自身免疫性肝炎發病機制的研究進展

06-12

自身免疫性肝炎（autoimmune hepatitis， AIH）是由異常自身免疫反應介導的肝實質炎症性病變，多發於女性，以高γ-球蛋白血症、血清自身抗體陽性和對免疫抑制治療應答為特點[1]。隨著對AIH認識的加深以及自身抗體檢測和肝活檢術的廣泛開展，我國AIH患者的檢出率已逐漸增加。國際AIH研究小組推薦的積分系統（1999年）和簡化積分系統（2008年）在我國AIH患者中具有較高的診斷敏感性和特異性[2]。免疫抑制治療能緩解大部分AIH患者的病情，甚至能逆轉進展期肝纖維化，從而顯著改善患者的預後和生活質量。　　一般認為，AIH是遺傳易感人群受到環境因素誘發而產生針對肝細胞的自身免疫反應所致[3]。近年來，AIH免疫學發病機制的研究取得了一定突破，主要表現在三個方面：①AIH遺傳易感位點逐漸闡明；②自身抗原和自身反應性T細胞的鑒定。自身抗原的發現是開發高效、特異診斷方法的基礎，亦為開發抗原特異性免疫治療方法如：口服耐受、T細胞疫苗等提供了可能；③AIH患者存在肝內免疫調節異常，特別是調節性T細胞（Treg細胞）與輔助性T細胞（Th細胞）新亞群Th17細胞之間平衡失調。這些發病機制的闡明對發現潛在治療靶點有重要意義。　　一、遺傳易感性　　自身抗原必須先由抗原遞呈細胞（APC）加工，遞呈給APC細胞表面的MHC II類分子的抗原結合槽內，再被CD4+輔助T細胞識別。處理抗原的親和力由抗原遞呈的MHC II類分子的DRβ鏈結構所決定。該鏈包含多種多態性氨基酸殘基片段的第三高變區（HVR3）。HVR3處於DRβ多肽鏈的α螺旋，可影響多肽的結合和免疫細胞的激活。MHC等位基因編碼抗原結合槽的氨基酸殘基，決定其適合遞呈的特定抗原。多種MHC II類分子可遞呈同一抗原，而多種抗原可被同一種MHC II類分子所遞呈。因此，多種等位基因可對免疫應答產生同樣的影響。　　北歐和北美白種人群中，I型AIH的主要易感等位基因是HLA-DRB1*0301和HLA-DRB1* 0401。這兩個等位基因均編碼HLA-DRβ分子的抗原結合槽DR67?72位6個氨基酸的片段(LLEQKR，亮-亮-谷-谷氨醯胺-賴-精氨酸殘基）。而DRβ多肽鏈第71位的賴氨酸（K）是關鍵殘基。賴氨酸處於DRβ多肽鏈?螺旋的邊緣，與所結合的抗原和T細胞受體接觸，可影響抗原複合物的構象，影響免疫細胞的激活[4]。來自日本、阿根廷、巴西和墨西哥患者的易感基因雖然與白種人不同，但許多易感基因編碼與上述相似的抗原結合槽關鍵部位的氨基酸片段（LLEQKR或LLEQRR），DRβ第71位精氨酸（R）替代賴氨酸（K），並不改變該抗原結合部位的電荷特性和結合能力，因為精氨酸和賴氨酸都攜帶較高的陽性電位，具有相似的極性。我們小組發現，我國AIH患者HLA-DR4陽性率顯著高於正常對照人群，HLA-DRB1*0405基因頻率有增高趨勢，提示我國患者與歐美患者在發病機制上有部分相同之處[5]。　　在白種人群中，不同的遺傳易感因子還代表著AIH不同的臨床類型。與HLA-DR3有關的AIH患者一般年齡較輕、病情進展快，常在免疫抑製劑治療停葯後複發，因而需作肝移植的可能性較大；相反，HLA-DR4陽性的患者常在40歲以後發病、疾病活動度中等，對免疫抑製劑治療反應良好，較少作為肝移植的候選者，但肝外自身免疫性綜合征較常見。有學者認為基於HLA的AIH分型較之基於自身抗體的分型可能更能反映病因，更有利於對患者治療反應和預後作出合理的判斷。

　　二、自身抗原和自身反應性T細胞　　AIH是一種由於失去對肝細胞的免疫耐受，故而長期對肝細胞產生免疫介導損傷的慢性疾病。根據血清自身抗體譜把AIH分成兩個血清亞型[1]。I型AIH即經典型，最為常見，約佔全部AIH的60%?80％。抗核抗體（antinuclear antibody， ANA）、抗平滑肌抗體（smooth muscle antibody， SMA）、抗可溶性肝抗原/肝胰抗原抗體（anti-soluble liver antigen/liver pancreas antigen， SLA/LP）陽性、抗肝細胞膜抗體（liver membrane antibody， LMA）或核周型抗中性粒細胞胞漿抗體（perinuclear antineutrophil cytoplasmic antibody， pANCA）陽性為其特徵。II型AIH主要發生於兒童，以抗肝腎微粒體I型抗體（anti-liver/kidney microsomal 1 antibody， LKM-1）或抗肝細胞胞漿I型抗體（antibody to liver cytosl 1， LC-1）陽性為特徵。雖然自身抗體在AIH的診斷過程中非常重要，但這些抗體的自身抗原及其致病性並未得到很好地證實。　　LKM-1作為Ⅱ型AIH的主要血清學特徵，其靶抗原為細胞色素P450 2D6（CYP2D6），包含自身抗體識別的線性抗原決定簇。Ⅱ型AIH患者LKM-1抗體陽性率可達90%，多出現於進展期患者，此類患者常需接受進一步的免疫抑制治療。CYP2D6具有自身抗原的諸多特點：①與高滴度的LKM-1抗體相關；②包含疾病特異性抗原表位，B細胞的主要線性表位CYP2D6 193-212見於93%的Ⅱ型AIH患者，CYP2D6 257-269見於85%的患者，CYP2D6 321-351見於53%的患者；③表達於肝細胞表面的細胞因子如：腫瘤壞死因子（TNF）-α、白介素（IL）-1和IL-6可調節CYP2D6在肝細胞表面的表達；④能被肝內浸潤的T細胞所識別。Ⅱ型AIH患者肝內和外周血中可鑒定出CYP2D6 262-285特異性CD4+ T細胞克隆。易感基因HLA-DRB1*07陽性Ⅱ型AIH患者可識別7個CYP2D6抗原區域，而陰性患者只能識別其中的4個，誘導T細胞與B細胞應答的抗原表位亦有重疊[6]。最近有學者發現在Ⅱ型AIH患者中，HLA-A2限制性CYP2D6特異性CD8+ T細胞免疫應答因疾病分期而異，並與肝細胞損害有關，CD8+T細胞所識別的CYP2D6主要抗原表位位於245-254位氨基酸殘基，該序列有望成為Ⅱ型AIH免疫干預治療的新靶點[7];⑤成功建立了由CYP2D6及其致敏淋巴細胞誘導的AIH動物模型。最近Holdener等[8]以表達人CYP2D6的腺病毒轉染小鼠，成功誘導出了AIH動物模型，且小鼠產生的LKM-1樣抗體與Ⅱ型AIH患者的血清LKM-1抗體可識別相似的CYP2D6免疫表位。　　SLA/LP是Ⅰ型AIH的自身抗體之一，雖然陽性率較低，但特異性很高，幾乎僅見於Ⅰ型AIH患者[9]。SLA/LP抗體陽性與AIH的病情嚴重程度存在一定聯繫。應用高滴度SLA抗體血清對cDNA表達文庫進行免疫篩選，鑒定出的自身抗原為UGA抑制因子tRNA相關蛋白。最近Mix等[10]的研究發現，在Ⅰ型AIH患者中，SLA 186-197和SLA 373-386是CD4+ T細胞的自身反應性表位，該表位受易感基因HLA-DRB1*0301限制。Tahiri等[11]以SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳、二維電泳和質譜分析技術在Ⅰ型AIH患者中鑒定出6種肝細胞膜抗原，包括：肝精氨酸酶、細胞角蛋白（CK）8/18、熱休克蛋白（HSP）60、HSP70、HSP90和含纈酪肽蛋白（VCP），這些蛋白可能是Ⅰ型AIH潛在的自身抗原。　　三、Treg細胞與Th17細胞平衡的免疫調控　　天然CD4+ CD25+ Foxp3+ Treg細胞是主要由胸腺產生的功能成熟的T細胞亞群，在維持自身免疫耐受和多種生理、病理性免疫應答調控方面發揮關鍵作用。最近鑒定出了一類與Th1細胞和Th2細胞不同的獨立CD4+ T細胞亞群，因其分泌IL-17而被命名為Th17細胞。孤兒核受體RORγt是Th17細胞亞群產生的關鍵轉錄因子[12]。Th17細胞能分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-6、TNF-α等細胞因子，通過這些細胞因子發揮其特有的免疫功能[13]。Treg細胞與Th17細胞同屬CD4+ T細胞亞型，兩者在分化過程中具有「此消彼長」的效應。轉化生長因子（TGF）-β單獨作用可誘導初始T細胞分化為Foxp3+ Treg細胞，而TGF-β與IL-6共同作用可誘導初始T細胞向Th17細胞分化。究竟是Treg細胞免疫應答還是Th17細胞免疫應答佔主導地位，取決於周圍環境中天然免疫細胞分泌的IL-6、IL-21、IL-1β等炎症因子。Treg細胞與Th17細胞在分化和功能上相互抑制，兩者的平衡對維持免疫內環境穩定起重要作用，一旦失衡則可導致全身或局部免疫應答異常，出現自身免疫性疾病、持續感染及腫瘤等疾病。研究發現某些因素可影響Treg細胞與Th17細胞數量或功能的平衡，如全反式維甲酸可有效抑制Th17細胞分化，促進Treg細胞分化[14]。因此，通過調控Treg細胞/Th17細胞平衡，可達到恢復免疫自穩狀態、緩解炎症反應的目的，從而為炎症性和自身免疫性疾病的治療提供新思路。在AILD中，AIH和PBC患者肝內和外周血Treg細胞數量和免疫調節活性明顯下降。新近研究證實，PBC和AIH患者門管區IL-17陽性淋巴細胞浸潤顯著增加；IL-2受體α（IL-2Rα）基因敲除PBC小鼠模型亦可見門管區IL-17陽性細胞浸潤，提示Th17細胞可能參與了AILD的發病過程[15]。我們的研究也證實，AIH患者外周血和肝內Th17數量顯著高於正常人和慢性乙型肝炎患者。IL-17能誘導肝細胞系和原代肝細胞分泌IL-6，而IL-6可促進Th7細胞的發育和擴增。因此，Th17細胞和肝細胞之間可能通過IL-17和IL-6的相互作用形成促進炎症發生的惡性循環[16]。　　綜上所述，儘管AIH的診治研究日益受到國內外學者的關注，但目前對AIH特點的認識仍不充分，其發病機制還遠未闡明，治療效果亦不甚理想，治療藥物缺乏器官特異性。當前AIH免疫學發病機制的研究面臨以下亟待解決的問題：①建立與人類AIH發病過程和臨床表現高度相似的動物模型是研究AIH發病機制和免疫治療的重要手段；②病毒、藥物等外源性因素誘發AIH的「分子模擬」機制；③自身抗體的致病性以及自身反應性T細胞克隆的分離和調控機制的研究；④如何通過調控Treg細胞/Th17細胞的平衡達到肝內免疫穩態；⑤是否存在肝臟自身抗原特異性Treg細胞和Th17細胞，能否通過體外擴增Treg細胞並回輸至患者體內進行免疫調控。當前生命科學特別是免疫學的飛速發展給AILD免疫學發病機制的研究帶來了極好契機，轉基因動物和蛋白質組學使自身抗原的鑒定成為可能。從發病機制入手研究AIH才能從根本上認識這一疾病，並取得診斷和治療方面的實質性突破。