酒精性肝病的發(fā)病機(jī)制實(shí)質(zhì)細(xì)胞與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞間的相互作用

酒精性肝病的發(fā)病機(jī)制：實(shí)質(zhì)細(xì)胞尋筋質(zhì)細(xì)胞間的相互作用JessicaICOHEN;LauraENAGY;蔣曉玲【摘要】酒精性肝病(ALD)的發(fā)生是一個(gè)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞共同參與的復(fù)雜過程.乙醇對肝細(xì)胞的影響以細(xì)胞器應(yīng)激為特征，肝細(xì)胞功能發(fā)生多種改變，并在乙醇暴露期間逐漸累積.這些改變包括氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、甲基化能力降低、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)受損和蛋白酶體功能改變.肝細(xì)胞損傷部分歸因于肝細(xì)胞對乙醇的代謝.乙醇暴露時(shí)肝竇內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性的改變和肝內(nèi)炎癥反應(yīng)增強(qiáng)亦為肝損傷的重要成因.肝纖維化以肝星狀細(xì)胞活化弓I起的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白沉積為特征.肝臟駐留型巨噬細(xì)胞K叩ffer細(xì)胞對乙醇誘導(dǎo)肝損傷的發(fā)生尤為關(guān)鍵.長期乙醇暴露使Kupffer細(xì)胞對脂多糖通過Toll樣受體4產(chǎn)生的激活作用敏感性增強(qiáng).這一致敏作用使炎癥介質(zhì)如腫瘤壞死因子-a(TNF-a)和活性氧簇(ROS)產(chǎn)生增加，導(dǎo)致肝細(xì)胞功能異常、壞死凋亡以及細(xì)胞外基質(zhì)蛋白產(chǎn)生.引起肝纖維化.本文對乙醇誘導(dǎo)肝損傷的進(jìn)展過程中，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞間復(fù)雜的相互作用作一概述.【期刊名稱】《胃腸病學(xué)》【年(卷)，期】2011(016)003【總頁數(shù)】4頁(P131-134)【關(guān)鍵詞】乙醇;肝臟;補(bǔ)體，先天性免疫；Kupffer細(xì)胞【作者】JessicaICOHEN;LauraENAGY;蔣曉玲【作者單位】【正文語種】中文ALD長期攝入酒精將導(dǎo)致肝損傷。肝損傷逐級進(jìn)展，從酒精性脂肪肝、酒精性脂肪性肝炎直至肝纖維化和肝硬化，每一階段均有其獨(dú)特的病理學(xué)特征。脂肪肝或稱脂肪變性，是肝損傷最初期的表現(xiàn)，存在于約90%的飲酒者中，其標(biāo)志為肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積聚和肝腫大。約20%的酗酒者將進(jìn)展至肝損傷的酒精與公共衛(wèi)生酗酒與包括肝炎、肝硬化和胰島素抵抗在內(nèi)的60余種疾病有關(guān)，是全球性健康問題的主要成因之一。據(jù)估計(jì)，美國約有1800萬酗酒者和1000萬以上的酒精性肝?。ˋLD）患者，年酗酒相關(guān)醫(yī)療費(fèi)用高達(dá)1660億美元。根據(jù)美國國立酒精濫用與酒精中毒研究所的資料，2004年約2.8萬美國居民死于酒精性肝硬化，約40%的致死性車禍與飲酒有下一階段——脂肪性肝炎。該階段以炎癥反應(yīng)、肝細(xì)胞壞死和凋亡、ALT、AST等血清肝酶升高為標(biāo)志。酒精性肝炎的臨床表現(xiàn)不一，輕者以實(shí)驗(yàn)室檢查見轉(zhuǎn)氨酶輕度升高為惟一征象，重者肝功能嚴(yán)重異常，出現(xiàn)黃疸、肝性腦病、腹水、食管靜脈曲張、凝血障礙以至昏迷等并發(fā)癥。如停止攝入酒精，脂肪肝和輕度脂肪性肝炎是可逆的，重度酒精性脂肪性肝炎的死亡率則高達(dá)30%~60%。隨著肝損傷的進(jìn)展，約半數(shù)酒精性肝炎患者肝星狀細(xì)胞（HSC）活化并產(chǎn)生過量膠原，發(fā)生肝纖維化和肝硬化。在此階段，細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）過度沉積，導(dǎo)致肝竇丟失、肝硬化，部分患者可致死。ALD患者進(jìn)展至肝硬化的比例不一，不同研究報(bào)道為10%~30%。酒精性肝硬化仍為全球肝移植最常見的指征之一。ALD的起始和進(jìn)展機(jī)制“二次打擊”假說是酒精性肝損傷進(jìn)展的可能機(jī)制之一，第一次打擊為乙醇暴露導(dǎo)致肝脂肪變性。長期乙醇暴露對肝臟的脂質(zhì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)有重大影響，引起脂肪酸氧化減少、合成增加，三酰甘油從肝臟輸出受抑，這些脂質(zhì)代謝的變化最終導(dǎo)致脂肪變性。第二次打擊是繼續(xù)暴露于乙醇的結(jié)果，如乙醇代謝使氧化應(yīng)激增加。此外，與肥胖癥或病毒性肝炎等共病亦可作為第二次打擊加劇酒精性肝損傷。與二次打擊”假說相似，〃致敏和初始”學(xué)說認(rèn)為攝入酒精可致敏肝臟，使之對次級危險(xiǎn)因素弓I起的損傷更為易感。乙醇代謝對肝細(xì)胞功能的影響可能是肝臟致敏的成因。〃初始”指誘導(dǎo)或激活肝損傷機(jī)制的早期事件，如長期乙醇暴露后，肝內(nèi)駐留型巨噬細(xì)胞Kupffer細(xì)胞對內(nèi)毒素變得敏感，誘導(dǎo)產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子和活性氧簇（ROS），導(dǎo)致肝損傷。乙醇的代謝機(jī)制乙醇主要在肝臟內(nèi)由乙醇脫氫酶（ADH）代謝生成乙醛，同時(shí)輔酶I（NAD）經(jīng)還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型輔酶1（NADH）（見圖1）。絕大多數(shù)乙醇經(jīng)由此途徑代謝。血液中ADH含量很低，約為0.2~2mmol/L，乙醇濃度亦很低。毒性代謝產(chǎn)物乙醛能誘導(dǎo)肝臟氧化應(yīng)激，損傷線粒體功能。NADH產(chǎn)生增加可打破肝臟的氧化-還原平衡，干擾糖異生。乙醛由乙醛脫氫酶代謝生成乙酸，乙酸作為三羧酸循環(huán)的底物可產(chǎn)生能量。乙醇代謝的第二條主要途徑為微粒體乙醇氧化系統(tǒng)，該途徑由細(xì)胞色素P4502E1（CYP2E1）催化（見圖1）。與ADH相似，CYP2E1亦主要存在于肝細(xì)胞中，然而個(gè)別研究報(bào)道長期乙醇暴露后^pffer細(xì)胞中CYP2E1表達(dá)增加。由于CYP2E1的含量高達(dá)10~15mmol/L，因此該途徑的作用為代謝過量的乙醇。長期乙醇暴露后，人類和嚙齒類動(dòng)物肝內(nèi)的CYP2E1含量增高4~10倍。在動(dòng)物和細(xì)胞模型中，乙醇暴露在體內(nèi)和體外均可增加CYP2E1的合成并減少其降解。除乙醇外，CYP2E1還能代謝對乙酰氨基酚等藥物、麻醉劑和工業(yè)溶劑。乙醇經(jīng)CYP2E1代謝產(chǎn)生ROS,ROS可與蛋白質(zhì)和脂類作用，導(dǎo)致氧化損傷。圖1肝臟乙醇代謝的主要途徑乙醇代謝的第三條途徑為非氧化途徑，該途徑系由脂肪酸乙酯（FAEE）合酶介導(dǎo)產(chǎn)生FAEEs。FAEEs是乙醇和脂肪酸的酯化產(chǎn)物，具有細(xì)胞毒性。濫用酒精最常損傷肝臟和胰腺，這兩個(gè)器官中FAEE和FAEE合酶濃度最高。由于停止飲酒后循環(huán)血液中的FAEE可以被清除，血清FAEE可作為急性和慢性酒精攝入的臨床標(biāo)記物。乙醇對肝內(nèi)細(xì)胞的作用肝細(xì)胞細(xì)胞器應(yīng)激：肝細(xì)胞是肝內(nèi)乙醇毒性作用的主要靶點(diǎn)。長期乙醇暴露可損傷肝內(nèi)多種代謝和解毒路徑的功能，對許多細(xì)胞器的活性亦有重大影響（見圖2）。肝內(nèi)乙醇毒性作用的關(guān)鍵靶點(diǎn)之一為線粒體，長期乙醇暴露能在多重水平損傷線粒體功能，導(dǎo)致生物能量減少、ROS產(chǎn)生增加、線粒體DNA損傷和蛋白質(zhì)合成抑制、谷胱甘肽運(yùn)輸異常以及對線粒體通透性改變的敏感性增加。長期乙醇暴露還可致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和蛋白酶體活性降低。肝細(xì)胞內(nèi)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)被破壞，伴高爾基體運(yùn)輸和受體介導(dǎo)的胞吞作用受損，這些改變可能是由微管功能破壞所致。近期研究顯示，長期乙醇暴露還可使組蛋白乙?；木?xì)調(diào)控發(fā)生紊亂。上述由乙醇引起的肝細(xì)胞細(xì)胞器應(yīng)激綜合作用，使肝細(xì)胞的代謝和解毒活性受損，并通過壞死和凋亡通路使之對細(xì)胞死亡更為敏感。圖2肝細(xì)胞內(nèi)乙醇作用的靶細(xì)胞器肝竇內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變：肝竇內(nèi)皮細(xì)胞是一組特殊的內(nèi)皮細(xì)胞，其特征性的窗孔結(jié)構(gòu)使大分子物質(zhì)和紅細(xì)胞易于流入Disse間隙。除已明確乙醇暴露可致窗孔結(jié)構(gòu)丟失外，目前關(guān)于長期乙醇暴露對肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的直接和（或）間接作用所知甚少。免疫反應(yīng)在ALD起始和進(jìn)展中的作用：免疫反應(yīng)由先天性和獲得性免疫系統(tǒng)兩部分組成，兩者在機(jī)體對損傷或應(yīng)激產(chǎn)生應(yīng)答的多個(gè)階段中均有密切聯(lián)系。先天性免疫反應(yīng)的組分，包括自然殺傷（NK）細(xì)胞、NK-T細(xì)胞、Kupffer細(xì)胞和補(bǔ)體系統(tǒng)，以及T細(xì)胞和抗體依賴性獲得性免疫反應(yīng)，參與了肝臟對不同類型損傷，如細(xì)菌和病毒感染、毒素（如乙醇）暴露、肝部分切除術(shù)和缺血-再灌注等的應(yīng)答。目前對Kupffer細(xì)胞在損傷應(yīng)答中的作用了解最為深入。長期乙醇暴露可降低NK細(xì)胞活性。NK細(xì)胞能于早期活化階段殺傷HSC，并通過釋放含粒酶、穿孔蛋白、死亡配體如腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）和多種促炎細(xì)胞因子的顆粒，充當(dāng)殺傷病毒感染細(xì)胞時(shí)的重要效應(yīng)細(xì)胞。而NK-T細(xì)胞則于對乙醇產(chǎn)生應(yīng)答的早期被激活，在肝臟先天性免疫反應(yīng)的防御機(jī)制中起關(guān)鍵作用。肝臟駐留型巨噬細(xì)胞K叩ffer細(xì)胞活化和敏感性增強(qiáng)：長期暴露于乙醇可使空腸共生細(xì)菌過度生長。微生物群的增加以及伴隨發(fā)生的乙醇所致的小腸屏障功能破壞，促使革蘭陰性細(xì)菌易位進(jìn)入門靜脈循環(huán)。予大鼠和小鼠酒精灌胃或人類攝入酒精后，血中內(nèi)毒素濃度均增高。予大鼠抗生素治療以清除革蘭陰性細(xì)菌，酒精的肝損傷作用減弱。門靜脈血流通過第一級毛細(xì)血管床將內(nèi)毒素或脂多糖（LPS）帶入肝臟內(nèi)。而Kupffer細(xì)胞則發(fā)揮解毒作用，將LPS清除出血液循環(huán)。LPS激活Kupffer細(xì)胞，產(chǎn)生細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-a（TNF-a）等炎癥介質(zhì)和ROS。Kupffer細(xì)胞對ALD的進(jìn)展具有關(guān)鍵意義。予大鼠巨噬細(xì)胞毒素氯化釓治療可消除Kupffer細(xì)胞，預(yù)防乙醇誘導(dǎo)的肝損傷。LPS介導(dǎo)的信號(hào)亦為乙醇誘導(dǎo)的肝損傷進(jìn)展時(shí)所必需。LPS信號(hào)出現(xiàn)于LPS和LPS結(jié)合蛋白（LBP）附著于細(xì)胞表面受體CD14時(shí)。CD14由LPS受體復(fù)合物的兩個(gè)主要組分組成，能與Toll樣受體4（TLR-4）相互作用。LPS受體復(fù)合物活化后可刺激多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)。缺乏LPS受體組分（CD14、TLR-4、LBP）的小鼠，即使長期予乙醇灌胃亦不發(fā)生肝損傷。TLR-4信號(hào)可由MyD88依賴性和非依賴性途徑介導(dǎo)。MyD-88依賴性信號(hào)以LPS刺激后迅速出現(xiàn)TNF-a表達(dá)為特征，MyD88非依賴性信號(hào)的激活則較為緩慢，可使I型干擾素（IFN）和IFN依賴性基因表達(dá)增加。長期乙醇暴露可使Kupffer細(xì)胞對TLR-4-MyD88依賴性反應(yīng)，如MAPK、NF-kB快速激活和TNF-a表達(dá)致敏。在多個(gè)長期乙醇暴露模型中，大鼠和人類血TNF-a水平均增高。TNF-a受體1(TNFR1)是對TNF-a信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)答的表面受體，TNFR1缺陷小鼠和靜脈注射抗小鼠TNF-a多克隆抗體兔血清的小鼠，暴露于乙醇后不出現(xiàn)肝損傷征象。近期資料提示，TLR-4信號(hào)的MyD88非依賴性/TRIF(Tollinterleukin-1receptordomaincontainingadapterIFN-p)依賴性通路亦為長期乙醇暴露誘導(dǎo)肝損傷的關(guān)鍵成因。然而，目前關(guān)于長期乙醇暴露對MyD88非依賴性信號(hào)調(diào)節(jié)的影響所知甚少。綜合上述研究結(jié)果，可以認(rèn)為LPS-TLR-4信號(hào)和Kupffer細(xì)胞活化對乙醇誘導(dǎo)的肝損傷的進(jìn)展均具有關(guān)鍵作用。HSC的活化：活化的HSC是受損肝臟中膠原表達(dá)增加的主要來源，亦為肝纖維化的標(biāo)志。肝纖維化或稱瘢痕化，以ECM蛋白合成增加和降解減少所致的ECM過度沉積為特征。正常肝臟中的HSC具有脂肪細(xì)胞樣表型，胞質(zhì)中含有富含維生素A的脂滴。初始靜息型HSC對肝損傷產(chǎn)生應(yīng)答，形成信號(hào)；隨后這些信號(hào)誘導(dǎo)HSC從靜息表型轉(zhuǎn)分化為活性表型。促纖維化信號(hào)如血小板源性生長因子刺激HSC增殖并移行至損傷區(qū)域。此外，自分泌和旁分泌信號(hào)如轉(zhuǎn)化生長因子-P(TGF-p)和結(jié)締組織生長因子亦能刺激HSC活化和纖維形成?；罨疕SC的纖維化表型以I型膠原過度合成和產(chǎn)生收縮能力為特征。在起始信號(hào)活性持續(xù)，以及由HSC和肝內(nèi)其他類型細(xì)胞產(chǎn)生的多種自分泌和旁分泌介質(zhì)的共同作用下，HSC維持于活化狀態(tài)。肝損傷時(shí)HSC與血管生成的相互作用無論是在肝臟發(fā)育時(shí)還是肝損傷時(shí)，HSC均能促成肝臟血管生成，在血管生成時(shí)起肝臟特異性毛細(xì)血管周細(xì)胞的作用。然而在肝損傷時(shí)，此作用可能與典型周細(xì)胞有一定差異。這一差異與兩種不同類型的微血管系統(tǒng)(肝竇和稍大一些的血管)一起，成為肝臟血管生成的獨(dú)有特征。HSC在肝臟再生時(shí)血管生成中的作用已得到充分闡述，關(guān)于HSC介導(dǎo)的血管生成在肝損傷纖維化形成時(shí)起關(guān)鍵作用的研究亦日益增多。肝臟修復(fù)時(shí)，血管生成異常伴肝竇重塑受損，導(dǎo)致肝竇內(nèi)皮細(xì)胞毛細(xì)血管化和肝竇血管間發(fā)生分流。要形成具有功能的血管，需對細(xì)胞和分子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行密切調(diào)節(jié)，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、TGF-P、肝細(xì)胞生長因子等細(xì)胞因子對血管生成具有重要調(diào)節(jié)作用。HSC分泌的血管生成素-1是一種血管源性細(xì)胞因子，為血管重塑所必需。抑制血管生成素-1信號(hào)可改善長期CCI4暴露或膽管結(jié)扎引起的肝纖維化。ALD發(fā)生過程中實(shí)質(zhì)細(xì)胞與非實(shí)質(zhì)細(xì)胞間的相互作用肝纖維化的病理生理學(xué)機(jī)制涉及肝臟中不同類型細(xì)胞間復(fù)雜的相互作用。肝臟先天性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞組分亦為各種損傷致肝纖維化發(fā)生的常見要素。K叩ffer細(xì)胞耗竭可減輕常用的CCI4肝損傷模型的肝纖維化。浸潤的嗜中性粒細(xì)胞、NK-T細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞以及肝細(xì)胞、肝竇和血管內(nèi)皮細(xì)胞共同促成纖維化形成，NK細(xì)胞則可抑制肝纖維化。促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生是損傷致纖維化形成中的關(guān)鍵步驟。其他介質(zhì)還包括ROS、活性氮簇和凋亡細(xì)胞小體。這些介質(zhì)均可在乙醇暴露時(shí)被激活。事實(shí)上，越來越多的研究表明，許多在乙醇誘導(dǎo)的肝臟炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用的因素亦為肝纖維化所必需，如乙醇誘導(dǎo)肝臟脂肪變性和炎癥反應(yīng)時(shí)，均需有LPS受體TLR-4表達(dá)。近期研究亦證實(shí)了TLR-4信號(hào)對HSC的作用，及其在肝纖維化形成中的作用。最近資料表明，乙醇亦能抑制肝臟NK細(xì)胞功能，減弱其抗纖維化作用。結(jié)語長期酗酒是肝病最常見的病因之一，且可與其他環(huán)境和（或）遺傳因素相互作用，加速肝纖維化和肝損傷的進(jìn)展，如酒精攝入可加速人類丙型肝炎和動(dòng)物CCI4模型的肝纖維化。乙醇致肝纖維化的機(jī)制，及其與其他肝毒素協(xié)同作用加速纖維化的能力，均未完全闡明。乙醇的促纖維化作用可能或至少部分與乙醇損傷肝臟，使肝細(xì)胞對損傷的易感性增強(qiáng)有關(guān)。其他分子機(jī)制亦可能參與了乙醇加速肝纖維化的作用