洪俊強　涂德軍　張啟龍

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自然殺傷性T細胞在肝病中的功能作用

洪俊強涂德軍張啟龍

521000廣東潮州解放軍第一八八醫(yī)院腫瘤科

自然殺傷性T(natural killer T cell，NKT)細胞是非特異性T淋巴細胞的一類亞群，可同時表達自然殺傷細胞及T細胞的相關受體，與自然殺傷(natural killer，NK)細胞共享部分表型及功能[1]。NKT細胞可被分為兩類亞群：Ⅰ型(iNKT)及Ⅱ型NKT細胞(iiNKT)。其中iNKT也被稱為經(jīng)典NKT，其可以表達部分變異的T細胞受體(T cell receptor，TCR)，這種變異在小鼠表現(xiàn)為Va14Ja18/Vb2、Vb7、Vb8突變，在人類則表現(xiàn)為Va24Ja18/Vb11突變。iNKT占肝臟中NKT細胞的絕大多數(shù)(約95%)，可廣泛的識別各類抗原遞呈細胞遞呈的抗原復合物[2, 3]。iNKT能夠被脂類抗原(α-半乳糖神經(jīng)酰胺(α-GalCer))或多類細胞因子(如：IL-12)激活。相反的，iiNKT表達更多分化的特異性TCR，其只在肝臟中占NKT細胞的5%，可對哺乳動物及微生物的磷脂及硫苷脂產(chǎn)生特異性應答[4]。除了經(jīng)由糖脂類抗原的激活，NKT也能被IL-12及IL-18等炎癥因子誘導發(fā)生遷移及分化[5]。NKT的應答反應也包括與肝臟其他細胞之間的相互作用，如肝星狀細胞(hepatic stellate cell，HSC)、庫普弗細胞、竇狀內(nèi)皮細胞及肝細胞[6]。大量的研究均提示NKT在肝臟損傷、炎癥、再生、纖維化及腫瘤形成中發(fā)揮著重要且十分復雜的功能[7, 8]。因此，本文就肝臟炎癥、纖維化及肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)中NKT細胞的相關功能研究進行簡要綜述。

一、肝損傷及炎癥中NKT細胞的功能

肝臟的損傷及炎癥在臨床上十分常見，可被急慢性肝炎病毒、酒精、肝毒性藥物、脂肪蓄積及自身免疫損傷等多種因素引起[9]。肝臟中的主要細胞是肝細胞，其可在損傷及炎癥中容易受到多方面因素影響從而導致多種模式的細胞死亡(如凋亡、壞死、自噬)。肝臟也是固有免疫系統(tǒng)的重要組成器官，包括肝細胞、膽管細胞、HSC、庫普弗細胞、樹突狀細胞(dendritic cell，DC)、NK及NKT細胞等幾乎所有類型的細胞都參與了機體固有免疫應答[10]。肝臟固有免疫細胞(庫普弗、DC、NK及NKT等)及炎癥分子(細胞因子、趨化因子、急性時相蛋白等)在肝臟炎癥的發(fā)生及發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。其中，NKT可刺激Th1(分泌IFN-γ、THF-α)、Th2(分泌IL-4、IL-13)及Th17(IL-17、IL-22)細胞分泌的相關功能因子的快速生成，這些細胞因子在肝病中的功能十分復雜，這也提示NKT在肝損傷及炎癥中功能的多樣性[11]。肝損傷及炎癥時同樣也存在中性粒細胞浸潤、趨化因子分泌、NKT相關細胞凋亡配體的分泌等，這些也是NKT相關免疫微環(huán)境形成及功能作用發(fā)揮的體現(xiàn)[12]。NKT可被刀豆凝集素A(concanavalin A，COA)或磷脂抗原α-GalCer活化，并誘導肝損傷及炎癥。在COA誘導的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，NKT調(diào)節(jié)的肝損傷及炎癥可導致多種促炎癥因子的產(chǎn)生，這些因子包括IFN-γ、IL-4、IL-5,IL-13、TNF-α、TNF-135、TNF-136及TNF-137等，其共同促進了藥物損傷相關肝炎的發(fā)生[13]。同時，NKT激活后也可經(jīng)由多種途徑進行自我平衡調(diào)節(jié)，如活化的NKT可產(chǎn)生IL-4，其能夠促進NKT增殖，并通過正反饋調(diào)節(jié)增強促增殖效果；同時NKT也產(chǎn)生IFN-γ，其可以通過負反饋調(diào)節(jié)模式抑制NKT增殖[7]。

另一方面，NKT介導的肝損傷的另一個重要機制是直接殺傷肝細胞。Huang等[14]基于HBV轉(zhuǎn)基因小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，激活的NKT可上調(diào)自然殺傷2組型D類(natural killer group 2 member D，NKG2D)配體的表達，從而誘導急性肝損傷。Hosoya等[15]的基于小鼠模型的最新研究中發(fā)現(xiàn)，COA誘導的STAT4+/-小鼠中，肝組織的NKT細胞FASL表達增強，特異性直接肝細胞毒性也顯著升高，NKT細胞對肝細胞存在直接殺傷作用。Synwk等[16]在針對蛋氨酸膽堿缺乏飲食誘導的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)小鼠模型的研究中也發(fā)現(xiàn)，除外誘導直接的肝細胞殺傷，NKT也可經(jīng)由分泌Hedgenhog配體及骨橋蛋白促進膽管細胞凋亡。在關于酒精性肝病中NKT細胞的最新研究也顯示，酒精誘導的NLRP3炎癥小體活化能夠募集和激活iNKT細胞，誘導對肝細胞的損傷，從而導致酒精性肝病及肝損傷[17]。有趣的是，使用硫苷脂激活iiNKT或通過類視黃醇抑制iNKT，可在酒精誘導的肝損傷動物模型中發(fā)揮抑制炎癥及保護肝組織作用[18]。Tripathy等[19]基于急性HBV感染患者的研究中，與健康對照相比，NKT可出現(xiàn)表達增高，且分泌大量的IFN-γ。而Li等[20]的研究也發(fā)現(xiàn)，急性HBV感染1～2周后患者外周血循環(huán)中的NKT計數(shù)可出現(xiàn)顯著下降，待HBV清除及肝功能恢復正常后，NKT可逐漸恢復至健康對照水平。這些研究均提示NKT可能在HBV感染的早期參與非特異性免疫應答來協(xié)助清除病毒。

二、肝纖維化中NKT細胞的功能

肝纖維化是由慢性肝病損傷后修復導致的膠原蛋白的蓄積，是極難逆轉(zhuǎn)的病理生理過程。肝纖維化的致病關鍵是具有促纖維化功能的HSC的激活及集聚[21]。在正常的肝臟組織中，HSC處于靜止狀態(tài)，并表達膠原纖維酸性蛋白(collagen fiber acidic protein，GFAP)及肌間線蛋白，以脂滴的形式儲存了人體約70%的維生素A[22]。HSC功能的異常改變是肝纖維化進展的核心，對肝纖維化阻斷也集中在對HSC功能的調(diào)節(jié)上。盡管NKT構(gòu)成小鼠肝臟T細胞的30%，在人類肝臟中也可達到10%～15%，但是其在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮何種功能仍未得到完全闡明。迄今為止的研究證據(jù)提示，NKT在調(diào)控肝纖維化的過程中同時扮演了抗纖維化及促纖維化的作用[23, 24]。與NKT功能作用不同的是，現(xiàn)在很清楚NK細胞在肝纖維中發(fā)揮著抑制纖維化的作用，其主要通過直接殺傷早期或衰老的活化HSC這一途徑[25]。與NK細胞相似的是，NKT也可以通過直接殺傷HSC來抑制肝纖維化，并產(chǎn)生抗纖維化功能細胞因子IFN-γ。近年來，Mitra等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，IL-30能夠改善肝纖維，通過促進NKT殺傷活化后的HSC，其主要經(jīng)由調(diào)節(jié)NKG2D配體與可誘導前體維甲酸1(retinoic acid early inducible 1，Rae1)之間的相互作用來實現(xiàn)。此外，已知NKT可以產(chǎn)生大量的抗纖維化因子IFN-γ，因此NKT抗纖維化的另一個途徑即是通過生成IFN-γ來實現(xiàn)的。IFN-γ不僅直接抑制HSC的活性，而且可增強NK/NKT的抗HSC細胞毒性，經(jīng)由上調(diào)NKG2D配體及TRAIL的表達。

另一方面，NKT的促纖維化效應不僅在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠、原發(fā)性膽汁性肝硬化、CXCR6+/-小鼠及硫代乙酰胺(thioacetamide ，TAA)誘導的小鼠纖維化模型中，也在人NASH中觀察到。CXCR6-CXCL16趨化因子信號軸可以調(diào)控肝臟中NKT的募集及增殖，同時慢性肝病患者中這類趨化因子存在著顯著上調(diào)[27]。NKT可以識別CD1d提呈的糖脂化抗體，這在NKT的發(fā)生中是必須的。基因上敲出CD1d可以導致iNKT及iiNKT的缺如。Ishikawa等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，CD1d敲出的小鼠對于TAA誘導的肝臟炎癥、損傷及肝纖維化耐受，從另一方面也提示NKT在TAA誘導的肝損傷模型中存在促進炎癥與纖維化的作用。INKT在CCl4誘導的肝損傷及纖維化動物模型中的作用是一把雙刃劍。Gao等[23]的研究證實，iNKT缺如的小鼠在CCl4誘導的肝損傷早期(2周內(nèi))存在肝損傷及肝纖維化程度的增強，提示內(nèi)源性脂類抗原激活的iNKT可以抑制CCl4誘導的肝損傷及纖維化?？偟膩碚f，iNKT在肝纖維的致病過程中具有復雜的功能效應。一方面NKT通過抑制HSC活化來抑制肝纖維，另一方面其經(jīng)由增強肝臟炎癥及損傷來促進纖維化的發(fā)生。NKT在不同的致病因素及肝病階段中對肝纖維化的影響取決于細胞功能狀態(tài)及所處微環(huán)境平衡的改變。因此，免疫細胞微環(huán)境的動態(tài)平衡調(diào)節(jié)，也是通過細胞干預途徑來阻斷甚至逆轉(zhuǎn)肝纖維化的重要研究方向。

三、HCC中NKT細胞的功能

對NKT在調(diào)節(jié)腫瘤免疫中功能的研究主要是使用α-GalCer進行誘導激活。盡管α-GalCer的檢測已在臨床試驗中用于評估癌癥的治療，但是NKT在HCC發(fā)生與發(fā)展中的具體功能機制仍未完全闡明[28]。α-GalCer可以誘導iNKT激活，導致IFN-γ的釋放及NK細胞活性下降。同時，其可以激活肝臟內(nèi)的抗原提呈細胞(antigen presenting cell，APC)，通過CD40-CD40L之間的相互作用，特別是誘導DCs的成熟及上調(diào)共刺激因子(CD80及CD86)。通過使用α-GALCer來刺激產(chǎn)生IL-4，也能夠增強NKT的活性，引起遲發(fā)的細胞應答激活。NKT不僅直接識別惡性細胞，而且經(jīng)由特異性殺傷腫瘤表達的相關CD1d抗原的巨噬細胞來抑制腫瘤生長[29]。

然而，也有研究認為iiNKT具有對腫瘤的免疫抑制作用。臨床研究發(fā)現(xiàn)，在大部分實體腫瘤患者中NKT的表達常常是降低的，而且iNKT的計數(shù)降低較iiNKT更為明顯。Schneiders等[30]對頭頸部鱗狀細胞癌患者長達10年的隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，外周血液循環(huán)中NKT升高常常提示更好的臨床預后。也有一些研究顯示[31]，NKT在腫瘤所處的微環(huán)境中可出現(xiàn)增殖速度升高，并通過產(chǎn)生IFN-γ及促進CD8+T細胞分化增殖來發(fā)揮抗腫瘤效應。盡管NKT主要存在于肝臟中，但是其在肝細胞癌變中的具體功能仍是存在爭議的。全新的證據(jù)提示，不同類型的NKT可能在調(diào)控肝臟腫瘤的過程中發(fā)揮截然不同的作用。與上述情況相似的是，iNKT能夠通過釋放IFN-γ并激活包括NK細胞在內(nèi)的其他效應細胞在肝臟中，來發(fā)揮抗腫瘤效應[32]。肝臟腫瘤的發(fā)生與炎癥存在密切關系，在β半乳糖蛋白激活的HCC形成過程中，NKT的遺傳缺失可加速肝臟腫瘤的進展。Anson等[33]的研究也發(fā)現(xiàn)，NKT能夠防止適宜于腫瘤轉(zhuǎn)移的微環(huán)境的形成來阻止腫瘤發(fā)生，發(fā)揮抗腫瘤形成的特性。另一方面，Wolf等[34]的最新研究卻顯示，NKT對腫瘤的促進作用主要通過在腫瘤相關性炎癥中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用實現(xiàn)，而這種功能主要由iiNKT擔負。從NASH發(fā)展為HCC的過程中，NKT通過直接誘導局部炎癥反應及影響肝細胞增殖來加重脂肪性肝炎程度并促進HCC發(fā)生。NKT在其中主要通過與CD8+T細胞協(xié)助來誘導對肝細胞的損傷。同時，一些早期的研究也提示iiNKT可以促進HCC的生長，主要通過產(chǎn)生Th2相關細胞因子，如IL-4/IL-13等，并可以抑制腫瘤抗原特異性CD8+T細胞活性[35]。總體上說，關于NKT在HCC中的具體功能仍是存在爭議的。一般認為iNKT通過產(chǎn)生IFN-γ，促進腫瘤的NK細胞激活，并殺傷腫瘤細胞或表達腫瘤細胞抗原的相關巨噬細胞來發(fā)揮抗腫瘤作用；而iiNKT則抑制對腫瘤的免疫清除，發(fā)揮相反的作用。對不同病因?qū)е碌腍CC及NKT在腫瘤不同階段中發(fā)揮的作用的深入了解有助于臨床更優(yōu)化的治療選擇。

四、問題及展望

NKT細胞作為一類兼具NK細胞及T細胞功能的免疫細胞，其在各類肝病中的作用正逐漸得到重視。針對NKT細胞在肝臟炎癥、纖維化、癌變過程中作用機制的深入研究有助于了解這類病變的細胞及分子機制，為臨床診斷、預后及靶向治療提供新的選擇。隨著研究的深入，對NKT在各類肝病中的功能作用將得到更深入的闡述，這些相關研究也會逐步得到更廣泛的臨床應用。

參考文獻

[ 1 ]Wang H, Yin S. Natural killer T cells in liver injury, inflammation and cancer. Expert Rev Gastroenterol Hepatol, 2015, 9:1077-1085.

[ 2 ]Brennan PJ, Brigl M, Brenner MB. Invariant natural killer T cells: an innate activation scheme linked to diverse effector functions. Nat Rev Immunol, 2013, 13:101-117.

[ 3 ]Rossjohn J, Pellicci DG, Patel O, et al. Recognition of CD1d-restricted antigens by natural killer T cells. Nat Rev Immunol, 2012, 12:845-857.

[ 4 ]Berzins SP, Smyth MJ, Baxter AG. Presumed guilty: natural killer T cell defects and human disease. Nat Rev Immunol, 2011, 11:131-142.

[ 5 ]Velazquez P, Cameron TO, Kinjo Y, et al. Cutting edge: activation by innate cytokines or microbial antigens can cause arrest of natural killer T cell patrolling of liver sinusoids. J Immunol, 2008, 180:2024-2028.

[ 6 ]Zeissig S, Murata K, Sweet L, et al. Hepatitis B virus-induced lipid alterations contribute to natural killer T cell-dependent protective immunity. Nat Med, 2012, 18:1060-1068.

[ 7 ]Wang H, Feng D, Park O, et al. Invariant NKT cell activation induces neutrophil accumulation and hepatitis: opposite regulation by IL-4 and IFN-gamma. Hepatology, 2013, 58:1474-1485.

[ 8 ]Martin-Murphy BV, Kominsky DJ, Orlicky DJ, et al. Increased susceptibility of natural killer T-cell-deficient mice to acetaminophen-induced liver injury. Hepatology, 2013, 57:1575-1584.

[ 9 ]Malhi H, Guicciardi ME, Gores GJ. Hepatocyte death: a clear and present danger. Physiol Rev, 2010, 90:1165-1194.

[10]Jenne CN, Kubes P. Immune surveillance by the liver. Nat Immunol, 2013, 14:996-1006.

[11]Van Kaer L, Parekh VV, Wu L. Invariant natural killer T cells: bridging innate and adaptive immunity. Cell Tissue Res, 2011, 343:43-55.

[12]Duwaerts CC, Gregory SH. Targeting the diverse immunological functions expressed by hepatic NKT cells. Expert Opin Ther Targets, 2011, 15:973-988.

[13]Wondimu Z, Santodomingo-Garzon T, Le T, et al. Protective role of interleukin-17 in murine NKT cell-driven acute experimental hepatitis. Am J Pathol, 2010, 177:2334-2346.

[14]Huang M, Sun R, Wei H, et al. Simultaneous knockdown of multiple ligands of innate receptor NKG2D prevents natural killer cell-mediated fulminant hepatitis in mice. Hepatology, 2013, 57:277-288.

[15]Hosoya S, Ikejima K, Takeda K, et al. Innate immune responses involving natural killer and natural killer T cells promote liver regeneration after partial hepatectomy in mice. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2013, 304:G293-299.

[16]Syn WK, Agboola KM, Swiderska M, et al. NKT-associated hedgehog and osteopontin drive fibrogenesis in non-alcoholic fatty liver disease. Gut, 2012, 61:1323-1329.

[17]Cui K, Yan G, Xu C, et al. Invariant NKT cells promote alcohol-induced steatohepatitis through interleukin-1beta in mice. J Hepatol, 2015, 62:1311-1318.

[18]Maricic I, Sheng H, Marrero I, et al. Inhibition of type I natural killer T cells by retinoids or following sulfatide-mediated activation of type II natural killer T cells attenuates alcoholic liver disease in mice. Hepatology, 2015, 61:1357-1369.

[19]Tripathy AS, Das R, Chadha MS, et al. Epidemic of hepatitis B with high mortality in India: association of fulminant disease with lack of CCL4 and natural killer T cells. J Viral Hepat, 2011, 18:e415-422.

[20]Li J, Han Y, Jin K, et al. Dynamic changes of cytotoxic T lymphocytes (CTLs), natural killer (NK) cells, and natural killer T (NKT) cells in patients with acute hepatitis B infection. Virol J, 2011, 8:199.

[21]Lee YA, Wallace MC, Friedman SL. Pathobiology of liver fibrosis: a translational success story. Gut, 2015, 64:830-841.

[22]Puche JE, Saiman Y, Friedman SL. Hepatic stellate cells and liver fibrosis. Compr Physiol, 2013, 3:1473-1492.

[23]Gao B, Radaeva S. Natural killer and natural killer T cells in liver fibrosis. Biochim Biophys Acta, 2013, 1832:1061-1069.

[24]Ishikawa S, Ikejima K, Yamagata H, et al. CD1d-restricted natural killer T cells contribute to hepatic inflammation and fibrogenesis in mice. J Hepatol, 2011, 54:1195-1204.

[25]Muhanna N, Abu Tair L, Doron S, et al. Amelioration of hepatic fibrosis by NK cell activation. Gut, 2011, 60:90-98.

[26]Mitra A, Satelli A, Yan J, et al. IL-30 (IL27p28) attenuates liver fibrosis through inducing NKG2D-rae1 interaction between NKT and activated hepatic stellate cells in mice. Hepatology, 2014, 60:2027-2039.

[27]Wehr A, Baeck C, Heymann F, et al. Chemokine receptor CXCR6-dependent hepatic NK T Cell accumulation promotes inflammation and liver fibrosis. J Immunol, 2013, 190:5226-5236.

[28]Vivier E, Ugolini S, Blaise D, et al. Targeting natural killer cells and natural killer T cells in cancer. Nat Rev Immunol, 2012, 12:239-252.

[29]Terabe M, Berzofsky JA. The immunoregulatory role of type I and type II NKT cells in cancer and other diseases. Cancer Immunol Immunother, 2014, 63:199-213.

[30]Schneiders FL, de Bruin RC, van den Eertwegh AJ, et al. Circulating invariant natural killer T-cell numbers predict outcome in head and neck squamous cell carcinoma: updated analysis with 10-year follow-up. J Clin Oncol, 2012, 30:567-570.

[31]Altman JB, Benavides AD, Das R, et al. Antitumor responses of invariant natural killer T cells. J Immunol Res, 2015, 2015:652875.

[32]Tatsumi T, Takehara T, Yamaguchi S, et al. Intrahepatic delivery of alpha-galactosylceramide-pulsed dendritic cells suppresses liver tumor. Hepatology, 2007, 45:22-30.

[33]Anson M, Crain-Denoyelle AM, Baud V, et al. Oncogenic beta-catenin triggers an inflammatory response that determines the aggressiveness of hepatocellular carcinoma in mice. J Clin Invest, 2012, 122:586-599.

[34]Wolf MJ, Adili A, Piotrowitz K, et al. Metabolic activation of intrahepatic CD8+ T cells and NKT cells causes nonalcoholic steatohepatitis and liver cancer via cross-talk with hepatocytes. Cancer Cell, 2014, 26:549-564.

[35]Hayakawa Y, Takeda K, Yagita H, et al. Differential regulation of Th1 and Th2 functions of NKT cells by CD28 and CD40 costimulatory pathways. J Immunol, 2001, 166:6012-6018.

(本文編輯：張苗)

通信作者：洪俊強，Email：hongjunqiang001@163.com

(收稿日期：2015-12-27)