自身免疫性肝脏疾病
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第三章 自身免疫性肝炎基础研究的现状与进展

第一节 自身免疫性肝炎的病因及诱发因素

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)是一种病因不明以高球蛋白血症、高血清自身抗体和界面性肝炎为特征的肝脏炎症性病变。血清中出现自身抗体,如抗核抗体(antinuclear antibody,ANA)、抗平滑肌抗体(smooth muscle antibody,SMA)和(或)抗肝肾微粒体抗体-1(anti-liver/kidney microsome antibody type 1,LKM-1),异常升高的血清免疫球蛋白水平,肝组织中浆细胞浸润及应用糖皮质激素治疗有效是AIH特异性的临床特征。
AIH遗传易感基因主要为主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ类分子的HLA-DR3和DR4。患者携带DRB1*0301等位基因与治疗效果不佳有明显的相关性,与携带有DRB1*0401等位基因患者比较,需要肝移植治疗及发生致死性的急性肝功能衰竭的风险更高。除了先天的遗传易感性外,环境在AIH病因中起了重要的作用。有证据表明病原体、药物等诱发因素均可参与AIH的发病。

一、病原体与自身免疫性肝炎

(一)确定病原体诱发AIH的复杂性
病例报告和流行病学研究显示了病原体感染与AIH之间的相关性。AIH自身抗原和病原体感染之间存在交叉抗体和结构相似性(如molecular mimicry),为肝脏自身抗原免疫耐受被感染的病原体打破提供了一个合理解释。但如果要充分证明一种或多种病原体的确参与自身免疫破坏过程进而导致AIH,也极具挑战性:
1.无论是AIH患者还是健康人在一生中经历无数次的病原体感染。然而,在诊断时,多数的病原体早已经从体内清除。因此,非慢性感染的病原体感染可被视为“打了就跑(hit and run)”,没有留下这种病原体既往感染的证据。
2.受遗传因素影响,某些MHC单倍型,不但与疾病易感性相关,而且影响病原体特异性免疫应答。
3.感染可能会加速已经存在的自身免疫状态进展到临床疾病状态,而不是直接发起自身免疫。多重病原体感染可能加重这种异常的免疫激活,进而导致受影响器官的自身免疫损伤。
4.感染时间、感染部位、感染强度及感染毒株均可能在AIH发病中都发挥了重要作用。
(二)病毒感染与AIH
1.病毒性肝炎病毒
嗜肝病原体会引起肝脏局部炎症,并在大多数情况下发动机体清除病原体的细胞毒性免疫反应,因此嗜肝病原体似乎具备诱发肝脏自身免疫的巨大潜能。文献报道甲型、乙型及丙型肝炎病毒均与AIH有关,但这些报道多以病例报道为主。
(1)甲型肝炎病毒与AIH:
一位诊断为甲型肝炎病毒(hepatitis A virus,HAV)急性感染的21岁女性患者,HAV IgM阳性,转氨酶水平增高。其他的病毒检测为阴性,随访的第6个月、12个月和18个月,该患者HAV IgM依然持续存在,转氨酶水平波动在上线的3~7倍,ANA阳性。在随访的第19个月,HAV IgM转为阴性,肝穿组织病理显示AIH特征较为明显。采用IAHG AIH评分系统,评16分。给予泼尼松龙治疗联合咪唑硫嘌呤治疗,1个月后,转氨酶水平正常。之后的6年随访中,患者一直处于疾病缓解期。可见,迁延的HAV感染与AIH可以相互激发,并加重对肝组织的损伤。
20世纪90年代初期一项为期4年的前瞻性研究中,进一步发现HAV和AIH之间的相关性:58名AIH患者一级亲属队列中,3例存在甲型肝炎病毒隐性感染,3例患者中的2例在5个月内发展为AIH。这两位患者ANA和LKM-1抗体均为阴性,但抗唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein receptor,ASGRP)阳性,这种抗体在AIH患者中的阳性率高达88%,并可在急性甲型肝炎患者外周血中短暂出现。
(2)乙型肝炎病毒与AIH:
乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染诱导AIH发病的报道不多。2009年Sarah报道在AIH患者中HBV隐性感染(即患者血清中HBsAg阴性,但在血清或肝脏中可检测到HBV-DNA)率为13.6%,并且发现这些患者肝脏中HBV-DNA的阳性率高于血清,为HBV感染诱导AIH提供了间接证据。由于HBV与AIH同时存在时AIH诊断较为困难,因此需要继续寻找HBV诱导AIH的临床及实验室证据。
(3)丙型肝炎病毒与AIH:
丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)慢性感染伴随着肝脏持续炎症反应并可导致肝硬化和肝癌。慢性丙型肝炎患者中非HCV特异性自身抗体阳性率高达70%。SMA和ANA是1型AIH标志性的抗体,在丙型肝炎病毒感染患者中其阳性率分别为66%和41%。
在流行病学方面,HCV感染一直与2型AIH发展相关联。对60例LKM-1阳性和120例LKM-1阴性的慢性丙型肝炎在诊断和随访中进行评估,发现LKM-1阳性的患者有较高的丙种球蛋白水平,肝内CD8 +T细胞频率增加更为明显。两组抗病毒治疗效果相似,但在治疗期间,发生肝衰竭的患者均伴随LKM-1阳性。这一发现表明HCV感染患者可能有潜在的AIH风险,可能由HCV感染导致。
有趣的是,识别HCV非结构蛋白NS3和NS5a的抗体与LKM-1自身抗原CYP2D6的特定构象表位氨基酸序列aa 254~288存在交叉反应。病毒与宿主之间“分子模拟”理论已经用于解释慢性HCV感染患者出现针对CYP2D6产生自身抗体的现象。尽管有慢性丙型肝炎患者与2型AIH患者之间的抗体交叉反应报道,但目前仍没有没有确凿的证据来直接证明HCV确实是一个AIH触发因素。
除了丙型肝炎病毒感染,SMA和ANA也可在部分HBV和HDV感染的病例中检出。
2.Epstein-Barr病毒
Epstein-Barr病毒(EB病毒,EBV),是一种与多种自身免疫性疾病相关的病原体,其中包括系统性红斑狼疮,多发性硬化症,自身免疫性甲状腺炎(格雷夫斯病和桥本病),类风湿关节炎,炎性肠病,1型糖尿病,干燥综合征和重症肌无力,以及自身免疫性肝病。
有案例报道26个月龄女孩在EBV感染后出现2型AIH临床症状。女孩表现胆汁淤积、血清转氨酶水平升高、LKM-1抗体以及肝活检显示AIH典型的病理改变:界面肝炎和T细胞/浆细胞浸润。AIH的发生与EBV感染在时间上如此相近,其仅仅是偶然没有因果关系的事件,还是EBV确实是诱导AIH的病因,的确是一个难以回答的问题。
要得到EBV是AIH诱导因素的证据十分困难。EBV在人群中的分布较为普遍,全球估计高达98%的个体感染过EBV。而且EBV可在宿主的整个生命周期中存活,在免疫低下时,再次激活。因此,要获得较为普遍的EBV感染和(或)再活化与发生自身免疫性表现之间的关联非常困难。但EBV本质上是一个具有潜在影响自身免疫的因素,因为EBV可直接感染B细胞,促使B细胞增殖并且EBV特异性记忆性B细胞可在感染的个体中终生存在。
在前面提到的为鉴定HAV是否是AIH的触发因素而建设的研究队列中,7例因EBV感染导致单核细胞增多症患者中,2例出现AIH临床症状,并且与EBV感染存在严格的时间关联。文托等人在20世纪90年代进行了一个重要的前瞻性研究,发现抑制/调节性T细胞群免疫反应潜在缺陷的患者,在EBV感染前就可检测到抗去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),但EBV感染会增加抗ASGPR的抗体滴度。这些临床现象表明,EBV感染会促进预先存在的自体免疫反应进展为临床症状明显的自身免疫性疾病。
EBV与AIH关系多数从一些病例研究中得出,相对于LKM-1,SMA与ANA更易在EBV相关的AIH患者血清中检出,这种现象或许提示EBV感染可能参与1型AIH而不是2型AIH的发病。虽然有报道EBV感染与AIH发病之间的时间相关性,但EBV是AIH诱发因素的证据依然较弱,需要进一步的研究证实。
3.麻疹病毒
1980年有报道在23例AIH患者中有12例出现麻疹病毒IgM抗体阳性。在同期另一项研究中,在18例AIH患者中发现12例携带有麻疹病毒基因组。但当时AIH诊断缺乏明确标准,目前依然要慎重看待这些数据。
目前有研究报道在AIH患者中,麻疹病毒抗体阳性率与正常人群没有显著的差别。临床上发现一例携带有HLA易感基因的4岁女孩发展为AIH,并与麻疹病毒感染具有明显的时间关联。推测麻疹病毒可能类似EBV,偶尔触发AIH从免疫休眠状态发展到临床表现。
4.水痘-带状疱疹病毒
Waleed Al-Hamoudi报道一例23岁男子,感染水痘-带状疱疹病毒后出现AIH症状。这名患者因家族成员传染而感染,继而出现AIH临床症状,转氨酶升高、高球蛋白血症及黄疸,在后阶段病程中,出现自身抗体阳性,最终患者的肝脏活检显示为经典的肝脏界面炎,提示水痘-带状疱疹病毒可能与AIH发病存在关联。
5.人类免疫缺陷病毒感染
有报道AIH与人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染相关。一例52岁男性HIV感染者被诊断为AIH,出现ANA抗体阳性,高球蛋白血症,并且血清转氨酶水平增高,肝脏组织活检显示经典的慢性界面性肝炎,并伴有浆细胞浸润。但HIV感染与AIH之间并没有明显的时间关联,HIV感染与AIH发病相隔7年,缺乏AIH与HIV之间的直接证据。尽管理论上HIV感染患者伴随CD4 +T细胞免疫缺陷可能影响其中具有抑制性的细胞亚群(如调节性CD4 +T细胞),但两者之间的直接关系依然缺乏证据。
(三)原虫感染与AIH
除了病毒,近年来也有报道原虫感染与AIH有关。Tunccan等报道一例与原虫感染相关的AIH病例:26岁女性患者,出现食欲减退,全身乏力,体重减轻,关节肿胀和发热症状,在脚踝,手腕和手关节部位出现明显红斑和关节炎;血清转氨酶水平略有升高,ANA,SMA和AMA抗体阳性,但LKM抗体和其他AIH的自身抗体阴性;肝活检显示界面性肝炎特征,并有浆细胞和淋巴细胞浸润。临床高度怀疑患者为AIH-PBC重叠综合征,患者采用泼尼松和硫唑嘌呤治疗。初期,患者迅速恢复,免疫抑制方案治疗几个星期后,患者白细胞和血小板计数下降,诊断为中性粒细胞减少性发热。给予患者抗生素治疗,但病情持续,白细胞和血小板减少更为明显。最后,在骨髓巨噬细胞中发现利什曼无鞭毛体和寄生虫,患者随后被诊断为内脏利什曼病,给予两性霉素B治疗,患者体温恢复正常。随访中患者状态良好、血细胞计数正常,SMA转为阴性,仅表现低滴度ANA和AMA。Tunccan认为患者出现AIH、PBC和系统性红斑狼疮的特征性抗体,可能由于大量的利什曼原虫引起的组织破坏,导致多种抗原释放进,而引起自体免疫疾病,如AIH、PBC、系统性红斑狼疮和RA,并伴随的自身抗体出现。
总之,关于病原体诱导AIH依然缺乏确定证据,目前关于HCV、EBV等诱导AIH或加速已经存在的自身免疫状态多是从病例观察中得到,系统的大规模队列研究较少。
(四)病原体感染激发自身免性肝炎的可能机制
动物模型研究显示,病原感染激发AIH,需要满足以下3个条件:①病原体感染的器官为肝脏,促使急性或慢性炎症并吸引大量的白细胞浸润;②感染的病原体与一种或多种肝脏抗原有分子相似性(mimic);③存在一定程度的易感性,允许自身免疫反应发展为自身免疫性肝炎。如果满足这些条件,自身破坏性免疫反应包括自身抗原特异性抗体及CD4/CD8 +T细胞聚集在肝脏,进而引发自身免疫性肝炎。

二、药物与自身免疫性肝炎

近年来,国内外时有药物诱导自身免疫性肝炎的个案报道,其中涉及多种药物与AIH发病相关。
药物诱导的自身免疫性肝炎(drug-induced autoimmune hepatitis,DIAIH),具有药物性肝损害的特点,同时也具有AIH特征,并且与经典的AIH间不易鉴别,在临床上较易漏诊和误诊。
(一)DIAIH的发病情况
目前DIAIH尚无特异的诊断标准,大量的相关个案未能及时报道,而部分已报道的个案中又未提供评估诱导药物的关键信息,以致DIAIH发病率难以估算,因此DIAIH在AIH中的比例目前尚不确定。Bjomsson I等报道DIAIH比例约为9%,而来自法国及西班牙的报道称该比例分别为12%和17%,国内则尚未见相关报道,但若考虑到误诊病例,其比例可能更高。
(二)DIAIH的发病机制
DIAIH的发病机制目前尚不十分明确,目前存在以下3种假说:
1.半抗原学说
经典自身免疫性肝炎发病机制提示AIH患者体内存在针对自身抗原的免疫反应。相似的机制成为解释药物诱导自身免疫性肝炎的基础。首先药物或其代谢产物作为半抗原,与肝细胞表面上的蛋白共价结合,转化形成一种新的蛋白质复合体。药物与芳族功能团(呋喃和噻吩)通常形成活性代谢物质,这些代谢物质和产生这些代谢物质的酶通常是自身抗体针对的靶抗原。在某些具有AIH遗传倾向的人群中,由于“免疫耐受”机制相对缺乏或消失,这些药物-蛋白复合体在免疫系统中作为新的抗原,经抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)吞噬、分解后生成新的肽段并通过主要组织相溶性复合体(MHCⅡ)表达于APC表面。此时,APC可被CD4 +T细胞识别,并刺激其产生细胞因子如TNF-α、IL-6、超氧化物阴离子等介导局部作用,进而激活作为效应细胞的CD8 +T细胞,产生细胞毒性反应,主要通过Fas或穿孔素介导肝细胞产生凋亡。
2.危险示意学说
在药物代谢过程中,药物-蛋白复合物的产生十分常见,但却很少导致肝脏特异质药物反应,因而药物-蛋白复合物的形成并不是这个过程的决定因素。细胞应激或死亡可能需要给免疫系统发送一个“危险信号”。在此基础上一些学者提出了“危险示意假说”:首先,APC通过其上的病原体识别受体识别特定的病原体(包括药物-蛋白复合物),然后APC通过MHCⅡ与T细胞上的T细胞受体(T cell receptors,TCR)结合将外来病原体信号呈递给T细胞(第一信号),这一结合同时上调T细胞和APC上的一些共刺激分子,如T细胞上CD28与APC细胞上B7的表达(第二信号)。该学说认为,如果只有第一信号和第二信号存在,仍然不会引起免疫反应的发生,即不能诱导细胞应激反应的药物诱导的肝蛋白修饰可能不足以引发免疫反应,只有在细胞受损,如在药物代谢过程中肝细胞受损后释放危险或示警信号(第三信号)时,APC受到刺激并上调共刺激分子的表达,方可触发免疫反应的发生。此假说可认为是半抗原假说的完善与补充。
3.药理相互作用学说
部分患者发病过程中并没有发现药物代谢产物和体内蛋白的共价结合,却出现了免疫反应。Pichler在此基础上提出了“药理相互作用学说”:药物直接与MHC分子连接形成药物-MHC复合物,再与TCR可逆结合,TCR与MHC之间的药理学作用刺激TCR激活并发生免疫反应:由于这种反应方式与药理学其他受体的活化类似,因而称药理相互作用学说。虽然该假说仍存在争议性,但Pithier等观察到利多卡因、磺胺甲基异 唑、卡马西平等在没有形成药物共价复合物时,激活的药物特异性T细胞参与了免疫反应,成为支持该假说的有利证据。
(三)DIAIH的诱发药物
在目前报道的药物中,米诺环素与呋喃妥因是诱导自身免疫性肝炎的最常见药物。
1.米诺环素
米诺环素为半合成四环素类衍生物,因对痤疮丙酸杆菌和凝固酶阴性葡萄球菌疗效显著,常用于痤疮的治疗,疗程可长达数月至数年。米诺环素可能是在当前医疗实践中自身免疫性肝炎最常见的原因。此外,近年发现长期使用米诺环素可诱发异常的自身免疫反应,导致肝炎、关节炎和系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)。米诺环素诱发的AIH病例中女性多见,是男性发病的2倍。且出现症状的用药时间较男性患者更短(365 vs 730天)。肝损害通常在使用药物后2年内出现(一般3天~6年;平均25.3个月)。临床以外周血出现高滴度ANA,核周抗中性粒细胞胞质抗体(pANCA)为特点,SMA较为少见,出/现高球蛋白血症,并且血清IgG水平升高,组织学检查呈现淋巴细胞炎症浸润和坏死,桥接纤维化和肝硬化较罕见,血清识别细胞色素CYP3A6、CYP2C4和肝微粒体。自身免疫性肝炎仅占米诺环素相关的药物不良反应的6%。
2.呋喃妥因
呋喃妥因是主要用于治疗尿路感染的抗生素。呋喃妥因诱导的肝损伤通常是急性肝细胞损伤,表现为肝细胞破坏,胆汁淤积或混合性损伤,一般发生在开始治疗的6个星期内。15%~20%的患者伴有发热、嗜酸性粒细胞浸润,皮疹等肝外系统症状。28%患者出现发热,16%患者出现嗜酸性粒细胞增多,16%患者出现皮疹,这些反应也构成了超敏反应。34%呋喃妥因反应伴有经典自身免疫性肝炎的病理改变。这些患者中82%出现ANA抗体,73%出现SMA抗体。组织学活检可见明显的肝纤维化和肝硬化,临床过程包括停止使用呋喃妥因后炎症活动和疾病继续进展加重,这些均提示呋喃妥因诱导的自身免疫性肝损伤是一种严重的疾病,具有慢性化和自我延续性。
3.其他
除米诺环素及呋喃妥因外,有明确证据可致DIAIH的药物仅有双肼苯达嗪、氟烷、酚丁、替尼酸及甲基多巴。但最近Lucena等研究证实他汀类药物如阿托伐他汀、瑞舒伐他汀亦可致DIAIH发生。其他可能致病的药物有氯美辛、异烟肼、双氯芬酸、苯扎隆、伊马替尼、匹莫林、非诺贝特、丙硫氧嘧啶、特比萘芬、福辛普利钠等。近年来,随着生物制剂的应用,相关药物如英夫利昔单抗、阿达木单抗等致AIH的报道逐渐增多。此外,复方中药制剂如黑升麻类、大柴胡汤、石蚕属植物等所致的肝损害亦日益引起重视。
(四)药物诱导自身免疫性肝炎的特点
1.一般特点
药物诱导的自身免疫性肝炎常隐匿发生,并以女性占优势,80%~90%由酚丁和呋喃妥因以及甲基多巴所致肝损伤的病例中均为女性。与经典的AIH相比,药物诱导的自身免疫性肝炎更多为急性起病,出现恶心、厌食、嗜睡、腹部不适、腹泻和黄疸,其中黄疸是呋喃妥因和米诺环素诱导的肝炎中最常见的临床表现,并可伴有发热、多发的对称性的关节疼痛、皮疹等肝外表现。
2.实验室检查
药物诱导的自身免疫性肝炎可出现明显的肝功异常,主要表现为天门冬氨酸转移酶和丙氨酸氨基转移酶水平升高,通常是正常值的5~20倍。也可出现碱性磷酸酶、γ-谷氨酰转移酶等反映胆汁淤积的生化指标异常。与大多数药物诱导的其他形式肝损伤不同的是,药物诱导的自身免疫性肝炎患者血清中可检出多种自身抗体,较常见的有ANA、SMA、LKM-1,但并非所有的药物诱导的自设免疫性肝炎患者中都有上述抗体。约20%~40%由呋喃妥因和甲基多巴诱导的AIH患者不能检测出自身抗体。研究还发现,替尼酸所致的AIH患者血清中可伴有LKM-2和P4502C9抗体,双肼屈嗪致自身免疫性肝炎可伴有P4501A2抗体,其原因可能为药物诱导机体产生抗非肝细胞靶位的抗体。
3.组织学检查
药物诱导的自身免疫性肝炎与自身免疫性肝炎均表现为界面炎,表现为汇管区及其周围淋巴细胞、浆细胞、嗜酸性细胞浸润,并均出现中央小叶坏死。有学者认为药物诱导的自身免疫性肝炎一般不会导致肝硬化的发生。并提出这也是药物诱导的自身免疫性肝炎与经典自身免疫性肝炎的主要区别之一。但也有学者对此提出了质疑,Appleyard等的研究显示药物诱导的自身免疫性肝炎患者肝脏组织检查亦可以出现肝硬化的表现。

三、其他

遗传易感个体经常食用一些加工处理的食物如薯片、薯条、玉米和小麦类零食,这些食品均含有谷氨酸钠,其是一种东方常用的食品调料;另外,天冬酰丙苯氨酸甲酯作为一种人造增甜剂,常用于软饮料、口香糖、糖果、冰激凌等,这些物质可能诱发AIH。
常规进食这些食物者可能在细胞水平打破DRβ71位阳性氨基酸残基(赖氨酸和精氨酸)和抗原肽P4位的阴性氨基酸残基之间的微妙平衡,从而有利于自身抗原提呈和CD4 +T辅助细胞的激活,最终影响治疗效果和预后。
(赵 艳)