膽管上皮細胞在原發(fā)性膽汁性膽管炎中的免疫調節(jié)作用

沈健豪，邵建國 綜述，卞兆連 審校

(1.南京中醫(yī)藥大學，南京 210023；2.南通市第三人民醫(yī)院/南通市肝病研究所，江蘇南通 226006)

原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis，PBC)又稱原發(fā)性膽汁性肝硬化，是一種以慢性進行性的膽汁淤積為特征的自身免疫性肝病[1-4]。PBC主要組織學特點是慢性非化膿性破壞性膽管炎，最終導致廣泛的小膽管丟失[1-2]。小葉間的膽管上皮細胞在PBC發(fā)展中被選擇性的免疫破壞?？咕€粒體抗體(anti-mitochondrial antibody，AMA)作為PBC主要的血清特異性表現(xiàn)，其中又以AMA-M2型最具特異性。而PBC患者AMA-M2抗體靶抗原為2-氧酸脫氫酶復合體，其中主要成分為丙酮酸脫氫酶復合體E2亞單位(pyruvate dehydrogenase complex-E2 subunit，PDC-E2)[3]，通過2-氧酸脫氫酶復合體特異的CD4+輔助性T細胞和CD8+細胞毒T細胞造成肝內膽管上皮細胞免疫反應，因為這些T細胞展示了人和細菌之間PDC-E2的分子擬態(tài)[5]。膽管上皮細胞作為免疫攻擊的靶細胞，產生獲得性免疫相關的細胞因子和趨化因子作為對先天免疫反應的結果[6-7]。膽管上皮細胞表達多種細胞因子受體，影響Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)表達，對機體的先天免疫及獲得性免疫具有調控作用[8]。目前研究顯示，在PBC的發(fā)病過程中，膽管上皮細胞不僅僅是免疫破壞的靶細胞，其自身具有的免疫調節(jié)作用在PBC發(fā)病機制中亦起重要作用。

1 參與固有免疫

膽管上皮細胞通過分泌細胞因子和表達免疫受體介導炎性反應，除免疫活性細胞外，膽管上皮細胞通過一組受體來識別微生物和它們的成分——模式識別受體。TLR是識別病原相關分子模式的主要上皮模式識別受體。細菌和病毒感染可以通過TLR進一步激活先天免疫系統(tǒng)來增強炎性反應[9]。脂多糖、脂磷壁酸和細菌DNA片段等細菌成分或產物作為病原相關分子模式在正常和病理性膽汁中被檢測到[9-11]。脂多糖釋放的內毒素和脂磷壁酸在PBC的肝內膽管異常堆積[12-13],膽管上皮細胞通過特定的TLR識別病原相關分子模式產生能激活固有和適應性免疫的趨化因子，從而有助于防御機制的啟動[14]。在PBC中，膽管上皮細胞表達的趨化因子促進了單核細胞向肝內炎癥浸潤，從而產生過多的趨化因子，如MIP-1α/CCL3、MIP-1β/CCL4、RANTES/CCL5和IP-10/CXCL10，增強CD40和人類白細胞抗1原DRα的表達，進一步的激活固有和適應性免疫[15]，形成瀑布效應，促進膽管周圍炎的發(fā)生發(fā)展。

在PBC中，TLR2、3、4、5、9的配體被證明可以顯著提高促炎細胞因子白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)和腫瘤壞死因子(TNF-α)的水平[16]。研究發(fā)現(xiàn)，在PBC的患者中TLR3在肝細胞中表達明顯增高，而在膽管上皮細胞表面TLR4和TLR9表達水平明顯增加，提示膽管上皮細胞參與PBC的發(fā)病過程可能通過其表面的TLR-4/9發(fā)揮作用[17]。文獻報道，在PBC患者中由于患者小腸黏膜通透性增加，導致血清中LPS水平明顯增高，可能是誘導膽管上皮細胞表達TLR4增高的機制[18]。非甲基化胞嘧啶-鳥嘌呤寡核苷酸作為公認的TLR9配體，通過免疫組化的研究發(fā)現(xiàn)，在PBC患者的膽管上皮細胞中，TLR9的表達明顯增加[17]。更為重要的是，非甲基化胞嘧啶-鳥嘌呤能夠誘導PBC患者外周中AMA的形成，并且能夠調節(jié)B細胞表面的TLR9的變化，通過B細胞介導的自身免疫參與PBC的發(fā)病機制[19]。

2 抗原提呈作用

健康人群膽管上皮細胞表達主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅰ類分子，而在病理狀態(tài)下可以異常表達MHCⅡ類分子，并增加細胞間黏附分子1和淋巴細胞功能相關抗原3表達，具有作為非專職APC的潛力[20- 21]。研究研究發(fā)現(xiàn)，在PBC患者中，在促炎細胞因子(IFN-γ、TNF-α)等炎癥因子的作用下，受損傷的膽管上皮細胞表達人類白細胞抗原Ⅱ類分子明顯上調，同時細胞間黏附分子1、淋巴細胞功能相關抗原3及CD40表達也有所增加[21-22]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，PBC患者的膽管上皮細胞能夠表達共刺激信號分子B7-1(CD80)和B7-2(CD86)，可以協(xié)同活化T細胞進而引起免疫反應[22]。PBC患者中的膽管上皮細胞在抗CD28抗體共同刺激下，可以作為APC具有提呈抗原的能力[23]。

膽管上皮細胞表面表達CD1d，它類似于MHCⅠ類分子，能呈遞脂類抗原給NKT細胞從而促進NKT細胞活化，能夠殺傷靶細胞，同時活化的NKT細胞產生大量細胞因子(如IL-4、IFN-γ、IL-17)具有重要免疫調節(jié)作用[24-25]。在PBC晚期患者肝臟組織中，CD1d表達下調，是否與CD1d受限激活NKT細胞有關[26]，仍需進一步研究證明。

3 膽管上皮細胞凋亡、自噬和衰老

細胞凋亡、自噬和衰老是細胞對應激的不同反應，彼此相互關聯(lián)。適當?shù)募毎麘し磻c維持組織的完整性和功能息息相關；機體通過適應、修復來對應激細胞對出反應，不能通過適應、修復的細胞則被轉移到不可逆轉的過程，如細胞凋亡(程序性死亡)或細胞衰老來清除[27]。自噬是指細胞通過降解細胞自身體內的蛋白質和細胞器來實現(xiàn)自身細胞器的更新及維持自身代謝過程，從而使得細胞內環(huán)境穩(wěn)定[27-28]。

3.1細胞凋亡 細胞凋亡是程序性細胞死亡的主要機制，細胞凋亡可以通過清除死細胞及有害物質來維持組織生長和體內穩(wěn)態(tài)[29]。凋亡細胞被專職吞噬細胞(如巨噬細胞和未成熟的樹突細胞)或鄰近的非專職吞噬細胞移除，然后轉移到溶酶體中，在那里它們的細胞成分被降解以供重復使用而不會釋放潛在的有害炎癥和免疫原性細胞內物質[30]。在細胞凋亡過程中，凋亡小體的形成可以避免免疫系統(tǒng)與細胞內的自體抗原不受控制的接觸[31]。

在PBC中，膽管上皮細胞表達穿孔素和顆粒酶，并在膽管上皮細胞上出現(xiàn)上調的凋亡相關分子Fas(CD95)表達，提示細胞凋亡在PBC的發(fā)病過程中可能發(fā)揮重要的作用，是膽管上皮細胞損害的重要機制之一[32]。因為膽管上皮細胞缺乏谷胱甘肽化作用，在細胞凋亡過程中，PDC-E2保持其免疫原性[33]。所以在PBC中，膽管上皮細胞的凋亡過程中細胞內的完整的PDC-E2能夠進入凋亡小體，脫落的凋亡小體能夠形成新生抗原，刺激炎癥細胞產生炎性細胞因子[34]，從而進一步促進膽管上皮細胞的凋亡。而這種惡性循環(huán)的持續(xù)存在打破了機體的免疫耐受，導致PBC的發(fā)生與發(fā)展[35]。

3.2細胞自噬與衰老 細胞自噬功能的改變伴隨著細胞衰老的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)在PBC患者肝內受損的膽管上皮中，細胞自噬標記物LC3與細胞衰老標記物p21WAF1/Cip1和p16INK4a共表達[36- 37]；進一步的體外實驗研究發(fā)現(xiàn)，抑制膽管上皮細胞自噬可以明顯延緩膽管上皮細胞衰老的發(fā)生，揭示了在PBC過程膽管上皮細胞的衰老過程中自噬伴隨其左右，調控了衰老的過程，參與PBC發(fā)病過程中肝內小膽管損傷[38-39]。研究發(fā)現(xiàn)，PBC患者，肝內p62蛋白的表達明顯增加，而P62蛋白具有介導細胞選擇性自噬的功能，提示p62蛋白可能在調控膽管上皮細胞自噬過程中發(fā)揮重要作用。在PBC中，膽管上皮細胞異常的自噬功能能夠引起陰離子交換蛋白2表達的失調，從而破壞膽管上皮細胞表面保護膽道黏膜的碳酸鹽保護層，致使毒性膽汁酸滲入膽管上皮，加重膽管上皮的損傷[40-41]。在PBC的發(fā)病過程中，由于肝內炎癥細胞因子的表達增加，誘發(fā)膽管上皮細胞的衰老[42]；而隨著細胞衰老的發(fā)生，膽管上皮細胞不可逆轉地失去了增殖能力[43-44]，加重了膽管上皮的損傷。同時研究還發(fā)現(xiàn)，衰老的膽管上皮細胞能夠分泌許多促炎細胞因子(IL-6、IL-1等)、趨化因子(CXCL8/IL-8、CCL2/單核細胞趨化蛋白1)、生長因子、基質重塑因子和蛋白酶[45]，招募單核巨噬細胞趨化至肝臟[46]，進一步加重肝細胞炎癥。

綜上所述，在PBC的發(fā)病過程中，膽管上皮細胞不僅僅是免疫損傷的靶細胞，還作為免疫調節(jié)環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)，參與調節(jié)肝內免疫平衡的打破。其不但可以通過TLR、CD1d等分子參與肝內固有免疫的調控；同樣可通過MHCⅡ分子發(fā)揮抗原遞呈作用，調節(jié)肝內適應性免疫。最后通過膽管上皮細胞的衰老、凋亡等生理病理過程進一步調節(jié)自身抗原的暴露以及炎癥瀑布效應的放大作用。進一步研究PBC中膽管上皮的病理生理功能，有利于進一步闡述PBC的發(fā)病機制，并有望盡早為PBC的治療尋找到新的潛在的免疫治療靶點。