肝纤维化讲座

肝纤维化肝纤维化的基本概念•类似于其他器官的“创伤一愈合”反应，具有“修复一损伤”的双重性•肝结缔组织成分相互作用，ECM↑及沉积•多种临床疾病谱，如：慢性肝炎、肝硬化、门高压、纤维增生性肝病及肝脏囊性纤维性疾病肝纤维化发生机理肝脏内细胞、基质、介质间的相互作用，构成了复杂的网络系统，参与肝纤维化的发生及进展。细胞因子化学因子介质肝纤维化细胞外基质细胞实质细胞非实质细胞肝纤维化形成基本成分的相互作用参与肝纤维化的细胞成分•窦周的肝细胞(HC)、肝星状细胞（HSC）、内皮细胞(SEC)、库普细胞(KC)•肝间质的成纤维细胞、胆管细胞、平滑肌细胞•血循环移入肝内的淋巴细胞、单核细胞、中性白细胞、肥大细胞、血小板(PLT)•HSC的增生和激活是肝纤维形成的中心环节，各种致肝纤维化因素通过此决定性途径，把HSC细胞作为最终靶细胞肝星状细胞简介•1879年Kupffer发现，1952年Ito将其与枯否及内皮细胞区分•1971年WaKe证实其VitA储存能力•为窦周细胞，位于Disse腔内皮细胞层下，占1.4%的肝容积，HC：HSC＝20:1•具有双重显型表达能力，由静止型转化为肌成纤维细胞肝星状细胞主要功能•摄取、储存Retinoid（占全肝80％的VitA）及释放•调节肝窦血流•合成I、Ill、IV、V、VI胶原，FN、LN、tenascin、Undulin、HA及其它蛋白多糖•合成、降解ECM的基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制物（TIMPs）•合成细胞因子肝星状细胞转化的影响因素静止星状细胞Retinoid反应性↓细胞因子↑膜接触抑制↓化学因子↑周围ECM物理环境增生星状细胞／肌成纤维细胞肝纤维化形成的级联反应•KC和HSC的激活•HSC的增生和移行•ECM的合成和沉着•疤痕组织的再塑•创伤的收缩•HSC的凋亡HSC的激活•启动阶段（炎症前期）；–HSC邻近细胞旁分泌作用（介质改变）–HSC基因表达的改变（转录或转录后水平）–膜接触抑制及对介质敏感性–免疫反应：肝细胞膜抗原及LPS•持续阶段（炎症期/炎症后期）；–细胞增生、表型及趋化性改变，自分泌的作用–整合素受体、细胞因子及其受体表达–MMPs/TIMPs失衡及ECM环境改变破坏正负性调节襻系统–免疫反应：变性基质及许多内、外源性抗原变异的FN（即早期ECM的改变）肝内皮细胞无活性TGFβ1活化型TGFβ1损枯否细胞PDGF启动HSC的活化（转录活化：如NF-κB；伤诱导HSC产生PDGF-R信号分子活化：酪氨酸激酶诱导早期结构基因表达：产生如CK、GF受体表达）肝细胞及脂质过氧化炎症细胞产生血小板PDGF、TGFβ1、EGF图HSC活化启动阶段的旁分泌作用肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（1）作用细胞来源增殖血小板衍生生长因子（PDGF）HSC、KC、PLT内皮素-1（ET-1）SEC、HSC肝细胞生长因子（HGF）HSC、EC、KC成纤维生长因子（FGF）？胰岛素样生长因子（IGF-1）HC血栓素（Thrombin）HC血管内皮生长因子（VEGF）SEC、HC、基质细胞、肿瘤细胞收缩内皮素-1SEC、HSC一氧化氮（NO）HSC、SEC、HC、KC血管加压素、adrenomedullin，eicosanoids？纤维形成转化生长因子β1（TGF-1）HSC、KC、HC、SEC肿瘤坏死因子-（TNF-）KC抗纤维化因子（IL-10）HSC肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（2）作用细胞来源基质降解肿瘤坏死因子-（TNF-）KC白介素-10（IL-10）HSC抑制性降解：转化生长因子β1（TGF-1）HSC、KC、HC、SEC、PLT趋化性血小板衍生生长因子（PDGF）HSC、KC、PLT单核细胞趋化因子-1（MCP-1）HSC维生素丢失血小板衍生生长因子（PDGF）HSC、KC、PLT参与肝纤维化的介质因子•细胞因子–直接刺激因子EGF、TGFα、TGFβ1、PDGF、FGF、IGF-1–间接刺激因子TGFα、IL－l、IL－4、IL8、PAF、M－CSF–抑制因子IL-10、HGF•非肽类化学因子乙醛、乳酸、花生四烯酸衍生物、活性氧中间产物、活性氮中间产物（如NO）、铁、游离脯氨酸TGFß1在肝纤维化形成所起的中心作用•刺激ECM合成–增加I、III、IV型胶原、FN、蛋白聚精的mRNA水平–诱致HSC合成胶原呈基质依赖性I型胶原→TGFβ敏感性↑→I、III型胶原↑•调节细胞增生–抑制HSC增生，但刺激其转化•抑制基质降解–减少MMPS合成–增加TIMPS的合成并调节自身活性型的改变•受体表达增强–TGFβ辅助受体合成↑–刺激其他生长因子受体（PDGF、TGFα）表达↑及整合素家族受体↑ECM的组成及主要功能•组成：蛋白质（胶原、弹力纤维）、糖蛋白及蛋白多糖•功能：1、支撑及维持组织结构、形态与修复2、细胞接触面及半选择性弥散屏障3、调节细胞分化、增殖、移行及信息传递4、参与调节微循环、代谢及免疫反应ECM的胶原蛋白质间质性胶原（纤维形成胶原）：I、III型：为肝内主要胶原成分，各占33%，I/III比例为1:1；V型：分布于血窦周围和门脉区，作为核心使I、III型胶原形成粗大的纤维；VI型：分布于I、III、V型胶原形成的纤维素之间起粘附作用；基底膜胶原（非纤维形成胶原）：IV型：主要分布于肝血窦内皮下，为肝细胞和内皮细胞功能性基底膜的主要成分；ECM的非胶原糖蛋白•纤维连接素（FN)：在肝纤维化早期时增多，作为以后胶原沉积的支架；•层粘素(LN)：和IV型胶原一起构成基底膜的主要成分，对于维持细胞的分化状态有重要意义；•粗纤维调节素（undulin）：主要分布于紧密排列的I、III型胶原纤维中,对于维持胶原的超分子结构起重要作用；•副层粘蛋白（entactin/nidogen）：主要分布于基底膜，调节层粘蛋白与其受体的结合；•细胞粘合素（tenascins）：分布于窦周间隙、肝窦，可能在早期ECM的沉积中起作用•玻璃体连接素（vitronectin）：具有结合胶原的功能，血浆VN水平和肝纤维化程度有一定相关性•血栓粘合素（thrombinspond）：能结合肝素、V型胶原、FN等，防止细胞扩散ECM的蛋白多糖•糖胺多糖：透明质酸、硫酸肝素、硫酸皮肤素、硫酸软骨素等；•与细胞膜相关的蛋白多糖：Syndecan、Thrombommodulin、Betaglycan；•与ECM相关的蛋白多糖：Fibromodulin、Perlecan、Decorin、Biglycan、Verdicsn肝纤维化时ECM发生4方面改变•总体ECM增加3－8倍•ECM亚群不相称增高•形成微异质性ECM分子结构•ECM局部解剖重分布–早期主要在Disse内皮下沉积形成窦周纤维化肝内各型胶原的分布Glison束肝实质胶原纤维动脉支门脉支细胆管肝血中心型别组织周围周围周围窦静脉域纤维隔I+++++++III++++++++++IV++++++V++++++影响ECM降解的因素•细胞内细胞坏死、炎症及肝内循环紊乱可影响组织蛋白酶降解•细胞外–MMPs（胶原酶、明胶酶及基质分解素）的产生、异质性及敏感性改变–TIMPs表达上调–降解酶活性：2M、TGF1、雌激素、巯基阻断剂、铁、铜、维甲酸、胶原-血清蛋白复合物、变性基质、糖蛋白、疤痕组织、肿瘤衍生因子等肝纤维化形成的反馈调节•肝实质细胞损坏•炎症•细胞增生与再生•ECM的产生与重组细胞坏死、调亡炎症细胞再生ECM形成fibrogeniccircle肝纤维化形成的基本动力学改变肝细胞坏死、损坏炎症KC激活释放介质HSC激活ECM的合成↑及降解↓ECM过度沉积肝纤维化形成机制模式图肝损害因子炎症--------------------------------免疫反应细胞/细胞及细胞/基质的相互作用交联凝聚改变酶合成↓酶原激活↓酶抑制物↑细胞复制基质改变胶原合成↑敏感性↓胶原降解↓细胞外基质积聚沉着,纤维化肝纤维化诊断评估内容–病原学–临床评估–血清生化学非创伤性诊断–影像学–综合诊断–组织病理学创伤性诊断组织病理学诊断•肝活检标本组织学检查是纤维化诊断的金标准•常规组织形态学评估•特殊的组织学检查•肝纤维化组织学半定量评估系统•计算机图像分析系统常规组织形态学评估•HE、网状纤维/Masson三色染色•判断结构、炎症和纤维化改变•病变分为轻、中、重度几种肝纤维化分期半定量评估系统评分KnodellIshakScheuerMETAVIR0无纤维化无纤维化无纤维化无纤维化1汇管区扩大有些PF±短纤维隔汇管区扩大PF无纤维隔2多数PF±短纤维隔PF，纤维隔形成PF，少量间隔3桥接纤维化多数PF，偶有P-P纤维隔伴小叶间隔纤维化P-P/P-C结构紊乱4肝硬化PF伴明显P-P和P-C可能或肯定肝硬化肝硬化5明显P-P/P-C偶有结节6可能或肯定肝硬化注：PF为汇管区纤维化；P-P汇管桥接纤维化；P-C为汇管-中央桥接纤维化组织病理学诊断的局限性•创伤性，有一定严重合并症，难反复活检•病变不均匀性影响，如NASH、血色病、胆道系统病变等•半定量分期系统可误差1-2期，难区分F2-F1及F2-F3•标本错误–长度不够，20mm，含10个汇管区易出现低估–标本破碎及肝包膜下纤维化假象•观察者差异，观察者内一致性约60%-90%，观察者间为70%-90%•分期或肝硬化的正确诊断率约80%，肝硬化漏诊率约15%-30%病原学评估•感染•酒精•药物和毒物•自身免疫性•胆汁淤积性•代谢和先天性•淤血性•原因不明病原学诊断及其评估•相关病因–窦前性肝纤维化：慢性血吸虫病、特发性门脉高压–窦后性肝纤维化：静脉闭塞性病变–弥漫性（细胞周围、窦周、汇管区及汇管周围）纤维化：感染性、化学毒物性、自身免疫性、胆汁淤积性、代谢性、先天性等因素•隐原性肝炎及隐原性肝硬化–隐原性肝炎：病因隐匿、肝组织学特征不明显，如：NASH、AIH、药物性肝损害、wilson病，其他嗜肝病毒感染等–NASH是最常见隐原性肝硬化病因，表现“非活动性非脂肪性肝硬化”临床评估－１•性别•年龄•病程和病种•饮酒状况•BMI•病毒载量和基因型•抗病毒药治疗应答反应•伴代谢综合征的组分和程度临床评估－２•病毒性肝炎肝纤维化进展的临床相关因素–男性、感染时年龄40岁，感染年限、长期饮酒（50g/d）、长期免疫抑制、BMI↑、脂肪肝、病毒载量、混合感染、铁负荷、对抗病毒药无应答•ALD肝纤维进展的临床相关因素–饮酒量男80g/d，女40g/d，饮酒年限〉5年，铁负荷、BMI↑，血糖↑45,伴有的代谢综合征的组分及其程度•NASH肝纤维进展的临床相关因素–女性，年龄4５岁，肥胖史２０年，糖尿病史15年，BMI45,伴有代谢综合征的组分及其程度Poynand的肝纤维化进展速率预测公式•每年肝纤维化进展速率=METAVIR（0-4）/感染期限（年）•感染8年，F3，则每年肝纤维化进展速率=3F/8年=0.375单位•预测肝硬化时间（F4）=4/0.375=10.67年•如不能知道感染时间，可通过不同时间的两次肝活检予以测算慢性肝病肝纤维化速率比较•CHC–初次肝活检后约1/3患者平均30个月表现CSF，每年肝纤维化进展速率为0.１７Ishak单位•NASH–初次肝活检后约1/3患者平均４.３年表现CSF，每年肝纤维化进展速率为0.059Ishak单位•Poynand对4852例不同病因CLD纤维化进展速率比较–男性肝纤维化进展速率女性：HCV、HBV、血色病、PBC–女性筛查肝纤维化危险年龄：HBV、HCV及ALD为40岁；PBC为45岁；血色病为60岁–男性筛查肝纤维化危险年龄是：HBV、HCV、ALD、血色病均为35-40岁用于评估CSF的血液学指标（Bloodmarkers）•血常规及血清生化学指标–血小板计数（PLT）、凝血酶原时间（PT）、球蛋白、A/G、总胆红素、ALT、AST、GGT、APOA1、胆固醇、甘油三酯、胰岛素抵抗（IR）指数、铁蛋白、肝珠蛋白