肝纤维化的诊断与治疗进展
【摘要】
肝纤维化是各种致病原因引起细胞外基质(ECM)在肝内过多沉积的病理过程。研究显示,细胞因子作用于窦周间隙静止的肝星状细胞(HSC)使其转变为激活状态,继而增殖,合成ECM。因此认为激活的HSC是产生ECM的主要细胞,其他如肝静脉区成纤维细胞和骨髓源性肌成纤维细胞也是某些肝纤维化初期的主要成纤维细胞。目前认为,进展性肝纤维化具有可逆性。药物旨在通过抑制HSC的激活、诱导其凋亡和防止ECM沉积的干预性治疗在实验性肝纤维化已取得疗效,但人类抗肝纤维化的有效性和安全性有待于进一步研究和论证。
【关键词】 肝脏疾病 肝纤维化 药物治疗
肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是各种原因所致的肝脏慢性病的共同病理过程,是慢性肝病发展为肝硬化的早期和必经阶段。HF形成过程受基质降解及基质积聚两方面因素制约。HF是肝细胞发生坏死和炎症刺激时,肝脏内以胶原纤维为主的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)弥漫性过度增生、沉积发展成肝硬变的病理过程,是ECM合成和降解失衡的结果。我国是病毒性肝炎高发区,仅乙型肝炎病毒(HBV)携带者就达1.2亿,其中慢性乙型肝炎患者就有3 000万以上。全球慢性HBV感染者3.5亿[1],约25%慢性乙肝患者最终将发展为肝硬化(hepatic cirrhosis),甚至肝癌。丙型肝炎病毒(HCV)感染慢性化达50%~ 85%,其中10%~ 30%发展为肝硬化,3%~ 10%演变为肝癌[2]。其他如乙醇性肝病、非乙醇性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)、自身免疫性肝炎及原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis,PBC)等疾病亦可发生HF肝硬化,而这些疾病在我国亦不少见。近年来,随着肝细胞分离技术和分子生物学的进步,对HF的研究有更深的认识,并证实HF可以逆转[3]。所以早期诊断HF并动态监测变化对其治疗有重要意义。本文着重阐述近年来HF的诊断、探讨抗HF治疗的方法及今后的发展趋势。
1 HF的诊断
1.1 临床诊断和影像学检查
HF的诊断首先要从临床病史入手,全面分析致病因素、发病过程及主要症状和体征,应注意有无面部及胸前毛细血管扩张和蜘蛛痣。B超显示肝脏表面不规则或呈波状,边缘变钝,实质回声增强而不均匀,脾门静脉和门静脉主干、左支矢状部内径增宽,多普勒检查显示门静脉主干、脾门脾静脉血流速度减慢,血流量增加。对于一些无症状的HF和肝硬化患者,超声可以作为肝硬化的预测指标,也可以对二者进行较准确的鉴别诊断。但是由于此技术的解剖学局限,不能作为第一选择。Alex等[4]CCl4实验性HF大鼠进行磁化传输对比法MRI检查,并与组织学改变作对照。研究发现,此项检查有助于HF的诊断,但需进一步证实。故CT、MRI和B超等检查尚不能对HF作出确定诊断。
1.2 病理组织学诊断
肝组织活检是是诊断HF的最可靠的方法。HF的分期标准是根据HF的范围及损伤程度划分的,从1~ 4期(S1~ S4)逐渐加重。S0期:无肝纤维化;S1期:汇管区扩大纤维化,小叶结构完整,没有纤维间隔形成;S2期:汇管区周围纤维化、纤维间隔形成,小叶结构大部分保留;S3期:较多的纤维间隔破坏肝小叶,致小叶结构紊乱,但无肝硬变(此期一部分患者可出现门脉高压,食管静脉曲张);S4期:早期肝硬变,肝实质广泛破坏,弥漫纤维增生,被分隔的肝细胞呈不同程度的结节再生。但是肝活检也有局限性,因为肝脏病变弥漫性,不均匀分布,导致取样误差,且有一定损伤性,可能出现并发症,患者无法接受,难以反复取材,不能动态观察。
1.3 血清学诊断
血清学诊断是近年来研究最广泛的诊断方法,由于取材方便,费用低,便于开展,较为实用。目前已有近20种检测血、尿中细胞因子、ECM成分及其代谢产物和参与代谢的酶活性的指标,简述如下。
1.3.1 Ⅲ型前胶原肽
细胞合成Ⅲ型前胶原肽(PⅢP)后,分泌到细胞外,经内切酶切下两端的非球形部分即为前胶原肽而游离入血。许多学者报道[5],PⅢP是反映早期HF程度和活动度的良好指标,可以弥补肝活检不能动态观察HF的过程和局部取样误差等不足。
1.3.2 Ⅲ型前胶原
Ⅲ型前胶原(PCⅢ)是完整的Ⅲ型前胶原分子,肝脏炎症、坏死对其影响较小,所以血清PCⅢ检测对肝纤维的诊断可能优于PⅢP。肝脏炎症坏死时,虽无纤维化增生,合成未增加,但降解增加,血清PⅢP也增加,而直接测PCⅢ可以排除此干扰。徐章等报道[6],用放射免疫法测定96例慢性肝病患者血清PCⅢ及HA、LN,同时行肝组织活检,对肝组织进行炎症分级和纤维化分期,结果发现此指标随慢性肝病的进展逐渐升高,与肝组织炎症坏死和纤维化程度呈正相关。
1.3.3 Ⅳ型胶原
Ⅳ型胶原(CⅣ)是基底膜的主要胶原成分,主要分布在血管周围、神经纤维周围和肝窦。当HF时,基底膜遭到破坏或改变,CⅣ明显增加,进一步导致肝窦毛细血管化,Disse腔内形成基底膜结构,血清CⅣ水平上升。它反映胶原的降解,且在HF的早期明显增加,并随着HF的加重,血清中的含量逐渐增加。因此血清CⅣ水平在诊断HF中具有重要意义,可以反映HF的活动程度。但是在全身结缔组织病、肾纤维化、甲亢也增加,应注意鉴别。
1.3.4 层连蛋白
层连蛋白(LN)是一种糖蛋白,主要存在于基底膜的透明层。HF时,LN降解增加,肝窦毛细血管化。Gastera等[7]监测了80例酒精性肝硬化患者的5种细胞外基质血清学诊断指标,结果发现LN或Ⅳ胶原是简单而准确的诊断指标。LN与HF特别是门脉高压正相关。但LN存在非特异性问题,原发性肝癌和其他肿瘤LN也可持续增高,表明肿瘤的浸润与转移。
1.3.5 透明质酸
透明质酸(HA)是细胞质合成的蛋白多糖的一个组分,主要由肝内皮细胞摄取分解,是反映肝脏内皮细胞功能、HF及肝硬化的指标。有学者认为在HF无创性诊断中HA是较好的指标[6,8?9]。在预测肝硬变方面,HA的敏感性超过PⅢP,动态监测HA,若持续增高,提示进行性肝损伤,预后不良。
1.3.6 基质金属蛋白酶及其组织抑制物
其存于多种组织器官,参与细胞外基质代谢,在正常胚胎发育、器官形成、血管形成、子宫复旧、创伤愈合等生理过程及关节炎、骨质疏松、组织纤维化、肿瘤浸润与转移等病理过程起重要作用。近年来,在肝脏研究中倍受关注,肝细胞与多种间质细胞均能不同程度合成基质金属蛋白酶(MMPs)及其组织抑制物(TIMPs),通过复杂的调节机制,在维持正常肝脏纤维组织中ECM的合成和降解的动态平衡中起重要作用。MMPs促进ECM的降解,而TIMPs通过抑制MMPs阻止ECM的降解,从而形成和促进纤维化。有学者认为MMP?2和TIMP?1是诊断HF较好的指标。Boeker等[10]研究认为MMP?2对诊断肝硬化具有高度敏感性,TIMP?1可较准确诊断HF。TIMP?1在酒精性脂肪肝患者中不升高,而早期酒精性HF即有升高,因而可以鉴别酒精性脂肪肝与早期酒精性HF。慢性肝炎和肝硬变,血清胶原酶活性降低而TIMP活性增高,其中TIMP?1活性最强。血清TIMP?1水平反映了慢性肝病肝内炎症和纤维化的一些重要特征,在目前是一种较好的HF无创性诊断和随访指标。
1.3.7 脯氨酸肽酶
脯氨酸肽酶(prolidase,PLD)是体内广泛存在的一种蛋白水解酶,能裂解氨基酸羧基末端含有脯氨酸和羟脯氨酸的多肽,与胶原蛋白分解代谢有关。Alraham等[11]检测了CCl4HF大鼠血浆中PLD的活性,研究证实肝是血浆中PLD的来源,而且PLD在HF中升高,在肝硬化中降低,可以作为大鼠HF的指标。
1.3.8 转化生长因子?β1
转化生长因子?β1(TGF?β1)是HF形成过程中最重要的细胞因子之一,是目前研究最深入的因子,在正常情况下,它是由血小板和Kupffer细胞分泌的。TGF?β通过自分泌和旁分泌方式,对细胞的分裂增殖具有促进或抑制双重作用。TGF?β通过刺激TIMP?1促进各种细胞外基质成分如胶原蛋白、LN、蛋白多糖的表达并抑制这些蛋白的降解。目前有学者认为[12],TGF?β可以作为HF的诊断指标。Flisiak等[13]研究了慢性乙肝和丙肝患者的TGF?β和TIMP?1在肝损伤中的关系,提示血浆TGF?β和TIMP?1的水平检测可能作为慢性HF的早期无创性诊断指标。
2 HF的治疗途径
去除致病原因是治疗HF最有效的方式,而且这种对策对许多原因引起的慢性肝病是有效的。然而,事实上绝大多数肝病难以从根本上去除病因,如慢性乙型肝炎、自身免疫性肝炎、PBC等。尽管肝移植是治疗肝硬化具有并发症患者最有效的手段,可是对于乙型、丙型肝炎后肝硬化的患者移植后病毒可重新感染,常常发展为慢性肝病甚至肝硬化。近年来随着对HF发病机制的深入理解,HF有效治疗正在变为现实。目前,在啮齿动物实验研究已经揭示了某些防止HF发展的靶点[14],这里列出几种针对HF发生学某些环节的治疗方法。
2.1 抑制炎症和免疫反应
由于炎症先于并促进HF的发生,因而有效的控制肝脏的炎症反应具有后继的抗HF的作用。皮质类固醇具有抑制肝脏炎症反应的作用,但目前仅限于自身免疫性肝炎和急性乙醇性肝炎所致HF的治疗。皮质类固醇长期用药全身不良反应较多,而且能促进HBV复制,故不适合治疗慢性乙肝HF。
2.2 抗氧化损伤
ROS在不同肝脏疾病的发生、发展过程中起着重要的作用,因而抗氧化损伤是治疗HF的一个环节。抗氧化剂如维生素E、麸胺基硫、水飞蓟素、磷脂酰胆碱、S腺苷蛋氨酸能减轻氧化应激,抑制TGF?β介导的αΙ(Ι)胶原合成,抑制HSC的激活,保护肝细胞避免凋亡,减轻实验性HF。抗氧化剂在治疗乙醇性肝病和NASH是有效的。
2.3 受体与信号通路的阻断
TGF?β是最有潜能的纤维原性细胞因子,阻断TGF?β与HSC膜受体结合或灭活其信号传导分子(Smad3,Smad7)的受体,在体内外显示具有抗HF作用[2]。口服内皮素受体拮抗剂可有效控制大鼠实验性HF。血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂或血管紧张素转化酶抑制剂可有效延迟大鼠HF的发生,然而这种剂量超过人体抗高血压剂量的100倍[2]。肾素?血管紧张素抑制剂类药物对慢性丙肝和NASH患者的初步治疗以及对肝移植合并高血压患者进行的治疗结果显示,这些药物在预防纤维化进展有作用。然而这种方法需要足够的临床实验才能被推荐于临床治疗。
2.4 抑制HSC的激活
HSC从静止向激活状态的转化是HF发生的一个中心环节,因此,抑制HSC的激活是治疗HF的关键步骤。一些抗氧化剂可抑制因氧化应激而引起的HSC激活,具有抑制实验性HF的作用,这为人类选择抗氧化剂(如维生素E,S腺苷蛋氨酸,磷脂酰胆碱)和肝细胞保护剂水飞蓟素抑制慢性肝病HF进程提供理论依据。γ?干扰素、肝细胞生长因子在动物HF实验模型可抑制HSC的激活,发挥抗HF作用。α?干扰素可阻断培养HSC的激活、增殖和胶原的合成。对慢性丙型肝炎患者采用α?干扰素治疗的一项回顾性研究和一项小样本的前瞻性研究显示出α?干扰素具有防止HF进展的作用,即使在那些抗病毒非应答的患者[2]。过氧化物酶体增殖受体?α(PPAR?α)和/或PPAP?γ的配体具有下调HSC的激活,如:噻唑烷二酮在动物实验性HF中及人类NASH患者有积极的抗HF作用。
2.5 诱导HSC凋亡
诱导HSC的凋亡促使HF逆转正在引起人们的重视。在细胞和活体实验研究显示,谷氏菌素可选择性的引起HSC的凋亡,减轻HF[15]。
FK506是刚刚应用于临床的药物,其确切的疗效及毒副作用等有待于进一步探讨。
2.6 抑制胶原的产生和加速纤维疤痕降解
人类肝脏疾病的HF治疗需要促进已有基质的吸收和防止新疤痕的形成,因此通过刺激HSC、枯否细胞、肝细胞产生MMPs,或者下调MMPs的抑制剂TIMPs,或直接给予MMPs以促进疤痕基质的降解是HF治疗的重要目标。TGF?β拮抗剂通过下调TIMPs和增加MMPs的活性具有抑制实验性HF的疤痕形成[16]。抑制胶原的合成和促进其降解是抗HF的另一种方法[14]。脯氨酸?4羟化酶抑制剂和卤夫酮(halofuginone)通过抑制胶原的合成可防止实验性肝硬化的进展、施予MMP?8和尿激酶型纤溶酶原激活物可刺激活体内胶原降解。
2.7 中药治疗
中医药确有抗HF的独特优势,国内研究发现抗HF比较有效的单味中药有丹参、黄芪、桃仁、冬虫夏草、当归、葫芦素B、齐墩果酸、苦参素等,复方制剂有复方861冲剂、扶正化瘀胶囊、鳖甲软肝片等。相信中药在未来慢性肝病HF治疗中会发挥重要的作用。但中药抗HF需要长疗程、大样本、多中心联合、随机、双盲、安慰剂对照的临床实验来论证其有效性。中药及其有效成分抗HF正在受到国际的关注,目前国外研究较多的有以下几种:
水飞蓟素(silymarin):水飞蓟素是从植物水飞蓟中提出来的混合物,其主要成分黄酮类化合物水飞蓟宾(silybinin)占60%。水飞蓟宾在体外可刺激肝细胞RNA合成,清除自由基,保护肝细胞,抑制HSC的增殖和胶原合成。水飞蓟宾可抑制大鼠胆汁性HF肝内胶原沉积,对严重HF仍然有效[17]。小柴胡汤是我国传统的中药方剂,近年日本学者对其抗HF的作用进行了系统研究。该方的活性成分之一黄芩苷(baicalei)亦属于黄酮类,结构上与水飞蓟宾相似,其有清除自由基,在体内外具有抗HF的作用[2]。
甘草甜素(glycyrrhizin)是从中药甘草中提取的有效成分。具有抑制HSC激活、增殖和胶原合成的作用。最近日本的一项随机双盲临床研究表明,甘草甜素用药4周可使慢性丙型肝炎患者血清ALT明显下降,用药8周可改善肝脏组织学的变化,长期使用可降低肝细胞癌的发病率[18]。
卤夫酮(halofuginone)是源于抗疟药物常山的一种半合成生物碱衍生物,其可抑制HSC胶原的合成,减轻继发性胆汁瘀积性和硫代乙酰胺所致实验性HF[19]。
丹参(salvia miltiorrhiza)可降低CCl4实验性大鼠HF肝内TGF?β1,Ⅰ型和Ⅲ型前胶原和TIMP?1的mRNA水平,提高MMP?13的水平,因而发挥抗HF的作用[20]。
总之,尽管各种致病原因引起HF发生机制不尽相同,但致病因子持续作用于肝脏引起氧化应激和细胞因子产生是HF的始动因素。在细胞因子如TGF?β、血管紧张素Ⅱ、瘦素等作用下,HSC的激活是HF发生的中心环节。MMPs特异降解胶原纤维和其他基质蛋白及致病因素去除后HSC凋亡是HF逆转的分子和细胞学基础。人类不同的肝病致纤维化分子机制的研究将有利于确定新的治疗靶点。今后需在临床工作中揭示遗传因素对HF进程的影响,将已知能够减轻试验性HF的药物用于人体试验。
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