引用本文： 金洪忠, 趙凱亮, 梅方超, 楊曉佳, 王衛星. NLRP3 炎性小體與急性胰腺炎的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(5): 606-610. doi: 10.7507/1007-9424.201811051 復制
NOD 樣受體蛋白 3 炎性小體（nod-like-receptor protein 3 inflammasome，NLRP3 inflammasome）是先天免疫和人類多種疾病病理生理機制的重要組成部分，參與介導了宿主對微生物感染和細胞損傷的免疫應答[1]。激活的炎性小體可以將不具活性的前體半胱天冬酶-1（pro-cysteinyl aspartate-specific proteinase，pro-caspase-1）轉化為具有活性的半胱天冬酶-1（cysteinyl aspartate-specific proteinase，caspase-1），最終將細胞因子前體 pro-IL-1β 和 pro-IL-18 分別轉化為成熟的和具有生物活性的 IL-1β 和 IL-18[2]。成熟的 IL-1β 是許多免疫反應中的有效促炎介質，包括先天免疫細胞向感染部位的募集和適應性免疫細胞的調節，而成熟的 IL-18 對自然殺傷細胞干擾素-γ 的產生和 T 細胞的細胞溶解活性的增強具有重要意義[3]。急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是臨床常見的急腹癥的一種，其病情進展快，可轉變為重癥急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP），SAP 的死亡率高達 30%[4]。因此，了解 NLRP3 炎性小體在機體的激活和調節以及與 SAP 的關系具有重要意義。筆者現就 NLRP3 炎性小體的結構、功能、激活途徑和調控機制作一綜述。盡管到目前為止所取得的成果仍然需要進一步的臨床試驗研究，但由 NLRP3 炎性小體調節 SAP 進展的精確分子機制可能作為一項新的靶向治療方案。
1 NLRP3 炎性小體的結構和功能
NLRP3 炎性小體是由無活性的 caspase-1 前體、NLRP3 和凋亡相關斑點樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD，ASC）組成的復合體[5]。NLRP3 是模式識別胞內受體 Nod 樣受體（nod-like receptors，NLRs）蛋白家族中的成員，其廣泛表達于巨噬細胞、樹突細胞和單核細胞，具有識別和發現病原體的作用。NLRP3 具有所有 NLRs 蛋白家族的特征性的結構域—富含 1 個亮氨酸重復區域的羧基端（leucine rich repeat，LRR），可以識別相對應的配體；羧基端和氨基端中間的區域（nucleotide-binding oligomerization domain，NBD），也稱為 NOD 或 NACHT，NBD 是核苷水解酶（nucleoside-triphosphatase，NTPase）超家族的成員，可以將腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）水解為三磷酸鳥苷（guanosinetriphosphate，GTP）。氨基端是一個含有熱蛋白結構域（pyrin domain，PYD）或胱天蛋白酶招募結構域（caspsse recruitment domain，CARD）的結構域，能夠和具有相同結構域的物質結合參與細胞的炎癥反應的進程，例如通過 PYD-PYD 相互作用形式募集 ASC[6]。ASC 是 NLRP3 炎性小體的銜接蛋白，羧基端含有 1 個與 caspase-1 前體相同的 CARD 募集結構域，氨基端含有 1 個與 NLRP3 相同的 PYD 結構域，作為雙重銜接蛋白分子，能夠以 CARD-CARD 和 PYD-PYD 結合的形式將 caspase-1 前體和 NLRP3 連接起來，形成相對高濃度的 caspase-1 前體，此時酶原以水解的方式形成四聚體發生自身活化，形成具有酶活性的異二聚體 caspase-1[7]。作為炎性小體的效應蛋白，caspase-1 可以將無活性的 IL-18 和 IL-1β 前體剪切為成熟的具有功能的 IL-18 和 IL-1β，促進其成熟和分泌[8]。
2 NLRP3 炎性小體的激活機制
NLRP3 炎性小體能夠感知多種微生物及代謝產物激活信號，目前主要有以下 6 種可能的機制：線粒體功能障礙和活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）、K+外排、Ca2+信號傳導和 NLRP3 炎性小體激活、溶酶體滲漏、非經典炎性小體通路和替代性 NLRP3 炎性小體通路[9]。目前，在 SAP 中發現，當 SAP 發生時，胰腺腺泡細胞內會產生大量的 ROS，清除異常增多的 ROS，相對應的 NLRP3 炎性小體的激活水平下降[10]。除此以外，NLRP3 炎性小體的激活機制在 SAP 中的研究甚少，但值得注意的是，K+外排被認為是激活 NLRP3 炎性小體的共同點。Perregaux 等[11]研究發現，K+載體如尼日利亞菌素，在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激的小鼠巨噬細胞中引發 IL-1β 成熟。因此，可以認為細胞內 K+濃度的下降在 NLRP3 炎性小體激活中是普遍存在的。不同于 K+外流在 NLRP3 炎性小體激活中存在普遍性，Ca2+信號介導的 NLRP3 炎性小體激活長期存在著爭議。有研究[12]發現，Ca2+螯合劑 BAPTA-AM 能夠抑制 IL-1β 分泌，并且 Ca2+信號通路參與了 NLRP3 炎性小體激活。ROS 和線粒體在 NLRP3 炎性小體激活中的作用是一個長期爭論的話題[5]。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶產生的 ROS 最初被認為是 NLRP3 炎性小體的常見激活信號[13]。然而，在缺乏 NADPH 氧化酶活性的人外周血單核細胞和小鼠巨噬細胞中，NLRP3 炎性小體的活化是正常的[9, 14]。總之，線粒體和 ROS 在 NLRP3 炎性小體激活中的確切作用仍有待確定。研究[15]發現，溶酶體吞噬顆粒物質時溶酶體膜破壞，導致組織蛋白酶 B 釋放到胞質溶膠中，能夠激活 NLRP3 炎性小體。近年的研究[16-17]表明，非經典炎性小體通路和替代性 NLRP3 炎性小體通路參與了 NLRP3 炎性小體的激活，但是具體的機制還有待于進一步的確定。
3 NLRP3 炎性小體的調節機制
目前已經發現，調控 NLRP3 炎性小體活化調節的機制主要有以下 3 種，包括雙鏈 RNA 依賴性蛋白激酶（PKR）、鳥苷酸結合蛋白 5（GBP5）和 Nek7（never in mitosis gene A related kinase 7，Nek7）。雖然 NLRP3 炎性小體活化的調節機制被廣泛研究，但在 SAP 中的研究甚少。已知的是，雙鏈 RNA 依賴的蛋白質激酶（double-stranded RNA-dependent protein kinase，PKR）能夠調節所有已知炎性小體的激活，包括 Nod 樣受體蛋白 1（nod-like receptor protein 1，NLRP1）、NLRP3、Nod 樣受體蛋白 4（nod-like receptor protein 1，NLRP4）和黑色素瘤缺乏因子（absent in melanoma 2，AIM2）[18]。敲除或者抑制 PKR 會導致 caspase-1 活化減少，進而影響 IL-1β 和 IL-18 的成熟。然而，He 等[19]研究認為，PKR 在炎性小體激活中的作用并不能被證實。因此，對于 PKR 在 NLRP3 炎性小體激活中的作用還需要進一步的闡明。與 PKR 相似，鳥苷酸結合蛋白 5（guanylate binding protein 5，GBP5）在 NLRP3 炎性小體激活中的作用仍存在爭議。Shenoy 等[20]研究發現，GBP5 可促進由 ATP、尼日利亞菌素和細菌導致的 NLRP3 炎性小體激活，但不會促進顆粒物導致的 NLRP3 炎性小體的激活。與之相反，另一項研究[21]觀察到，在 GBP5 缺陷小鼠系的巨噬細胞中，NLRP3 炎性小體能夠正常活化。總之，目前尚不清楚以上研究中存在差異的原因。與 PKR 和 GBP5 不同，Nek7 在 NLRP3 炎性小體激活中的關鍵作用已在三項研究[22-24]中被證實。Nek7 屬于與 NIMA（never in mitosis gene A，NIMA）相關的激酶家族，可調節有絲分裂進程和 DNA 損傷反應[25]。Nek7 被認為是所有 NLRP3 炎性小體激活劑誘導 NLRP3 炎性小體激活所必需的，包括 ATP、尼日利亞細菌、尿酸單鈉和明礬[22, 24]。此外，Nek7 被證實可以控制 K+外排下游的 NLRP3 寡聚化、ASC 斑點形成和 caspase-1 活化[24]。這些結果清楚地表明，Nek7 是 NLRP3 炎性小體激活的真正調節劑。因此，理解 Nek7 作為調控 NLRP3 激活的信號傳導機制，將為 NLRP3 炎性小體激活的分子機制提供新的見解。
4 NLRP3 炎性小體與SAP
NLRP3 炎性小體在 SAP 中的研究還處于起步階段，其具體的參與機制尚不明確，可能是通過促進 SAP 時胰腺及胰周組織局部的 IL-1β 等促炎因子產生引起。成熟的 IL-1β 是一種強而有力的致炎因子，能夠活化內皮細胞和淋巴細胞，引起急性炎性反應[26]。在雨蛙素或牛黃膽酸鈉誘導的 SAP 模型中可以觀察到這些促炎因子水平的明顯升高。IL-1β 的產生和成熟取決于 caspase-1 是否獲得蛋白水解的能力和活性，而 caspase-1 是否具有這種能力和活性又是在 NLRP3 炎性小體激活和形成的前提下獲得的[27]。CARD 作為一種能夠雙向銜接的蛋白，其通過蛋白兩端的結構域 PYD 分別與 caspase-1 和 NLRP3 炎性小體結合，使其成為 NLRP3 炎性小體活化的必要組成成分。在 SAP 的實驗動物模型中，通過檢測 NLRP3 炎性小體的各種組成成分，發現 CARD 和 NLRP3 炎性小體的表達量上調，進一步使得 CARD 的寡聚化程度增強，從而導致 caspase-1 的活化水平升高，并最終導致 IL-1β 等促炎因子的產生，引起胰腺及胰周組織的損傷，參與 SAP 的發生發展[10]。值得注意的是，NLRP3 炎性小體的激活不僅參與了 SAP 時胰腺原位的損傷過程，同時也有證據表明[28, 29]，NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰外臟器的損傷過程。
4.1 NLRP3 炎性小體與 SAP 時胰腺損傷
胰腺作為 SAP 時的主要損傷器官，有證據表明 NLRP3 炎性小體參與了胰腺的損傷。Ren 等[10]研究發現，通過清除胰腺腺泡細胞內的 ROS 能夠降低 NLRP3 炎性小體的激活，從而進一步降低 caspase-1 的激活，有效地減少 IL-1β 的表達，并最終減輕 SAP 時胰腺的損傷。Hoque 等[30]研究發現，Toll 樣受體 9（toll-like receptors 9，TLR9）和 NLRP3 炎性小體在 SAP 時與腺泡細胞死亡和炎癥具有相互聯系，抑制 TLR9 能夠減少 NLRP3 炎性小體復合體的激活，降低 IL-1β 和 IL-18 的生成，最終減輕胰腺的損傷。York 等[31]研究發現，抑制 NLRP3 炎性小體 pyrin 結構域，能夠有效減輕 SAP 時的胰腺損傷。Dong 等[32]研究發現，SAP 時轉錄因子 NF-E2 相關因子（NF-E2-related factor 2，NrF2）介導的氧化應激能夠調控 NLRP3 炎性小體的炎癥通路參與 SAP 的病理過程。我們發現，在 SAP 時不管調控 NLRP3 炎性小體的上游激活信號，還是調節 NLRP3 炎性小體復合體的結構成分，降低 NLRP3 炎性小體的形成和激活，都能夠減少炎性因子 IL-1β 的產生，并最終減輕胰腺的損傷，這也為 SAP 的治療提供了潛在靶點。
4.2 NLRP3 炎性小體與 SAP 時胰外臟器損傷
SAP 時除了胰腺本身的損傷，當胰腺炎加重時還可導致全身炎癥反應綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）的發生，可累及包括肺、腸、腎等胰外臟器[33]。研究表明，NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰腺外臟器的損傷。Yu 等[34]研究發現，在 SAP 導致的肺損傷中，表面活性蛋白 D（surfactant protein D，SP-D）能夠調節 NLRP3 炎性小體的活性，當敲除 SP-D 基因時，NLRP3 炎癥小體的激活明顯增多，同時 caspase-1 和 IL-1β 的表達量均增加，肺損傷加重；與之相反，當 SP-D 過表達時，SAP 時 NLRP3 炎性小體的激活下降，caspase-1 和 IL-1β 的表達量降低，肺損傷減輕。Xu 等[35]研究發現，SAP 時大鼠腸道發生損傷，同時在損傷腸道中檢測到 NLRP3 炎性小體的表達增加，IL-1β 的水平升高。總之，NLRP3 炎性小體參與 SAP 胰外臟器的損傷是確切的，其最終的結果是導致炎性因子 IL-1β 的水平上升，但是其在 SAP 中啟動激活的因素還有待于進一步的研究。
5 結論與展望
在過去的 10 年中，人們一直在努力研究 NLRP3 炎性小體的激活和調節機制，但尚未得出統一的結論。近年來，NLRP3 炎性小體與 SAP 的胰腺原位和胰外臟器損傷的關系得到了研究者的關注。統一的結論是：NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰腺原位和胰外臟器的損傷，作用方式是增加局部和全身的致炎因子 IL-1β 和 IL-18 的表達，從而加重局部和全身的損傷。值得注意的是，在 NLRP3 炎性小體的激活條件上并沒有統一的結論，其中 K+外排、Ca2+信號傳導、線粒體功能障礙和 ROS 的異常增加被認為是 NLRP3 炎性小體激活的可能因素。雖然激活條件尚不清楚，但是抑制 NLRP3 炎性小體的激活和復合體的形成，在減輕 SAP 的胰腺原位和胰外臟器損傷中的作用是確切的。因此，臨床上在面對 SAP 所導致的胰腺原位和胰外臟器損傷時，抑制 NLRP3 炎性小體的激活可能是潛在的治療靶點之一。在此基礎上，進一步的研究和探索 SAP 時，NLRP3 炎性小體的激活機制對臨床理解和治療 SAP 所導致胰腺原位和胰外臟器損傷具有重要的意義。
NOD 樣受體蛋白 3 炎性小體（nod-like-receptor protein 3 inflammasome，NLRP3 inflammasome）是先天免疫和人類多種疾病病理生理機制的重要組成部分，參與介導了宿主對微生物感染和細胞損傷的免疫應答[1]。激活的炎性小體可以將不具活性的前體半胱天冬酶-1（pro-cysteinyl aspartate-specific proteinase，pro-caspase-1）轉化為具有活性的半胱天冬酶-1（cysteinyl aspartate-specific proteinase，caspase-1），最終將細胞因子前體 pro-IL-1β 和 pro-IL-18 分別轉化為成熟的和具有生物活性的 IL-1β 和 IL-18[2]。成熟的 IL-1β 是許多免疫反應中的有效促炎介質，包括先天免疫細胞向感染部位的募集和適應性免疫細胞的調節，而成熟的 IL-18 對自然殺傷細胞干擾素-γ 的產生和 T 細胞的細胞溶解活性的增強具有重要意義[3]。急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是臨床常見的急腹癥的一種，其病情進展快，可轉變為重癥急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP），SAP 的死亡率高達 30%[4]。因此，了解 NLRP3 炎性小體在機體的激活和調節以及與 SAP 的關系具有重要意義。筆者現就 NLRP3 炎性小體的結構、功能、激活途徑和調控機制作一綜述。盡管到目前為止所取得的成果仍然需要進一步的臨床試驗研究，但由 NLRP3 炎性小體調節 SAP 進展的精確分子機制可能作為一項新的靶向治療方案。
1 NLRP3 炎性小體的結構和功能
NLRP3 炎性小體是由無活性的 caspase-1 前體、NLRP3 和凋亡相關斑點樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD，ASC）組成的復合體[5]。NLRP3 是模式識別胞內受體 Nod 樣受體（nod-like receptors，NLRs）蛋白家族中的成員，其廣泛表達于巨噬細胞、樹突細胞和單核細胞，具有識別和發現病原體的作用。NLRP3 具有所有 NLRs 蛋白家族的特征性的結構域—富含 1 個亮氨酸重復區域的羧基端（leucine rich repeat，LRR），可以識別相對應的配體；羧基端和氨基端中間的區域（nucleotide-binding oligomerization domain，NBD），也稱為 NOD 或 NACHT，NBD 是核苷水解酶（nucleoside-triphosphatase，NTPase）超家族的成員，可以將腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）水解為三磷酸鳥苷（guanosinetriphosphate，GTP）。氨基端是一個含有熱蛋白結構域（pyrin domain，PYD）或胱天蛋白酶招募結構域（caspsse recruitment domain，CARD）的結構域，能夠和具有相同結構域的物質結合參與細胞的炎癥反應的進程，例如通過 PYD-PYD 相互作用形式募集 ASC[6]。ASC 是 NLRP3 炎性小體的銜接蛋白，羧基端含有 1 個與 caspase-1 前體相同的 CARD 募集結構域，氨基端含有 1 個與 NLRP3 相同的 PYD 結構域，作為雙重銜接蛋白分子，能夠以 CARD-CARD 和 PYD-PYD 結合的形式將 caspase-1 前體和 NLRP3 連接起來，形成相對高濃度的 caspase-1 前體，此時酶原以水解的方式形成四聚體發生自身活化，形成具有酶活性的異二聚體 caspase-1[7]。作為炎性小體的效應蛋白，caspase-1 可以將無活性的 IL-18 和 IL-1β 前體剪切為成熟的具有功能的 IL-18 和 IL-1β，促進其成熟和分泌[8]。
2 NLRP3 炎性小體的激活機制
NLRP3 炎性小體能夠感知多種微生物及代謝產物激活信號，目前主要有以下 6 種可能的機制：線粒體功能障礙和活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）、K+外排、Ca2+信號傳導和 NLRP3 炎性小體激活、溶酶體滲漏、非經典炎性小體通路和替代性 NLRP3 炎性小體通路[9]。目前，在 SAP 中發現，當 SAP 發生時，胰腺腺泡細胞內會產生大量的 ROS，清除異常增多的 ROS，相對應的 NLRP3 炎性小體的激活水平下降[10]。除此以外，NLRP3 炎性小體的激活機制在 SAP 中的研究甚少，但值得注意的是，K+外排被認為是激活 NLRP3 炎性小體的共同點。Perregaux 等[11]研究發現，K+載體如尼日利亞菌素，在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激的小鼠巨噬細胞中引發 IL-1β 成熟。因此，可以認為細胞內 K+濃度的下降在 NLRP3 炎性小體激活中是普遍存在的。不同于 K+外流在 NLRP3 炎性小體激活中存在普遍性，Ca2+信號介導的 NLRP3 炎性小體激活長期存在著爭議。有研究[12]發現，Ca2+螯合劑 BAPTA-AM 能夠抑制 IL-1β 分泌，并且 Ca2+信號通路參與了 NLRP3 炎性小體激活。ROS 和線粒體在 NLRP3 炎性小體激活中的作用是一個長期爭論的話題[5]。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶產生的 ROS 最初被認為是 NLRP3 炎性小體的常見激活信號[13]。然而，在缺乏 NADPH 氧化酶活性的人外周血單核細胞和小鼠巨噬細胞中，NLRP3 炎性小體的活化是正常的[9, 14]。總之，線粒體和 ROS 在 NLRP3 炎性小體激活中的確切作用仍有待確定。研究[15]發現，溶酶體吞噬顆粒物質時溶酶體膜破壞，導致組織蛋白酶 B 釋放到胞質溶膠中，能夠激活 NLRP3 炎性小體。近年的研究[16-17]表明，非經典炎性小體通路和替代性 NLRP3 炎性小體通路參與了 NLRP3 炎性小體的激活，但是具體的機制還有待于進一步的確定。
3 NLRP3 炎性小體的調節機制
目前已經發現，調控 NLRP3 炎性小體活化調節的機制主要有以下 3 種，包括雙鏈 RNA 依賴性蛋白激酶（PKR）、鳥苷酸結合蛋白 5（GBP5）和 Nek7（never in mitosis gene A related kinase 7，Nek7）。雖然 NLRP3 炎性小體活化的調節機制被廣泛研究，但在 SAP 中的研究甚少。已知的是，雙鏈 RNA 依賴的蛋白質激酶（double-stranded RNA-dependent protein kinase，PKR）能夠調節所有已知炎性小體的激活，包括 Nod 樣受體蛋白 1（nod-like receptor protein 1，NLRP1）、NLRP3、Nod 樣受體蛋白 4（nod-like receptor protein 1，NLRP4）和黑色素瘤缺乏因子（absent in melanoma 2，AIM2）[18]。敲除或者抑制 PKR 會導致 caspase-1 活化減少，進而影響 IL-1β 和 IL-18 的成熟。然而，He 等[19]研究認為，PKR 在炎性小體激活中的作用并不能被證實。因此，對于 PKR 在 NLRP3 炎性小體激活中的作用還需要進一步的闡明。與 PKR 相似，鳥苷酸結合蛋白 5（guanylate binding protein 5，GBP5）在 NLRP3 炎性小體激活中的作用仍存在爭議。Shenoy 等[20]研究發現，GBP5 可促進由 ATP、尼日利亞菌素和細菌導致的 NLRP3 炎性小體激活，但不會促進顆粒物導致的 NLRP3 炎性小體的激活。與之相反，另一項研究[21]觀察到，在 GBP5 缺陷小鼠系的巨噬細胞中，NLRP3 炎性小體能夠正常活化。總之，目前尚不清楚以上研究中存在差異的原因。與 PKR 和 GBP5 不同，Nek7 在 NLRP3 炎性小體激活中的關鍵作用已在三項研究[22-24]中被證實。Nek7 屬于與 NIMA（never in mitosis gene A，NIMA）相關的激酶家族，可調節有絲分裂進程和 DNA 損傷反應[25]。Nek7 被認為是所有 NLRP3 炎性小體激活劑誘導 NLRP3 炎性小體激活所必需的，包括 ATP、尼日利亞細菌、尿酸單鈉和明礬[22, 24]。此外，Nek7 被證實可以控制 K+外排下游的 NLRP3 寡聚化、ASC 斑點形成和 caspase-1 活化[24]。這些結果清楚地表明，Nek7 是 NLRP3 炎性小體激活的真正調節劑。因此，理解 Nek7 作為調控 NLRP3 激活的信號傳導機制，將為 NLRP3 炎性小體激活的分子機制提供新的見解。
4 NLRP3 炎性小體與SAP
NLRP3 炎性小體在 SAP 中的研究還處于起步階段，其具體的參與機制尚不明確，可能是通過促進 SAP 時胰腺及胰周組織局部的 IL-1β 等促炎因子產生引起。成熟的 IL-1β 是一種強而有力的致炎因子，能夠活化內皮細胞和淋巴細胞，引起急性炎性反應[26]。在雨蛙素或牛黃膽酸鈉誘導的 SAP 模型中可以觀察到這些促炎因子水平的明顯升高。IL-1β 的產生和成熟取決于 caspase-1 是否獲得蛋白水解的能力和活性，而 caspase-1 是否具有這種能力和活性又是在 NLRP3 炎性小體激活和形成的前提下獲得的[27]。CARD 作為一種能夠雙向銜接的蛋白，其通過蛋白兩端的結構域 PYD 分別與 caspase-1 和 NLRP3 炎性小體結合，使其成為 NLRP3 炎性小體活化的必要組成成分。在 SAP 的實驗動物模型中，通過檢測 NLRP3 炎性小體的各種組成成分，發現 CARD 和 NLRP3 炎性小體的表達量上調，進一步使得 CARD 的寡聚化程度增強，從而導致 caspase-1 的活化水平升高，并最終導致 IL-1β 等促炎因子的產生，引起胰腺及胰周組織的損傷，參與 SAP 的發生發展[10]。值得注意的是，NLRP3 炎性小體的激活不僅參與了 SAP 時胰腺原位的損傷過程，同時也有證據表明[28, 29]，NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰外臟器的損傷過程。
4.1 NLRP3 炎性小體與 SAP 時胰腺損傷
胰腺作為 SAP 時的主要損傷器官，有證據表明 NLRP3 炎性小體參與了胰腺的損傷。Ren 等[10]研究發現，通過清除胰腺腺泡細胞內的 ROS 能夠降低 NLRP3 炎性小體的激活，從而進一步降低 caspase-1 的激活，有效地減少 IL-1β 的表達，并最終減輕 SAP 時胰腺的損傷。Hoque 等[30]研究發現，Toll 樣受體 9（toll-like receptors 9，TLR9）和 NLRP3 炎性小體在 SAP 時與腺泡細胞死亡和炎癥具有相互聯系，抑制 TLR9 能夠減少 NLRP3 炎性小體復合體的激活，降低 IL-1β 和 IL-18 的生成，最終減輕胰腺的損傷。York 等[31]研究發現，抑制 NLRP3 炎性小體 pyrin 結構域，能夠有效減輕 SAP 時的胰腺損傷。Dong 等[32]研究發現，SAP 時轉錄因子 NF-E2 相關因子（NF-E2-related factor 2，NrF2）介導的氧化應激能夠調控 NLRP3 炎性小體的炎癥通路參與 SAP 的病理過程。我們發現，在 SAP 時不管調控 NLRP3 炎性小體的上游激活信號，還是調節 NLRP3 炎性小體復合體的結構成分，降低 NLRP3 炎性小體的形成和激活，都能夠減少炎性因子 IL-1β 的產生，并最終減輕胰腺的損傷，這也為 SAP 的治療提供了潛在靶點。
4.2 NLRP3 炎性小體與 SAP 時胰外臟器損傷
SAP 時除了胰腺本身的損傷，當胰腺炎加重時還可導致全身炎癥反應綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）的發生，可累及包括肺、腸、腎等胰外臟器[33]。研究表明，NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰腺外臟器的損傷。Yu 等[34]研究發現，在 SAP 導致的肺損傷中，表面活性蛋白 D（surfactant protein D，SP-D）能夠調節 NLRP3 炎性小體的活性，當敲除 SP-D 基因時，NLRP3 炎癥小體的激活明顯增多，同時 caspase-1 和 IL-1β 的表達量均增加，肺損傷加重；與之相反，當 SP-D 過表達時，SAP 時 NLRP3 炎性小體的激活下降，caspase-1 和 IL-1β 的表達量降低，肺損傷減輕。Xu 等[35]研究發現，SAP 時大鼠腸道發生損傷，同時在損傷腸道中檢測到 NLRP3 炎性小體的表達增加，IL-1β 的水平升高。總之，NLRP3 炎性小體參與 SAP 胰外臟器的損傷是確切的，其最終的結果是導致炎性因子 IL-1β 的水平上升，但是其在 SAP 中啟動激活的因素還有待于進一步的研究。
5 結論與展望
在過去的 10 年中，人們一直在努力研究 NLRP3 炎性小體的激活和調節機制，但尚未得出統一的結論。近年來，NLRP3 炎性小體與 SAP 的胰腺原位和胰外臟器損傷的關系得到了研究者的關注。統一的結論是：NLRP3 炎性小體的激活參與了 SAP 時胰腺原位和胰外臟器的損傷，作用方式是增加局部和全身的致炎因子 IL-1β 和 IL-18 的表達，從而加重局部和全身的損傷。值得注意的是，在 NLRP3 炎性小體的激活條件上并沒有統一的結論，其中 K+外排、Ca2+信號傳導、線粒體功能障礙和 ROS 的異常增加被認為是 NLRP3 炎性小體激活的可能因素。雖然激活條件尚不清楚，但是抑制 NLRP3 炎性小體的激活和復合體的形成，在減輕 SAP 的胰腺原位和胰外臟器損傷中的作用是確切的。因此，臨床上在面對 SAP 所導致的胰腺原位和胰外臟器損傷時，抑制 NLRP3 炎性小體的激活可能是潛在的治療靶點之一。在此基礎上，進一步的研究和探索 SAP 時，NLRP3 炎性小體的激活機制對臨床理解和治療 SAP 所導致胰腺原位和胰外臟器損傷具有重要的意義。