1肝纤维化的形成
肝纤维化的形成过程主要是ECM的合成与分解代谢失调,ECM增多且各种成分的比例明显变化,大量ECM在肝小叶内沉积并逐渐形成异常的纤维间隔,严重破坏了肝组织的正常结构和功能。因此,ECM的异常代谢是肝纤维化形成的基础。
1.1ECM的来源肝脏星状细胞、肝细胞、内皮细胞及kupffer细胞是ECM的来源细胞,其中肝脏星状细胞是ECM的主要来源细胞。研究发现,每个肝脏星状细胞合成胶原是每个肝细胞的10倍、每个内皮细胞的20倍,而每个肝脏星状细胞产生的蛋白多糖是每个肝细胞的2~6倍。kupffer细胞产生的蛋白多糖为肝星状细胞的4%~8%;肝脏内皮细胞合成蛋白多糖的量也很少。免疫组化研究表明,肝纤维化时,肝脏星状细胞内纤维连接蛋白(FN)、层粘连蛋白(LN)染色呈强阳性,而肝细胞对FN与IN的合成作用尚不明确。内皮细胞及kupffer细胞虽然能合成FN和LN,但其能力明显弱于肝脏星状细胞。
1.2ECM合成的调节ECM主要包括:①胶原:主要是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型;②蛋白多糖:如透明质酸(HA)、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等;③非胶原糖蛋白:如FN、LN、副纤维连接蛋白、副粘连蛋白、粗纤维调节素(UN)、玻璃体结合蛋白(VN)等。肝脏星状细胞活化、增殖是肝纤维化形成的关键,转化生长因子β(TGF-β)在肝星状细胞活化、肝纤维化的形成中起非常重要的作用。
在肝纤维化启动阶断,kupffer细胞受到炎症刺激而激化,释放大量细胞因子,如TGF-β、肿瘤坏死因子(TNF-α)、血小板衍生生长因子(PDGF)、白介素1(IL-l)等,其中TGF-β1可直接活化肝星状细胞,活化的肝星状细胞以自分泌形成产生的TGF-β1是肝纤维化过程中TGF-β1的主要来源。许多研究表明,TGF-β1能诱导PDGF、TNF-α、成纤维细胞生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、IL-1、白介素6(IL-6)、内皮素-1(ET-1)等细胞因子的产生及其在肝星状细胞上的表达,从而刺激肝星状细胞增殖、活化,促进ECM分泌,其中以PDGF的协同作用最强。α-平滑肌动蛋白的表达是肝星状细胞活化,增殖的标志。Tsushima等[1]发现,外周血清TGF-β1水平与肝组织内TGF-β1水平明显增高,与肝纤维化多种活动性指标血清Ⅲ型前胶原肽(PⅢP),FN,Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型前原,LN,HA等增加有明显相关性。ECM自身代谢产物及多种细胞因子在TGF-β1的调节下促进胶原合成。TGF-β1不仅能促进基质合成增加,而且能抑制基质蛋白降解。它能降低胶原酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶、纤溶酶原激活物及其它涉及基质降解的蛋白酶合成,提高纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)及金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs),从而达到抑制基质降解的作用。
Decorin是一种可直接中和并反馈抑制TGF-β1的蛋白多糖,在抑制肝纤维过度增生方面有重要的调节作用。
2肝纤维化的诊断
目前,诊断肝纤维化主要有三种方法,即血清学诊断、病理形态学诊断及影像学诊断,其中以病理形态学诊断和血清学诊断为主。
2.1影像学诊断对肝纤维化的识别诊断是影像学研究的一个重要方向,主要利用B超、CT、MRI进行检测。目前,有许多学者对肝纤维化的早期诊断进行了影像学探讨。Koda[2]等对47例慢性病毒性肝病患者进行超声多普勒门脉血流检查,发现慢性肝炎时门脉血流速度明显下降,与肝纤维化分级密切相关,提示定期检测肝病患者的门脉血流速度可较早诊断肝纤维化,并可了解肝纤维化的进展情况。Alanen[3]等应用MRI脂肪/水分隔技术,结合磁化传输技术诊断肝纤维化,结果显示,其与肝组织半定量计分法有明显相关性。国内王宝恩应用彩色多普勒测定42例慢性肝炎患者和100例正常人的门静脉和脾静脉血流动力学参数,结果发现多项参数在S1~S4期之间有显著性差异,门脉主干时间平均血流速度(TAV)与child肝功分级A、B、C各级之间有显著差别,提示门静脉和脾静脉血流速度与肝纤维化有一定相关性。
2.2血清学诊断近年来,国内外学者采用多种血清学指标检测肝纤维化,主要从五个方面进行研究观察:①胶原蛋白代谢:常见指标有PⅢP或Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原及其代谢产物(TS胶原和PⅣCP)、Ⅳ型胶原、Ⅰ型胶原、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(β-NAG)、脯氨酶肽酶(PLD)。②非胶原性糖蛋白:如LN、FN、UN、VN。③蛋白多糖:如HA、YKL-40。④基质金属蛋白(MMPs)和组织抑制因子(TIMPs)。⑤细胞因子:如TGF-β、PDGF、TNF-α、γ-干扰素(IFN-γ)、IL-1、IGF、FGF等。上述指标中,以HA、PⅢP、LN、TGF-β1研究最多,多数认为这五种指标联合检测可从不同角度较好地反映肝纤维化的活动度和程度。Christophe[4]等对243例慢性肝病患者肝活检组织中的肝纤维组织进行了计算机图像分析测定,并与8种肝纤维化标志物的含量进行相关性分析,结果表明,其相关系数以HA、LN、PⅢP最高。多家研究报道结果显示,在肝纤维化诊断方面,HA最敏感,LN次之;在肝纤维化的早期诊断方面,Ⅳ型胶原优于HA和PCⅢ;LN和PCⅢ与肝纤维化程度分级相关性最佳;Ⅰ型胶原血清浓度的改变在肝纤维化中出现较晚,且特异性、敏感性较差。
2.3病理诊断目前,肝组织活检病理诊断仍是肝纤维化诊断的金标准。1994年,Chevallier[5]等首次提出将肝纤维化的形态结构与数量相结合的半定量评分系统(SSS),使肝纤维化的诊断初步量化,并获得大家的认可。国内王泰岭等也拟定了一个纤维化的评分方案。近年来,用计算机图像分析仪进行形态测量学分析,使肝纤维化的诊断进一步量化。Dioguard[6]等对26例慢性丙型肝炎患者的肝活检标本进行了计算机图像分析,认为该方法可使肝纤维化诊断的重复性、客观性、可靠性明显提高,外部因素干扰降低。顾生旺[7]等采用计算机真彩图像分析对77例慢性乙型肝炎患者的肝活检标本进行了肝纤维化定量分析,并与血清肝纤维化标志物及其相关系数进行比较,结果证明二者有密切相关性,该方法有推广价值。Araugo[8]等用定量自动图像分析仪检测α-平滑肌动蛋白表达与胶原密度,获得良好的一致性,并印证了α-平滑肌动蛋白是肝星状细胞分泌胶原活性的标志这一理论。
Kauschke等应用RT-PCR技术测定四氯化碳(CC14)所致大鼠肝纤维化模型的PⅢP胶原α1-mRNA,同时用计算机形态测量分析仪测定其肝组织内的纤维化状况,并检测其血清PⅢP,发现CC14模型1周时即可见PⅢP胶原α1-mRNA增加10倍,7周时增加30倍,而图像分析和外周血清PⅢP均在5~7周时表现出肝纤维化状态,表明RT-PCR技术检测PⅢP胶原α1-mRNA可较早发现纤维化。另外,外周血清PⅢP阳性与肝组织学表现纤维增生几乎是同步的。该研究显示,检测组织中的相关mRNA可更早发现肝纤维增生;同时也说明,PⅢP等血清指标可与组织学同步反映肝纤维化状态。目前已有报道,可以检测Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原,以及PⅢP、FN、LN、TGF-β1、FGF、IFN-R、TNF-α等多种成分的mRNA。
Rimura[9]等用刀豆素A(COA)致大鼠肝纤维化模型,并检测其肝组织内TGF-β1、FGF、肝细胞生长因子(HCGF)的mRNA,结果显示,三种细胞因子的mRNA均升高。如用COA与TGF-β1抗体共同作用,可明显抑制肝纤维化,进一步表明TGF-β1在肝纤维化中起关键作用。
Murawaiki[10]等用酶联免疫方法检测68例肝病患者肝活检标本中的TIMP-1,并与10例正常肝组织进行对比,结果显示,24例2A级慢活肝患者的TIMP-1增加2.2倍,10例2B级慢活肝患者增加2.9倍,6例肝硬化患者增加4.1倍,18例慢迁肝患者的TIMP-1无明显变化。Herbst等发现,TGF-β1可促进TIMP-1和TIMP-2的表达,且于组织损伤3小时即可发现其增加,表明TIMP可作为一种诊断肝纤维化的指标;同时还说明,肝纤维化早期即存在MMPs的抑制物。
综上所述,随着研究的深入,肝纤维化的机理及参与调节因素会逐渐明确,肝纤维化诊断水平也随之提高,无创、量化是肝纤维化诊断发展方向。
3参考文献
1.Tsushima H,Kawata S,Tamura S,et al.Reduced Plasma transforming growth factor-beta levels in patients with chronic hepatitis after inferferon-alpha therapy:association with regression of hepatic fibrosis.J hepatol,1999,30:1.
2.Koda M,Murawaki Y,Kawaski H,et al.Portal blood velocity and portal blood flow in patients with chronic viral hepatitis,relation to histological liver fibrosis.Hepatogastroenterology,1996,43:199.
3.Alanen A,Komu M,Lei
