由酒精，非酒精性脂肪肝和病毒性肝炎引起的慢性肝損傷會誘導肝纖維化(fibrosis)的產生。如果不加控制，肝纖維化可以進一步加重為肝硬化(cirrhosis)，而晚期肝硬化可以導致肝(細胞)癌或者多器官衰竭，進而造成死亡。
中國是一個肝病大國，有多達700萬的肝硬化患者以及50萬左右的肝癌患者，每年因肝病死亡的人數超過50萬，給國家的醫療系統帶來了巨大負擔。
在我國，慢性肝損傷的主要原因是B肝病毒(HCV)和C肝病毒(HBV)感染。根據相關統計，中國B肝病毒感染人群超過9000萬，C肝病毒感染超過1000萬。而且隨著社會的高速發展，非酒精性脂肪肝(NAFLD)的發病率和流行率也逐漸升高，據估計，我國可能有1.5億至3億的人群患有不同程度的非酒精性脂肪肝。
慢性肝損傷誘導的持續性的炎症反應是導致肝纖維化以及肝硬化的主要原因。在肝硬化晚期，肝臟炎症反應進一步加劇會引發嚴重的免疫紊亂以及系統性的全身炎症反應，導致多器官衰竭。
而研究表明相關炎症反應主要是由肝臟以及血液中的單核細胞/巨噬細胞所介導的。近些年來，對單核細胞/巨噬細胞進行重編程使其獲得抗炎症表型的策略在慢性肝損傷的治療中漸漸引起了科學家們的關注。
近日，來自巴黎大學炎症研究中心的Lotersztajn教授課題組發表在《科學轉化醫學》雜誌上的研究探索了單核細胞中LC3相關吞噬作用(LC3-associated phagocytosis, LAP)過程的免疫抑制作用對於慢性肝臟炎症的影響。
LAP是一種存在於各種專職吞噬細胞(professional phagocytes)中的特殊吞噬途徑，這個過程需要部分經典自噬蛋白的幫助。當吞噬細胞接觸到死細胞，病原體或者其它刺激物後，在不同表面識別受體的幫助下，將這些異物包裹併吞噬到胞內形成吞噬小體。
存在於某些吞噬小體表面以及內部的信號分子會促進一類叫做LC3的自噬相關蛋白被招募到吞噬小體表面，從而促進吞噬小體與溶酶體的融合以及調節相關的免疫信號通路。
LC3是一類泛素樣蛋白，在經典自噬途徑中發揮了重要作用。LC3共價結合的腦磷脂分子(LC3-PE/LC3-II)是自噬小體的主要組成部分。
下圖從左到右分別是普通吞噬作用，經典自噬途徑以及LC3相關吞噬作用的示意圖。注意，LC3相關吞噬作用與普通吞噬作用最明顯的區別就是前者的吞噬小體表面會存在LC3分子。
為了探究LAP在肝臟炎症中的作用，研究者首先檢測了不同人群的LAP水平。他們分離純化了正常人，肝纖維化患者以及肝硬化患者的外周血單核細胞，並將它們分別與帶紅色螢光標記的大腸桿菌進行共培養。這些單核細胞會吞噬大腸桿菌並形成吞噬小體，這樣，通過免疫螢光染色觀察LC3分子在吞噬小體表面的招募情況就可以判斷比較LAP的水平。
結果發現來自肝纖維化患者和肝硬化患者的單核細胞擁有更多LC3陽性的吞噬小體(上圖)，而且患者單核細胞LC3陽性的吞噬小體的數量也與其體內C反應蛋白(臨床中常用的炎症水平生物標記物)的水平呈正相關的關係(如下圖)，這些證據說明慢性肝臟炎症會導致單核細胞LAP水平的上升。
同時，作者也檢測了細胞的經典自噬水平，發現並沒有變化，這說明這些LC3陽性吞噬小體是特異性地由LAP通路產生的。
接下來，作者研究了LAP過程對於單核細胞的影響。他們用三種不同的LAP抑制劑包括3-MA，N-8多肽和DPI來處理從正常人和肝硬化患者體內分離出的單核細胞。下圖以N-8多肽為例，是一種特異性的LAP抑制劑。
結果發現在基礎狀態下，如預想的那樣，肝硬化患者的CD14陽性單核細胞表達更多的促炎症因子IL-8，而進一步的抑制LAP過程會非常顯著的促進肝硬化患者單核細胞中多種促炎症因子的表達，如IL-1beta, IL-6, CXCL1, CXCL2, CXCL3等。小鼠的慢性肝損傷模型也得到了相同的結論。這些結果表明單核細胞LAP在慢性肝損傷患者中具有抗炎症的作用。
緊接著，作者對肝損傷患者單核細胞中LAP的激活機制進行了探索。通過比較細胞表面LAP激活受體的表達水平，發現肝硬化患者單核細胞表面FcγRIIA受體的表達水平顯著提高。
FcγRIIA是一種低親和性IgG受體，而根據結合IgG狀態的不同，可以激活不同的免疫通路。當FcγRIIA結合單體或者二聚體IgG時會激活抑制性的免疫信號，而結合IgG免疫複合物時則會激活促炎症反應。而通過對肝硬化患者的血清IgG分析顯示，其體內存在著高水平的非絡合IgG，所以推斷是其主要激活途徑。
為了驗證這個想法，作者用一種特殊的IgG複合物去處理肝硬化患者的單核細胞，發現可以抑制LAP的發生並且可以激活促炎症免疫反應(如下圖)。同樣，單體IgG有著相反的結果。
最後，作者發現，在晚期肝硬化進展到慢加急性肝衰竭(ACLF)的階段之後，患者體內單核細胞表面的FcγRIIA水平又恢復到較低的水平並且其LAP的水平也有所下降。
針對這種情況，如果用抗FcγRIIA抗體或者靜脈注射用免疫球蛋白(IVIg)來處理單核細胞則會恢復其高水平的LAP，後者是已經在臨床上被批准使用的抗炎症治療手段。
總結來說，該項研究首次證實了LAP，一種由吞噬蛋白和自噬蛋白共同完成的細胞過程，在慢性肝損傷中的積極作用，並且闡述了其激活的分子機制，為將來慢性肝損傷的治療提供了理論支持。
參考文獻：
Herb, M., Gluschko, A., and Schramm, M. (2020). LC3-associated phagocytosis - The highway to hell for phagocytosed microbes. Semin Cell Dev Biol 101, 68-76.
Wan, J., Weiss, E., Ben Mkaddem, S., Mabire, M., Choinier, P.M., Picq, O., Thibault-Sogorb, T., Hegde, P., Pishvaie, D., Bens, M., et al. (2020). LC3-associated phagocytosis protects against inflammation and liver fibrosis via immunoreceptor inhibitory signaling. Sci Transl Med 12.