阻塞性黄疸时内毒素与Toll样受体

　　作者：谢毅，姜雨刚，林木生 作者单位：广东医学院附属医院肝胆外科，广东湛江 524023

　　【关键词】 黄疸，阻塞性 内毒素类 Toll样受体

　　阻塞性黄疸是指胆道系统中胆汁排泄受阻，使胆汁不能排到十二指肠内，造成胆汁成分过多的进入到血液中而引起黄疸及全身多系统病变的临床病症。阻塞性黄胆时内毒素对肝脏造成的损伤是引起肝脏损伤主要机制之一，且肝脏Toll样受体(内毒素受体)的表达在肝细胞的损伤中也起着重要的作用。随着近年来对Toll样受体研究的不断深入，其与阻塞性黄疸的关系也逐渐受人关注。

　　1 阻塞性黄疸时内毒素及对肝脏的损伤

　　1.1 阻塞性黄疸时内毒素血症发生的机理

　　阻塞性黄疸时肠黏膜发生了明显的病理改变：黏膜下层水肿，肠上皮细胞变性坏死或脱落，线粒体肿胀，内质网扩张。这些病变造成肠黏膜屏障功能受损。同时，增高的胆红素和肠道胆盐的缺乏破坏了胃肠道黏膜的保护屏障。肠道细菌高度增殖，其进行活体繁殖或崩解时可以释放内毒素或脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)，细菌和内毒素容易通过受损的胃肠道黏膜进入血液循环引起内毒素血症，而肝功能受损，肝脏网状内皮系统清除功能下降，又能加重内毒素血症，继而损伤胃肠道粘膜，从而造成恶性循环。Tomioka[1]等研究证实阻塞性黄疸时肝脏巨噬细胞的吞噬能力显著降低。

　　1.2 内毒素对肝脏的损伤

　　1.2.1 内毒素引起的直接肝脏损害作用

　　内毒素可以直接损害肝细胞，引起肝细胞形态和功能的改变。如肝细胞线粒体肿胀，气球样变，黏附功能消失，同时已糖摄取减少，吲哚青绿最大清除效率下降[2]。当肝细胞接触到一定量的内毒素或者内脂A后，内脂A与线粒体膜上的特异性受体结合，抑制ATP合成酶和NADH脱氢酶使呼吸链电子传递受到影响，产生氧自由基损伤生物膜导致肝细胞坏死[3]。内毒素还可以通过磷脂酶A2或启动肝细胞线粒体膜脂质过氧化作用使自由基含量增加使肝细胞受到损伤[4]。

　　1.2.2 内毒素引起的肝脏微循环障碍

　　阻塞性黄疸时肠源性内毒素能够引起肝脏血液循环的障碍。Maksan等[5]证实内毒素可诱发具有再生结节的纤维组织的沉积，并伴有多形核粒细胞等的炎性细胞聚集，导致发生散在性的局灶性坏死。内毒素也可促使肝窦内微血栓的形成，使肝脏内血管阻力升高导致门静脉压的升高[6]，内毒素还可刺激血液成分和组织细胞释放缩血管物质导致门静脉压的升高[7]。

　　1.2.3 内毒素可引起氧自由基的增多

　　阻塞性黄疸时肠源性内毒素血症，影响了肝脏的血液循环，肝脏处于缺血缺氧状态，黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶后可将电子直接传递给氧分子，产生大量的氧自由基。Assimakopoulos等[8]研究表明，阻塞性黄疸时脂质过氧化作用增强，还原型谷胱甘肽含量降低，氧化型谷胱甘肽含量升高，氧自由基清除系统普遍受损。

　　肝脏富含TNFα受体，对TNFα的毒性有高度敏感性。阻塞性黄疸时内毒素能激活肝内单核巨噬细胞，使其释放细胞因子TNFα。TNFα不仅可以趋化大量多型核粒细胞的浸润，并激活使其大量分泌水解酶及氧化剂，还可灭活纤溶系统，激活凝血系统，导致肝内微血栓的形成和微观血流动力学紊乱而损伤肝细胞[9]。TNFα还可通过诱生其他介质如IL1，IL6，IL8等而扩大其生物学效应。

　　2 Toll样受体

　　2.1 Toll样受体的结构及分布

　　Toll样受体(Tolllike receptor, TLR)家族成员均属于Ⅰ型跨膜受体蛋白，结构分为胞外区，跨膜部分和胞质区。其胞外区有550～980个氨基酸，存在18～31个氨基酸的富含亮氨酸的重复序列和半胱氨酸结构。胞质区大约含有200个氨基酸，结构较保守，该序列与IL1受体的胞内区有高度的同源性，因而被称为Toll/IL1受体(Toll/IL1 receptor ,TIR)的同源区。

　　Toll样受体家族广泛分布在各种组织中，且具有细胞分布特异性。TLR2，4，5分布于除T细胞、B细胞和NK细胞外的免疫细胞，TLR3只特异分布在树突状细胞[10]，TLR7，8分布于外周白细胞。TLR1，2，4，5，6均表达于细胞表面，TLR3，7，8，9存在于酸性胞内体。

　　2.2 TLRs的配体

　　TLR通过识别病原微生物及其细胞壁均具有的类脂特殊结构来介导宿主相关细胞因子的分泌和天然免疫应答的产生。这一类特殊结构称为病源相关的分子模式(Pathogen associated molecular pattern，PAMP)，包括G+菌的脂多糖中的类脂A，G+菌的肽聚糖，脂磷壁酸，脂阿拉伯甘露糖，分枝杆菌和疏密螺旋体的脂蛋白与脂肽，酵母菌和支原体的某些成分以及细菌DNA中的非甲基化CpG基序等[11]。不同TLRs胞外区氨基酸组成的差异决定了TLRs各有其特征性的配体。TLR2识别脂阿拉伯甘露糖、脂蛋白/脂肽、细菌DNA、支原体的巨噬细胞活化脂肽2(MALP2)，TLR3识别dsRNA, TLR4识别革兰阴性杆菌的LPS，TLR5识别细菌鞭毛蛋白，TLR7，8识别病毒化合物，TLR9识别细菌未甲基化的CpG DNA，TLR11识别Profinlin样分子[12]。

　　2.3 TLRs介导的信号转导途径。

　　有关TLR受体激活的信号转导过程主要来自对TLR2和TLR4的研究，但未发现二者胞内信号的转导机制存在明显的差别。目前LPS激活TLR4的过程已部分明确，至少有两条途径，包括髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88, MyD88)依赖性途径和非依赖性途径。

　　2.3.1 MyD88依赖性途径

　　LPS与LPS结合蛋白(LPS binding protein, LBP)作用形成LPSLBP复合体附着在CD14分子上，CD14因没有胞浆成分不能通过细胞膜将LPS信号传递至细胞内，故作为TLR4的辅助受体。淋巴细胞表面的髓样分化蛋白2(myeloid differentiation protein2，MD2)可作为TLR4胞外部分关联蛋白而显著增强LPS的反应性。TLR4的胞内区是高度保守的与IL1同源的TIR，IL1可触发核因子κB(nuclear factor kappa B, NFκB)的活化，进而引起多种炎症细胞因子的转录。其过程是：IL1受体的下游信号元件接合器蛋白MyD88直接与白介素1受体相关激酶(IL1 receptorassociated kinase，IRAK)结合，导致IRAK自身磷酸化而获得游离的IRAK和IRAK2以及IRAK4[13]，继而激活肿瘤坏死因子受体相关因子6(TNFα receptorassociated factor6，TRAF6), 使IRAK 和IRAK2与有丝分裂原结合蛋白激酶(MAPK)家族的INFκB诱导激酶(NIK)相连接，使NIK过度表达，进一步活化NFκB家族α，β激酶，导致IκB的泛素化而降解。于是，NFκB在静息状态下因与IκB结合处于的抑制状态得以解除，游离的NFκB转位到胞核后启动各种基因转录。

　　2.3.2 MyD88非依赖性途径

　　在TLR2/和MyD88/巨噬细胞中，当TLR2介导的巨噬细胞活化脂肽2(macrophageactivating lipopeptide2,MALP2)对NFκB和MAPKs激活完全消失后，MyD88/巨噬细胞中的LPS仍能激活NFκB和p38，尽管这种激活作用较野生株巨噬细胞的激活作用显的延迟。但这说明在TLR4信号之后存在MyD88非依赖性途径介导了NFκB，p38的活化。

　　3 阻塞性黄疸与TLR

　　阻塞性黄疸时肠道菌群微生态平衡紊乱，肠道菌群易位并发肠源性内毒素血症从而激活Kupffer细胞，使其吞噬功能及分泌功能大为增强，其产生大量炎症介质如TNFα而导致的肝损伤可能是阻塞性黄疸时引起肝脏损伤的主要因素之一。

　　肝内多种细胞表面可以表达LPS相关受体，而TLR4作为LPS的主要受体或关键信号传导分子，可表达在肝内Kupffer细胞，肝星状细胞，肝实质细胞表面，介导肝内细胞的炎症性反应过程，如损伤，修复，再生与增生等。因此，阻塞性黄疸时引起的肝脏损伤的程度与Toll样受体的表达量存在着一定的依从关系。

　　Miyaso等[14]通过观察阻塞性黄疸大鼠内毒素血症时LPS信号转导分子TLR4对肝脏损伤的关系进行了探讨，结果显示LPS致阻塞性黄疸时肝脏损伤有时间依从性，TLR4在介导LPS阻塞性黄疸的肝脏损伤中起重要作用。而TLR4在炎症起始阶段肝脏的损伤起着更为重要的作用[15]。因此，在阻塞性黄疸的发病初始阶段可以通过抑制Toll受体的表达量来减轻肝脏的损伤。

　　TLR4在肝脏内主要介导Kupffer细胞对低剂量内毒素的识别和清除，Kupffer细胞等被TLR4激活后可直接吞噬或释放细胞因子等炎症介质来清除内毒素。而内毒素诱导的细胞因子基因转录大多是通过NFκB途径。Nanji[16]等实验证明，活化的NFκB可以使Kupffer细胞中的IL6 mRNA，巨噬细胞炎性蛋白1 mRNA，单核细胞趋化蛋白1 mRNA等表达明显增加，通过活化的NFκB导致炎性介质的过度表达，促进肝损伤。

　　4 展望

　　阻塞性黄疸所致的肝损伤是由多因素参与的复杂过程，而肠道菌群异位引起的内毒素血症是其主要因素。而肝脏Toll样受体的表达在阻塞性黄疸时肝细胞的损伤中也起着重要的作用。随着Toll样受体与阻塞性黄疸时肝脏损伤关系研究的进一步深入，针对Toll样受体靶向调节的药物似可为减轻阻塞性黄胆时肝脏的损伤开辟新的方向。

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