達。KC與LSEC或Treg的密切相互作用可能與肝臟的耐受能力有關。此外，KC細胞與LSEC協同作用，通過啟動致病的竇內血栓形成，參與了Con A誘導的急性肝衰竭的發病過程[4，5]。

1.3 NK細胞和NK-T細胞 肝臟內存在大量的NK細胞，其中有一種重要的亞型同時具備T細胞的特征，即NKT亞型。I型和II型兩種不同的NKT細胞亞群具有不同的抗原識別模式，在炎癥性肝病中具有相反的作用。NK細胞為CD3+和CD56+，可通過抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（ADCC）和分泌細胞因子參與針對胞內病原體的天然免疫應答，并且在對病毒感染的細胞和腫瘤細胞的免疫清除中具有特殊的作用。最近的研究表明，NK細胞也參與免疫記憶反應，且與T細胞記憶具有一些共同的特征，如記憶形成的相似階段和對抗原再刺激更有效的反應等。但是，NK細胞記憶的具體機制尚不清楚，NK細胞識別抗原的時間和地點，以及為什么記憶NK細胞會保留在肝臟中都是需要深入研究的[6-9]。

1.4 肝臟2型天然淋巴樣細胞（innate lymphoid cells，ILC-2） ILC是近年來發現的反映適應性T淋巴細胞功能的異質性免疫細胞群。然而，ILC缺乏特異性抗原受體，細胞活化依賴于環境細胞因子，使其成為免疫反應的早期調節因子。ILC-2對白介素-25和-33等警報素產生應答，并通過表達IL-5和IL-13，形成與Th2相關的免疫。此外，ILC-2表達表皮生長因子樣分子雙調節蛋白，促進炎癥過程中損傷組織的再生。越來越多的證據表明ILC-2在急性和慢性肝臟炎癥中發揮作用，但其具體機制和干預靶點尚未明了[10]。

1.5 粘膜相關恒定T細胞（mucosal-associated invariant T cell，MAIT） MAIT細胞是具有效應記憶表型的天然樣（innate-like）T細胞。人肝臟中富含的MAIT優先定位于門管區的膽管附近，可被炎癥細胞因子和微生物抗原激活并產生IFN-γ、TNF-α和IL-17。在慢性炎癥性肝病如慢性乙型和丙型肝炎、酒精性和非酒精性脂肪性肝炎、原發性硬化性膽管炎時，MAIT細胞的出現頻率顯著降低可能影響肝臟免疫監測功能，從而增加感染的易感性[11]。

2 肝臟內抗病毒免疫應答

2.1 病毒感染初期T細胞反應的肝內調控 對于嗜肝病毒感染，恰當的抗病毒T細胞反應不僅可以清除病毒，同時也可減輕免疫介導的病理學反應。相反，一旦肝臟抗病毒免疫失調，如T細胞功能耗竭，可導致病毒持續存在，最終形成肝硬化和肝癌。研究表明，病毒感染初期T細胞反應的肝臟調控是疾病進展的關鍵事件和決定因素。肝細胞在肝臟免疫微環境中具有雙重作用。一方面，它們作為肝內的APC發揮作用，能夠在病毒感染的早期啟動T細胞應答；另一方面，它們通過共抑制信號、抗炎細胞因子的產生和免疫抑制細胞的誘導，抑制效應T細胞的反應，從而誘導肝臟耐受，減輕肝臟損傷[12]。

2.2 慢性肝炎病毒感染的免疫控制 特異性CD8+T細胞功能缺陷或耗竭是導致HBV慢性感染的重要因素之一，其機制尚未完全闡明。共刺激分子CD100可被基質金屬蛋白酶（MMP）剪切從細胞膜表面釋放，形成可溶性CD100（sCD100），并在APCs和T細胞活化及分化中發揮關鍵性作用。我們近期研究發現，急性HBV感染可誘導肝內及外周MMP2表達水平升高并進而介導mCD100的剪切和sCD100的釋放，后者可促進HBV特異性CD8+T細胞應答，從而參與清除病毒感染的進程。慢性HBV感染患者體內MMP2和sCD100表達水平低下可能是其病毒特異性T細胞應答障礙的形成機制之一。該結果有望為尋找防治慢性HBV感染的新策略提供理論依據[13]。

對HCV感染的適應性免疫反應主要由CD8+T細胞介導，CD8+T細胞通過溶細胞和非溶細胞機制清除病毒。CD4+T細胞為CD8+T細胞、APC和B細胞提供輔助作用。我們近期發現我國與德國人群的HLA-A、B類分子表達頻率存在明顯差異，我國人群中存在宿主免疫壓力下HCV 1b型的逃逸突變，且中國和德國人群HCV1b型在免疫壓力下的選擇性逃逸突變不同，提示在不同遺傳背景人群中，HCV 1b型在宿主免疫壓力下的選擇性逃逸突變有差異。此外，我們還發現了HCV 1b型新的HLA-A*11限制性表位，通過實驗證實在免疫壓力下，HCV 1b型病毒序列的逃逸突變能夠影響CD8+T細胞應答[14]?？傊?，HCV逃逸突變、DC等APC遞呈HCV抗原的能力受損、Treg細胞的免疫抑制作用、T細胞不能有效活化和功能耗竭、以及肝內耐受性微環境的誘導是HCV持續性感染的重要因素。盡管直接抗病毒藥物（DAA）可以快速有效地清除HCV，但是由于耐藥性的存在以及保護性免疫的局限性，亟待研發有效的丙型肝炎疫苗[15]。

3 自身免疫性疾病

自身免疫性肝炎（autoimmune hepatitis，AIH）是一種免疫性肝損傷。AIH的確切病因尚不清楚，但目前的證據表明，與遺傳和環境因素等多種因素相關。在AIH免疫發病機制中，外周自我耐受性的破壞、FOXP3+調節性T細胞功能受損以及組織水平上效應細胞對抑制的抵抗似乎起著重要作用。AIH主要是一種T淋巴細胞驅動的疾病，但B淋巴細胞也參與了免疫病理進程。天然免疫細胞在初始發病中至關重要，隨之適應性T細胞（Th1、Th17和細胞毒性T細胞）和B細胞反應均參與其中。以類固醇和免疫抑制藥物為主的免疫抑制治療仍是主要治療方法，常常需要終生服藥且有許多副作用。隨著基因組學、蛋白質組學、代謝組學和免疫組學等技術的進步，根據個體的多組學特征提供個性化治療將成為未來方向。加強對AIH免疫發病機制的研究，尤其是對免疫應答與炎癥反應相互關系的認識，將為探索個體化治療新方法奠定基礎[16]。

4 免疫介導的藥物性肝損傷

免疫介導的藥物性肝損傷（drug induced liver injury，DILI）不同于藥物及其代謝產物直接引起的肝臟損傷，其組織學特征包括肝內淋巴細胞炎性浸潤、肉芽腫和嗜酸性粒細胞增多等。再次接觸藥物后可明顯加重。由于缺乏適當的動物模型，其發病機制尚未闡明?；颊呖梢员憩F為自身免疫性肝炎樣的臨床特點，如出現自身抗體和肝臟的淋巴細胞浸潤等，與AIH不易鑒別。因此，有學者稱之為自身免疫樣DILI（autoimmune-like DILI）。只有通過仔細的鑒別診斷，延長隨訪時間，才有可能做出正確的診斷。自身免疫樣DILI分子機制尚未明確。對HLA-多態性的遺傳關聯分析表明，DILI與AIH的相關抗原具有一定聯系，提示T效應淋巴細胞在兩種疾病的肝臟炎癥中發揮作用。然而，對于肝內促炎免疫活性細胞的全面特性以及調節性T細胞在自身免疫樣DILI發病中的確切作用尚不清楚。所以，加強對患者易感性以及藥物代謝、新抗原形成、半抗原化、抗原呈遞、共刺激和共調控等檢查點、促炎和抗炎機制的系統深入研究，將不僅有利于明確DILI發病機制，而且將促進研發更有針對性的治療措施[17]。

5 酒精性與非酒精性肝病

肝臟天然和適應性免疫細胞與酒精性肝病（alcoholic liver disease，ALD）和非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的發病機制密切相關。它們不僅可以抑制ALD和NAFLD發展，在一定條件下也可以導致肝損傷的惡化。一般來說，CD8+T細胞、M1巨噬細胞、B細胞、1型NKT細胞、中性粒細胞和NK細胞分泌促炎細胞因子和趨化因子，導致ALD和NAFLD/NASH的發生。相比之下，M2巨噬細胞、2型NKT細胞和調節性T細胞似乎與保護肝臟免受損傷有關。不同的肝臟免疫細胞，如NK細胞、NKT細胞、KC/巨噬細胞、B和T淋巴細胞、Th17細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞，甚至樹突狀細胞都受到酒精的影響。

此外，過量飲酒會改變胃腸道微生物群的特征和組成，增加細菌和細菌產物的易位，如脂多糖和肽聚糖，從腸道經門靜脈系統進入肝臟。LPS的增加，以及酒精對免疫細胞和肝組織的直接影響，通過刺激TLRs和肝臟免疫細胞（如庫否細胞）上或其內的細胞損傷傳感器激活天然免疫通路。導致多種促炎細胞因子如TNFα、IL-1b、IL-8和IL-17的產生，觸發肝細胞脂肪變性，誘導肝干細胞纖維化通路。此外，趨化因子的產生，如MCP-1和MIF，導致單核細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞浸潤肝組織，這些細胞的活動可以進一步增加炎癥反應，阻礙恢復。酒精及其代謝分解產物乙醛和乙酸鹽，以及酒精代謝過程中產生的ROS，會產生氧化應激，并影響表觀遺傳調控，從而激活促炎通路，如M1巨噬細胞的極化。因此，無論是在動物模型還是臨床研究中，它們已經成為ALD和NAFLD治療的潛在靶點。來自臨床前研究和臨床試驗的證據顯示，在改善脂肪性肝炎、纖維化和代謝狀況方面取得了令人鼓舞的結果[18-21]。

6 肝臟腫瘤

慢性炎癥是肝細胞癌（HCC）進展的關鍵驅動因素。慢性肝損傷引起的炎癥信號持續上調可導致壞死性炎癥、激活免疫細胞、改變細胞生存、增殖信號、促進肝纖維化，并隨后誘導腫瘤的發生。迄今，對于大多數參與慢性肝病進展的各種微生物和危險信號的作用、免疫耐受機制的喪失以及免疫細胞亞群仍未完全了解，研究數據有時似乎相互矛盾。一些免疫細胞的表型在疾病發展過程中似乎發生了改變。天然免疫和適應性免疫應答對于監測和清除惡變的細胞非常重要。在肝臟壞死性炎癥時這些應答過程均被下調，而抗炎細胞因子如IL-10和TGF-β則對抗腫瘤免疫反應產生抑制作用。進一步闡明這些機制將為早期和持續消除潛在的慢性肝損傷、降低HCC和終末期肝病風險提供新的靶點。此外，研發在肝臟高度免疫耐受的環境和嚴密調控的自我保護機制下發揮有效作用的抗肝癌免疫治療藥物和策略仍面臨很大挑戰。篩選HCC新的生物學標志物以及對新的免疫治療產生良好應答的個體化評估體系的建立也至關重要。

7 小結

肝臟免疫學研究進展使得人們對于肝臟實質細胞和非實質細胞在免疫應答中的作用有了更深入的了解，不僅有助于闡明慢性病毒性肝炎、自身免疫性肝病、免疫介導的藥物性肝損傷、酒精性和非酒精性脂肪性肝病以及肝臟腫瘤的發病機制，也為探索和研發治療上述肝臟疾病的新藥和新策略奠定了良好的基礎。但是，由于生物信息學分析工具的滯后、體內外實驗的差異、動物與人體的區別以及缺乏真正模擬人體肝臟疾病模型等因素，在了解肝臟免疫學網絡真面目和防治肝臟疾病方面還有很長的路要走。