王英杰 于樂成
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肝病細(xì)胞死亡的類型、應(yīng)答調(diào)節(jié)機制及其臨床相關(guān)性
王英杰 于樂成
健康肝臟的肝細(xì)胞死亡(HCD)有助于保持細(xì)胞丟失和補充之間的嚴(yán)密平衡,控制器官的自穩(wěn)。正常肝臟絕大多數(shù)肝細(xì)胞處于 G0期,其更新率很低,任意時間內(nèi)僅約0.05%的肝細(xì)胞通過凋亡被清除,且主要發(fā)生在3區(qū)。但當(dāng)大量肝細(xì)胞死亡和肝功能嚴(yán)重受損時,肝臟可表現(xiàn)出快速而強大的再生能力,以避免肝臟主要功能喪失。肝臟對細(xì)胞死亡的反應(yīng),包括提供細(xì)胞外基質(zhì)以保持肝臟機械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,觸發(fā)肝細(xì)胞再生以修復(fù)功能性肝實質(zhì),其首要作用乃是保持肝臟的結(jié)構(gòu)和功能。但在威脅生命的急性損傷作用下,細(xì)胞死亡反應(yīng)變得不可控制,成為肝病進(jìn)展的關(guān)鍵觸發(fā)因素,促使肝纖維化、肝硬化及HCC的發(fā)生[1]。
HCD幾乎見于所有類型的人類肝病,是反映病毒性肝病、中毒性肝病、代謝性肝病和自身免疫性肝病等的敏感指標(biāo)。不同肝病的HCD模式有顯著不同。凋亡(apoptosis)、壞死(necrosis)和壞死性凋亡(nacroptosis)等不同的細(xì)胞死亡模式可觸發(fā)特定的細(xì)胞死亡應(yīng)答,并通過多種不同的機制促進(jìn)肝病進(jìn)展[1]。本文在介紹各種細(xì)胞死亡模式、損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)和特定細(xì)胞死亡應(yīng)答促進(jìn)肝病進(jìn)展的分子機制的基礎(chǔ)上,重點討論HCD對多種肝病進(jìn)程的影響以及細(xì)胞死亡通路作為肝病治療靶標(biāo)的可能性。
一、肝臟細(xì)胞死亡的類型及其調(diào)節(jié)
細(xì)胞死亡的發(fā)生不僅是細(xì)胞對理化和有害因素的被動反應(yīng),也可由宿主通過程序性細(xì)胞死亡(PCD)主動誘發(fā)。PCD在發(fā)育和機體的自穩(wěn)過程中具有積極作用,同時也直接參與對嗜肝病毒等病原體的防御,是阻止惡性轉(zhuǎn)化的一個關(guān)鍵機制。
傳統(tǒng)上公認(rèn)有兩種迥然不同的細(xì)胞死亡形式:其一是細(xì)胞凋亡(apoptosis),介導(dǎo)PCD,由特定的級聯(lián)放大信號主動誘導(dǎo),具有高度的可控性;其二是細(xì)胞壞死(necrosis),是細(xì)胞的意外死亡形式。新近發(fā)現(xiàn)PCD也可激發(fā)一種特殊的細(xì)胞壞死形式,稱之為壞死性凋亡(necroptosis)[2]。多種細(xì)胞死亡模式的調(diào)控性質(zhì)不僅影響人們對潛在病理生理學(xué)機制的認(rèn)識,也提示對于細(xì)胞死亡不能作為經(jīng)典治療方法靶標(biāo)的疾病,有可能針對細(xì)胞死亡的調(diào)控機制進(jìn)行干預(yù)(圖1)[1]。
(一)壞死
壞死被看做是理化應(yīng)激未經(jīng)調(diào)節(jié)的主要后果,以線粒體損傷、ATP耗竭和隨后的ATP依賴性離子泵衰竭為特征。這將導(dǎo)致細(xì)胞和細(xì)胞器迅速腫脹,伴膜泡形成,最終出現(xiàn)細(xì)胞破裂,此即所謂細(xì)胞脹亡(oncosis)[3]。細(xì)胞內(nèi)成分隨后溢出至細(xì)胞外環(huán)境,誘發(fā)明顯的炎癥反應(yīng),導(dǎo)致壞死,這是一種免疫原性細(xì)胞死亡形式[3,4](圖1)。
新近發(fā)現(xiàn)壞死也涉及調(diào)節(jié)性因素,包括線粒體事件。線粒體通透性轉(zhuǎn)換(MPT)導(dǎo)致線粒體微孔開放,滲透壓力改變,觸發(fā)線粒體腫脹和氧化磷酸化解偶聯(lián)。壞死通路的調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)性壞死,regulatednecrosis)與細(xì)胞死亡的相關(guān)性可由能抑制肝細(xì)胞壞死的藥物得到顯示:靶向于MPT主要促發(fā)因子的親環(huán)素(cyclophilin),或靶向于c-Jun-N末端激酶(JNK)等線粒體下游介質(zhì)的藥物。此外,缺乏ATP可能會使凋亡轉(zhuǎn)變?yōu)槔^發(fā)性壞死,這種情況被稱為“壞死樣凋亡(necraptosis)”或“凋亡樣壞死(aponecrosis)”[5],以區(qū)別于“壞死性凋亡(necroptosis)”。因此,在ALD和NAFLD等相關(guān)肝病,壞死、凋亡和壞死性凋亡等多種細(xì)胞死亡形式普遍存在,且很可能是同時存在[1]。新近有關(guān)腎臟缺血/再灌注的研究顯示,調(diào)節(jié)性壞死(regulatednecrosis)和壞死性凋亡(nercoptosis)的抑制劑具有疊加效應(yīng),顯示了上述發(fā)現(xiàn)與治療的相關(guān)性。
伴有細(xì)胞死亡過程的疾病,例如對乙酰氨基酚(APAP)誘導(dǎo)的肝損傷和缺血/再灌注損傷,以往認(rèn)為其細(xì)胞死亡主要是非調(diào)節(jié)性壞死(unregulatednecrosis),但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)該過程可被MPT抑制劑(環(huán)孢霉素A)或JNK抑制劑所調(diào)控,提示調(diào)節(jié)性壞死在這些疾病狀態(tài)下具有重要作用。隨著壞死調(diào)節(jié)通路數(shù)據(jù)的增多,新的問題是單純細(xì)胞壞死究竟在多大程度上促使肝病進(jìn)展。
(二)凋亡
與壞死相比,凋亡是一個高度可控的生化過程。這個過程由一系列被稱為半胱天冬酶(caspases)的天冬氨酸特異性蛋白酶的協(xié)調(diào)活動來實現(xiàn),將細(xì)胞及其組分最終分解為碎片(圖1)。因此,凋亡在形態(tài)學(xué)上與壞死明顯不同,典型特征是細(xì)胞固縮、核濃縮和碎裂。凋亡是病毒性、膽汁淤積性、脂肪性及酒精性肝病的一個常見特征。在病毒性肝炎肝組織切片中,凋亡表現(xiàn)為易見的特征性嗜酸性小體(councilman body)。
由于凋亡細(xì)胞迅速被清除,通常認(rèn)為凋亡不引起炎癥或僅引起輕度炎癥。這是因為凋亡可激活表達(dá)于凋亡小體的磷脂酰絲氨酸等吞噬信號,促進(jìn)吞噬細(xì)胞對凋亡細(xì)胞的吞噬作用,從而阻止細(xì)胞內(nèi)容物外漏。而凋亡細(xì)胞泄漏的少量促炎介質(zhì),如趨化因子、ATP、三磷酸尿苷及鞘氨醇磷酸酯介質(zhì)等,可能是吞噬細(xì)胞能有效偵測到凋亡細(xì)胞所需的重要信號;被激活的Caspases也能處理細(xì)胞內(nèi)容物,減輕其引起炎癥的能力[6]。
圖1 肝病時的細(xì)胞死亡形式
在慢性丙型肝炎病毒(HCV)感染者,由于凋亡是肝細(xì)胞死亡的主要形式,因此其血清 ALT水平正?;蜉p微升高,盡管肝炎仍在持續(xù)進(jìn)展[1]。另一方面,當(dāng)有更多肝細(xì)胞凋亡時,血清ALT水平將會升高。這支持如下假設(shè),要么是因為吞噬細(xì)胞對凋亡肝細(xì)胞的吞噬已經(jīng)飽和或吞噬速度不夠?qū)е碌蛲龈渭?xì)胞漏出一些較高水平的細(xì)胞內(nèi)容物,要么是一部分肝細(xì)胞并不因單純凋亡而死亡。因此,肝細(xì)胞凋亡可能并非通常認(rèn)為的那樣是一種惰性過程,而是有可能促成肝炎、肝纖維化和HCC。
根據(jù)觸發(fā)事件是細(xì)胞內(nèi)在性還是細(xì)胞外在性,凋亡通路可分為各自獨立的內(nèi)在性和外在性通路(圖1)。內(nèi)在性通路一般通過B細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl2)家族觸發(fā)凋亡,而該家族可控制線粒體外膜的透化作用、細(xì)胞色素C的釋放及隨后的Caspases激活。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)和p53活化等數(shù)種細(xì)胞內(nèi)凋亡觸發(fā)因素能激活這一通路。ERS通常是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中非折疊和錯誤折疊蛋白堆積的結(jié)果,導(dǎo)致所謂的非折疊蛋白反應(yīng)(UPS)。輕度ERS具有細(xì)胞保護(hù)作用,而嚴(yán)重或持久的ERS將通過激活JNK和HOP以促進(jìn)細(xì)胞死亡。例如,在α1-抗胰蛋白酶缺乏癥,ERS增強可誘導(dǎo)細(xì)胞死亡和疾病進(jìn)展。病毒感染通常也會誘導(dǎo)ERS,例如HCV在體外培養(yǎng)和感染者體內(nèi)均可觸發(fā)ERS。游離脂肪酸在體內(nèi)外均可誘導(dǎo)肝細(xì)胞發(fā)生ERS,并觸發(fā)一種稱為脂性凋亡(lipoapoptosis)的內(nèi)在性細(xì)胞死亡通路[7];但這種脂性凋亡一般主要經(jīng)由JNK活化介導(dǎo),呈ERS非依賴性模式[1]。p53是內(nèi)在性細(xì)胞內(nèi)死亡通路的另一重要調(diào)節(jié)因子,也是持續(xù)運轉(zhuǎn)的細(xì)胞命運程序的中心組分,這種程序決定了細(xì)胞是選擇啟動DNA損傷的修復(fù)還是由凋亡介導(dǎo)其死亡。作為對癌基因激活、DNA損傷和衰老的應(yīng)答,p53被活化,并且主要是通過Bax等特定靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)來誘發(fā)凋亡。當(dāng)損傷不太嚴(yán)重時,p53通過p21等靶標(biāo)誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯,從而允許進(jìn)行細(xì)胞修復(fù)。p53的功能也因此被喻為“基因組衛(wèi)士”,可防止肝細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。HCC一般是通過獲得p53基因突變來逃避這種控制機制。
外在性細(xì)胞死亡通路一般是由腫瘤壞死因子(TNF)家族成員的死亡受體配體所觸發(fā),包括TNF自身、Fas配體(Fas L)和TNF相關(guān)性凋亡誘導(dǎo)性配體(TRAIL)。肝細(xì)胞表達(dá)高水平的死亡受體,可能是為了能有效清除被嗜肝病毒感染的肝細(xì)胞。死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是多種肝病的一個主要特征。拮抗Fas的抗體既能迅速觸發(fā)鼠類和人類肝細(xì)胞的凋亡,也能導(dǎo)致小鼠發(fā)生急性肝衰竭(ALF)和死亡,這突出表明肝細(xì)胞對死亡受體誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡具有高度敏感性。在肝臟,外在性和內(nèi)在性信號通路是關(guān)聯(lián)的,因為肝細(xì)胞作為“2型細(xì)胞”,需要通過線粒體擴增來執(zhí)行細(xì)胞死亡,而線粒體擴增需要借助由細(xì)胞色素C釋放所介導(dǎo)的Caspase-3的活化(圖2)。
TNF和Fas L介導(dǎo)的細(xì)胞死亡共享信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的許多組分,例如在受體寡聚化誘導(dǎo)的Caspase-8募集之后形成的死亡誘導(dǎo)性信號復(fù)合物(death-inducing signalingcomplex,DISC),可導(dǎo)致執(zhí)行死亡的Caspases活化(圖2)。但Fas活化的結(jié)果是肝細(xì)胞死亡,而TNFR的活化可影響多種細(xì)胞應(yīng)答,不僅包括細(xì)胞死亡,也包括細(xì)胞存活、炎癥和增殖[1]。核因子κB(NF-κB)是一種重要的細(xì)胞保護(hù)通路,可上調(diào)Bclxl和c-FLIP等抗凋亡基因,阻斷JNK持續(xù)活化,而JNK是TNF誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的一個重要通路。持續(xù)的JNK活化可被NF-κB依賴性抗氧化蛋白,如鐵蛋白和超氧化物歧化酶2(SOD2)的上調(diào)所阻斷。抑制NF-κB可揭示由TNF所誘導(dǎo)的、由活化的JNK和一種被稱為Sab(SH3BP5)的線粒體外膜蛋白相互作用所介導(dǎo)的線粒體氧化應(yīng)激自我放大通路。這一通路支持著JNK的活化,從而導(dǎo)致cFLIP降解,抗凋亡的Bcl-2家族成員的抑制,以及促凋亡Bcl-2家族成員的活化(圖2)。因此,TNF介導(dǎo)的細(xì)胞死亡需要對NF-κB或其靶基因的抑制,并可被JNK的抑制所阻斷。JNK也可促進(jìn)保護(hù)性應(yīng)答,例如肝細(xì)胞增殖和肝臟再生。
圖2 死亡受體所介導(dǎo)的細(xì)胞毒性和細(xì)胞保護(hù)性通路的活化
TNF信號的雙重特性,以及抗凋亡和促炎信號相對于誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的優(yōu)勢性已在多種疾病模型中得到證明。單獨注射TNF或脂多糖(LPS)并不引起顯著肝損傷。但條件性刪除肝細(xì)胞的Nemo、Tak1、Caspase-8抑制劑c-Flip(NF-κB靶基因),或IKKα和IKKβ,從而阻斷NF-κB的作用,或以D-氨基半乳糖抑制肝細(xì)胞轉(zhuǎn)錄,均可促使肝細(xì)胞對TNF誘導(dǎo)的凋亡敏感和發(fā)生肝衰竭。
(三)壞死性凋亡
凋亡的概念及其能夠被NF-κB所阻斷,似足可解釋TNF如何介導(dǎo)肝臟細(xì)胞死亡。但近年有證據(jù)顯示存在第三種細(xì)胞死亡形式,即整合了壞死(necrosis)和凋亡(apoptosis)雙重特點的壞死性凋亡(necroptosis),這一重要認(rèn)知的轉(zhuǎn)變對上述傳統(tǒng)概念提出了重大挑戰(zhàn)。壞死性凋亡和凋亡的上游分子機制是相同的(圖2)[8],這支持如下假說:在凋亡被抑制的情況下(例如被表達(dá)抗凋亡基因的病毒所抑制),壞死性凋亡是一個能保證細(xì)胞死亡的備用通路[1]。雖然壞死性凋亡與凋亡共用上游介質(zhì),但其最終結(jié)果卻是細(xì)胞和細(xì)胞器腫脹引起的細(xì)胞滲漏(圖1)。壞死性凋亡在TNF介導(dǎo)的細(xì)胞死亡中最為典型,而TNF介導(dǎo)的細(xì)胞死亡不僅與多種類型的肝病高度相關(guān),而且也可見于缺血再灌注損傷等其他的情況。
死亡受體的活化究竟是誘導(dǎo)凋亡還是壞死性凋亡,這取決于2種激酶:受體相互作用蛋白(RIP)1和3?;罨腸aspase-8可裂解RIP1和 RIP3,促使平衡偏向凋亡;而抑制caspase-8則有利于RIP1和RIP3復(fù)合物組裝,形成“壞死體(necrosome)”,成為壞死性凋亡信號的關(guān)鍵轉(zhuǎn)導(dǎo)子[2]。壞死體活化導(dǎo)致壞死性凋亡的具體分子機制尚存在爭議?;旌献V系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白(mixed lineage kinase domain-like protein,MLKL)是壞死性凋亡的一個關(guān)鍵介質(zhì)。有證據(jù)顯示,MLKL可通過線粒體靶點增加線粒體活性氧基團(ROS)的產(chǎn)生。新近研究表明,MLKL可觸發(fā)細(xì)胞毒性鈣離子和鈉離子內(nèi)流,而這需要MLKL易位至胞漿膜。
偵測壞死性凋亡以便判斷其在人類疾病中的作用的方法剛剛開始發(fā)展;在動物模型和藥物誘導(dǎo)性肝損傷(DILI)患者中,磷酸化MLKL可能是壞死性凋亡的一個潛在標(biāo)志物[9]。迄今為止,關(guān)于壞死性凋亡在肝病的作用及對其機制的了解,大多數(shù)資料乃是來自小鼠研究。有趣的是,相對于肺臟和脾臟,RIP3在健康小鼠的肝臟僅有微弱表達(dá);但在對壞死性凋亡敏感的細(xì)胞(例如敲除caspase-8),RIP3的水平是上調(diào)的。以牛痘病毒感染小鼠,可誘導(dǎo)其肝臟組裝RIP1/RIP3復(fù)合物,提示壞死性凋亡是抗病毒應(yīng)答的一個組分[10]。在APAP中毒和長期喂飼酒精后,RIP3缺乏的小鼠其肝細(xì)胞死亡是減少的,提示壞死性凋亡參與了這些疾病的發(fā)病過程。雖然RIP3的缺乏可抑制壞死性凋亡,但在早期階段應(yīng)用壞死抑制素1(necrostatin-1)阻斷RIP1,或MLKL缺乏,均可減少細(xì)胞死亡;而RIP3的缺乏并不能在24h內(nèi)取消APAP誘導(dǎo)的肝損傷。因此,可能有其他通路促使細(xì)胞死亡或彌補了RIP3的缺乏[1]。最后,應(yīng)用肝臟特異性Tak1缺失的小鼠模型(一種慢性肝損傷模型)研究顯示,RIP3介導(dǎo)的壞死性凋亡和Caspase-8介導(dǎo)的凋亡作用相左。在這一模型中,Tak1和Caspase-8聯(lián)合缺失的小鼠的壞死性凋亡與肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞的低增殖相關(guān),這減少了HCC和膽汁淤積的發(fā)生。相反,凋亡與肝細(xì)胞高度增殖和HCC發(fā)生相關(guān),而與膽汁淤積無關(guān)[11]。肝細(xì)胞中壞死性凋亡和凋亡之間的這種相互關(guān)系與在其他器官中所見是類似的;肝細(xì)胞缺失Caspase-8的小鼠所發(fā)生的由RIP3介導(dǎo)的自發(fā)性肝損傷進(jìn)一步突出顯示了這種關(guān)系[1,11]。
(四)自噬和細(xì)胞死亡
自噬(autophagy)是細(xì)胞通過溶酶體對細(xì)胞內(nèi)不同成分進(jìn)行的分解代謝,既是清除細(xì)胞內(nèi)無功能組分的一大機制,也是能量的來源[12]。自噬被認(rèn)為是一種細(xì)胞保護(hù)性通路,可防止酒精性肝?。ˋLD)、TNF誘導(dǎo)的肝損傷、APAP誘導(dǎo)的肝損傷、缺血再灌注損傷以及高脂飲食誘導(dǎo)的脂質(zhì)堆積[1]。在特定情況下,自噬可以和細(xì)胞死亡發(fā)生關(guān)聯(lián),但其促進(jìn)細(xì)胞死亡的功能有待進(jìn)一步認(rèn)識,尤其是在肝臟疾病時[1]。
二、肝內(nèi)細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)的幾個特殊問題
(一)膽汁淤積和膽汁酸誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡
膽汁淤積是急慢性肝病的一個共同特征,毒性膽汁酸的蓄積促使肝細(xì)胞死亡。在培養(yǎng)細(xì)胞中,膽汁酸誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡大多數(shù)是凋亡,由死亡受體(包括Fas受體)配體非依賴性活化所介導(dǎo)。膽汁淤積性肝病也常觸發(fā)細(xì)胞壞死,這從膽管結(jié)扎引起“膽道梗阻”的表現(xiàn)、Mdr2ko小鼠以及膽汁淤積性肝病患者中可以得到反映。尚不清楚這是由膽汁酸引起還是由其他機制引起。
(二)非肝細(xì)胞群的細(xì)胞死亡
非肝細(xì)胞群的細(xì)胞死亡也是慢性肝病的一個基本特征。不論是從機制還是從所致肝病來看,膽管細(xì)胞的死亡都不似肝細(xì)胞死亡那樣具有特征性。TNF受體(TNFR)家族介導(dǎo)的凋亡,由Fas、TRAIL受體2或CD40活化所介導(dǎo),似為最常見的膽管上皮細(xì)胞死亡形式[1]。膽管細(xì)胞凋亡見于免疫介導(dǎo)和藥物誘導(dǎo)的膽管疾病,并可促進(jìn)疾病進(jìn)展和膽管缺失。相對于肝細(xì)胞死亡是創(chuàng)傷愈合和纖維化的共同觸發(fā)因素,據(jù)信乃是膽管細(xì)胞增殖而非膽管細(xì)胞死亡促進(jìn)疾病進(jìn)展,例如在膽管相關(guān)病變中可促進(jìn)膽道周圍纖維化[13]。
肝星狀細(xì)胞(HSC)的死亡是清除活化的肌成纖維細(xì)胞和消除肝纖維化的一種機制,一般認(rèn)為其在慢性肝病是有利的。肝竇內(nèi)皮細(xì)胞死亡可見于缺血再灌注損傷(例如肝移植)之后,但其對器官功能障礙的相關(guān)影響仍有爭議。目前對肝臟巨噬細(xì)胞死亡的調(diào)節(jié)及其對肝病的影響亦不十分清楚。肝臟也是能導(dǎo)致肝臟高度免疫耐受的活化CD8+T細(xì)胞等特定免疫細(xì)胞亞群的“墓地”。
可見,細(xì)胞死亡對肝病的影響具有細(xì)胞特異性、階段特異性和環(huán)境(病種等)特異性[1]。
三、細(xì)胞死亡的應(yīng)答通路
雖然急性或慢加急性肝病時大量肝細(xì)胞死亡會損害肝功能,但在大多數(shù)慢性肝病僅有少部分肝細(xì)胞在同一時間死亡,這種情況下細(xì)胞死亡對肝臟功能并無直接而重大的影響,而肝臟對細(xì)胞死亡產(chǎn)生的應(yīng)答可持續(xù)數(shù)十年,決定了長期后果和臨床結(jié)局的發(fā)展方向(圖3)[1]。
(一)損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)是慢性肝病時細(xì)胞死亡和炎癥之間的橋梁
模式識別是固有免疫的基礎(chǔ)。異常的分子模式不僅在宿主識別病原體的過程中起作用,也在識別與組織損傷相關(guān)的危險因素的過程中發(fā)揮作用。在組織損傷后,瀕死細(xì)胞釋放的DAMPs可引發(fā)無菌性炎癥。DAMPs的釋放主要發(fā)生在壞死和壞死性凋亡后,因為這兩種死亡使細(xì)胞膜喪失了完整性,由此解釋了這些細(xì)胞死亡模式的炎癥性質(zhì)[4]。某些DAMPs,例如高遷移率族蛋白B1(high-mobilitygroupbox1,HMGB1),在細(xì)胞凋亡時甚至能主動保留下來。在急性肝病,例如肝臟缺血-再灌注損傷和APAP中毒,肝內(nèi)數(shù)種DAMPs和DAMP受體,包括HMGB1(通過晚期糖化終產(chǎn)物受體或TLR4)、甲酰肽(通過甲酰肽受體1,F(xiàn)PR1)或ATP(通過P2X7)等,可觸發(fā)炎癥細(xì)胞募集,促使炎癥形成和損傷加重。DAMPs誘導(dǎo)的無菌性炎癥對慢性肝病進(jìn)程的影響目前知之甚少。新近報道,卵圓細(xì)胞的增殖和HCC的發(fā)生需要RAGE(HMGB1的受體之一)的參與,提示慢性肝病時RAGE可能在DAMPs和HCC發(fā)生之間提供了一種機制上的關(guān)聯(lián)。倘若DAMPs是參與驅(qū)動慢性肝損傷諸多并發(fā)癥的一類潛在高度相關(guān)的治療新靶點,則有必要進(jìn)一步研究凋亡細(xì)胞釋放的低水平DAMPs是否促進(jìn)病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD)和酒精性肝?。ˋLD)等相關(guān)慢性肝病的炎癥[1]。此外,應(yīng)激細(xì)胞分泌的介質(zhì)可能會額外介導(dǎo)肝臟對損傷的反應(yīng)。例如,應(yīng)激性肝細(xì)胞釋放的IL-33可通過固有淋巴細(xì)胞促進(jìn)纖維增生和膽管增殖。
圖3 特定細(xì)胞死亡模式和其后的細(xì)胞死亡應(yīng)答對肝病進(jìn)展的影響
(二)細(xì)胞死亡應(yīng)答和肝纖維化
肝纖維化是臨床上與慢性肝病最為相關(guān)的后果之一,并與各類肝病時ALT的升高相關(guān)[1],也與Caspase活化的標(biāo)志物--被裂解的細(xì)胞角蛋白18(keratin18,K18)水平升高相關(guān)。HSC是引起肝纖維化的主要因素,但對HSC活化和HCD之間的分子關(guān)聯(lián)仍知之甚少。雖然DAMPs為HCD和HSC活化之間提供了直接關(guān)聯(lián)這一假說很有吸引力,但并未得到嚴(yán)格檢驗,也無令人信服的證據(jù)顯示DAMPs可直接活化HSC[1]。另一種假說是,DAMPs可作用于其他類型細(xì)胞,進(jìn)而釋放導(dǎo)致肝臟纖維增生的介質(zhì)來活化HSC,例如轉(zhuǎn)化生長因子β(TGFβ)和血小板衍生的生長因子(PDGF)。在這些可能的中介細(xì)胞中,目前了解最多的是肝巨噬細(xì)胞與HSC之間的相互作用,能促進(jìn)HSC產(chǎn)生纖維成分。此外應(yīng)當(dāng)考慮到,在病毒性肝炎等許多非膽汁淤積性肝病,細(xì)胞死亡的形式主要是凋亡,這些情況下所釋放的DAMP水平可能是較低的[1]。
足夠的證據(jù)證明凋亡可以觸發(fā)纖維增生。通過敲除小鼠肝特異性Nemo、Mcl-1或Bcl-xl基因,可選擇性增加這種小鼠模型的肝細(xì)胞凋亡[14],為凋亡和纖維增生之間提供了一種關(guān)聯(lián)。但由于這些小鼠模型通常伴隨ALT水平升高,因此尚不確定這究竟是單純凋亡還是包括壞死性細(xì)胞死亡。泛Caspase抑制劑IDN-6556可減少膽管結(jié)扎誘發(fā)的肝纖維化,而泛Caspase抑制劑VX-166對抑制NASH誘導(dǎo)的肝纖維化卻收效甚微,盡管可以改善肝臟損傷和炎癥。相較而言,剔除RIP3可抑制壞死性凋亡,保護(hù)小鼠不發(fā)生NASH誘導(dǎo)的肝纖維化,這突顯了如下假說,亦即是壞死性凋亡而不是凋亡控制著代謝性損傷的肝纖維化[1]。
凋亡或壞死性凋亡與HSC活化之間的關(guān)聯(lián)尚未得到充分認(rèn)識。數(shù)項研究提出,HSC對凋亡小體的吞噬作用將細(xì)胞死亡和HSC的活化聯(lián)系了起來;一些體外實驗表明,HSC在吞噬凋亡小體后,其活化、遷移和存活均增加。多種促纖維化介質(zhì)的增加提示凋亡可通過職業(yè)性吞噬細(xì)胞等間接機制來刺激HSC的活化和纖維化形成。
(三)細(xì)胞死亡和代償性增殖
部分肝臟切除術(shù)常被用來研究患者在外科手術(shù)后的肝臟再生及其模型。而人類疾病時的肝臟再生可能是對急性肝細(xì)胞死亡(例如APAP中毒后)或慢性肝病時持續(xù)性細(xì)胞死亡的直接反應(yīng),而不是大塊肝臟解剖結(jié)構(gòu)或功能喪失的直接后果。因此尚不清楚細(xì)胞毒性肝細(xì)胞喪失后的代償性再生與部分肝臟切除后的肝再生是否存在機制上的不同。通過動物模型已經(jīng)很好地構(gòu)建了HCC發(fā)生與肝細(xì)胞代償性增殖之間的相關(guān)性[11]。尤其是上文提及的特異性敲除肝臟Tak1和Nemo基因的小鼠表現(xiàn)出了大量的代償性增殖,被認(rèn)為有助于HCC的自發(fā)性發(fā)生發(fā)展。在這兩個模型中,凋亡似均為驅(qū)動增殖的力量[11],但尚不清楚哪些介質(zhì)和細(xì)胞類型與這些過程有機制上的關(guān)聯(lián)。
(四)細(xì)胞死亡和HCC發(fā)生
HCC發(fā)生與細(xì)胞死亡密切相關(guān),但需仔細(xì)區(qū)分發(fā)生于非轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞的細(xì)胞死亡和發(fā)生于轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞的細(xì)胞死亡,因為這兩者具有相反的功能效應(yīng)。在非轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞,細(xì)胞死亡是一種腫瘤促進(jìn)機制,由增強的代償性增殖、纖維增殖和炎癥所介導(dǎo)。敲除肝臟特異性抗凋亡蛋白Mcl-1或Bcl-xl,不僅可提高肝細(xì)胞的凋亡率,還能導(dǎo)致HCC的自發(fā)性發(fā)生發(fā)展,清晰顯示了肝細(xì)胞凋亡的腫瘤促進(jìn)作用[1]。在敲除肝臟Bcl-xl的模型中,若進(jìn)一步敲除Bak,可抑制HCC發(fā)生,為肝細(xì)胞凋亡和HCC之間提供了一種直接關(guān)聯(lián)。條件性敲除肝細(xì)胞的Nemo基因以抑制NF-κB,可導(dǎo)致細(xì)胞死亡大量增加和HCC自發(fā)性發(fā)生發(fā)展,也證明了肝細(xì)胞死亡和HCC之間的相關(guān)性。敲除肝臟特異性IKKβ可增加致癌物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和代償性增生,促進(jìn)HCC的形成;而敲除由Bcl-2家族成員p53上調(diào)的凋亡調(diào)節(jié)因子(PUMA),可減少HCC的發(fā)生。在近來的一些模型中,共敲除(codeletion)促凋亡基因Fadd或Caspase-8,可阻止HCC的發(fā)展,凸顯了細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵作用[11,15]。同樣地,抗體介導(dǎo)的FasL中和作用不僅可阻止乙型肝炎表面抗原(HBsAg)轉(zhuǎn)基因HCC小鼠模型的肝細(xì)胞凋亡,還能阻止其肝癌發(fā)生。
與非轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞死亡的促腫瘤作用相反,轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞死亡則能限制HCC發(fā)展。因此,腫瘤細(xì)胞常常要經(jīng)受一種選擇過程(例如p53基因突變),以便使其能成功地避免凋亡。下調(diào)促凋亡的Bax和Bcl-XS,以及上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-XL、Mcl-1、存活素(survivin)和X連鎖的凋亡蛋白抑制物(XIAP),可賦予轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞更強的生存能力[1]。在慢性細(xì)胞死亡,以及通過篩選生存和增殖能力最強的克隆以試圖獲得高度細(xì)胞更新等情況下,細(xì)胞死亡遺傳耐受性的開發(fā)是有利的。除了那些已被詳細(xì)描述的機制外,嗜肝病毒感染也可導(dǎo)致對凋亡的耐受性的增大[16]。外加的生存信號可能是細(xì)胞外來源性的,例如肝臟微環(huán)境的改變或能增強肝內(nèi)TLR信號的腸道滲漏。Mdr2敲除的小鼠可表達(dá)一種IκB超級阻遏物,能抑制NF-κB,使小鼠的腫瘤發(fā)展降低;這表明NF-κB作為一種關(guān)鍵的抗凋亡通路,能促進(jìn)轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞的生存[17]。
不同的細(xì)胞死亡模式對肝臟癌變有著不同的影響。盡管普遍認(rèn)為凋亡是一種惰性細(xì)胞死亡形式,但前述小鼠模型提供的證據(jù)顯示,增強和減少肝細(xì)胞凋亡的干預(yù)措施均強烈提示凋亡是HCC發(fā)展的主要動力[1]。在TAK-1敲除的小鼠中進(jìn)行的共刪除(co-deletion)實驗顯示,是凋亡而不是壞死性凋亡促進(jìn)了該模型的腫瘤發(fā)生[11]。尚需在其他肝癌發(fā)生模型中進(jìn)一步證實此發(fā)現(xiàn)。目前并不清楚凋亡這種經(jīng)典的惰性細(xì)胞死亡形式如何導(dǎo)致癌癥。一種可能是,與壞死或和凋亡相關(guān)的繼發(fā)性壞死相比,對凋亡小體的吞噬能更有效激發(fā)可促進(jìn)HCC形成的代償性增殖或纖維化。抑或這樣設(shè)想,促凋亡的“執(zhí)行酶(executioner enzymes)”,包括脫氧核糖核酸酶(DNAses),可誘發(fā)臨近的細(xì)胞發(fā)生并行性損傷;或某些細(xì)胞能逃脫“凋亡攻擊”而幸存,但其基因發(fā)生了改變并最終導(dǎo)致癌癥。
四、細(xì)胞死亡的生物標(biāo)志物
(一)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)
血清ALT是診斷和監(jiān)測急慢性肝病最常見、認(rèn)識最成熟的生物標(biāo)志物(表1)。血清ALT幾乎由肝細(xì)胞特異性表達(dá);普通人群血清ALT的水平與總病死率和肝臟特異性病死率是相關(guān)的,但與其他病因引起的病死率無關(guān)。G-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(GGT)和AST等其他肝臟生物標(biāo)志物水平的升高與總病死率有關(guān),但不能特異性反映肝臟相關(guān)病死率。在HBV感染者、HCV感染者和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者,ALT水平升高與肝纖維化和肝硬化的臨床進(jìn)展相關(guān)(表1)。雖然ALT似為預(yù)測慢性肝病進(jìn)展的、認(rèn)識最成熟的生物標(biāo)志物,但對急性肝病而言,其他一些生物標(biāo)志物比ALT更加敏感,例如微小RNA(microRNA,miR)-122、HMGB1和K18[1]。與ALT相比,AST也在心肌、骨骼肌、腎臟和血液等更廣泛的組織中表達(dá)。因此對肝病而言,血清AST水平升高的特異性不如ALT。較高水平的AST,特別是AST/ALT比值>2,提示重度ALD,但這并不具有特異性,AST對判斷酒精攝入及ALD的敏感性是較低的。AST/ALT比值升高也與NASH患者纖維化風(fēng)險增高相關(guān)。
(二)K18
K18是一種48kD中間絲蛋白,高表達(dá)于上皮細(xì)胞,釋放到細(xì)胞外時可作為上皮細(xì)胞死亡的血清標(biāo)志物。K18首先被Caspase裂解為44kD和4kD的兩個片段,然后44kD的片段再被Caspase裂解為29kD和23kD兩個片段。眾多臨床研究中應(yīng)用的M30抗體可識別44kD和23kD片段C末端暴露在外的新表位。M65等其他抗體,則在一些研究中被用作細(xì)胞壞死的標(biāo)志物,盡管M65抗體既能識別未裂解的K18,又能識別被Caspase或其他蛋白酶裂解的K18。雖然對基于抗體的分析方法能否可靠反映Caspase裂解的K18和凋亡仍存在爭論,但許多研究顯示K18在量化分析細(xì)胞死亡和預(yù)測臨床結(jié)局方面是有價值的。
K18作為生物標(biāo)志物最有力的證據(jù)來源于對NAFLD的研究,其對診斷NAFLD中的NASH患者具有高度的敏感性和特異性[18],并與臨床參數(shù)和組織活動度評分(HAI)之間呈正相關(guān)關(guān)系(表1)。對HCV感染者的研究顯示,血清氨基轉(zhuǎn)移酶水平正常的患者中約有50%可出現(xiàn)血清K18水平升高,其中30%的患者處于肝纖維化晚期階段。作為ALD標(biāo)志物的Mallory-denk小體,主要就是由泛素化的K8和K18聚集而成[1]。因此,全長K18和K18片段與ALD患者肝內(nèi)的Mallory-denk小體、肝細(xì)胞氣球樣變和肝纖維化是相關(guān)聯(lián)的。盡管對K18作為多種肝病的生物標(biāo)志物的數(shù)據(jù)令人鼓舞,但在推薦其常規(guī)應(yīng)用于臨床實踐之前仍需進(jìn)行更多的研究。
(三)高遷移率族蛋白B1(HMGB1)
HMGB1是一種非組蛋白DNA結(jié)合蛋白,存在于所有真核細(xì)胞中,在細(xì)胞壞死后被動地釋放出來,但高乙?;腍MGB1也可由炎癥細(xì)胞主動分泌。由于受到十字形DNA的滯留,凋亡細(xì)胞僅釋放少量HMGB1。HMGB1在伴有壞死性細(xì)胞死亡的肝病中得到大量研究。APAP中毒的患者,其總HMGB1和高乙?;疕MGB1水平均增高。在過量APAP引起急性肝損傷的8h內(nèi),總HMGB1水平對急性肝損傷的判斷優(yōu)于血清ALT水平??侶MGB1和乙?;疕MGB1水平的增高與APAP中毒后的不良預(yù)后相關(guān),而血清ALT水平則不能反映這種情況[19]。
(四)微小RNAs(microRNAs,miR)
miR在調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面具有重要作用。miR-122是肝細(xì)胞中含量最多的微小RNA,在肝細(xì)胞損傷后釋放入血。APAP中毒后,miR-122水平升高,能較血清ALT水平更早地反映肝損傷,對急性肝損傷后果的預(yù)測也優(yōu)于血清ALT[20]。在慢性肝病,miR-122水平與肝纖維化嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān),可能反映了有功能的肝細(xì)胞的喪失,而不是肝細(xì)胞的死亡率。血清miR-29、miR-133、miR-571和miR-652水平升高反映了由于肝細(xì)胞死亡引起的HSC活化和肝纖維化[1]。
表1 細(xì)胞死亡的生物標(biāo)志物及其對急慢性肝病的預(yù)測價值
(五)氨基甲酰磷酸合成酶1
氨基甲酰磷酸合成酶1(carbamoyl phosphate synthetase 1,CPS-1)是肝細(xì)胞線粒體中含量最豐富的蛋白質(zhì),具有比ALT更高的肝特異性。新近項研究表明,在APAP中毒、Wilson病和缺血性肝損傷引起的急性肝損傷中,CPS-1被觸發(fā)。由于CPS-1半衰期非常短,所以能較ALT能更準(zhǔn)確地預(yù)測肝損傷的終止[1,21]。
五、臨床肝病中的細(xì)胞死亡
(一)藥物誘導(dǎo)性肝損傷(DILI)
DILI是西方國家ALF的主要病因,也是臨床實踐中急性肝炎或膽汁淤積的重要病因。DILI最常見的原因是APAP中毒,可誘導(dǎo)劑量相關(guān)性肝細(xì)胞壞死,其機制包括將一部分APAP轉(zhuǎn)化為活性代謝產(chǎn)物,耗盡谷胱甘肽(GSH)并與蛋白質(zhì)共價結(jié)合,而線粒體是關(guān)鍵的靶細(xì)胞器,可通過持續(xù)活化JNK而促進(jìn)細(xì)胞死亡。N-乙酰半胱氨酸(NAC)是APAP過量的早期特效解毒劑,能補充GSH以阻止活性代謝產(chǎn)物的共價結(jié)合,成功中和APAP的毒性。然而,當(dāng)APAP已被代謝和GSH已被耗盡之后,NAC的療效則十分有限。一些無對照的臨床研究提示,對于正在減弱的毒性,較晚(APAP過量后48h或后來才發(fā)現(xiàn)的亞臨床無意間中毒時)應(yīng)用NAC仍可有一定效果。在這種情況下,針對JNK等下游通路的其他治療可能是有益的。雖然延遲的JNK抑制在動物模型中效果良好,但是在中毒早期NAC的效用,理論上關(guān)系到對JNK依賴性再生信號晚期保護(hù)效用的干擾;而APAP中毒患者的關(guān)鍵窗口無法識別,使得JNK抑制劑在臨床背景下難以被應(yīng)用。盡管在APAP中毒的早期階段壞死性凋亡是重要的,但由于抑制RIP3未能阻止晚期肝損傷,這使得壞死小體(necrosome)不宜作為APAP中毒時的治療靶點[1]。
除外APAP,大多數(shù)DILI屬于特異質(zhì)性DILI(idiosyncratic,IDILI),其細(xì)胞死亡是由適應(yīng)性免疫系統(tǒng)介導(dǎo)。新近發(fā)現(xiàn)HLA和DILI之間存在關(guān)聯(lián),提示患者具有發(fā)生IDILI的遺傳性風(fēng)險[22]。當(dāng)前認(rèn)為IDILI藥物可引起肝細(xì)胞應(yīng)激,為遺傳易感性個體的免疫系統(tǒng)提供危險信號。能夠抑制免疫介導(dǎo)性細(xì)胞死亡機制的藥物對IDILI的早期可能有益,但尚未得到正式研究。一旦發(fā)生ALF,這類治療方法就已經(jīng)失效了[1]。
(二)病毒性肝炎
大多數(shù)急慢性HBV或HCV感染可誘導(dǎo)主動抗病毒免疫應(yīng)答,導(dǎo)致對被感染肝細(xì)胞的主動殺傷。被感染的肝細(xì)胞主要通過CD8+效應(yīng)性T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)被清除。病毒未被清除的患者,其體內(nèi)持續(xù)存在T細(xì)胞和NK細(xì)胞介導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡。被感染肝細(xì)胞的凋亡不足以清除慢性病毒性肝炎患者體內(nèi)的病毒,反而成為肝病進(jìn)展的重要驅(qū)動因素。T細(xì)胞和NK細(xì)胞誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡主要由TNFR家族成員(包括Fas和TRAIL受體2)介導(dǎo),少部分可由顆粒酶B和穿孔素介導(dǎo)。前述小鼠研究顯示,凋亡足以觸發(fā)纖維化和HCC??梢?,在慢性HBV和HCV感染者,因持續(xù)清除被感染的靶細(xì)胞而誘導(dǎo)的凋亡很可能是疾病進(jìn)展的主要因素[1]。但在HCV感染者中應(yīng)用Caspase抑制劑IDN-6556和GS-9450的有關(guān)研究尚未有陽性發(fā)現(xiàn)。由于直接抗病毒藥物對慢性HCV和HBV感染的療效良好,因此Caspase抑制劑等針對靶細(xì)胞的治療策略不太可能在未來成為臨床上治療病毒性肝炎的一個策略[1]。甘草甜素能抑制HMGB1,改善HCV感染者肝臟的壞死性炎癥和纖維化,但不能降低血清HCVRNA水平[23];這提示在病毒性肝炎等肝病患者,甘草甜素可能是通過抑制HMGB1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡應(yīng)答而發(fā)揮治療作用[1]。
(三)非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD)
NAFLD是西方國家最常見的慢性肝病。其中NASH是一個更具侵犯性的疾病,與單純脂肪變性的不同點是NASH存在肝細(xì)胞死亡和隨后的細(xì)胞死亡反應(yīng),病理上表現(xiàn)為肝細(xì)胞氣球樣變、炎癥浸潤和/或膠原沉積,并能促進(jìn)肝纖維化、肝硬化和HCC發(fā)生。目前臨床上并無可有效阻止NASH誘導(dǎo)肝纖維化和HCC的藥理學(xué)對策,這凸顯了鑒別NAFLD轉(zhuǎn)變?yōu)镹ASH的信號調(diào)節(jié)通路的必要性。這種轉(zhuǎn)變過程往往伴隨ALT水平的升高,提示細(xì)胞死亡在這一轉(zhuǎn)化過程中具有重要作用[1]。在所有細(xì)胞死亡通路中,凋亡是這種情況下最具特征性的細(xì)胞死亡類型[24]。因此,數(shù)個大型臨床試驗顯示,血漿K18片段(CK-18Fr)的水平與肝細(xì)胞凋亡的強度相關(guān),并可獨立預(yù)測NASH的存在。除了推測的細(xì)胞凋亡作用外,新近還發(fā)現(xiàn)NASH肝臟能高表達(dá)RIP3[25],提示壞死性凋亡可能是NASH臨床研究的另一個靶標(biāo)[1]。
已提出多種細(xì)胞內(nèi)機制可觸發(fā)細(xì)胞死亡及NASH進(jìn)展。例如,飽和脂肪酸較不飽和脂肪酸的肝毒性更強。肝臟脂肪酸堆積可刺激ROS產(chǎn)生,推測這可能是由于β-氧化增強及隨之發(fā)生的線粒體電子傳遞鏈中的電子流過載所致。ROS水平增高可直接損傷DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),通過活化JNK和p38絲裂原活化的蛋白激酶等應(yīng)激相關(guān)信號通路而促進(jìn)細(xì)胞死亡。脂肪酸誘導(dǎo)的JNK活化被認(rèn)為可能是這種情況下的一個關(guān)鍵因素,而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)(ERSR)的作用仍存在爭議,因為敲除CHOP可加重NASH。與細(xì)胞內(nèi)的凋亡通路相比,對NASH情況下外源性死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡通路知之甚少。雖然NASH患者的脂肪組織增多與TNF等促炎細(xì)胞因子的釋放相關(guān),但這些細(xì)胞因子對細(xì)胞死亡的促進(jìn)作用及其臨床相關(guān)性仍屬未知。在小鼠NASH模型中,敲除TNFR可保護(hù)小鼠不發(fā)生肝脂肪變性和纖維化。此外,TRAIL受體2在肝細(xì)胞的脂性凋亡(lipoapoptosis)中也起某種作用,但其對NASH的促進(jìn)作用有待測試。
減肥手術(shù)可持續(xù)改善胰島素抵抗、肝脂肪變性、炎癥、血清ALT和K18水平以及肝纖維化等。多年來認(rèn)為胰島素抵抗是NAFLD最相關(guān)的潛在病理生理學(xué)機制;應(yīng)用吡格列酮和羅格列酮治療第一年期間即可出現(xiàn)血清ALT水平和肝組織學(xué)改善。但由于多種原因,相關(guān)指南并不推薦將該療法作為一線治療。相較而言,針對細(xì)胞應(yīng)激和細(xì)胞死亡通路的研究已取得有價值的發(fā)現(xiàn),并已改變臨床標(biāo)準(zhǔn)?;赗OS在細(xì)胞死亡和NASH病理生理學(xué)中的突出作用,PIVENS研究檢驗了抗氧化劑維生素E(VitE)在無糖尿病的NASH患者中的作用。結(jié)果顯示,無糖尿病患者在服用VitE后出現(xiàn)肝臟炎癥減輕,血清ALT和AST水平下降,但纖維化沒有變化;該發(fā)現(xiàn)是新近NAFLD指南一條推薦意見的基礎(chǔ),亦即VitE可作為經(jīng)肝活檢確診NASH的無糖尿病患者的一線治療藥物[26]。有研究以法尼酯X受體(farnesoid Xreceptor,F(xiàn)XR)激動劑奧貝膽酸(obeticholic acid,OCA)治療伴有2型糖尿病的NASH患者,可改善胰島素敏感性,減輕體重,降低ALT和GGT水平,促使肝纖維化標(biāo)志物水平下降;但本試驗中的血清ALT和肝纖維化標(biāo)志物水平的下降僅見于應(yīng)用低劑量OCA進(jìn)行治療時。另一項2期研究報道,以選擇性Caspase抑制劑GS-9450治療NASH患者,約35%的患者出現(xiàn)了ALT水平恢復(fù)正常,但其對肝組織學(xué)的效果未知,且K18的減少并不明顯??傊?,越來越多的證據(jù)表明,靶向于細(xì)胞死亡和氧化應(yīng)激的治療方法對NASH可能是有益的,但尚需更大型的試驗和更長的觀察期來判斷相關(guān)臨床后果[1]。
(四)酒精性肝?。ˋLD)
ALD是世界范圍內(nèi)與肝臟相關(guān)的發(fā)病率和病死率最常見的原因之一。此外,由于酒精濫用增多和乙型肝炎及丙型肝炎流行率下降,預(yù)計ALD會進(jìn)一步相對增多。酒精性脂肪性肝炎(alcoholic steatohepatitis,ASH)是一種嚴(yán)重的ALD,可進(jìn)展為肝纖維化、肝硬化和HCC。與NASH相似,ASH的特點是肝脂肪變性、細(xì)胞損傷和炎癥。有證據(jù)顯示ALD存在細(xì)胞凋亡和壞死。酒精的細(xì)胞毒作用至少部分是由代謝產(chǎn)物乙醛所致,乙醛可導(dǎo)致ROS產(chǎn)生過多,進(jìn)而引起脂質(zhì)過氧化、線粒體損傷和細(xì)胞死亡。因此,應(yīng)用抗氧化劑可改善實驗性ALD。腸道通透性增加可導(dǎo)致門靜脈脂多糖(LPS)水平升高,增加TNF和IL-6等炎性細(xì)胞因子及ROS的產(chǎn)生,損傷肝臟;TLR4缺乏的小鼠和經(jīng)過不吸收性抗生素清潔腸道的小鼠,其肝損傷減輕即證明了這一發(fā)現(xiàn)。TNF可介導(dǎo)酒精性肝損傷,抗TNF治療能阻止酒精誘導(dǎo)的大鼠肝細(xì)胞死亡。應(yīng)用RIP3缺乏的小鼠進(jìn)行研究表明,在酒精性肝損傷,壞死性凋亡參與了TNF依賴性細(xì)胞死亡。上述通路應(yīng)用于治療ALD和/或防止發(fā)展為HCC的臨床可能性仍待探索[1]。
持續(xù)酒精攝入是ALD進(jìn)展最重要的危險因素,因此戒酒是最為有效的防治措施。藥物治療主要限于重癥急性肝炎。但目前尚不清楚可能由ROS、TNF和細(xì)菌性PAMPs觸發(fā)的肝細(xì)胞死亡是否為急性肝炎的主要促進(jìn)因素。大多數(shù)研究顯示,糖皮質(zhì)激素可提高急性肝炎患者的短期生存率;因此成為基于Lille評分定義的應(yīng)答者的一線治療藥物。小鼠研究揭示了TNF在介導(dǎo)ASH依賴性細(xì)胞死亡過程中的突出作用,這是臨床上應(yīng)用TNF抑制劑依那西普(etanercept)和己酮可可堿(pentoxifylline)試驗性治療ALD的基礎(chǔ)。但新近一項大型試驗未能證明聯(lián)合應(yīng)用糖皮質(zhì)激素和己酮可可堿的療效優(yōu)于單獨應(yīng)用糖皮質(zhì)激素,依那西普反而提高了急性肝炎患者的病死率和感染率。NAC等抗氧化劑的療效也不確切,因為與單獨應(yīng)用糖皮質(zhì)激素相比,聯(lián)用NAC和糖皮質(zhì)激素僅改善一個月的生存率,但對六個月的生存率無明顯改善。
(五)肝細(xì)胞癌(HCC)
HCC是慢性肝病最常見的終末階段,其發(fā)生是多因素的。細(xì)胞死亡在促進(jìn) CC發(fā)生中的相對作用取決于潛在肝病的性質(zhì)。例如,在HBV感染者和NAFLD患者,即使缺乏慢性肝損傷和/或肝纖維化,仍可發(fā)生HCC;這表明在特定疾病背景下,非細(xì)胞死亡依賴性致癌信號可能足以觸發(fā)癌癥發(fā)生,例如HBV誘導(dǎo)的信號或代謝的改變。盡管如此,高達(dá)80%的HCC乃是發(fā)生于肝纖維化和肝硬化狀態(tài)下,而肝纖維化和肝硬化是在慢性肝細(xì)胞死亡過程中漸次發(fā)生的。此外,上述來自小鼠模型的數(shù)據(jù)強力支持肝內(nèi)的慢性細(xì)胞死亡足以觸發(fā)HCC。同樣地,大量臨床研究表明肝細(xì)胞死亡的生物標(biāo)志物和癌癥發(fā)生風(fēng)險之間存在關(guān)聯(lián)。例如,血清ALT水平持續(xù)大于45U/L的HBV和HCV感染者,其HCC發(fā)生率分別是ALT水平持續(xù)正常的肝炎患者的10和7倍。因此,指南推薦ALT水平是監(jiān)測和治療肝病的一個部分。
對肝內(nèi)調(diào)控細(xì)胞死亡的通路進(jìn)行干擾似為一種很有希望的HCC防治策略,但這可能需要依賴階段、疾病和定位特異性方法。HCC的預(yù)防策略需要在早期階段抑制細(xì)胞死亡,從而終止能引起HCC的細(xì)胞死亡/炎癥/再生/纖維化級聯(lián)反應(yīng)。欲達(dá)此目的,除了治療基礎(chǔ)疾病,還可嘗試采用DAMPs抑制劑如甘草酸,或采用利福昔明等不可吸收性抗生素以阻斷“腸道微生物-肝臟軸”,或采用能抑制細(xì)胞死亡、炎癥或纖維化的其他修飾劑。
相反地,對于已發(fā)生的HCC的治療,要促進(jìn)癌組織中的細(xì)胞死亡但又不能傷及健康肝臟[1]。目前唯一批準(zhǔn)用于治療HCC的這類藥物是索拉非尼(sorafenib),能影響HCC的增殖和血管生成,但不影響細(xì)胞死亡。除了射頻消融和經(jīng)動脈化療栓塞等選擇性不高的能誘導(dǎo)HCC死亡的消融策略外,更具HCC特異性的治療方法也在研發(fā)中。溶瘤病毒能選擇性誘導(dǎo)HCC死亡;一項2期臨床研究顯示,具有溶瘤和免疫治療作用的牛痘病毒JX-594能夠劑量依賴性改善HCC患者的生存狀況。測試JX-594和索拉非尼聯(lián)合療效的臨床研究正在進(jìn)行。另有研究應(yīng)用反義XIAP聯(lián)合索拉非尼以降低癌細(xì)胞的凋亡閾值,促進(jìn)肝癌病灶中的癌細(xì)胞死亡。
六、結(jié)論
細(xì)胞死亡幾乎是所有急慢性肝病進(jìn)展機制的中心所在。壞死性凋亡等多種新的細(xì)胞死亡模式,以及調(diào)控細(xì)胞死亡及細(xì)胞死亡反應(yīng)特定通路的發(fā)現(xiàn),極大地提高了人們對急慢性肝病病理生理學(xué)過程的認(rèn)識。壞死性凋亡是凋亡的重要后援,這一發(fā)現(xiàn)令人信服地解釋了何以Caspase抑制劑未能在臨床肝病學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。因此,可能很有必要同時阻斷多條通路,或阻斷那些被認(rèn)為更具反應(yīng)性或毒性的通路(亦即可能是壞死性凋亡而非凋亡)??紤]到上述難題以及阻斷一種細(xì)胞死亡通路可能會活化另一條通路,未來研究應(yīng)關(guān)注肝臟細(xì)胞死亡應(yīng)答通路的調(diào)控問題。這些通路可能隱含急慢性肝病簡化治療的重要線索。對急性肝病而言,那些能觸發(fā)肝細(xì)胞增殖的通路的活化可能是有利的;而對慢性肝病而言,阻斷促纖維化、促增殖及致炎性細(xì)胞死亡應(yīng)答通路,則可能達(dá)到阻止疾病進(jìn)展的效果[1]。細(xì)胞死亡新的生物標(biāo)志物可能有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測肝病的結(jié)果和幫助制定治療決策。
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2015-06-22)
(本文編輯:賴榮陶)
510282 廣州 南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院(王英杰);解放軍第八一醫(yī)院全軍肝病中心(于樂成)
于樂成,Email:gslsycy@163.com