肝內(nèi)膽管改變與肝纖維化的關(guān)系

尤文錚， 任萬(wàn)雷， 宣世英， 胡豆豆,3

1 南京醫(yī)科大學(xué)附屬青島臨床醫(yī)學(xué)院， 山東 青島 266011； 2 青島大學(xué)附屬青島市中心醫(yī)院中醫(yī)一科， 山東 青島 266042； 3 青島市市立醫(yī)院 消化內(nèi)二科， 山東 青島 266011

肝硬化給許多國(guó)家?guī)?lái)了沉重的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，2020年全球疾病負(fù)擔(dān)研究[1]顯示：2017年，全球代償期肝硬化患者為1.12億，失代償期肝硬化患者為1060萬(wàn)，肝硬化導(dǎo)致的死亡人數(shù)超過(guò)132萬(wàn)。幾乎任何慢性肝臟疾病均可引起肝纖維化和肝硬化。肝臟受雙重血液供應(yīng)，擁有三重引流排泄系統(tǒng)，即肝靜脈、膽管及淋巴管系統(tǒng)。當(dāng)前，血管新生促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展及門(mén)靜脈高壓癥已被熟知，相應(yīng)的抗血管生成治療為肝纖維化和肝硬化患者帶來(lái)福音[2]。膽管系統(tǒng)與血管系統(tǒng)同屬于肝臟的管道系統(tǒng)，肝硬化時(shí)，缺氧誘導(dǎo)產(chǎn)生的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、血管生成素、血小板衍生生長(zhǎng)因子，既促進(jìn)血管新生，又促進(jìn)膽管增生。當(dāng)肝纖維化發(fā)生時(shí)，肝內(nèi)膽管不論在數(shù)量方面，還是在形態(tài)方面都發(fā)生了一系列變化，繼而加速了肝纖維化的進(jìn)程。越來(lái)越多的證據(jù)[3-6]提示，膽管密度與肝纖維化分級(jí)相關(guān)。然而，肝硬化形成過(guò)程中肝內(nèi)膽管改變亟待進(jìn)一步研究和證實(shí)。因此，本文就肝內(nèi)膽管改變與肝纖維化的研究進(jìn)展作如下總結(jié)。

1 肝硬化時(shí)肝內(nèi)膽管系統(tǒng)的改變

1.1 膽管數(shù)量變化 膽管增生是多種慢性肝臟疾病的特征性改變。正常情況下，在肝組織匯管區(qū)僅可見(jiàn)少量的膽管，當(dāng)肝硬化發(fā)生時(shí)，膽管系統(tǒng)呈增生狀態(tài)。目前對(duì)膽管增加的量化指標(biāo)，主要是通過(guò)計(jì)算對(duì)比免疫組化CK7及CK19標(biāo)記的陽(yáng)性區(qū)域。研究[7]發(fā)現(xiàn)在慢性丙型肝炎肝硬化患者中，CK7陽(yáng)性區(qū)域由0.02%增加至1.21%，較健康對(duì)照組增加約60倍(P<0.01)。Richardson等[4]對(duì)107例非酒精性脂肪性肝炎肝硬化患者的肝穿刺組織分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肝硬化發(fā)生時(shí)，膽管數(shù)量隨之增加，S3～4期(Brunt分期)時(shí)最為明顯。在血色病導(dǎo)致的肝硬化患者肝穿刺組織中也觀察到膽管數(shù)量的增加[8]。膽管數(shù)量的變化不僅體現(xiàn)在臨床病例中，在四氯化碳及硫代乙酰胺誘導(dǎo)的小鼠肝硬化模型中，亦可得出相似的結(jié)論[5]。可見(jiàn)，雖然導(dǎo)致肝硬化的病因不同，但在纖維化形成過(guò)程中伴隨的膽管增生是普遍現(xiàn)象。此外，Nguyen等[3]在對(duì)64例慢性丙型肝炎患者的研究中不僅發(fā)現(xiàn)肝硬化時(shí)膽管系統(tǒng)呈增生狀態(tài)，較正常肝組織增多4～5倍，還提出肝硬化時(shí)增加的膽管主要通過(guò)干細(xì)胞的膽管化生，而不是通過(guò)先前存在的膽管細(xì)胞增生。

1.2 膽管形態(tài)改變 肝硬化時(shí)膽管數(shù)量變化僅僅反映了膽管病理學(xué)改變的一部分，而形態(tài)學(xué)改變對(duì)全面詮釋膽管病變起到至關(guān)重要的作用。通過(guò)二維病理觀察到肝硬化時(shí)增生的膽管主要位于假小葉纖維結(jié)締組織間隔中及匯管區(qū)周?chē)鶾7]。X射線相襯CT成像技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的影像學(xué)技術(shù)，利用該技術(shù)可獲得高空間分辨率的軟組織微觀三維立體結(jié)構(gòu)圖像。通過(guò)該技術(shù)，Qin等[9]對(duì)膽管結(jié)扎機(jī)械梗阻性肝纖維化大鼠模型增生的膽管三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，選擇膽管增生區(qū)域作為感興趣區(qū)進(jìn)行高分辨率成像，并通過(guò)虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)增生膽管膽道內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了追蹤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從增生膽管的表面可以觀察到膽管走形扭曲、分叉，并有起褶現(xiàn)象存在，分叉模式與正常肝臟中膽管樹(shù)的分叉模式是相同的，為二分叉模式。從增生膽管管腔內(nèi)部來(lái)看，管道內(nèi)壁呈現(xiàn)波浪狀，并且局部形成褶皺?；谠摷夹g(shù)，研究[6]發(fā)現(xiàn)隨著膽道壓力的增加，膽管結(jié)扎大鼠的膽道系統(tǒng)內(nèi)膽道下游、中游和上游區(qū)域均發(fā)生適應(yīng)性改變，分別為擴(kuò)張、蛛網(wǎng)狀和蜂窩狀模式。由此可見(jiàn)，當(dāng)肝硬化發(fā)生時(shí)，膽管形態(tài)也隨之發(fā)生了相應(yīng)的適應(yīng)性改變。

2 肝內(nèi)膽管改變對(duì)纖維化進(jìn)程的影響

在肝纖維化發(fā)展過(guò)程中伴隨著膽管系統(tǒng)的改變，膽管系統(tǒng)的變化又對(duì)纖維化進(jìn)程起了怎樣的作用呢？早在1990年，Milani等[10]發(fā)現(xiàn)肝硬化時(shí)新生膽管可以產(chǎn)生α1(Ⅳ)型前膠原，對(duì)纖維化的形成起促進(jìn)作用。在之后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究中還發(fā)現(xiàn)增生的膽管通過(guò)分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1、血小板衍生因子B、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子、單核細(xì)胞趨化蛋白1等細(xì)胞因子[11-12]，趨化和激活肝星狀細(xì)胞，促進(jìn)纖維化的進(jìn)展[13-14]。此外，膽管上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化也是肝纖維化的一個(gè)重要促進(jìn)因素。Fabris等[15]通過(guò)膽管結(jié)扎機(jī)械梗阻性肝纖維化大鼠模型發(fā)現(xiàn)新生膽管上皮細(xì)胞能夠發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、產(chǎn)生α平滑肌抗體并表達(dá)Ⅰ型膠原。肝硬化時(shí)膽管增生與血管新生是伴行發(fā)生的，增生的膽管可以表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，參與新生血管的形成，從而加重肝纖維化[16]。目前在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[17]中發(fā)現(xiàn)褪黑激素可以通過(guò)抑制膽管增生，減輕纖維化程度。

3 膽管細(xì)胞增生與肝纖維化相關(guān)的信號(hào)通路

目前通過(guò)對(duì)嚙齒動(dòng)物膽道梗阻模型和人類(lèi)膽管疾病的研究[18-19]，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了部分與膽管細(xì)胞增生和肝纖維化相關(guān)的信號(hào)通路，這些信號(hào)通路可能成為阻斷肝纖維化進(jìn)展以及新治療方法的潛在靶點(diǎn)。以下主要敘述促胰液素(the secretin，SCT)和促胰液素受體(secretin receptor，SR)軸、P物質(zhì)和神經(jīng)激肽-1受體(neurokinin-1 receptor，NK-1R)軸以及Apelin和APJ受體軸信號(hào)通路。

3.1 SCT和SR軸通路 SCT及SR的信號(hào)通路是目前膽汁淤積性肝病中研究最多的信號(hào)通路之一。SCT主要由十二指腸黏膜的S細(xì)胞和膽管細(xì)胞分泌[20]，通過(guò)環(huán)磷酸腺苷(cAMP)/蛋白激酶a /細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2依賴的機(jī)制激活由大膽管細(xì)胞表達(dá)的受體發(fā)揮作用，從而刺激膽管細(xì)胞增殖[21-22]。與正常野生型小鼠相比，膽管結(jié)扎小鼠大膽管細(xì)胞和血清中SCT的表達(dá)較對(duì)照組升高(P< 0.05)[23-24]。外源性注射SCT增加了大鼠SR的表達(dá)以及細(xì)胞內(nèi)cAMP水平，進(jìn)而促進(jìn)膽管細(xì)胞增殖[25]。膽管結(jié)扎誘導(dǎo)SCT基因敲除小鼠的膽管增生減弱，表明SCT是通過(guò)自分泌或旁分泌方式調(diào)節(jié)大膽管細(xì)胞增生的關(guān)鍵信使[23]。SR基因敲除的膽管結(jié)扎小鼠使cAMP表達(dá)下調(diào)，CK19標(biāo)記的膽管陽(yáng)性面積由2.51減少至1.40，較膽管結(jié)扎對(duì)照組減少約44%(P<0.05)[22]。C57BL/6小鼠早期原發(fā)性膽汁性膽管炎模型中SCT/SR軸的激活，SCT的分泌增加，使用SR拮抗劑后，模型小鼠血清和膽汁中的SCT水平明顯降低，且膽管細(xì)胞的增殖減少、肝纖維化程度降低(P<0.05)[26]。多藥耐藥2基因敲除(multidrug resistance protein 2 gene knockout ，Mdr2-/-)小鼠用于研究原發(fā)性硬化性膽管炎模型[27]。研究[24]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，在膽管結(jié)扎和Mdr2-/-小鼠中使用SR拮抗劑可減輕膽管增生和肝纖維化。此外，在臨床研究[24，26]中，早期原發(fā)性膽汁性膽管炎患者及原發(fā)性硬化性膽管炎患者SCT和SR的表達(dá)均明顯高于健康對(duì)照組。

3.2 P物質(zhì)和NK-1R軸通路 P物質(zhì)是一種與NK-1R結(jié)合的神經(jīng)肽[28]。研究[29]表明，與野生型小鼠相比，Mdr2-/-小鼠血清P物質(zhì)水平及膽管細(xì)胞NK-1R表達(dá)增加。Mdr2-/-小鼠敲除NK-1R后，膽管增生及肝纖維化程度與對(duì)照組相比均明顯減輕。在膽管結(jié)扎小鼠模型中，大膽管細(xì)胞中NK-1R表達(dá)升高，NK-1R基因敲除小鼠大膽管細(xì)胞增殖和膽管增生隨之減弱。在體外實(shí)驗(yàn)[30]中，P物質(zhì)使大膽管細(xì)胞內(nèi)cAMP水平升高，促進(jìn)膽管細(xì)胞增生，提示P物質(zhì)/NK-1R軸與大膽管細(xì)胞增生有關(guān)。此外，外源性給予P物質(zhì)可誘導(dǎo)野生型小鼠膽管增生，促進(jìn)纖維化形成。研究[31]表明原發(fā)性硬化性膽管炎患者肝臟中P物質(zhì)和血清中NK-1R表達(dá)升高。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明P物質(zhì)/NK-1R軸在膽管增生和肝纖維化中起關(guān)鍵作用。

3.3 Apelin和APJ受體軸通路 Apelin是一種含有77個(gè)氨基酸的多肽，是G蛋白偶聯(lián)受體APJ的內(nèi)源性配體[32]。Apelin和APJ廣泛表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及心臟、肝臟、腎臟和脂肪組織等部位，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡、促炎活性和血管再生的獨(dú)特功能[33-34]。研究[35]發(fā)現(xiàn)，在肝硬化大鼠中，血清Apelin和肝臟中Apelin與APJ的表達(dá)增加。使用F13A(一種APJ拮抗劑)阻斷APJ可使四氯化碳誘導(dǎo)的肝硬化大鼠肝纖維化程度減輕[36]。Chen等[37]在小鼠膽汁淤積模型中發(fā)現(xiàn)，Apelin敲除的膽管結(jié)扎小鼠較膽管結(jié)扎模型組小鼠膽管面積明顯減少(P<0.01)，且肝纖維化程度減輕。經(jīng)APJ拮抗劑處理的膽管結(jié)扎小鼠與相應(yīng)的對(duì)照組相比，亦有類(lèi)似結(jié)論。此外，原發(fā)性硬化性膽管炎患者肝臟中Apelin和APJ表達(dá)增加。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)，Apelin和APJ受體軸是通過(guò)Nox4/ROS/ERK信號(hào)通路觸發(fā)膽管細(xì)胞增殖和肝纖維化，抑制APJ可以減少膽管細(xì)胞增殖及肝纖維化程度。

4 肝內(nèi)膽管動(dòng)態(tài)演變對(duì)肝纖維化程度的預(yù)測(cè)價(jià)值

肝穿刺活檢是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的判斷肝臟損害及纖維化程度的“金標(biāo)準(zhǔn)”。現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)肝臟病理形態(tài)學(xué)指標(biāo)除膠原面積、結(jié)節(jié)大小、纖維間隔寬度、微血管密度外，病理切片中的膽管密度與纖維化程度也有密切相關(guān)性。Wood等[8]在對(duì)血色病患者的研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)CK7標(biāo)記的膽管數(shù)量隨著纖維化程度加重而增加，兩者呈正相關(guān)(r=0.803，P<0.000 1)。在慢性丙型肝炎肝硬化患者中，CK7標(biāo)記的膽管面積與纖維化程度亦呈正相關(guān)(r=0.453，P<0.000 1)[11]。此外，在非酒精性脂肪性肝硬化中，隨著肝纖維化程度的加重，CK7標(biāo)記的膽管面積也呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化并且兩者有密切相關(guān)性(r=0.51，P<0.000 1)[4]。新近的一項(xiàng)研究[6]發(fā)現(xiàn)，在膽管結(jié)扎誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠模型中，從對(duì)照組到膽管結(jié)扎 2、4、6、8周組大鼠，CK19標(biāo)記的膽管密度顯著增加(P<0.05)，并且肝纖維化與膽管增生的變化程度呈正相關(guān)(r=0.809，P<0.01)?？梢?jiàn)，膽管數(shù)量可能成為另外一個(gè)預(yù)測(cè)門(mén)靜脈壓力的病理學(xué)指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算病理切片中膽管的面積，能夠反映門(mén)靜脈高壓程度。

5 小結(jié)及展望

肝硬化在病理上不僅表現(xiàn)為膠原沉積、血管新生，同時(shí)也伴有膽管增生。目前血管新生在肝纖維化進(jìn)展中的作用已經(jīng)被熟知，相應(yīng)的抗血管新生藥物成為治療肝硬化及門(mén)靜脈高壓癥的新靶點(diǎn)。但是對(duì)膽管系統(tǒng)的研究卻少之又少，正如Rokusz等[5]所描述“肝硬化時(shí)，膽管增生雖已熟知，但又常常被忽略”。隨著研究的深入，肝硬化時(shí)膽管的動(dòng)態(tài)演變將越來(lái)越清晰，膽管改變?cè)谠u(píng)判肝纖維化分級(jí)的作用將愈來(lái)愈受到重視。這是對(duì)肝硬化的病理形態(tài)學(xué)特點(diǎn)的補(bǔ)充，并為肝硬化的治療提供新的思路。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：尤文錚負(fù)責(zé)撰寫(xiě)修改論文；任萬(wàn)雷負(fù)責(zé)參與文獻(xiàn)的收集、整理；宣世英、胡豆豆負(fù)責(zé)擬定寫(xiě)作思路，指導(dǎo)撰寫(xiě)文章并最后定稿。