枯否细胞在乙型肝炎病毒感染过程中的作用

本文原载于《中华临床感染病杂志》年第6期

乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HepatitisBvirus，HBV)感染引起的一种病毒性肝炎，是导致我国肝硬化、原发性肝癌发生的最主要原因[1]。年全国乙型肝炎血清流行病学调查结果显示，我国1～59岁人群血清乙肝表面抗原(HBsAg)携带率为7.18%，其中慢性乙型肝炎(ChronicHepatitisB，CHB)患者约万人[2]。HBV属嗜肝病毒科，是一种部分环状双链DNA病毒，基因组长约3.2kb，含有四个开放阅读框架。一个完整的HBV颗粒称为Dane颗粒，由包膜与核心组成，是病毒复制的主体。枯否细胞(Kupffercells，KC)是肝脏非实质细胞(NPC)，附着在肝窦状内皮细胞(LSEC)，与内皮细胞紧邻。它是单核巨噬细胞系统的重要组成部分，同时也是肝脏中数量最多的固有免疫细胞[3,4]。另外，KC也可作为抗原提呈细胞，启动适应性免疫应答，在清除抗原异物、病原微生物及衰老细胞等方面发挥重要作用。生理情况下，肠系膜上下静脉血流汇入门静脉，经门静脉入肝后反复分支汇入。因此，肠道来源的病原体随血液循环至肝脏时，KC和LSEC成为抵御门静脉入肝血流的第一道屏障，发挥重要的免疫作用，能够减少病原体的致病风险。KC有M1和M2两种分型[5]。M1型主要在促进炎症发生、引起肝脏损伤方面发挥重要作用；M2型则相反，主要是抑制炎症反应，促进肝脏的修复[6]。研究表明[7]，当人体感染HBV后，病毒对机体造成的直接损伤作用很小，主要影响机体的免疫应答反应，尤其是细胞免疫应答。当免疫系统处于稳态时，病毒可以被机体清除，表现为急性感染。而HBV的慢性感染主要是免疫细胞功能低下、免疫系统紊乱造成的[8,9]。炎症反应反复发生，会促进肝硬化和肝癌的发生。KC作为肝脏主要的固有免疫细胞，在此过程中发挥着重要的作用。本文就KC在HBV感染中的作用相关研究作一综述。

1　KC在HBV感染过程中的作用

KC表面表达多种模式识别受体(PRR)，主要包括Toll样受体(TLR)、NOD样受体(NLR)、清道夫受体(SR)、C-型凝集素(C-typelectin)、视黄酸诱导基因-1(RIG-1)及树突状细胞相关性C型植物血凝素1(Dectin-1)等[10,11,12,13,14]。这些受体可以与病原微生物表面的病原体相关分子模式(PAMP)相互识别，启动免疫应答。当机体感染HBV后，激活的KC诱导促炎因子的表达，抑制病毒复制，尤其是干扰素(IFN)和白细胞介素-6(IL-6)等，还可激活其他免疫细胞，发挥有效的病毒特异性免疫反应。但HBV本身或其表达的蛋白质可通过影响KC的状态，导致机体表达炎症因子失衡和免疫调节细胞生成障碍，促进免疫耐受，导致病毒持续性感染(图1)。

1.1　KC对HBV复制的抑制作用

KC可通过多种方式抑制HBV的复制。Boltjes等[15]通过共聚焦显微镜和流式细胞术发现KC可摄取HBsAg而处于活化状态，进而诱导IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-10的表达，而IL-6在抑制HBV复制方面发挥着重要的作用；活化的KC也可激活自然杀伤细胞(NK)，使得CD69表达上调，诱导IFN-γ的表达，外周血单核细胞来源的巨噬细胞也会产生类似的作用。曾有类似研究[16]发现，TLR信号通路影响KC和NK细胞的相互作用。KC可对TLR配体的刺激做出应答，通过产生炎症因子激活NK细胞，促进IFN-γ的生成，而IL-18在NK细胞的活化中起了重要作用[16]。HBsAg缺乏时，HBV的复制可诱导TLR3依赖的IFN反应，发挥抑制肝内HBV复制的作用，这种作用是通过KC和LSEC介导的。但是，当HBsAg恢复时，这种抗病毒作用则完全消失。所以，当HBsAg被清除以后，机体会产生有效的抗病毒反应[17]。

有研究表明，HepG2.2.15细胞分泌的HBV病毒颗粒在感染NPC的早期，即会引起核转录因子NF-κB通路的激活，而非IFN反应。NF-κB通路激活会诱导下游细胞因子IL-6以及其他相关炎症因子(如IL-1β、IL-8和TNF-α)的产生，发挥抑制HBV复制的作用[18]。除此之外，IL-6还可通过激活丝裂原活化蛋白激酶家族(MAPK)抑制肝细胞核因子(HNF)的表达。后者是HBV转录的调节因子[19,20]，是HBV表达和复制所必需的。

TLR主要表达在单核巨噬细胞系统，TLR信号通路有两条，一条是髓样分化因子(MYD88)依赖途径，另一条是非MYD88依赖途径。Isogawa等[21]发现大部分TLR均可以一种非细胞毒性作用抑制HBV的复制，并且这种作用是通过α/β干扰素依赖途径发生的。另外，TLR3和TLR4通过非MyD88依赖途径激活NPC，强有力地抑制HBV的复制。其中，TLR3的作用主要是IFN-β介导的，而TLR4是通过哪种抗病毒因子介导尚不清楚[22]。

1.2　KC在HBV持续性感染中的作用

已有很多研究表明，HBV感染可以影响免疫系统的功能，导致免疫失衡，内环境紊乱。在脂多糖(LPS)刺激下，KC表达NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体和IL-1β增多。而HBeAg可通过影响NF-κB通路和活性氧(ROS)的产生，抑制LPS诱导的NLRP3炎症小体的激活和IL-1β的生成，与HBV持续性感染和免疫耐受有关[13]。用TLR2、TLR3和TLR4的配体刺激KC，可引起多种细胞因子分泌水平的变化，如IL-12、TNF-α和IL-10的分泌会增加。但TLR2配体作用时，IL-1β的分泌增加[16]。IL-10是一种抑制性细胞因子，可抑制抗原特异性T细胞的功能，下调部分细胞因子(包括IL-6、TNF-α)的表达，在调节肝脏固有免疫方面具有重要的作用。除此之外，IL-10还具有损害抗原提呈细胞(APC)的能力[23]。Wu等[24]认为，HBV可以抵消NPC中TLR介导的抗病毒反应，主要是通过抑制IFN-β以及IFN刺激基因(ISG)的表达，以及NF-κB通路和细胞外信号调节激酶(ERK)通路的激活来实现的。Visvanathan等[25]研究发现，相对于健康对照组而言，HBeAg阴性CHB组KC及PBMC中TLR2的表达升高，而HBeAg阳性CHB组是降低的。这个结果在肝癌细胞株HepG-2中也同样得到验证。当HBeAg存在时，TLR2的表达下调，导致TNF-α和IL-6表达受抑制，免疫监视作用减弱，这个过程是通过影响TLR信号通路中P38磷酸化介导的[26]。

Li等[27]用HBV感染的小鼠模型研究发现，用HBcAg多肽刺激HBV感染小鼠后，可激活KC中的TLR2，诱导IL-10的表达，介导CD8＋T细胞的耗竭，造成HBV的免疫逃逸，导致乙型肝炎慢性化。当感染小鼠在KC耗竭或者TLR2基因敲除后，CD8＋T细胞的功能增强，清除HBV能力也增强。并且KC所导致的CD8＋T细胞功能的衰竭是通过TLR2依赖的途径。同时，IL-10在HBV感染小鼠KC中表达上调，促进了CD8＋T细胞的耗竭，在KC介导的免疫耐受以及HBV持续性感染中发挥重要作用[14,26]。Tian等[28]建立一个小鼠模型研究母体HBV对于子代持续性感染的作用。研究发现，当母体HBeAg阳性时，KC转化成M2型，子代KC上程序性死亡受体1(PD-1)的表达上调。PD-1作为一种负性调节分子，会抑制CD8＋T细胞的活化和增殖[29,30]，造成机体免疫功能失调，导致HBV的持续性感染。如果KC耗竭或提前给小鼠注射抗PD-L1抗体，CD8＋T细胞数量增多，功能亦恢复，使得HBV清除。但是，当母体HBeAg阴性时，KC则转化成M1型，CD8＋T细胞功能正常，HBV清除。因此，KC及HBeAg在HBV持续性感染中发挥重要作用。

2　KC在乙型肝炎重症化中的作用

重型肝炎发病凶险，症状多变，病死率高，KC在乙型肝炎重症化中发挥重要的作用。在肝脏中，纤维介素蛋白2(fgl2)凝血酶原酶表达于KC和内皮细胞，可激活凝血酶，促进纤维蛋白原转变为纤维蛋白，导致微血栓形成和微循环障碍[31]。体内研究表明，3型鼠肝炎病毒(MHV-3)诱导的病毒性肝炎小鼠和急性重型肝炎患者中的KC和fgl2凝血酶原酶表达水平均升高，且升高水平和肝脏损害程度相关[32]。另外，慢加急性肝衰竭(ACLF)组患者中KC数量和TNF-α表达水平均明显高于CHB组和对照组[33]。TNF-α与其受体结合后，进而与TNF相关死亡域蛋白结合，可引起半胱氨酸天冬蛋白酶(Caspase)-3活化，介导肝细胞的凋亡。当凋亡过度时，肝细胞释放趋化因子，吸引炎性细胞以及炎症介质，加重肝损伤。同时，TNF-α也可直接引起肝细胞的坏死[34]。此外，研究发现，KC及其表达的Fas配体在暴发性肝炎患者的肝脏组织中也明显升高[35]。Fas与其配体FasL结合后，进而与Fas相关死亡域蛋白结合，也可以同样的途径引起肝损伤[36]。同时，暴发性肝衰竭患者体内CD80和CD86表达也升高，而这两个分子高表达于KC细胞表面，可通过促进炎症反应的发生，加重肝脏损伤[37]。

3　KC在乙型肝炎肝硬化和肝癌中的作用

在我国，肝硬化和肝癌最常见的原因是病毒感染，尤其是HBV感染。HBV持续存在，刺激KC和星状细胞(HSC)，诱导细胞因子的分泌，促进胶原沉积和细胞外基质的积聚。同时，肝脏炎症反复发生，肝细胞癌变可能性大大增加。一项体外研究表明，HBV颗粒会诱导KC产生转化生长因子-β1(TGF-β1)而非促炎因子IL-6、IL-1和TNF-α[38]。TGF-β1是一种强有力的促纤维化因子，会导致HSC转化为成纤维细胞，刺激细胞外基质的产生[39]，从而促进肝硬化的发生。另外，TGF-β1和IL-6会诱导基质金属蛋白酶(MMPs)以及其特异性抑制剂基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)的产生，调节细胞外基质的生成[40]。激活的KC还可产生细胞因子TNF-α、IL-1和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)，诱导HSC的产生，HSC在细胞外基质的降解和合成方面均起重要作用，可导致基质的产生失衡，促进肝硬化的发生[40]。KC对于肝细胞癌(HCC)来说，被认为是肿瘤相关的巨噬细胞(TAM)，其来源的IL-6与肝细胞癌的发生和发展具有很强的相关性。当单核细胞或者KC中的IL-6消除时，肝脏和炎症反应会减轻，肝细胞癌的发生率会降低[41]。若炎症持续存在，肝细胞反复发生坏死、凋亡和再生，大大增加了自发突变的机会[42]，促进了炎症向HCC的方向发展。

4　小结

虽然目前我国HBV感染者明显减少，但仍不在少数，而且后期可能发展为肝硬化、肝癌等，给家庭和社会带来极大的危害。KC是肝脏组织中一种特殊的巨噬细胞，在HBV感染中起到了重要作用。作为肝脏的固有免疫细胞，KC可通过摄取HBV(或其蛋白质)，介导炎症介质的产生，如IL-6、IFN等，发挥抑制病毒复制的作用，也可激活其他免疫细胞，进一步发挥抗病毒作用。但在这个过程中，机体正常的肝细胞也可能遭到损伤。此外，KC表达抑制性细胞因子上调，免疫细胞(尤其是CD8＋T细胞)功能受到抑制，造成机体免疫调节功能异常，肝脏内稳态失衡，最终使病毒持续性感染。病毒持续存在，炎症反应反复发生，促进肝炎向肝硬化的方向发展，增加乙型肝炎相关疾病的发生。而对于KC究竟是如何识别HBV、KC的不同分型在HBV感染中的作用异同点以及KC在HBV持续性感染中的具体机制尚不完全清楚，有待进一步的研究。通过了解其作用机制，有助于我们发现更为有效的抗病毒治疗方法。

利益冲突

利益冲突　无

参考文献