免疫細胞在非酒精性脂肪性肝病中的作用機制及研究進展

文章來源：中華肝臟病雜誌, 2017,25(7) : 553-556

作者：鮑軼

摘要

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一類與肥胖相關的代謝性疾病，其發病率有逐年升高的趨勢。根據肝臟病理學形態的不同，目前包括單純性脂肪肝，脂肪性肝炎和脂肪性肝硬化3個疾病狀態。肥胖導致脂肪組織在內臟器官周圍堆積，脂肪細胞分泌脂肪因子的增加（如白細胞介素6）與NAFLD的發生、發展密切相關。另外，肝臟也被認為是一個重要的免疫器官，含有肝臟內固有的巨噬細胞（枯否細胞）,自然殺傷細胞，T淋巴細胞,調節性T淋巴細胞,髓源抑制性細胞及樹突狀細胞等免疫細胞。這些免疫細胞通過分泌一些重要的細胞因子，如腫瘤壞死因子和單核細胞趨化蛋白等參與了NAFLD及非酒精性脂肪性肝炎發生、發展過程中的炎症反應。肝臟局部微環境中高水平的脂肪酸通過抑制肝臟組織中CD4+T淋巴細胞，使CD4+T淋巴細胞在肝臟微環境中的缺失也可能是NAFLD進展為肝硬化及肝細胞肝癌的重要免疫調控異常的因素之一。免疫細胞還可以通過調控肝星狀細胞的活化，影響肝纖維化的發生。現通過回顧這些免疫細胞在NAFLD過程中作用機制的研究，以期為臨床探索控制NAFLD的進展，減輕肝臟纖維化提供治療方向。

肥胖及其相關的代謝綜合征已成為全球流行性疾病，2015年全球12%成人及5%的兒童為肥胖患者[1]。非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是與肥胖相關的代謝綜合征之一，我們通過對NAFLD進展過程中多種免疫細胞調控異常及其對NAFLD作用機制的最新研究進展進行回顧,闡述這些免疫細胞在NAFLD發生、發展中發揮的作用，以期為臨床探索控制NAFLD的進展，減輕肝臟纖維化提供治療思路。

一、脂肪組織既是內分泌器官也是免疫器官

脂肪組織中最主要的成分是脂肪細胞，主要具有儲存脂肪的功能。不過脂肪組織不僅僅是一個能量儲存器官，它還是一個重要的內分泌器官，通過分泌包括脂聯素（adiponectin），瘦素（leptin），單核細胞趨化蛋白，白細胞介素(interlukin，IL) -6等在內的多種炎性細胞因子（也被稱為脂肪因子）[2]，發揮調控慢性炎症、糖類及脂類代謝等作用。在肥胖患者體內，隨著脂肪組織堆積，特別是內臟組織周圍脂肪堆積，會引起多種脂肪因子分泌異常，這與2型糖尿病、動脈粥樣硬化、腫瘤及NAFLD等疾病發生及發展有著密切相關性，比如脂肪細胞來源的IL-6可以進入血液循環，到達肝臟組織，是引起肝臟細胞產生脂肪變性及損傷的誘因之一，而通過使用阻斷IL-6信號通路的抗體後，可以減少肝臟組織內的脂肪聚集[3]。近年來，2型T淋巴輔助細胞、自然殺傷T淋巴細胞（NKT)、調節性T淋巴細胞及巨噬細胞等免疫細胞被陸續發現存在於脂肪組織中，而這些免疫細胞與脂肪細胞之間存在著相互調控作用[4，5]，因此脂肪組織還可以被認為是一個免疫器官，參與先天性感染抵抗，創傷癒合及炎症反應[6]。

二、免疫細胞在NAFLD中的作用機制

NAFLD在亞洲人群的發病率為5%~18%，而在西方發達國家發病率在20%~30%。NAFLD定義為並非由於乙醇及藥物的誘導下產生肝臟內脂肪成分蓄積超過5%。根據肝臟的病理狀態不同，包括單純性脂肪肝，非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)和脂肪性肝硬化3個疾病[7]，也是NAFLD動態的病理進展過程。在NAFLD中，大約有10%~20%是NASH患者，其臨床病理表現為肝細胞的氣球樣變性及壞死，肝臟炎性細胞的浸潤及肝臟的纖維化[8]，部分患者發展為肝硬化，甚至是肝細胞癌變。隨著肥胖人群所佔比例日益增高，NAFLD發病率近幾年也呈迅速增長的趨勢，而NASH也將有可能超過病毒性肝炎，成為肝硬化的主要病因。在肝臟組織中，肝細胞約佔60%~70%，發揮著糖脂代謝、分泌膽汁及解毒的功能；肝臟中還存在肝竇內皮細胞及肝星狀細胞，是參與肝臟炎症反應向肝纖維化轉化過程中的重要細胞類型。另外，肝臟也被認為是一個重要的免疫器官，含有自然殺傷細胞、巨噬細胞及調節性T淋巴細胞（Tregs）等免疫細胞，NASH發生過程中參與炎症反應[9]。

1．枯否細胞（kupffer cells，KC)：

KC是肝內巨噬細胞(macrophages) ，是存在於肝臟內固有的，數目最多的免疫細胞。巨噬細胞是一種具有吞噬死亡細胞殘片和病原體的白細胞，常位於組織內發揮作用。體內的巨噬細胞和其他細胞一樣存在正常的凋亡，但當巨噬細胞死亡發生抑制時，機體就會產生異常的免疫反應，從而對自身正常細胞進行破壞性攻擊，導致自身免疫反應。在NASH發生髮展過程中，KC能吞噬凋亡的肝細胞；另外通過進一步研究結果顯示肝臟內存在兩群不同來源的KC，一群是由肝臟組織內的KC前體細胞分化產生，而另一群是由骨髓或血液中的單核細胞遷移至肝臟分化而成，雖然目前還不清楚外周循環遷移至肝臟的單核細胞是如何分化為KC的，也沒有發現明確標誌物區分這兩群KC,不過有研究結果顯示外源性KC在肥胖患者產生NASH的過程中發揮重要作用[10]。NASH初始階段KC通過分泌腫瘤壞死因子和單核細胞趨化蛋白等細胞因子，可以增加肝臟組織中外周血來源的單核細胞浸潤，而使用藥物清除這些浸潤的單核細胞，可以減輕肝臟纖維化和肝硬化[11]。因此，這些研究結果提示我們通過選擇性清除體內的巨噬細胞以減輕由肥胖引起的慢性炎症反應[11]。另外，KC還可以協同NKT細胞，加重NASH引起的肝損傷[12]。

2．T淋巴細胞：

T淋巴細胞來源於骨髓內的造血多能幹細胞，由前T淋巴細胞隨血循環遷移至胸腺(thymus)誘導分化成熟,因此該群淋巴細胞被稱為T淋巴細胞。根據T淋巴細胞表面表達CD4及CD8分子的不同，可分為CD4+和CD8+T淋巴細胞。CD4+的T淋巴細胞通常被稱為T輔助細胞，進一步細分為Th1型（表達干擾素γ，IL-2和腫瘤壞死因子），Th2型（表達IL-4，IL-5）、Th17型（表達IL-17）及Tregs等各類亞型。CD4+T淋巴細胞可以通過識別組織相容性抗原-Ⅱ分子而活化分泌相應的細胞因子，參與體內細胞和體液免疫的調控；而CD8+T淋巴細胞通常又被稱為殺傷性T淋巴細胞，可以通過識別組織相容性抗原-Ⅰ分子，細胞被激活後釋放細胞毒顆粒導致靶細胞的凋亡。CD4+T淋巴細胞在惡性腫瘤、免疫缺陷綜合征患者中數量會下降。研究報道CD45+的記憶性CD4+和CD8+的T淋巴細胞在NASH外周血中明顯的升高[13]；不過最新研究結果提示在脂質代謝紊亂的NAFLD小鼠模型及NAFLD患者肝臟局部的微環境中，CD4+T淋巴細胞比例和數量都有所降低，而CD8+T淋巴細胞數量並未發生改變[14]。CD4+T輔助細胞在NAFLD肝臟組織中數量的下降可以與高含量的脂肪酸加劇其凋亡有關，而通過抑制活性氧，可以恢復NAFLD小鼠肝臟中CD4+細胞的數量，並且延緩NAFLD向肝細胞肝癌轉變的傾向[14]，因此CD4+細胞在肝臟微環境中的缺失可能是NAFLD進展為肝硬化及肝細胞肝癌的重要免疫調控異常的因素之一。

Tregs是一群表型為CD4+CD25+FOXP3+的免疫調節細胞，主要存在於脾臟或淋巴結中，起著調控其他T淋巴細胞的作用[15]。最近，內臟脂肪組織中也被發現存在Tregs，在成年小鼠內臟脂肪組織，其比例佔CD4+細胞的50%~70%，遠遠高於皮下脂肪組織。研究結果顯示肥胖導致的慢性炎症反應和胰島素抵抗與脂肪Tregs成反比[16]；通過清除脂肪組織中的Tregs,可以重塑胰島素的敏感性[17]，而通過腹腔注射人重組細胞因子IL-2增加肥胖小鼠體內Tregs數量，可以減輕動脈粥樣硬化。應用糖尿病藥物噻唑烷二酮（一類作用於核受體PPAR-γ而增強胰島素的敏感性的藥物）也可以通過增加體內Tregs積聚，參與降血糖作用[18]。通過對Tregs在肥胖小鼠伴有NAFLD的肝臟組織中研究，儘管發現其比例未發生明顯改變但是數量有所下降[14]，提示其有影響NAFLD過程中肝臟損傷作用。不過需要明確的一點是上述研究均在小鼠體內完成，目前Tregs在人體中參與NAFLD的作用機制研究報道不多，因此通過調控Tregs數量是否可以提高肥胖患者胰島素的敏感性，作為治療胰島素抵抗型糖尿病的新型靶點是今後需要深入研究的重要問題。

Th17細胞是一類最近被廣泛研究的T輔助細胞，能分泌多種細胞因子，如IL-17（IL-17A, IL-17F），IL-21，IL-22和腫瘤壞死因子等。在正常機體，Th17和Tregs細胞被認為是體內的一對平衡細胞，其中Th17發揮炎症作用，而Tregs則起著免疫耐受作用。在NAFLD患者體內，Th17細胞在肝臟中的浸潤增加，通過分泌細胞因子IL-17，促進NAFLD患者肝臟的局部炎性反應，加劇肝臟從單純性脂肪肝向NASH轉變，通過流式細胞學檢測發現NASH患者外周血及肝內Th17/Treg比值都顯著高於單純性脂肪肝；另外，IL-17-/-的小鼠顯示出具有抑制脂肪性肝炎及肝硬化發生的表型[19]。

3．髓源抑制性細胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)：

MDSCs是近幾年來備受關注的調控組織微環境的一類免疫抑制細胞。2007年首次提出了MDSCs的概念，MDSCs是一群來源於骨髓祖細胞和未成熟髓細胞的、具有多方向分化潛能和免疫抑制功能的異質細胞，是樹突狀細胞、巨噬細胞和(或)粒細胞的前體[20]。腫瘤細胞可通過分泌多種細胞因子動員骨髓造血前體細胞向MDSCs分化、增殖，並向器官和腫瘤組織中遷移。人類外周循環中最起碼存在兩種類型的MDSCs，分別命名為粒細胞型MDSCs (granulocytic MDSCs)，分子表型CD33+CD11b+CD14-HLADR-，另一類是單核細胞型MDSCs （monocytic MDSCs），分子表型CD33+CD11b+CD14+HLADR-[21]。而小鼠體內的MDSCs較人體簡單，目前只發現了一類表型為Gr-1+CD11b+的髓樣抑制細胞[22]。MDSCs可誘導生成Tregs增加，通過促進IL-10等免疫抑制性介質釋放，發揮其免疫調控作用[23]。目前MDSCs在肥胖及其相關的代謝性疾病研究較少，我們課題組最近發現與正常健康患者相比，在肥胖患者外周血中單核型MDSCs比例顯著升高，同時與外周血清中丙氨酸氨基轉移酶及天冬氨酸氨基轉移酶的濃度成正比，提示單核型MDSCs可能參與NAFLD及NASH中的肝細胞破壞[24]。在HFD小鼠誘導產生的NAFLD的肝臟組織中，MDSCs的數量較正常對照組明顯增加[25]。這一研究也支持了我們的研究結果。目前還不清楚是什麼原因導致肝臟聚積的MDSCs增加，以及其數量的增加是否對調控NASH、肝纖維化及肝細胞癌變起到直接作用。

4．其他免疫細胞：

其他的一些免疫細胞，包括中性粒細胞（neutrophil）、樹突狀（DC）細胞及自然殺傷細胞也被發現對NAFLD的發生和發展起重要作用。中性粒細胞和淋巴細胞（lymphocyte）的比例（N/L）被用來作為一個預測NASH及NAFLD患者肝纖維化進展的指標[26]；中性粒細胞和肝星狀細胞(HSC)共培養，可以刺激HSC激活，從而影響肝纖維化過程。在肝臟組織中還發現有DC細胞的存在，可能起到平衡Th17細胞和Tregs細胞在肝臟內的功能，DC細胞的減少可以加劇NAFLD患者肝纖維化的發生。另外，在缺乏NKT淋巴細胞的CD1d-/-小鼠模型，表型為體質量下降，脂肪堆積減少及胰島素敏感性增加，而在人體的研究發現，進展期的NASH患者肝臟中NKT聚積增加，而且其含量和肝纖維化的程度呈正相關[27]。

三、免疫細胞對HSC的調控

肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSCs）是肝竇周圍富含脂質小滴和肝纖維化存在密切關係的一群細胞，分為靜息性HSC（quiescent HSC，Q-HSC）和活化HSC。Q-HSC位於Disse間隙中，包繞在肝竇周圍，是體內最主要的維生素A儲存和代謝細胞[8]。Q-HSC具有上皮及脂肪細胞表型，表達多種脂肪細胞轉錄因子如過氧化物酶體增殖物激活受體和固醇調節元件結合蛋白-1C[8]。隨著HSCs的活化，細胞會失去脂肪細胞表型，轉變為肌成纖維細胞樣HSCs，失去了其脂滴儲存的維生素A，而轉化為表達α-平滑肌肌動蛋白，可大量合成膠原蛋白及纖維連接蛋白等多種細胞外基質成分，並分泌炎性細胞因子，因此HSCs活化是導致肝纖維化的重要機制。通過以往的研究發現KC、中性粒細胞和NKT淋巴細胞都可以激活HSCs，最近也有研究報道通過分離小鼠肝臟內的HSCs，IL-17A可以增加其IL-6、α-平滑肌肌動蛋白和轉化生長因子（TGF）β的基因表達，而阻斷IL-17A的信號通路，可以抑制HSCs的激活及膠原蛋白的合成[28]；而通過體外對人肝星狀細胞系LX2的研究，發現IL-17A通過上調HSCs表面的TGFβ受體，從而增加肝臟纖維化基因的表達，成為肝纖維化的誘導因素，臨床通過藥物阻斷IL-17A的信號通路，可以作為減緩NAFLD過程中肝臟纖維化的程度。目前，尚缺乏MDSCs是否對HSCs存在直接調控作用的相關報道，不過最新的一項研究提示HSCs可能是導致骨髓MDSCs向肝臟組織聚集的重要原因之一。

參考文獻（略）

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