Kupffer細胞在原發性膽汁性膽管炎發生發展中的作用

付海艷， 唐映梅

昆明醫科大學第二附屬醫院 消化內科， 昆明 650000

原發性膽汁性膽管炎(PBC)是一種免疫介導的慢性膽汁淤積性肝病，其主要是由于免疫介導引起膽管上皮細胞破壞[1]。世界上第1例報道[2]的PBC是在1851年，由Addison和Gull報道了1例并發黃疸、肝臟腫大的女性PBC患者。隨著對疾病認識的不斷增加，PBC發病率也逐年升高[3]。作為一種典型的慢性進展性肝臟疾病，目前尚無治愈的有效方法，約有30%的患者對熊去氧膽酸不應答[4]，肝移植術后PBC復發率在17%～53%[5-6]。

PBC由多因素致病，環境因素、遺傳、免疫等均可參與其發病，目前免疫作為始動因素參與疾病的證據相對較多。T淋巴細胞和幾種固有免疫細胞浸潤到受損的門靜脈周圍，免疫系統和靶細胞膽管上皮細胞之間的交互作用參與了PBC的發病[7]。

歐洲和東亞的全基因組關聯研究(GWASs)發現在PBC中存在40多個易感基因，來自日本的GWASs聯合mRNA微陣列分析1920例PBC患者后發現，Kupffer細胞中的基因僅與疾病易感性相關，而其他免疫細胞還與疾病活動性相關。實際上，PBC病期中的每個階段，Kupffer細胞的數量均顯著增加，說明Kupffer細胞在PBC中的作用是極其獨特的，需要更深入研究其變化和PBC之間的關系[8]。

1 Kupffer細胞極化的特點及調控機制

Kupffer細胞是肝臟中的常駐巨噬細胞，定植于肝竇和竇間隙,占巨噬細胞總數的80%～90%,負責調控肝臟常駐細胞和招募其他細胞進入肝臟[9]，在宿主防御和抗炎方面都具有重要作用，是炎癥和纖維化的起始、播散和消退的關鍵參與者。Kupffer細胞異質性顯著，亞群功能受膽汁酸、外界環境等多種因素影響。據活化方式不同分為M1亞群和M2亞群。M1亞群分泌TNFα、IFNγ、IL-1、IL-12，介導組織炎癥損傷；M2亞群分泌IL-10、IL-4、IL-13、TGFβ、VEGF，下調炎癥和修復，正常情況下二者處于穩態。如在有毒物質暴露發生后，炎癥介質過量產生，傾向細胞毒性的M1，如果傾向M2，則會發生纖維化或者腫瘤[10]。在PBC患者也發現了類似的現象，肝內可見Kupffer細胞向M1表型轉換，且在匯管區尤其顯著，與肝臟炎癥程度正相關[11]。不僅在肝臟中存在這種情況，PBC患者外周血中的巨噬細胞也存在M1/M2轉化的關系，而且可能與Mer受體相關[12]。

筆者發現，Kupffer細胞通過NKG2D/RAE-1調控自然殺傷細胞參與PBC小鼠疾病的發生[13]。在PBC小鼠模型肝臟中，Kupffer細胞被活化，IL-6、IL-10、IL-12、IL-18、TNFα升高，參與疾病進展。在膽汁淤積性肝損傷中，活化的Kupffer細胞會分泌多種細胞因子，從而引發肝臟炎癥和宿主免疫反應[14]。膽道結扎術作為膽汁淤積性肝病常用的動物造模方法，是研究PBC常用的方法。研究[14]發現，與假手術相比，膽道結扎后小鼠肝臟Kupffer細胞的功能發生了改變，不僅細胞因子分泌增多，還出現細菌清除障礙。PBC作為典型的膽汁淤積性肝病，膽汁酸的積累可能與Kupffer細胞改變肝臟的免疫應答有關。Osawa等[15]研究發現，在膽道結扎后的小鼠中，Kupffer細胞可以誘導肝細胞存活和再生，這種保護作用是肝細胞上的蛋白激酶通過Kupffer細胞上鞘磷酸酶實現的。PBC時，Kupffer細胞無法有效去除受損細胞，導致暴露于未修飾的線粒體抗原和繼發性壞死物質的積累，這與炎癥的發生和擴展有關[16]。活化的Kupffer細胞激活膽管細胞上的CD40，提供了放大慢性炎癥和損傷膽管的分子機制，可能經由CD154/CD40介導組織損傷和膽管損傷[17]。

2 激活的Kupffer細胞在PBC中的作用

Kupffer細胞一旦被激活，表型發生改變，肝細胞及膽管細胞炎癥壞死程度發生變化，肝纖維化和氧化損傷、衰老等相關基因表達改變，導致PBC發生發展。

2.1 炎癥和腸肝軸 肝臟和腸道共同構成人體的防御系統，即腸-肝軸。腸道屏障是機體抵御細菌、毒素和外來物質抗原的第一道屏障，肝臟與腸道密切相連，肝臟通過膽汁排泄影響腸道菌群的結構，而腸道菌群的變化又可導致肝臟疾病[18]。生理狀態下，膽管上皮細胞處于靜止狀態，進入門靜脈的腸道菌群及其代謝產物可能是打破膽管上皮細胞免疫耐受的重要因素，經病原體識別模式受體識別細菌及代謝物的膽管上皮細胞被激活，釋放促炎、促纖維形成介質，蛋白沉積、膽管反復損傷并纖維化重塑，膽汁代謝障礙，進一步影響腸道菌群，導致膽管及肝臟炎癥持續存在[19]。

脂多糖(LPS)是革蘭陰性細菌細胞壁的主要成分，是機體免疫系統有效的激活劑。已有研究證實PBC患者中LPS增高，LPS積累后與Kupffer細胞表面受體復合物結合，導致大量細胞因子產生，誘導免疫應答和人炎癥反應，促進肝臟炎癥和病理損傷。LPS可以和Kupffer細胞表面的CD14受體結合，招募T淋巴細胞和B淋巴細胞，導致TNFα、IL-1β、IL-6、IL-12等細胞因子的釋放。內毒素、細菌的代謝產物、蛋白質等均可作為Toll樣受體4(TLR4)的激動劑，能激活TLR4信號和Kupffer細胞[20]。激活的TLR4也可轉移至胞內溶酶體，招募含有保守TRAM結構域、TNF受體相關因子3蛋白和其他蛋白，進而發生磷酸化和干擾素反應[21]。

2.2 氧化應激 氧化應激是指活性氧和活性氮的產生與機體抗氧化防御系統的清除之間失衡，導致活性氧和活性氮產生過多，造成機體組織細胞之間的損傷。同時，活性氧和活性氮可以增加促炎細胞的表達和Kupffer細胞的活化。而炎癥進展可進一步加劇氧化應激反應。二者之間存在級聯擴大作用。PBC在免疫反應啟動后，細胞凋亡繼發于氧化應激和DNA損傷，被認為與膽道細胞破壞進展有關。核因子相關因子2(Nrf2)/HELCH樣ECH關聯蛋白1(Keap1)是經典的抗氧化應激的途徑之一。PBC時，氧化應激反應啟動，破壞Nrf2-Keap1的相互作用，會導致Nrf2的積累，機體防御機制減弱，加重肝損傷。另外，c-Jun N端激酶(JNK)和p38 MAP激酶以及轉錄因子AP-1也參與氧化應激反應[22]。治療PBC的標準藥物熊去氧膽酸則可通過激活磷脂酰肌醇3羥基激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)促進Nrf2轉位入核發揮抗氧化作用，進而減輕肝內膽管炎癥[23]。

如果巨噬細胞無法控制活性氧的產生，細胞促炎活性增加。而且，任何細胞產生的活性氧都可以抑制Kupffer細胞的抗氧化還原能力和氧化還原敏感性信號通路。活性氧協同其他氧化應激介質，比如總超氧化物歧化酶、丙二醛等，誘發肝細胞損傷、凋亡，進展至肝纖維化甚至肝硬化[24]。Kupffer細胞的激活和活性氧的產生形成一個正反饋回路，疾病不斷進展。

2.3 肝纖維化 Kupffer細胞來源的高遷移率族蛋白1通過激活肝星狀細胞的晚期糖基化終末產物受體激活磷酸化絲裂原活化蛋白激酶(pMEK1/2)、磷酸化細胞外信號調節激酶(pERK1/2)通路，增加Ⅰ型膠原蛋白沉積，參與肝纖維化的發生發展[25]。肝纖維化時，金屬蛋白酶抑制因子高表達，TGFβ主要在Kupffer細胞中表達，過量的TGFβ可影響過氧化氫的清除，導致肝臟中過氧化氫大量積累，誘發氧化應激、炎癥等一系列連鎖反應。在嚙齒類動物模型中，巨噬細胞特異性缺失Atg5或者肝竇內皮細胞特異性缺失Atg7，可導致動物模型的肝纖維化加速進展[26-27]。一項研究[28]發現，肝纖維化中M1表型可能受干擾素調節因子5的調節，該因子在肝纖維化的小鼠和人類受試者的Kupffer細胞中表達明顯異常，可能成為干預纖維化治療的新靶點。

2.4 肝癌 既往觀念認為，肝癌常發生于慢性HBV和HCV感染者，但隨著PBC發病率的上升，診療水平不斷提高，PBC患者生存期延長，其發生肝癌的概率亦明顯增加，國外報道[29-30]其發生率為0.76%～5.9%，國內報道[31-32]為2.57%～5.2%。Kupffer細胞分泌炎癥因子改變了肝臟的微環境，在肝癌的發生、轉移、侵襲和預后中均起到重要作用。NF-κB是維持肝臟內環境穩定的重要因子，肝臟Kupffer細胞表達的Tax1BP1可以通過限制NF-κB的表達來延遲肝癌的發展[33]。lncRNA FTX可以通過誘導Kupffer細胞的極化干預二乙基亞硝胺誘導的肝癌形成[34]。研究發現，Kupffer細胞通過在肝癌環境中誘導T淋巴細胞耐受和功能失衡來抑制抗腫瘤活性。已有動物研究[35]證實，Kupffer細胞可以作為不完全的抗原呈遞細胞來誘導T淋巴細胞耐受。有關研究進一步支持了這一觀點，人Kupffer細胞表現出致耐受性的表型，并積聚在腫瘤周圍表達高水平的PD-L1[36]和半乳凝素9[37]，從而抑制通過激活PD-L1/PD-1和半乳凝素9/TIM-3信號傳導的T淋巴細胞的抗腫瘤作用。

2.5 炎癥、氧化應激、纖維化和腫瘤之間的聯系 PBC從最初的炎癥、氧化應激進展到纖維化甚至肝癌，每一個環節并不是獨立發生的，而是相互依存、級聯擴大作用下產生的。免疫反應和各種損傷作用于肝臟，促進Kupffer細胞釋放炎癥因子、趨化因子、過氧化物，導致炎癥反應和氧化應激發生，釋放的趨化因子進一步激活Kupffer細胞，機體為維持肝臟穩態啟動Kupffer細胞的抗炎機制，下調炎癥修復損傷，肝纖維化發生，微環境改變促進腫瘤的發生。炎癥反應可能是疾病發生發展的導火索，Kupffer細胞全程參與PBC的發病過程。

3 總結

Kupffer細胞通過分泌細胞因子參與PBC炎癥的發生發展；活性氧的產生又可以抑制Kupffer細胞的抗氧化還原能力；肝細胞的損傷和修復不斷進行，導致纖維化甚至肝硬化發生、進展，肝癌形成。Kupffer細胞異質性顯著，在維持機體內環境穩態和防御上起到重要作用，針對Kupffer細胞參與PBC發生的機制，調節Kupffer細胞參與的機制通路，可能成為治療PBC的可行靶點。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：付海艷負責查閱文獻，撰寫論文；唐映梅負責修改文章并最后定稿。