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近年来肝纤维化主要新进展(上)

2022-07-29
来源:求医网
近年来肝纤维化研究已有较大进展,业已公认,肝纤维化是一种慢性肝病的共同病理学基础,虽不同肝病致病机理不完全相同,但各种不同病因肝纤维化发生最终共同途径是肝星状细胞(hepatic stellate cell ,HSC;旧称贮脂细胞)的激活,转化为肌成纤维细胞,现认为,HSC的激活是关键。肝纤维化分子生物学研究的进展,人们已能从基因水平来认识,似乎可认为肝纤维化是种继发性基因调控失调肝病[1]。许多酒精性肝病患者虽已戒酒,肝纤维化和肝硬化断续发展[2],迄今已有资料证明,去除原来引起肝细胞损伤的致病因子,肝纤维化进程仍可自行延续,这些更引起人们对肝纤维化研究的重视,本文就近年来肝纤维化研究主要进展作扼要介绍,供参考。

一、肝纤维化形成过程已趋明朗

1993年Hogemann和Domsche复习肝纤维化文献的基础上,以图示肝纤维化形成的新概念[3],经不断的完善,至今多认为致肝病因子造成肝细胞(HC)损伤,引起枯否细胞激活,分泌多种细胞因子,随同血小板、肝窦内皮细胞和HC等分泌的多种细胞因子,与某些化学介质共同作用于HSC,使其激活、转化为肌成纤维细胞。通过旁分泌与自分泌作用,使HSC增殖,合成大量的细胞外间质(ECM),ECM的分泌增加,降解减少,以致其在肝内大量沉积,肝纤维化逐渐形成。Gressmer认为HSC的激活可分3个阶段[4],即炎症前期、炎症期和炎症后期,虽有资料显示炎症前期已有HSC的激活,肝纤维化是发生在炎症后期,具有明显肝脏炎症的甲型肝炎却不发生肝纤维化,而无明显炎症的肝病者,仍可发生肝纤维化[5]。近年研究较多的是酒精性肝纤维化,曾有报道75例确诊为酒精性脂肪肝患者,肝活检发现有40%存在静脉周围纤维化,而不伴酒精性肝炎,疑及肝炎已恢复。狒狒实验排除此可能性,但仍不能排除酒精引起肝脏极小炎症和坏死,直接作用胶原蛋白的代谢和通过介质导致肝纤维化。近认为铁过量造成肝纤维化和肝硬化,几乎没有炎症发生,是经过氧化产物活化KC,通过TGF-β、TNF-α激活HSC而发生肝纤维化[6]

二、参与肝纤维化形成的介质

1996年Gressner总结参与肝纤维化的介质分肽类与非肽类,其中细胞因子有20余种,分别来自肝内细胞、外周血单个核细胞、血小板、成纤维细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞、内皮细胞等。非肽类主要为乙醛、乳酸、活性氧、铁、游离脯氨酸类等。合成ECM的主要细胞是HSC转化后的肌成纤维细胞。Knittel等研究认为生长因子是最主要的致肝纤维化介质,它对HSC激活、增殖及ECM抗蛋白酶、TGF-β受体的基因表达均有促进作用,并有剂量依赖关系、TGF-β1具有调节HSC基因表达的作用[7]。Lee等研究,首次证明了TNF-α对HSC亦有增殖作用[9]。肌成纤维细胞具有分泌TNF-α和TGF-β作用,此更进一步说明在致肝纤维化病因除后肝纤维化仍可延续,其机理可能与肌成纤维细胞自分泌有关,Mallat等IFN-γ对HSC转化后的肌成纤维细胞增殖、胶原合成、分泌均有抑制作用,而TGF-β1和血小板衍生物的生长因子BB均有刺激肌成纤维细胞作用[10]。Napoli等报道,通过PCR加Dotblot定量法,测定进行性肝损伤的慢丙肝患者肝脏内Th1相关的细胞因子,IFN-γ、IL-2mRNA水平和Th2相关IL-4、IL-10mRNA水平,前者表达增加,后者表达降低,但在IL-4表达不完全一致。从炎症方面考虑,IFN-γ、TNF-α等均属主要前炎症因子,而TGF-β1、IL-10是抗炎症因子。亦有报道肝脏与PBMC内的INF-γmRNA水平无显著差异,在慢性肝炎患者肝脏的mRNA水平与血清INF-γ含量均有明显增高[12]。多种细胞因子对肝纤维化均有不同程度作用,上述者现研究较多,可能亦是主要的,随研究深入可能一一阐明。

三、细胞外间质研究迅猛发展,短期内可望用于临床[13]

(一)间质新分类:在肝内不仅发现了更多的蛋白质成分,而且证明了它们具有一些独特的功能,有关ECM及其受体在信号传递和对细胞之间的相互作用,已形成诸多新的概念,迫使人们对其认识需不断更新。ECM对细胞增殖,分化与迁移的影响,在炎症、纤维化发生和肿瘤生长过程均起到重要作用,其研究将对肝纤维化,恶性肿瘤等难治之症早期诊断与有效治疗提供强有力的手段。关于间质既往多分四大部分,即胶原蛋白、弹性蛋白、非胶原糖蛋白和蛋白多糖。前二者均以纤维化形成存在,亦统称纤维,而后二者称基质,基质糖蛋白就由此而来,现已将细胞外间质与细胞外基质似为同义词。ECM新的分类在发展与完善中,初步认为分为(1)胶原蛋白,人体共有19种,肝中存在有Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅹ、Ⅳ、Ⅷ等8种;(2)弹力纤维及相关蛋白;(3)非胶原糖蛋白,研究进展较大;(4)糖胺多糖,人体存在透明质酸、硫酸软骨素又有A和C之分、硫酸皮肤素或称硫酸软骨素B、硫酸角质素、肝素、硫酸乙酰肝素。现仅知HA是唯一能以自由链存在而不与蛋白链结合的GAG;(5)蛋白多糖由一核心蛋白侧链连接多个数目不等的GAG而构成,可存在于细胞表面,细胞内或与其它ECM结合。近年来不断有新的PG发现,其命名根据PG链上GAG的类型和组织来源而确定,例如基膜硫酸肝素蛋白多糖,或根据核心蛋白种类而确定的核心蛋白,含DC/CS侧链。Johnson将PG分为(1)基质相关PG包括aggrecanDC/CS、 decorin DC/CS、fibromodulinDC/CS、 perlecan DC/CS、betahlycanDC/CS、 lumican。它们的作用是组织的水合作用结合补体、结合生长因子、从而调节它们的生物利用度,例如通过核心蛋白decorin与TGF-β1结合,还有调节胶原纤维形成和参与某些组织的间质成分;(2)膜相关PG,有跨膜PG之称,均含有跨膜组分,有Syndecan家族、glycipan家族及 thrombomodulin、betaglycan和 CD44,它们的功能是细胞间、细胞与基质间相互作用介质、生长因子受体和蛋白酶抑制者,也有专家认为应将(6)基质金属酶类;(7)与基质结合的生长因子;(8)组织trans--glutamine和(9)整合素亦列入ECM的分类中。整合素系ECM受体,它将ECM与细胞连接在一起,且将众多信息由细胞外传递到细胞内,它跨膜存在,可分细胞外、跨膜和细胞内3个片断组成,这方面进展亦甚快,颇受人们的重视。在前述诸多ECM中,因decorin和biglycan现知仅在肝受损时,HSC能大量合成,此为肝纤维化科研工作者最为关注的方面。

(二)非胶原糖蛋白 非胶原糖蛋白目前已发现非胶原蛋白已有10余种,主要有(1)纤维连结蛋白和副纤维连结蛋白(vitronectin,VN)。FN已有较多报道不赘述。 vN分布同 FN ,它们含有RGD细胞结合序列和胶原、 GAG结合部位,促进成纤维细胞和某些上皮细胞的迁移;(2)层连蛋白和副层连蛋白,两者密切相互作用,均存于基底膜内,通过组织转氨酶交联形成克分子相等的副层连蛋白-LN复合物,副层连蛋白亦能与Ⅳ型胶原、FN和细胞结合,有助于基底膜组织形成;(3)粗调节素,曾用于诊断的研究,有人认为在各型肝纤维化早期,当Ⅲ型前胶原肽未增高时,血清中已见有增高,此尚待更多资料证实;(4)细胞粘合素曾有报道显示仅在血窦周围纤维化之肝病时可见增高;(5)血栓粘合素Ⅰ和Ⅱ;(6)SPARC是分泌蛋白,富含酸性半胱氨酸又称骨粘连蛋白及BM-40,与含矿物质组织例如骨与牙相关,但在无矿物质组织中亦有发现,特别与细胞增殖,组织重建关,与各型胶原、白蛋白和TSP-1相互作用,特别是结合PGDF-BB,在急性、慢性肝损害时SPARCmRNA在HSC中呈高表达;(7)Von willebrand因子,是多聚蛋白由血管内皮细胞和巨核细胞产生,可存在血浆内、上皮细胞和血小板内,亦可存在基底膜与纤维间隔中,特别与血管增生有关。

四、重视间质降解的研究,需建立简易可行的血清学检测方法

现已有资料可证实,在肝损害的急性期已有ECM合成的增加,并无肝纤维化的形成,此阶段合成与降解二者之间处于平衡状态,随病程进展而慢性化,降解速度减慢,ECM在肝内大量沉积,肝纤维化则形成。因此在某种意义上讲,研究降解应较研究合成更为重要,事实上这方面研究尚少,专家们均认为应重视ECM降解的研究。降解ECM的酶是间质金属蛋白酶家族的主要成员之一。MMP家族锌与钙依赖的肽链内切酶。通常提及ECM降解酶是锌依赖的MMP。1989年在美国佛罗里达州举行的MMP专题会议上,确定以阿拉伯数字将其名称系统化,从而结束了ECM相关酶类研究中混乱、不系统命名的局面,系统命名为MMP-1、MMP-2、MMP-3……。MMP在组织中浓度很低,与间质结合紧密,具有活性的MMP难于从组织中提取出来,组织中又有MMP抑制剂,哺乳动物的众多MMP之间氨基酸序列仅有50%左右的同源。引用CDNA作探针时需考虑种属之间交叉性,这些均为MMP的研究带来较大困难,由于人们已重视其研究,故仍有较大进展[14],现扼要述之。

(一)间质金属蛋白酶分类,来源及作用底物现已知锌依赖MMP至少有11种即MMP-1-MMP-11,肝脏有8种。研究较多的有(1)间质胶原酶,1962年被发现,可分为纤维细胞型和中性粒细胞型,MMP-1分子量55kDa,来源于结缔组织细胞,肝骨HSC、HC、KC均有分泌,分解底物为胶原Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ;MMP-8为75kDa,来源于中性粒细胞,抗MMP-8抗体可识别MMP-1,而抗MMP-1抗体则不能识别MMP-8。胶原酶以前体分泌,激活因子的蛋白酶及有机汞作用下激活。在最适条件下,间质胶原酶选择作用于肽链中甘氨酸-异亮氨酸肽链和α2肽链中的甘氨酸-亮氨酸肽链,将胶原的肽链切成3/4和1/4两个阶段,(2)基质分解素又称为蛋白多糖酶或中性金属酶Ⅳ,可分为分解素1,2,3和Matrilys,分别属MMP-3、MMP-10、MMP-11和MMP-7,仅有MMP-3在肝脏中存在,有CT、Mφ、HSC分泌、分解Ⅲ、