肝脏是天然免疫功能的器官

1、肝脏免疫学研究进展及其临床启示复旦大学附属华山医院翁心华张文宏肝脏是一个独特的器官，使人体最大的代谢和解毒器官，但同时也作为一个免疫器官的 观点却被认识欠清。作为人体内最大的实体脏器，其拥有双重血供系统。它通过门脉系统从 肠道获得80%的血供，其中富含细菌产物、环境毒素和食物抗原。余下20%的血供来自肝 动脉系统。富含抗原的血液进入肝脏,通过肝窦网络，被一系列抗原提呈细胞和淋巴细胞所获 取，随之展开一系列极其复杂的免疫应答过程。自然杀伤细胞，自然杀伤T细胞，树突状细 胞,T淋巴细胞，调节性T细胞，B淋巴细胞，枯否细胞，星型细胞等等，构成纷繁复杂的天 然和获得性免疫应答景象。肝脏的免疫应答之所以

2、复杂，还在于肝窦状隙是个特殊的结构， 是无基底膜的空隙结构，所有的免疫细胞可以直接或间接与肝脏细胞进行接触，从而与嗜肝 病原体进行多样化的相互作用，包括免疫清除和免疫耐受的发生。越来越多的的证据提示， 肝脏是人体免疫反应的重要部分，从而被认为是一个免疫器官。近年来无论是肝脏获得性免疫还是天然免疫，均获得大量进展，对我们深刻理解肝脏疾 病的发病机制和探讨新的治疗方案有着极大的临床启示。天然免疫是十分重要的感染防御第一线，它包括物理屏障（比如皮肤和粘膜），化学屏 障，体液因子（补体和干扰素IFNs），吞噬细胞（中性粒细胞和巨噬细胞），淋巴细胞（自 然杀伤细胞NK和自然杀伤T细胞NKT）。但是，最新

3、的证据提示，天然免疫也能通过模式 识别受体（pattern-recognition receptors PRRs）特异性地识别由入侵病原体表达的并被称作 病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns， PAMPs）的特殊结构，从而 特异性地探测到感染。肝细胞通过合成血浆中的补体和分泌型PRRs，在全身天然免疫的控制中扮演重要角色。 这些蛋白编码基因的表达由肝脏特异性转录因子控制，比如肝细胞核因子，核因子-1，和 CCAAT-增强子结合蛋白，这些因子决定了肝脏蛋白表达的特异性。肝脏（主要是肝细胞）是血浆中补体成分生物合成的主要场所，包括：经典途

4、径中的 C1r/s,C2,C4,Cbp；旁路途径中的C3和B因子；凝集素途径的甘露聚糖结合凝集素；甘露聚 糖结合凝集素相关血清蛋白酶1-3和甘露聚糖结合凝集素相关血清蛋白19；补体系统的终 极成分C5,C6,C8和C9。肝脏不仅是分泌型PRRs的主要来源，也表达膜结合型PRRs，比如Toll样受体（Toll like receptors, TLRs）。TLRs是能够识别由微生物表达而非真核细胞表达的的PAMPs的一个蛋白家 族。至今为止已发现了 13种不同的TLRs。它们均可识别特定的PAMPS，并激活特殊的信号 通路和抗微生物反应。肝脏细胞可表达多种TLRs，参与了肝脏的损伤与修复，并涉及许

5、多 肝脏疾病的发病机制。然而，TLRs在肝脏细胞对抗微生物入侵方面的作用并不清楚。TLR4 蛋白在各种肝脏细胞上都能检测到，并很有可能参与了内毒素的摄取和清除、促炎和抗炎细 胞因子的产生、以及反应性氧化应激的启动。此外，肝细胞为其他所有TLRs表达信使RNAs， 它们在肝细胞中的功能仍有待探索。已有研究显示一些TLRs的活化可抑制乙型肝炎病毒 （HBV）和HCV感染，这为治疗肝炎病毒感染提供了新的策略。肝脏是通过由肝窦内皮细胞和Kupffer细胞组成的肝网状内皮系统清除循环系统中的 大分子和微生物的主要阵地。Kupffer细胞占了人体内定居于组织的巨噬细胞总数的80 一 90%。肝窦内皮细胞主

6、要通过5种胞吞受体的内吞功能，负责清除循环中的可溶性大分子和 胶状废物（小于100nm），而Kupffer细胞通过各种受体发挥吞噬作用，负责清除不可溶性 废物。肝脏淋巴细胞富含NK,NKT和TCRyST细胞。NK细胞代表了与B细胞和T细胞不同的 第三类淋巴细胞，不表达呈克隆性分布的抗原受体。人类肝脏淋巴细胞含大约3050%的 NK细胞。在过去几年中，许多研究显示，肝脏NK细胞在对抗肿瘤、病毒、胞内菌和寄生虫的天 然免疫反应中扮演着重要角色。临床研究也显示，NK细胞对原发性肝脏肿瘤和肝脏转移瘤 的天然防御中发挥作用。NKT细胞是同时表达aBTCR （T细胞标记）和NK细胞（C57BL/6 小鼠的

7、NK1.1）表面受体特征的淋巴细胞亚群。有人提出，NKT细胞在联系肝脏天然免疫与 获得性免疫、抗病毒、抗细菌和抗肿瘤防御中扮演重要角色。TCRyST细胞代表了淋巴器官和外周血中的少数T细胞，肝脏淋巴细胞也富含Y5T 细胞。肝脏是体内Y5T细胞最丰富的来源之一。在病毒性肝炎感染者的肝脏中，也发现 Y5T细胞的水平上升。但是，y5T细胞在肝脏中的作用并没有得到很多关注。新的证据 提示，丫5T细胞可能在对抗病毒和细菌感染以及对抗肿瘤形成的天然防御中发挥主要作 用。因此，肝内上升的Y5T细胞水平也可能在对抗病原体和转化细胞的天然防御中发挥重 要作用。天然免疫系统在非感染性肝脏损伤时也能接受来自受损肝细

8、胞的危险信号，从而导致炎 性反应。这种所谓的无菌性炎症不仅导致肝脏损伤，亦能反过来参与肝脏修复。乙酰氨基酚 的肝毒性和缺血/再灌注肝损伤与无菌性中性粒细胞性炎症相关，肝脏损伤，在部分肝脏切 除后，无菌性中性粒细胞性炎症可通过促发局部炎症反应，造成Kupffer细胞依赖性的TNF- a和IL-6释放，最终引发肝细胞增生来促进肝脏再生。在一些由对乙酰氨基酚、缺血再灌注 和部分肝脏切除诱导的肝损伤模型中，也观察到了 NK细胞和NKT细胞的积聚，它们似乎对 这些模型中的肝脏损伤和肝再生受损有关。最新研究显示，在对乙酰氨基酚和缺血/再灌注 诱导的肝损伤产生的无菌性中性粒细胞性炎症中，IL-1发挥了重要的

9、介导作用，但它在微生 物刺激诱导的中性粒细胞性炎症中发挥的作用较小，从而提供了一个新的不会明显增加感染 易感性的治疗靶点来治疗无菌性炎症。Kupffer细胞和NK细胞已被证实具有调节肝纤维化形成的重要作用Kupffer细胞在肝 损伤和纤维化中的作用已进行了广泛的探索，一致认为Kupffer细胞能通过产生细胞因子/ 生长因子来促进星形细胞的活化，并能调节金属蛋白酶及其抑制剂的产生。相反，NK细胞 似乎只通过多重机制抑制肝脏纤维生成的单一效应。首先，NK细胞直接杀死活化而非休眠 的HSCs。其次，NK细胞通过产生IFN-Y，以一种转录信号转导子和激活子-1依赖的方式诱 导HSC细胞周期中止和调亡，

10、从而抑制肝纤维化。林黄数据显示，来自HCV患者的NK细胞 能杀死人HSCs，并且其活性与HCV患者的肝纤维化程度呈负相关，提示NK细胞的活化可 能通过抑制患者体内的肝纤维化而产生有益作用。在获得性免疫方面也取得众多进展，让我们对肝脏作为一个免疫器官有了全新的认识。 经典的看法是B细胞的活化和增殖乃是在次级淋巴器官如器官周围淋巴结、扁桃体、脾脏以 及粘膜相关淋巴组织等的淋巴滤泡内进行，或者在一些非淋巴器官，如风湿性关节炎患者的 滑膜，甲状腺等器官的生发中心内进行，目前也把这些非淋巴器官称为异位生发中心。肝脏 就是其中一个。经典的发现是HCV感染之后，肝脏内出现了 B细胞的活化和增殖，观察到 特异

11、性免疫球蛋白的重链重排，这些现象对研究宿主和病原体之间的相互作用非常重要，可 以帮助我们寻找打破免疫耐受的机制。更为意义重大的是对T细胞的应答也有新的发现。通过对HBV特异性T淋巴细胞在分 泌HBsAg的转基因小鼠中的过继免疫试验发现，当HBV特异性CD8+ T淋巴细胞进入体动物 体内后即对肝脏细胞有明确的趋向性，在肝脏内进行聚集。当识别到与之相配的抗原表位后 即进行特异性的活化和增殖，并分泌一些列的炎症因子，启动清除特异性病原体的免疫过程（通过坏死或者凋亡等过程）。特异性CD8+T淋巴细胞活化增殖的标志是（的分泌，目前已经发现CD8+ T淋巴细胞表面的PD-1是下调CD8+ T淋巴细胞活化增殖的分子，PD-1 对CD8+ T淋巴细胞的下调已经被发现时HBV持续感染的重要机制。而该分子的配体却广泛 地存在于库否细胞、