肝纖維化診療研究進展

廣西民族醫院，廣西 南寧 530001

肝纖維化是由于炎癥、病毒或組織代謝障礙等誘因作用于肝臟，引起肝細胞損傷或壞死，而引發肝炎，炎癥持續狀態下，誘發肝臟細胞(如HSC、KC、SEC等)異常活化，通過其自分泌或旁分泌釋放多種細胞因子(如TGF-β、PDGF、TNF-α、IGF-1、IL-6等)[1]，合成分泌大量細胞外基質(ECM)(如Ⅰ型、Ⅲ型膠原、HA、LN等)[2]，下調MMPs-mRNA及上調TIMPs-mRNA和α-SMA表達等[3-5]。上述眾多異常生理過程的共同作用，大量的ECM滯留并沉積在肝臟，導致肝纖維化。肝纖維化的發生機制是由多條途徑相互作用呈現，則抗肝纖維化作用機理也應對應多個靶點。目前認為非實質肝細胞HSC的活化和增殖是導致肝纖維化的關鍵過程[6]。若能及時抑制誘因，阻滯HSC活化，并去除過量的ECM，肝纖維化得以減輕緩解，亦可逆轉恢復正常的肝功能狀態[7-8]。若不重視肝纖維化病程，其將發展為不可逆轉的肝硬化或肝癌。因此，關注肝纖維化并了解其發生機制后，選擇合適的抗肝纖維化途徑，有效地防止肝硬化或肝癌的發生，降低癌癥致死率。

1 肝纖維化的診斷方法進展

1.1 檢測肝功能指標和血清肝纖維化指標 目前，通過檢測肝功能指標初步判斷肝纖維化及其程度。常用的肝功能指標有血小板計數、AIT、AST、HA、Col-Ⅰ、CoI-Ⅲ等。檢測結果與正常肝功能指標范圍對比，即可知道當前的肝功能狀況。此診斷方法需要結合多個指標結果[9]，方可初步判斷肝功能狀況，結果存在假陽性，不能確切診斷肝損程度或肝纖維化。

1.3 基于基因水平的診斷 肝纖維化的診斷發展到基因水平階段，國內外公認檢測HA含量最能反映肝功能狀態。研究實驗進行多個指標比較，發現血清中存在的PDGF-BB 含量[11]能更準確地反映肝纖維化程度。亦有實驗結果表明檢測外周單個核細胞中TIMP-1 mRNA水平較血清蛋白水平準確，原因是TIMP-1能與MMP-1受體結合，準確地反映出MMP-1水平及肝纖維化程度[12-13]。

1.4 其他診斷方法 姚瑤等[14]采用電化學阻抗的蛋白傳感器檢測血清肝纖維化標準物OPBs，診斷肝纖維化。王帥等[15]利用聲輻射力脈沖成像技術，無創診斷肝纖維化程度、肝纖維化干預及動態觀察療效，提高診斷率。蘇李娜等[16]使用CT掃描計算肝細胞外體積分數無創性評估肝纖維化。

1.5 綜合診斷 以簡單且無創傷性的方法診斷肝纖維化，結果準確性不高且缺乏科學完整性。因此，應綜合診斷肝纖維化，先了解患者有關病史及肝功能異常情況，應用多種診斷方法[17]檢測肝纖維化指標，結合臨床資料綜合分析，方可準確判定肝纖維化程度[18]。

2 肝纖維化的發生機制

目前，國際上對肝纖維化發生機制的探索主要集中在肝星狀細胞(HSC)激活作用機制的研究。結果表明，肝纖維化的形成是由于炎癥，病毒或組織代謝障礙等[19-20]誘因作用于肝臟，引起肝細胞損傷或壞死，而引發肝炎，炎癥持續狀態下，誘發肝臟細胞(如HSC、KC、SEC等)異常活化，通過其自分泌或旁分泌釋放多種細胞因子(如TGF-β、PDGF、TNF-α、IGF-1、IL-6等)，活化的HSC不斷轉變為肌成纖維細胞，合成分泌大量細胞外基質(ECM)(如Ⅰ型、Ⅲ型膠原、HA、LN等)，下調MMPs-mRNA及上調TIMPs-mRNA和α-SMA表達等，導致ECM大量滯留并沉積在肝臟組織中，使肝細胞基底膜變形扭曲動態重建，支架不斷纖維化，持續蔓延發展至整個肝臟纖維化。

2.1 HSC的活化及作用機制 HSC是來自Disse間隙的非實質性細胞，占肝臟細胞總數的5%～15%，合成分泌ECM。在正常生理情況下，HSC分泌的ECM參與構建肝臟細胞基底膜和作為基質維持肝臟細胞生命活動，處于動態平衡狀態。而肝臟處于病理狀態時，HSC被激活，生理功能出現異常而合成分泌大量細胞因子(如TGF-β、PDGF、TNF-α等)，這些細胞因子通過分子信號傳導通路啟動HSC-DNA進行有絲分裂增殖活化HSC，使誘導HSC轉化為肌成纖維細胞或分泌大量的ECM(如Ⅰ型、Ⅲ型膠原、HA、LN等)，促進TIMPs-mRNA和α-SMA表達，而抑制ECM降解，其中HA和LN能使Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型膠原聚集沉積，肝臟基底支架不斷纖維化，最終發展為肝纖維化[21-23]。由此可見，HSC活化的途徑是研究肝纖維化發生機制的熱點問題。

2.2 細胞因子激活及機制 體外模擬HSC激活狀態的實驗，發現在HSC活化增殖的對數期間，某些細胞因子如TGF-β、TNF-α、PDGF、PAF、IGF-1、IL-1、ET-1、AngⅡ等活性水平異常升高，表明細胞分子與HSC活化有密切關系[24-25]，已得知肝纖維化的發生與發展是多個細胞因子的共同作用的結果。

2.2.1 轉化生長因子β(TGF-β) 正常生理情況下，TGF-β主要由Ito細胞合成分泌，具有調節肝臟細胞生長和分化功能的細胞因子[26]。很多研究表明活化的肝臟細胞產生TGF-β水平明顯高于靜置細胞，幾乎所有的腫瘤細胞均含有TGF-βmRNA，膠質細胞含量更高，國際上也已公認TGF-β是最強的促肝纖維化因子[27]。在肝損或炎癥信號的誘導下，Ito細胞異常活躍，合成分泌出大量的TGF-β，而TGF-β主動與HSC胞膜上的相應受體結合成TβR。隨著TβR不斷增殖活化，引起Smad家族蛋白中的R-Smad蛋白被磷酸化，使其與Co-Smad蛋白形成共同通路蛋白異源Smads多聚體，隨后其轉位進入HSC胞核內與HSC-DNA上特定的受體結合而啟動HSC的分化增殖，進而活化HSC。大量的信號分子TGF-β分泌，并通過TGF-β-Smad信號通路傳導，持續引起HSC活化增殖，異常大量分泌ECM，且上調TIMP-1mRNA和α-SMA表達[28]和下調MMP-1mRNA表達，抑制ECM降解，大量ECM滯留并沉積于肝內竇基底，而引發肝纖維化。

2.2.2 腫瘤壞死因子α(TNF-α) 在肝損或炎癥刺激等病理情況下，肝竇內的巨噬細胞肝枯否氏細胞(KC)異常活化，產生大量的TNF-α。正常生理情況在，TNF-α能抑制或殺傷腫瘤細胞。因TNF-α為炎癥因子，介導NF-?B信號傳導通路[29]，誘發或加重炎癥，并參與自身免疫病的病理損傷。有研究表明[30]TNF-α可刺激Ito合成釋放TGF-β，活化HSC，促進蛋白多糖HA、LN合成，使其參與肝臟細胞基底膜網狀纖維化；亦可影響TGF-β1對I型前膠原mRNA的表達而抑制纖維母細胞膠原的合成。

與全樣本一致，管理層能力對研發投入影響在國有組和民營組均表現為1%顯著性水平的抑制作用。二者相關系數分別為-0.0755和-0.0518，這說明，雖然我們不能忽視高技術企業中國有經濟占據較高比重的合理性，但國營企業繁冗的決策機制與治理架構，加之經營目標的多元性，可能使高能力管理者進行高風險創新活動的意愿更低，驗證了假設1b。

2.2.3 血小板衍生生長因子(PDGF)和血小板活化因子(PAF) PDGF是一種具有較強有絲分裂活性的二聚體蛋白，而PAF屬于活化血小板的磷酯類。在慢性肝炎病程中，PAF活化血小板且血小板、KC及HSC又受到持續的刺激，不斷分泌大量的PDGF，使其受體上調[31]，引起HSC異常活化增殖，促進HSC合成分泌多種細胞因子TGF-β、TNF-α等，異常表達α-SMA蛋白的收縮功能，影響HC對外源性膠質和VitA的攝取，導致活化的HSC轉化為肌成纖維細胞，而抑制肝竇血流和改變肝小葉結構，造成肝纖維化病態。

2.2.4 胰島素樣生長因子(IGF) IGF是一類由肝臟細胞自分泌并具有胰島素樣代謝效應的活性蛋白多肽物質，調控著多功能細胞的分裂增殖，抑制了相關細胞的凋亡。其中，胰島素樣生長因子結合蛋白5(IGFBP5)通過IGF-1依賴機制抑制活化態HSC凋亡，增加HSC轉化為肌成纖維細胞[32-33]。隨著HSC增殖活化，通過自分泌或影響旁分泌釋放大量IGF，反作用于HSC，形成惡性循環，并出現HSC活化異常樣癥狀，加速肝纖維化形成[34]或導致非酒精性脂肪肝炎[35]。

2.2.5 白細胞介素(IL) IL可由KC合成分泌，具有非特異性調節細胞增殖分化和免疫調節能力。若IL大量存在，誘發肝臟急性期，趨化炎癥細胞分泌大量PDGF、TGF-β、TNF-α等細胞因子，加重炎癥反應，激活HSC，逐漸發展為肝纖維化。IL分有IL-1家族、IL-6家族和IL-10家族等，其中IL-1可直接活化HSC，并促進其向肌成纖維樣細胞轉化，李京等[36]通過實驗證明IL-1β與肝纖維化的形成有關；而IL-6通過上調TIMPs-mRNA和α-SMA表達和下調MMPs-mRNA表達，使ECM滯留并沉積，而導致肝纖維化的出現。而Transwell實驗[37]表明IL-10是肝纖維化的抑制因子。

2.2.6 內皮素-1(ET-1) ET-1廣泛存在于血管內皮和細胞，具有維持基礎血管張力和血管系統穩態的生物學功能[38]。已活化的HSC高水平表達其受體而合成分泌ET-1，亦可促進竇內皮細胞異常分泌ET-1。而ET-1大量存在會反作用于HSC和收縮膠原纖維束，抑制肝竇血流而導致血瘀，基底膜形狀扭曲，而改變肝小葉形態結構，ECM聚集沉積形成假小葉，導致肝纖維化[39]。

2.2.7 血管緊張素Ⅱ (AngⅡ) AngⅡ是一種生物活性肽，調節著腎素-血管緊張素系統的生物學功能。有關實驗[40-41]證明AngⅡ能上調Ⅰ型、Ⅲ型膠原基因表達，促進肝纖維化，其發生機制慢性肝炎反應，刺激AngⅡ異常分泌而誘導COX-2催化PGs合成，參與炎癥反應，炎癥持續不消，亦會刺激肝臟細胞活化，進而促進肝纖維化。亦有龐雪芬等[42]以實驗證明AngⅡ通過影響TGF-β-Smad信號傳導通路，激活HSC分泌大量膠原蛋白，導致肝纖維化。

2.3 細胞外基質異常增多機制及后果 ECM主要由HSC合成分泌的生物大分子(如Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型膠原、HA、LN等)，為肝臟細胞的生長、增殖及分化提供物質基礎，亦可起支架的作用維持肝臟組織的形態。正常情況下，ECM的分泌量與起生理作用量存在動態平衡。而在肝損或炎癥等病理狀態下，HSC受到異常激活，通過自分泌或旁分泌大量的ECM[43]及多種細胞因子，上調TIMPs-mRNA[44]和α-SMA表達和下調MMPs-mRNA表達，而抑制膠原的降解，大量蛋白多糖HA和糖蛋白LN聚集膠原[45]并沉積于肝臟，導致肝臟細胞基底膜變形破壞，膜支架不斷纖維化，而加速肝纖維化[46]。

2.3.1 膠原 膠原為ECM的主要成分，分為纖維性膠原和基層模性膠原，其中纖維性膠原主要有Ⅰ型、Ⅲ型膠原，二者為肝臟基底核心軸維持組織器官的形態結構，肝纖維化早期能明顯檢測到Ⅲ型膠原，而晚期主要為Ⅰ型膠原；基層模性膠原主要有Ⅳ型膠原，其主要位于肝血竇內皮，參與肝臟細胞基底膜形成，對Ⅰ型、Ⅲ型膠原形成的骨架有鏈接作用。若膠原分泌過多，基底膜骨架易被纖維化，引發肝纖維化。若能及時降解過量的膠原，可防止或逆轉肝纖維化[47]。

2.3.2 蛋白多糖(PG) PG是一類能連接蛋白骨架的多糖分子，如HA、硫酸軟骨素等[48]。HSC活化狀態下，合成分泌出大量HA，并加劇前膠蛋白合成，而HA可促進膠原蛋白分子的聚集，使肝臟基底骨架不斷纖維化，而促進肝纖維化。

2.3.3 糖蛋白 糖蛋白是ECM的組成成分，主要有纖維連接素FN和層連蛋白LN。其中，LN主要由HSC和KC合成分泌，存在肝臟基底膜。已有實驗[49]證明在肝臟基底膜上，LN與Ⅳ型膠原存在特異性結合位點，二者共同參與肝竇毛細血管纖維化的形成。

2.3.4 其他細胞外基質 炎質體是一種多蛋白復合體，通過上調TGF-βmRNA和Ⅰ型膠原基因表達，而激活HSC，促進肝纖維化[50]。酸性神經磷酸酯(ASMase)通過ASMase-CtsB信號傳導通路，使HSC增殖活化，進而形成肝纖維化。

3 抗肝纖維化的作用機制

目前，國內外對抗肝纖維化的作用機制研究[51-53]大多集中在抑制HSC活化，誘導其凋亡，或減少TGF-β分泌等方面，較少針對防止肝損或炎癥侵染等外來誘因，或增強MMPs活性，抑制TIMPs-mRNA和α-SMA表達，進行標本同治肝纖維化。

3.1 HSC的抑制及作用機制 炎癥、病毒或組織代謝障礙等病理誘因均能導致肝實質細胞損傷，而非實質細胞HSC、KC等活化。HC受損，減弱攝取外源性基質和VitA的能力。HSC、KC等活化，刺激自分泌或旁分泌大量的細胞因子，而不斷激活HSC，同時分泌大量的ECM,促進活化的HSC轉化為肌成纖維樣細胞。因此，阻止炎癥和病毒感染肝臟，有效防止肝損是避免HSC被持續激活的關鍵措施，同時誘導活化HSC恢復靜息狀態或程序性凋亡。臨床上，可選用抗炎藥、抗菌或抗病毒藥聯用保肝藥，針對性地去除誘發HSC活化的病原體，防止HSC活化，保護未被損傷肝臟組織，增強肝細胞免疫能力，減輕或逆轉肝纖維化[54-55]。

3.2 相關細胞因子抑制及作用機制 抗肝纖維化的細胞因子主要有干擾素類(IFNs)。其中IFN-α相關凋亡誘導配體(TRAIL)，通過上調細胞線粒體Bax和胞漿半胱氨酸蛋白酶caspase-3表達，進而誘導HSC凋亡。王媛媛等[56]通過調節Bcl-2/Bax信號途徑而發揮抗肝纖維化作用。IFN-β能夠下調α-SMAmRNA和Ⅰ型、Ⅲ型膠原蛋白的表達，而抑制α-SMA收縮作用，防止膠原增殖過多導致肝纖維化的發生。研究發現IFN-β能抑制TGF-β-Smad信號傳導通路中Smad4蛋白的表達及促進Smad7基因的表達，而阻滯HSC活化增殖，并抑制HSC轉化為肌成纖維細胞，使肝纖維化病癥得以緩解。骨形態發生蛋白-7(BMP-7)抗肝纖維化作用機制與IFN-β相似。IFN-γ通過JAK-STAT信號傳導通路抑制STAT介導腺苷環化酶妨礙A2A受體功能，從而阻斷Ⅰ型膠原蛋白mRNA表達，減少膠原的合成，防止進一步肝纖維化。李紅等[57]通過JAK-STAT信號傳導通路抑制JAK2和STAT3的表達水平，從而影響HSC活化增殖，減少膠原纖維分泌，而減輕肝纖維化病態[58]。其他抑制因子，如重組人decorin蛋白(rhdecorin)可抑制TGF-β1對HSC的激活作用，下調MMP-2mRNA和TIMP-1mRNA表達，恢復MMPs降解ECM作用，得以減輕或逆轉肝纖維化[59]。黃運德等[60]通過抑制TGF-β1及TGFβR1的表達或是阻斷TGF-β所在信號傳導通路傳導信息，而抗肝纖維化。核轉錄因子(NF-κB)被TNF-α等細胞因子激活，通過NF-κB信號傳導通路進入HSC核內，與HSC-DNA特定受體結合，啟動HSC程序性凋亡，進而防止肝纖維化進展[61]。

3.3 ECM的降解及作用機制 降解過多而沉積于肝臟組織中的ECM是減輕或逆轉肝纖維化的重要措施。肝臟組織中存在降解ECM的基質金屬蛋白酶(MMPs)，其中MMP-1主要降解Ⅰ型膠原。而MMP-2降解功能強大，能降解各類型膠原及支架蛋白，易破壞Disse間隙基底膜，活化HSC，促進肝纖維化發展。而抑制TIMP-1和α-SMA的活性[1]亦可增強MMPs作用[62]。因此，通過上調MMP-2mRNA表達及下調TIMPs-mRNA和α-SMA表達，加速沉積的ECM降解，減輕或逆轉肝纖維化。

4 中藥成分生物堿抗肝纖維化的作用及作用機制

中醫認為肝纖維化基本病機主要為濕熱疫毒滯留，導致血瘀阻絡，氣陰兩虛。因此治療肝纖維化應以肝脾腎三臟為主，以扶正補虛，活血化瘀[63]為治療根本，基本治療益氣養陰、疏肝健脾、清熱利濕等。生物堿有抗腫瘤、解熱鎮痛、抗菌、抗瘧疾和抗過敏等藥用價值[64]。某些中藥(如苦參、秋水仙，喜樹、黃連等)藥用功效有清熱燥濕、活血化瘀、消炎止痛、殺蟲，抗癌等，活性成分多含有生物堿類物質。近年來，不斷有以中藥成分生物堿抗肝纖維化的實驗研究，發現有些生物堿可抑制HSC增殖并誘導凋亡，證明有些生物堿(如苦參堿[65]、小檗堿[66]、秋水仙堿[67]等)可用于肝纖維化的治療，亦具有抗炎、抗病毒、抗脂質過氧化和保肝作用。其抗肝纖維化的作用機制為直接抑制炎癥擴增，殺滅病毒，減輕炎癥對肝細胞的損傷致死，促進肝細胞再生[35]，亦可直接抑制HSC、FSC、KC等細胞活化增殖，進而減少TGF-β、TNF-α、PDGF、IGF-1、IL-1等細胞因子的分泌，從而阻斷TGF-β-Smad信號傳導通路，間接地抑制HSC活化增殖，誘導HSC凋亡，減少肌成纖維細胞增殖，下調Ⅰ型膠原基因及TIMPs-mRNA的表達[34]，增強MMP-1降解ECM活性[33]，減輕或逆轉肝纖維化，改善肝功能。

5 小結

肝纖維化的發生機制非常復雜，是由肝臟細胞，多種細胞因子和細胞外基質，并涉及多條信號通路共同參與的病理過程。中藥活性成分生物堿能有效地針對多種機制引起的肝纖維化，不良反應少毒性小[68]，因此其有望成為廣譜抗肝纖維化用藥，后續的研究亦可以生物堿能抗肝纖維化拓展開發新的藥用植物。