非酒精性脂肪性肝炎的免疫細(xì)胞介導(dǎo)特征
前言
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)包括一系列肝臟表現(xiàn),從肝臟脂肪變性開始,并可能演變?yōu)榉蔷凭灾拘愿窝祝∟ASH)、肝硬化甚至肝細(xì)胞癌。NAFLD是一個(gè)主要的健康負(fù)擔(dān),其發(fā)病率在世界范圍內(nèi)不斷增加。目前的預(yù)測(cè)估計(jì),到2030年,患NAFLD的人群在中國(guó)將達(dá)3億多人,在美國(guó)將達(dá)1億多人,歐洲主要國(guó)家將有1500-2000萬(wàn)人。
雖然NAFLD主要是一種代謝紊亂的疾病,但它涉及多種免疫細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥過程,特別是在達(dá)到NASH階段時(shí),此時(shí)炎癥成為疾病進(jìn)展的一部分。肝臟免疫細(xì)胞在穩(wěn)定狀態(tài)下呈現(xiàn)多樣性,在NASH期間進(jìn)一步演變,直接影響疾病的嚴(yán)重程度。
因此,我們有必要了解免疫細(xì)胞參與NASH發(fā)病的機(jī)制,這將有助于針對(duì)性地設(shè)計(jì)NASH的創(chuàng)新藥物,因?yàn)榈侥壳盀橹梗覀內(nèi)匀粵]有治療NASH的有效手段。
NASH的病理生理學(xué)
NASH是一種復(fù)雜的多因素疾病,其確切病因尚不完全清楚?偟膩(lái)說,多種觸發(fā)因素可能有助于誘發(fā)NASH的特征,即脂肪變性、肝損傷和炎癥,它們共同導(dǎo)致纖維化的發(fā)生,有時(shí)甚至導(dǎo)致HCC。脂肪變性,在大多數(shù)情況下,是NAFLD的早期事件,但不一定轉(zhuǎn)變?yōu)镹ASH。誘導(dǎo)NASH發(fā)作需要額外的應(yīng)激,如脂毒性、氧化應(yīng)激和炎癥,它們共同誘導(dǎo)導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡、炎癥和纖維化發(fā)展的細(xì)胞應(yīng)激途徑。
肝臟脂肪變性通常以肝臟甘油三酯儲(chǔ)存增加為特征,可由脂肪組織脂肪分解時(shí)釋放的循環(huán)游離脂肪酸引起,也可由肝臟脂肪酸通過新生脂肪生成合成引起。脂質(zhì)介導(dǎo)的應(yīng)激可通過增加肝細(xì)胞對(duì)凋亡的敏感性而導(dǎo)致肝損傷,肝細(xì)胞死亡是NASH發(fā)病機(jī)制的主要特征。
除了脂質(zhì)介導(dǎo)的應(yīng)激和肝細(xì)胞死亡外,NASH期間的肝臟環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激。NASH期間增加的氧化應(yīng)激顯著誘導(dǎo)肝蛋白酪氨酸磷酸酶的氧化和失活,包括蛋白酪氨酸磷酸酶非受體2型(PTPN2)。肝細(xì)胞中PTPN2缺失導(dǎo)致通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1(STAT1)和STAT3發(fā)出不受控制的信號(hào),分別加速脂肪變性向NASH的進(jìn)展和NASH向HCC的轉(zhuǎn)變。
因此,NASH期間肝細(xì)胞的脂質(zhì)負(fù)荷、氧化應(yīng)激和炎癥共同作用,導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡,從而導(dǎo)致肝損傷、進(jìn)一步炎癥和組織纖維化。炎癥在這些過程中的重要作用表明,富含免疫細(xì)胞的肝臟環(huán)境影響NASH的發(fā)病和嚴(yán)重程度。
穩(wěn)態(tài)下的肝臟免疫系統(tǒng)
除了是一個(gè)重要的代謝和解毒器官外,肝臟也是一個(gè)重要的免疫器官,含有大量先天性和適應(yīng)性免疫細(xì)胞。肝臟的高度血管化性質(zhì),加上其竇狀血管中的血流量減少,構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境,使免疫細(xì)胞最大限度地暴露于血源性和腸源性病原體。大多數(shù)淋巴樣和髓樣細(xì)胞系可在肝臟中找到,主要分布在竇狀體內(nèi),但也存在于血管內(nèi)和包膜下區(qū)。
先天類T細(xì)胞群,包括γδT細(xì)胞,但主要是自然殺傷T(NKT)細(xì)胞,在小鼠肝臟中特別豐富。肝臟中也存在幾種不表達(dá)抗原特異性受體的先天性淋巴細(xì)胞(ILC)亞群,包括自然殺傷(NK)細(xì)胞、ILC1s、ILC2s和ILC3s。在人類中,肝NK細(xì)胞比其他ILC亞群更占優(yōu)勢(shì)。
肝臟的免疫監(jiān)測(cè)也涉及傳統(tǒng)的CD4+和CD8+αβT細(xì)胞,與CD8+T細(xì)胞相比,CD4+T細(xì)胞的數(shù)量減少。一部分CD8+T細(xì)胞是在肝實(shí)質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)壽命駐留記憶T細(xì)胞,并在肝竇中巡邏,在那里它們對(duì)再感染產(chǎn)生一線反應(yīng)。肝臟中也存在原始B細(xì)胞和產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞,這些漿細(xì)胞主要存在于門靜脈束中。
關(guān)于髓樣區(qū)室,飛行時(shí)間質(zhì)譜分析已在小鼠肝臟中鑒定出數(shù)個(gè)樹突狀細(xì)胞(DC)群體,包括常規(guī)和漿細(xì)胞亞群。絕大多數(shù)肝巨噬細(xì)胞由Kupffer細(xì)胞(KC)代表,這些細(xì)胞在胚胎發(fā)生期間發(fā)育,并通過獨(dú)立于血單核細(xì)胞的自我更新在健康成人肝臟中維持。
總之,肝臟是一個(gè)富含免疫細(xì)胞的環(huán)境,除了在維持體內(nèi)平衡方面的作用外,在包括NASH在內(nèi)的幾種肝臟疾病的病理學(xué)中無(wú)疑具有關(guān)鍵作用。
NASH發(fā)病機(jī)制的免疫調(diào)節(jié)
不同免疫細(xì)胞群與肝細(xì)胞、HSC和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞之間的復(fù)雜串?dāng)_肯定在NASH發(fā)病期間起重要作用。然而,這種相互作用的復(fù)雜性才剛剛開始被發(fā)現(xiàn),到目前為止,我們的許多知識(shí)都與NASH發(fā)病機(jī)制中個(gè)體免疫細(xì)胞群的研究有關(guān)。
B細(xì)胞和漿細(xì)胞
B細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白,呈遞抗原,并在Toll樣受體介導(dǎo)的病原體相關(guān)分子模式激活時(shí)分泌細(xì)胞因子,從而以多種方式影響免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。NASH患者肝臟中有大量B細(xì)胞聚集,這些患者具有高度的小葉炎癥和纖維化,這表明B細(xì)胞可能改變疾病的進(jìn)程。
B細(xì)胞是異質(zhì)性的,可分為兩個(gè)主要譜系。B2細(xì)胞在次級(jí)淋巴器官中被激活,并接受CD4+T輔助細(xì)胞(TH)的幫助以產(chǎn)生抗原特異性、高親和力抗體。B1細(xì)胞分泌“天然”抗體,作為先天性免疫反應(yīng)的一部分。B2細(xì)胞缺失與小鼠模型中NASH相關(guān)的肝纖維化減少有關(guān),而B1細(xì)胞在NASH中的具體作用尚未研究。B細(xì)胞激活因子(BAFF)的血清水平在NASH患者中升高,在纖維增生患者中進(jìn)一步升高。BAFF是一種控制B2細(xì)胞而非B1細(xì)胞分化和存活的細(xì)胞因子。
激活后,B2細(xì)胞分化為產(chǎn)生抗體的B細(xì)胞或長(zhǎng)壽命產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞。肝臟在穩(wěn)定狀態(tài)下富含產(chǎn)生IgA的漿細(xì)胞,在小鼠和人類的NASH期間,這些細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)一步增加。此外,NASH患者血清IgA水平升高與晚期肝纖維化相關(guān)。然而,盡管有證據(jù)表明B細(xì)胞和IgA參與NASH發(fā)病機(jī)制,但其潛在機(jī)制值得進(jìn)一步研究。
樹突狀細(xì)胞
局部激活后,DC可遷移至組織引流淋巴結(jié),在那里它們與幼稚T細(xì)胞相互作用。DC除了以這種方式誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)外,還可以通過其對(duì)廣泛的病原體相關(guān)分子模式(與Toll樣受體和其他模式識(shí)別受體結(jié)合)的反應(yīng)能力參與局部炎癥。兩種常規(guī)DC亞群(CD103+CDC1和CD11b+CDC2)均存在于肝臟中,并在小鼠NASH期間積聚,但它們對(duì)NASH發(fā)病機(jī)制的影響仍不清楚。
在人類中,NASH患者肝臟cDC1數(shù)量增加,cDC1數(shù)量增加與NASH疾病特征增加相關(guān)。cDC1被證明可促進(jìn)小鼠肝損傷,但其機(jī)制仍有待明確。相比之下,CDC2在NASH中的作用到目前為止還沒有得到解決?偟膩(lái)說,需要進(jìn)一步的研究來(lái)更好地理解CDC在NASH發(fā)病機(jī)制中的作用以及潛在的機(jī)制。
常規(guī)CD4+和CD8+T細(xì)胞
傳統(tǒng)的CD4+TH細(xì)胞分化為一系列極化細(xì)胞,由它們與特定DC亞群和細(xì)胞因子環(huán)境的相互作用決定。TH1、TH2和TH17細(xì)胞的命運(yùn)分別以IFN-γ、IL-4和/或IL-13和IL-17的表達(dá)為特征。
在NASH小鼠模型中,缺乏典型TH1細(xì)胞因子IFN-γ的小鼠對(duì)肝損傷和肝纖維化具有明顯的保護(hù)作用。在這些動(dòng)物中,纖維化的減少與骨橋蛋白的表達(dá)顯著降低有關(guān),骨橋蛋白是一種已知的肝纖維化誘導(dǎo)因子,但其潛在機(jī)制仍在很大程度上未被探索。此外,IFN-γ誘導(dǎo)的趨化因子CXCL10也參與NASH的發(fā)病機(jī)制。
幾種TH2細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子在NASH中的作用也有報(bào)道。NASH患者血清IL-13水平升高,肝臟中其受體IL-13RA2表達(dá)水平升高。IL-13RA2由HSC表達(dá),細(xì)胞毒素介導(dǎo)的IL-13RA2+細(xì)胞殺傷可在NASH動(dòng)物模型中阻止肝纖維化。
TH17細(xì)胞既可以具有維持腸道屏障以應(yīng)對(duì)共棲狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)功能,也可以具有致病性功能,當(dāng)致病性引起炎癥時(shí),這些功能會(huì)助長(zhǎng)炎癥疾病。NASH患者肝臟TH17細(xì)胞和TH17細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)增加。類似地,在NASH的小鼠模型中,TH17細(xì)胞增加,特別是促炎癥CXCR3+TH17細(xì)胞的一個(gè)子集,其驅(qū)動(dòng)NASH的發(fā)病。
CD8+T細(xì)胞主要產(chǎn)生IFN-γ、TNF和穿孔素等細(xì)胞毒性分子。在小鼠和人類的NASH期間,肝臟CD8+T細(xì)胞數(shù)量增加,尤其是表達(dá)CXCR6的CD8+T細(xì)胞。脂質(zhì)調(diào)節(jié)的CXCR6+CD8+T細(xì)胞以穿孔素非依賴、FasL(CD95L)依賴的方式誘導(dǎo)肝細(xì)胞殺傷。因此,在飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型中,CD8+T細(xì)胞缺失可減輕肝臟損傷。
總的來(lái)說,關(guān)于NASH期間T細(xì)胞亞群如何被激活并協(xié)同促進(jìn)肝臟炎癥的綜合機(jī)制觀點(diǎn)尚不清楚。目前的大多數(shù)文獻(xiàn)涉及T細(xì)胞亞群產(chǎn)生的細(xì)胞因子,而不是T細(xì)胞本身。
先天類T細(xì)胞
與其他器官相比,iNKT細(xì)胞在小鼠肝臟中富集,在NASH小鼠模型和NASH患者中增加。iNKT細(xì)胞通過其增加肝臟骨橋蛋白表達(dá)的能力促進(jìn)肝纖維化,已知骨橋蛋白可刺激小鼠和人類NASH期間的纖維生成。最近的一項(xiàng)研究表明,iNKT細(xì)胞也有利于肝臟脂肪變性,并且與誘導(dǎo)肝臟損傷的CD8+T細(xì)胞一起,是NASH發(fā)展所必需的。
γδT細(xì)胞是存在于穩(wěn)態(tài)肝臟中的天然類T細(xì)胞的另一個(gè)子集。在NASH期間,小鼠肝臟中的γδT細(xì)胞數(shù)量增加,并促進(jìn)肝臟損傷。
血小板
血小板除了在凝血和止血方面的作用外,還參與炎癥過程的調(diào)節(jié)。血小板也參與NASH的發(fā)生,事實(shí)上,抗血小板治療以前被證明可以抑制大鼠模型的NASH發(fā)病機(jī)制,盡管其潛在機(jī)制仍不確定。最近的一項(xiàng)研究表明,血小板活化和粘附(而非聚集)以及血小板衍生顆粒在促進(jìn)NASH中至關(guān)重要。在NASH的早期和晚期,血小板與KC相互作用,促進(jìn)小鼠肝臟脂肪變性、炎癥和損傷。此外,血小板以糖蛋白GPIbα依賴性方式促進(jìn)NASH期間肝臟中炎性細(xì)胞的積聚。
中性粒細(xì)胞
與感染期間的有益作用相反,中性粒細(xì)胞通常通過產(chǎn)生ROS、細(xì)胞因子、蛋白酶和中性粒細(xì)胞胞外陷阱(NETs)對(duì)慢性炎癥性疾病產(chǎn)生有害影響。在NASH中,小鼠模型和人類活組織檢查均可見肝中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。
中性粒細(xì)胞聚集是NASH小鼠模型的早期事件。絲氨酸蛋白酶-中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶的抑制同樣影響NASH的早期階段,中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶作為NETs的一種成分被釋放,NETs在小鼠發(fā)生NASH的早期肝臟中被發(fā)現(xiàn),并且在NASH患者的循環(huán)中水平升高。在小鼠模型中,使用脫氧核糖核酸酶I去除網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可限制肝臟炎癥、肝損傷和纖維化,這表明這些結(jié)構(gòu)對(duì)NASH進(jìn)展有不利影響?偟膩(lái)說,中性粒細(xì)胞似乎通過網(wǎng)絡(luò)形成在NASH的早期發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用,但它們對(duì)疾病后期的作用尚不清楚。
巨噬細(xì)胞
在NASH期間,炎癥信號(hào)驅(qū)動(dòng)肝臟血單核細(xì)胞募集,局部分化為單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞,從而增加肝臟中巨噬細(xì)胞池的大小。最近的研究揭示了NASH小鼠模型中肝巨噬細(xì)胞的多樣性。
除了對(duì)KC池的貢獻(xiàn)外,單核細(xì)胞在NASH期間也遵循經(jīng)典的分化途徑,導(dǎo)致單核細(xì)胞衍生的炎性巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生。在肝臟中,單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的Spp1、Itgax、Gpnmb、Cd9、Trem2以及其他標(biāo)記物,在單核細(xì)胞來(lái)源的KCs中也發(fā)現(xiàn)了這些標(biāo)記物。就其功能而言,小鼠肝臟中單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞定位于結(jié)蛋白+HSCs附近的組織纖維化區(qū)域,這表明它們可能參與肝纖維化。
總的來(lái)說,不同的免疫細(xì)胞群參與了NASH的發(fā)病機(jī)制,其他免疫細(xì)胞亞群(如NK細(xì)胞和ILC)的作用仍有待澄清。因此,在NASH期間觀察到的肝臟炎癥環(huán)境很可能是免疫細(xì)胞間串?dāng)_的協(xié)調(diào)反應(yīng)。
NASH免疫調(diào)節(jié)的治療前景
目前在臨床中沒有批準(zhǔn)的NASH療法,但基于免疫調(diào)節(jié)的藥物已經(jīng)在探索中。例如,過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)激動(dòng)劑先前已在臨床研究中開發(fā)和測(cè)試,盡管PPARγ和PPARδ主要以調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝而聞名,但它們也具有免疫調(diào)節(jié)特性,如對(duì)巨噬細(xì)胞的抗炎作用,這可能有助于NASH的潛在臨床益處。
最近,已經(jīng)被批準(zhǔn)用于治療原發(fā)性膽管炎的法尼基X受體(FXR)的配體阿苯膽酸(OCA)被重新用于治療NASH。OCA激活FXR可抑制膽汁酸的產(chǎn)生,促進(jìn)膽汁酸從肝細(xì)胞流出,從而限制膽汁酸在肝臟中的積累。在一項(xiàng)正在進(jìn)行的III期研究的中期分析中,OCA改善NASH評(píng)分并減少纖維化。與PPAR類似,F(xiàn)XR也由免疫細(xì)胞表達(dá),不能排除OCA的免疫調(diào)節(jié)作用,盡管缺乏這種作用的確鑿證據(jù)。
Cenicriviroc(CVC)是一種CCR2和CCR5雙重拮抗劑,已被證明可以在不影響小鼠NASH其他方面的情況下限制纖維化。趨化因子受體CCR2和CCR5由單核細(xì)胞和T細(xì)胞表達(dá),因此CVC有望限制NASH期間肝臟的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)。盡管CVC在II期試驗(yàn)中顯示出了有希望的結(jié)果,但I(xiàn)II期研究最近因缺乏有效性而終止。有希望的是,CVC的使用可能與阻斷控制T細(xì)胞募集的其他趨化因子受體相結(jié)合,以更有效地限制NASH。事實(shí)上,除了CCR2和CCR5外,T細(xì)胞特異性趨化因子受體,如CXCR3或CXCR6也可以作為靶向。
此外,最近的一項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào),免疫治療方法可用于限制NASH小鼠模型中的細(xì)胞外基質(zhì)沉積。該方法基于嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞的開發(fā),該細(xì)胞可以靶向并破壞肌纖維母細(xì)胞。在這項(xiàng)研究中,CAR-T細(xì)胞被設(shè)計(jì)用于識(shí)別和破壞尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)表達(dá)的衰老細(xì)胞,這些細(xì)胞在不同組織中促進(jìn)組織纖維化。在NASH肝臟中,CAR-T細(xì)胞靶向并清除uPAR+HSC和巨噬細(xì)胞,從而減少纖維化并改善肝功能。
最后,使用自體巨噬細(xì)胞輸注已被證明可以限制小鼠模型中的肝纖維化,最近的一項(xiàng)安全性研究表明這種方法在人類中的可行性。這可能是NASH期間限制肝纖維化的另一種途徑。
展望
NAFLD是一種復(fù)雜的多因素疾病,NASH是導(dǎo)致嚴(yán)重肝臟改變的第一個(gè)關(guān)鍵步驟。盡管NASH是在代謝改變的背景下發(fā)展起來(lái)的,但它具有很強(qiáng)的免疫炎癥性。在NASH期間,大量免疫細(xì)胞被動(dòng)員,然而,我們對(duì)導(dǎo)致NASH的炎癥線索的理解是支離破碎的,需要進(jìn)一步的研究來(lái)更好地理解特異性免疫細(xì)胞亞群在該疾病中的作用。
因此,需要更多的努力推動(dòng)這個(gè)方向的研究進(jìn)展,進(jìn)行密集的基礎(chǔ)、臨床前和臨床研究,以制定創(chuàng)新的治療策略,限制NASH的全球負(fù)擔(dān),滿足對(duì)抗NASH流行病藥物的迫切需求。
參考文獻(xiàn):
1. Immune cell-mediated features ofnon-alcoholic steatohepatitis. Nat Rev Immunol. 2021 Nov 5 : 1–15.
原文標(biāo)題 : 非酒精性脂肪性肝炎的免疫細(xì)胞介導(dǎo)特征
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