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肝纤维化
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肝纤维化的研究进展
文章来源:上海曙光医院  浏览次数:642次  添加时间:2014-12-14

肝纤维化的研究进展

徐列明

 

 

【关键词】  肝硬化; 肝星状细胞; 中草药; 肝纤维化逆转

Update on hepatic fibrosis research   XU Lie-ming.

Key wordsLiver cirrhosis; Hepatic stellate cell; Drugs, Chinese herbal; Regression of fibrosis

First authors addressInstitute of Liver Diseases, Shuguang Hospital, Affiliated Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China

Email: xulieming@ shutcm.edu.cn

 

肝纤维化的形成,与病因、肝脏炎症有关。肝纤维化的消散,与胶原酶的活性有关。但是在上述肝纤维化的整个代谢过程中,最重要的是肝星状细胞(HSC)的活化、转化和凋亡等事件。

 

一、HSC

HSC是肝纤维化形成过程中的关键细胞,这一发现,成为20世纪肝纤维化研究中的里程碑之一。

HSC是肝脏间质细胞之一,位于窦周间隙,生理条件下处于静息状态,其胞质富含维生素A脂滴。HSC不但参与维生素A的代谢,还分泌一些细胞因子,如肝细胞生长因子(hepatic growth factorHGF)、上皮生长因子(epithelial growth factorEGF)等,在维持肝脏结构、通过深入肝窦壁的伪足调节肝窦血流等方面发挥作用。当肝脏受到各种病因刺激时,HSC的表型和功能发生变化:如细胞增殖、胞内维生素A脂滴丢失、表达α-平滑肌肌动蛋白、转化为肌成纤维细胞(myofibroblastsMFB)、合成多种细胞因子、大量合成细胞外基质(ECM)尤其Ⅰ、Ⅲ型胶原等,同时HSC可以发生收缩和迁移。这些改变的网络化效应导致ECM的积聚,促进了正常基质被特殊的“疤痕”所替代[1]

 

HSC由正常静息状态被激活,转化成MFB,是肝纤维化发生、发展的中心环节。关于HSC的活化目前有两种假说。一是Friedman提出的两个阶段模式,另一个是Gressner等提出的“三步级联反应”模式,二者的共同点都是因肝损伤导致肝窦内皮细胞、肝细胞、枯否细胞和血小板增加并生成和释放肝内细胞因子,刺激HSC活化转变成MFB(此为旁分泌活化通路)[1-3]HSC在转化过程中亦可分泌转化生长因子β1TGFβ1)等细胞因子,反过来促进自身进一步活化(此为自分泌活化通路)。现已明确,血小板衍生生长因子是最强的促进HSC增殖和迁移的刺激因子,而TGFβ1则是最强的促HSC生成纤维的细胞因子,内皮素1endothelin 1ET-1)引起的HSC收缩与门静脉高压的形成和发展有密切关系[4-6]。这些细胞因子在HSC内转导的通路已被广泛研究。HSC活化后转化为MFB,导致ECM生成过量,尤其是Ⅰ型胶原在肝脏内大量生成和沉积,形成纤维间隔,破坏肝小叶结构,形成肝纤维化。同时HSC活化过程中大量合成并释放Ⅳ型胶原酶,破坏了正常肝窦功能性基底膜的结构,形成肝窦毛细血管化,加上HSC活化后收缩,一方面形成门静脉高压,另一方面减少了肝窦血流量,导致肝细胞血供障碍,加重肝细胞损伤。HSC从窦周间隙内向肝细胞坏死区迁移聚集,导致炎症区域活化的HSC数目增多。这种迁移聚集作用,在一定程度上加重了病灶局部的纤维化程度。

 

30年来,从大鼠、小鼠、狒狒等动物和人的肝脏分离培养HSC技术的发展和成功应用,极大地促进了肝纤维化的研究[7]。大鼠HSC-T6和人LX-2等细胞株的建立,为肝纤维化的研究提供了更多的研究手段[8]

 

10多年来,HSC在肝纤维化形成中的地位受到挑战。Ramadori认为MFB不能等同于HSC。一种位于小叶中央区域仅含少量维生素A且结蛋白阴性,但胶质纤维酸性蛋白和synaptophysin阳性的细胞本身就是MFB而不是HSC,可在急慢性肝损伤时大量发现[7]

 

近年来,还有证据表明汇管区的成纤维细胞和MFB、位于血管的平滑肌细胞和中央静脉周围的MFB等细胞在肝纤维化的发生机制中均起了重要作用。最近一些研究对肝间质细胞的来源进行了广泛探讨。活体研究中发现HSC和汇管区成纤维细胞等其他纤维生成细胞具有异源性。可以有神经、血管、甚至骨髓来源的多种标志物表达,由此说明纤维生成细胞在活体中具有可塑性,不同间质细胞之间,甚至上皮细胞之间能够交叉分化[9]。由干细胞转化为MFB的研究业已开展。有研究表明,成纤维细胞可由上皮实质细胞转化而来,即上皮-间质转分化(epithelial mesenchymal transitionEMT),这在肾脏研究中已得到确认[10]。随后EMT在肝纤维化中的作用受到了广泛关注。但是最近有论文否定EMT与肌成纤维细胞的关系,其作者发现小鼠肝细胞在肝纤维化时不发生EMT[11]。在今年4月召开的第45届欧洲肝病年会也有壁报展示,在CCl4和胆管结扎小鼠肝纤维化模型中,胆管上皮细胞不发生EMT,静止期和活化的HSC也不上调EMT标志物。

 

综上所述,鉴于HSC在肝纤维化中的地位,HSC目前还是肝纤维化研究的焦点。

 

二、肝纤维化的起始因素

 

肝纤维化的刺激因素来源于损伤的肝脏。GuoFriedman作了如下的综述:氧化应激在诱导肝损伤和肝纤维化最初发生时扮演了重要角色[12]。在慢性肝炎患者的肝脏和大多数肝纤维化模型动物的肝脏,普遍可检测到活性氧离子(reactive oxygen speciesROS)、活性氮离子、一些脂质氧化产物和DNA氧化损伤产物。从肝细胞线粒体里“漏”出的或从损伤的线粒体出来的氧化产物(O2-H2O2OHROROOONOO-)活化炎症细胞和产生一些特异性的细胞色素P450(尤其是CYP2E1)。这些ROS的不断聚集超过了肝脏抗氧化的能力。脂质、蛋白质和DNA的氧化破裂诱导肝细胞的坏死和凋亡,并且扩大到炎症反应,导致肝纤维化起始发生。ROS也能刺激枯否细胞和肝脏、血液循环中的炎性细胞产生肝纤维化调节物,直接刺激HSC活化和增殖[12]

 

缺血被认为是重要的早期肝纤维化刺激因素,由几种机制所导致:与肝窦毛细血管化有关的内皮筛孔的减少、肝内分流、血管重塑、血栓形成以及代谢需求增加(特别是在酒精性肝损伤时)。缺血影响到线粒体功能和产生氧化应激。而且,缺血上调HSC表达缺血诱导因子1α,后者是细胞对缺血症应答的中心调节因子。随后诱导HSC表达血管内皮生长因子及其受体,并且刺激HSC合成Ⅰ型胶原。缺血也加强了TGFβ1的表达,通过自分泌和旁分泌通路影响血管新生和纤维化形成。

 

炎症是肝纤维化起始和进展的重要因素。属于固有免疫和适应性免疫的炎症细胞参与了肝损伤的发展和肝纤维化形成。受损的肝细胞、枯否细胞和HSC都加入到炎症中。这种复杂的细胞间相互作用也导致其他炎症细胞的募集。来自受损肝细胞局部释放的组织因子(如凋亡小体和脂质过氧化物)以及降解的ECM成分(如胶原、弹力素、纤维连接蛋白和透明质酸)刺激化学趋化细胞因子或化学因子加重了炎症反应。枯否细胞是关键的肝脏炎症反应效应细胞,HSC也担当了肝脏炎症反应的重要效应细胞而不仅仅是炎症靶细胞。它们通过传递信号活化核因子κBNF-κB)来表达几种炎症介质,包括炎症化学因子。

 

三、肝纤维化是可逆的

2005年,国际知名肝纤维化研究学者Scott L. Friedman教授在“首届国际中西医结合肝病学术会议”的报告中指出:“不仅肝纤维化是可逆的,肝硬化的可逆问题也逐渐明晰起来。丙型肝炎、乙型肝炎、丁型肝炎和酒精性肝病所致肝硬化的可逆性现已被很好地证明了”。我们的研究结果提示,在可逆的肝纤维化阶段给予适当的抗肝纤维化治疗,可以取得较好的疗效。即使患者已是肝硬化了,仍然有逆转的可能性,仍应积极地抗肝纤维化治疗Friedman教授还建议用“regression”表示“逆转”肝纤维化或肝硬化,其定义是纤维化的程度较前减轻,而不必对逆转的幅度量化或要求组织学完全恢复到正常。相应的临床重要概念是达到纤维化稳定或面对持续的肝损伤不再进展[13]。笔者认为,理性的肝纤维化治疗目标应该由最高目标和最低目标两部分组成:肝纤维化阶段的最高目标是完全逆转肝纤维化,最低目标是阻断或延缓肝纤维化进展肝硬化阶段的最高治疗目标是阻断肝纤维化进展,最低目标是延缓肝纤维化进展。因此,我们应当争取尽早干预肝纤维化的形成,以期实现治疗的最高目标。

 

四、抗肝纤维化的新方向

1. 促进HSC凋亡:以往研究都是围绕如何抑制HSC活化(增殖、功能的改变),但是对于已经活化的HSC,可能需要促进其凋亡才能使该类细胞停止产生纤维物质,使肝纤维化逆转[1]。基质金属蛋白酶组织抑制因子(tissue inhibitors of matrix metalloproteinasesTIMPs) 持续表达抑制活化HSC的凋亡,包括神经生长因子的一些细胞因子可以通过活化的NF-κB信号通路调控HSC凋亡。但是另外一些生存信号,如从围绕ECM区域的某些细胞因子可以拮抗凋亡信号[13]。目前这方面的研究正在开展。

 

2. 抑制血管生成:近年研究结果表明HSC也是生成血管的重要细胞。HSC与肝窦内皮细胞解剖位置相近,能够分泌血管内皮生长因子。最近发现活化HSC还能合成血管生成素1,它是血管生成和重塑不可缺少的血管生成细胞因子,其功能是作为一种酪氨酸受体的拮抗剂阻止凋亡,促进血管出芽或分支,固定血管,有助于肝脏内血管生成,参与肝纤维化的过程[14]。血管生成和肝纤维化是相互刺激的,即纤维化需要血管生成,血管生成也需要从活化HSC来的血管生成素1

 

3. 改善肝脏微循环:肝脏微循环障碍在肝纤维化进展中的作用不可忽视。因“肝窦毛细血管化”和HSC收缩的因素导致的肝窦微循环障碍可以增加门静脉血流阻力,引起门静脉压升高、减少肝细胞的血液供应。国外最新研究结果表明,肝窦微循环障碍会延误抗病毒T淋巴细胞的募集,从而延长病毒的清除和最终由于T淋巴细胞持续的抗原活性促进组织的损伤,成为慢性肝炎迁延不愈的原因之一[15]。我国著名肝脏病理学家胡锡琪教授在数十年的病理诊断和科研生涯中得出以下结论:“慢性肝炎不伴纤维化,炎症易吸收消失;慢性肝炎伴纤维化,炎症难以吸收消失”[16]。通过抗肝纤维化抑制甚至逆转“肝窦毛细血管化”,纠正肝脏微循环障碍,可以改善肝细胞的血液供应。有效的抗肝纤维化,能使吸收在血液中的抗病毒药物和保肝降酶药物成分更多更好地与肝细胞接触,发挥药效,从而减轻肝脏的炎症。因此,不能忽视纠正肝脏微循环的重要性。

 

以上抗肝纤维化新方向的研究,主要还在实验室开展。我国肝纤维化研究者早已注重促进肝脏微循环的改善,并已在临床上使用活血化瘀中药,但是尚缺乏证明通过此机制取得疗效的循证医学证据。

 

五、中医药抗肝纤维化的作用

 

国外对肝纤维化的治疗目前大多局限在实验室阶段,主要是针对肝纤维化形成的某个环节治疗,已取得程度不同的疗效。经动物实验证实有效的药物有的已进入临床试验,也有一些上市药如华法令、Losartan(洛沙坦)、Irbesartan(厄贝沙坦)已用于临床肝纤维化的治疗,但是尚未见到令人振奋的报道。以往用干扰素治疗肝纤维化的临床试验结果不够理想[17]。而抗HBV药物阿德福韦酯长期治疗慢性乙型肝炎的临床观察已显示有减轻肝纤维化的疗效[18]。据报道,国内上市的复方牛胎肝提取物安法特有治疗肝纤维化的作用。

 

中药抗肝纤维化具有独特的临床疗效,能够逆转肝纤维化,应当予以重视[19-20]。现已上市的抗肝纤维化中药有扶正化瘀胶囊(片)、复方鳖甲软肝片、安络化纤丸和强肝胶囊等。中药抗肝纤维化的机制研究业已较深入地开展,已证实某些活血化瘀类中药能抑制HSC的活化、抑制HSC迁移、抑制HSC收缩,从而改善肝脏微循环和降低门静脉压力、促进活化HSC的凋亡、促进胶原的降解等[621-24]。其他功效的中药抗肝纤维化的机制也在开展。中药复方制剂成分复杂,作用比较广泛,对发病机制复杂的肝纤维化,疗效要比专门作用于单一发病环节的药物要好,这也是为什么我国治疗肝纤维化的中药复方制剂已能被批准上市的原因之一。我们的临床研究资料显示,治疗肝纤维化贵在“早”,肝组织纤维化程度在S1S2阶段,治疗效果最好,可以逆转肝纤维化,使病变的肝组织结构恢复正常而在S3阶段,治疗效果将大打折扣,肝纤维化被逆转的概率降低;因S4是肝纤维化程度最重的阶段,实际上已属肝硬化,此时逆转肝纤维化较困难。

 

我国消化病专家王宝恩教授、王吉耀教授等为研究中药抗肝纤维化作出了很大的贡献。愿有更多的西医同道和我们中医医师一起,中西医结合走出与国外不一样的创新之路,为抗肝纤维化事业作出学术贡献。

 

 

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