肝硬化與骨髓造血

文良志，熊 吉，孫文靜，陳東風(fēng)

肝硬化與骨髓造血

文良志，熊 吉，孫文靜，陳東風(fēng)

·專家論壇·

肝硬化；造血干細(xì)胞；骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；造血調(diào)控因子

肝硬化是常見的慢性肝病，是進(jìn)行性肝纖維化的后期階段，其特征是肝臟結(jié)構(gòu)破壞、纖維間隔和再生結(jié)節(jié)形成。失代償期肝硬化以肝功能減退及門脈高壓形成為特點(diǎn)，臨床上常出現(xiàn)食管胃底靜脈曲張、自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎、肝性腦病、肝腎綜合征和肝肺綜合征等并發(fā)癥[1]。近年來，肝硬化與骨髓造血系統(tǒng)之間的關(guān)系也逐漸受到重視。目前，國內(nèi)外大量基礎(chǔ)研究及臨床試驗(yàn)已證實(shí)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療肝硬化取得確切的療效，提示骨髓細(xì)胞可影響肝硬化的發(fā)生和發(fā)展，兩者關(guān)系密切[2，3]。同時(shí)，肝硬化也常導(dǎo)致骨髓造血系統(tǒng)功能紊亂。

1 肝硬化患者外周血和骨髓細(xì)胞學(xué)改變情況

肝硬化患者往往表現(xiàn)為外周血細(xì)胞及骨髓細(xì)胞數(shù)量及分化等出現(xiàn)異常。何剛[4]等檢測了556例肝硬化患者外周血及骨髓，發(fā)現(xiàn)519例（93.35%）肝硬化患者出現(xiàn)血小板降低，480例（86.33%）出現(xiàn)白細(xì)胞降低，413例（74.28%）出現(xiàn)血紅蛋白降低，同時(shí)發(fā)現(xiàn)骨髓細(xì)胞增生活躍。路光生[5，6]等進(jìn)行的一項(xiàng)隨機(jī)對照試驗(yàn)研究亦發(fā)現(xiàn)失代償期肝硬化患者血紅蛋白、白細(xì)胞、血小板、白蛋白和白球比均明顯低于健康人或代償期肝硬化組，而球蛋白水平則明顯高于健康人和代償期肝硬化組。同時(shí)，紅系祖細(xì)胞（CFU-E）、粒系祖細(xì)胞（CFU-GM）、巨核系祖細(xì)胞（CFU-F）等生長不良，出現(xiàn)骨髓病態(tài)無效造血。楊日東[7]發(fā)現(xiàn)肝硬化患者骨髓增生明顯活躍者顯著多于對照健康人。骨髓細(xì)胞學(xué)診斷結(jié)果顯示肝硬化組脾功能亢進(jìn)者占58.09%，缺鐵性貧血者占19.05%，骨髓細(xì)胞學(xué)異常者占86.67%。以上研究證實(shí)肝硬化患者外周血細(xì)胞減少，同時(shí)骨髓細(xì)胞增生異常活躍，出現(xiàn)病態(tài)無效造血，提示肝硬化影響或改變了骨髓造血系統(tǒng)的造血功能。有人提出該現(xiàn)象是由于肝硬化患者門脈壓力的升高，引起脾靜脈回流受阻、脾臟淤血腫大，繼而發(fā)生脾功能亢進(jìn)癥，后者則會導(dǎo)致一種或數(shù)種血細(xì)胞成分減少，骨髓造血細(xì)胞則代償性增生[8，9]。但是陸光生[6]等的后續(xù)研究卻發(fā)現(xiàn)肝硬化所致外周血細(xì)胞減少和骨髓增生活躍不全是由于脾功能亢進(jìn)所致。該研究選取320例代償期和失代償期肝硬化患者，根據(jù)脾臟腫大情況將其分為脾腫大組和無脾腫大組，每組160例，并隨機(jī)選取脾腫大組和無脾腫大組各30例患者，進(jìn)行骨髓祖細(xì)胞體外培養(yǎng)及骨髓血細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察，結(jié)果顯示肝硬化患者外周血細(xì)胞減少與骨髓病態(tài)造血及脾功能亢進(jìn)具有相關(guān)性，原因是由于血細(xì)胞生成減少、成熟障礙以及破壞增多所致。但是，該研究所見肝硬化脾腫大組與無脾腫大組外周血紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞系以及血小板減少程度差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示外周血細(xì)胞減少并非都是脾功能亢進(jìn)所致，肝硬化可能直接影響了骨髓造血系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

2 肝硬化調(diào)控骨髓造血系統(tǒng)的作用機(jī)制

2.1 造血干細(xì)胞增殖、發(fā)育和分化調(diào)控 造血干細(xì)胞是一類具有高度自我更新能力的多功能干細(xì)胞，通過不斷增殖、發(fā)育和分化，進(jìn)而維持造血系統(tǒng)的穩(wěn)定。造血干細(xì)胞在特定的骨髓微環(huán)境（骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞以及造血調(diào)控因子等）作用下可不斷增殖、保持干性或者定向分化為髓系干細(xì)胞及淋巴系干細(xì)胞。髓系干細(xì)胞可進(jìn)一步發(fā)育分化為紅細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、血小板、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞以及單核細(xì)胞，淋巴系干細(xì)胞則進(jìn)一步分化為T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等[10]。

2.2 肝硬化患者造血干細(xì)胞增殖受到抑制 造血干細(xì)胞的增殖是骨髓造血系統(tǒng)不斷更新的基礎(chǔ)。既往的研究顯示造血干細(xì)胞對終末期肝病的治療具有重要意義，但是針對肝硬化對骨髓造血系統(tǒng)功能的影響卻鮮有研究，直至2016年，在Hepatology上發(fā)表的一項(xiàng)研究才第一次明確了肝硬化對骨髓造血功能的影響。該研究利用流式細(xì)胞技術(shù)分析了168例肝硬化患者和44例健康人骨髓，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者CD34+造血干細(xì)胞顯著低于健康人，并且肝硬化患者造血干細(xì)胞的減少程度與年齡、肝靜脈壓力和病因（酒精性、非酒精性、乙型肝炎、丙型肝炎以及隱源性肝硬化等）無明顯相關(guān)性。該研究進(jìn)一步利用終末期肝病模型評分系統(tǒng)（model of end stage liver disease，MELD）對入組患者肝硬化嚴(yán)重程度進(jìn)行了分級，發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞的數(shù)量與肝硬化程度密切相關(guān)，肝硬化程度越重，骨髓造血干細(xì)胞數(shù)量越少，尤其是當(dāng)肝硬化患者M(jìn)ELD評分達(dá)到15以上時(shí)，其骨髓造血干細(xì)胞數(shù)量較健康人顯著減少。該研究充分證實(shí)了肝硬化本身對骨髓造血干細(xì)胞增殖的影響，明確肝硬化可抑制造血干細(xì)胞增殖，進(jìn)而從源頭減少外周血細(xì)胞的生成[11]。然而，該研究也發(fā)現(xiàn)肝硬化早期階段造血干細(xì)胞增殖數(shù)量較健康對照不僅沒有下降，反而有輕度的升高，雖然差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是也引起了研究者足夠的重視，其進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象與骨髓微環(huán)境的改變密切相關(guān)。

2.3 肝硬化引起骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）減少，導(dǎo)致骨髓造血微環(huán)境改變 BMSCs是骨髓基質(zhì)中主要的干細(xì)胞,定居在骨髓及其他組織,與造血干細(xì)胞直接接觸或是聚集在造血干細(xì)胞周圍，是維持造血干細(xì)胞特性及歸巢到骨髓所必需的成分。因此，BMSCs功能或數(shù)量受損則會影響造血干細(xì)胞的干性、歸巢以及隨后的發(fā)育及分化[12]。Bihari C et al[11]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者骨髓nestin+MSCs較健康人顯著減少，而且MSCs的數(shù)量與肝硬化患者M(jìn)ELD或Child評分呈負(fù)相關(guān)。但是，與造血干細(xì)胞不同，BMSCs于肝硬化早期即出現(xiàn)減少，該結(jié)果提示肝硬化早期BMSCs減少，不能維持造血干細(xì)胞的靜息狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致造血干細(xì)胞的輕度增殖，但是在肝硬化晚期，MSCs顯著減少則會抑制造血干細(xì)胞的增殖。

同時(shí)，骨髓微環(huán)境中其他成分，如與MSCs穩(wěn)定和存活密切相關(guān)的交感神經(jīng)纖維以及斯旺細(xì)胞在肝硬化患者骨髓中亦是顯著減少的[11-13]。因此，肝硬化發(fā)生后將改變骨髓微環(huán)境，進(jìn)而影響骨髓造血系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

2.4 肝硬化誘導(dǎo)造血調(diào)控因子表達(dá)改變，進(jìn)而調(diào)控骨髓造血系統(tǒng)的功能 造血調(diào)控因子主要包括細(xì)胞因子（SCF、IL-6、EPO、G-CSF、M-CSF、TNF 等）、粘附因子（選擇素、整合素和鈣粘素）和趨化因子（SDF-1）。骨髓微環(huán)境中的造血調(diào)節(jié)因子可以根據(jù)機(jī)體對血液細(xì)胞的需求情況，靈敏地將特定信息通過信號通路的傳遞和調(diào)控作用，引起造血相關(guān)基因的表達(dá)譜變化,最終導(dǎo)致骨髓造血系統(tǒng)的定向成熟和分化。

促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）是一類唾液酸糖蛋白激素，主要由肝臟和腎臟合成。EPO分泌后，與骨髓中紅系祖細(xì)胞、幼紅細(xì)胞表面上EPOR結(jié)合，再通過JAK/STAT和MAPK等相關(guān)信號途徑調(diào)節(jié)紅系的增生和分化。同時(shí)，EPO可直接作用于造血干細(xì)胞，影響造血功能。Perrotta et al[14]發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞EPO受體發(fā)生突變后，EPO的作用大大增加，使造血干細(xì)胞的增殖和分化為紅系細(xì)胞的能力大大提高。Yang[15]研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者血漿EPO水平顯著高于正常人群。然而，肝硬化患者常存在EPO應(yīng)答障礙，導(dǎo)致EPO對貧血反應(yīng)減弱。同時(shí)，肝硬化患者骨髓EPO水平降低,必然影響紅系祖細(xì)胞的增殖和分化，引起肝硬化患者骨髓造血機(jī)能減退。

集落刺激因子（colony stimulating factor,CSF）包括粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）、巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF），主要由骨髓基質(zhì)細(xì)胞或者巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，刺激骨髓產(chǎn)生和釋放中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，它們對中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的成熟和分化也起到重要的作用。Kubotaa[16]發(fā)現(xiàn)肝硬化患者外周血白細(xì)胞數(shù)與血清GM-GSF水平之間可能存在反饋機(jī)制。

促血小板生成素（thrombopoietin，TPO）是調(diào)節(jié)巨核細(xì)胞的生成以及血小板生成最主要的細(xì)胞因子，主要在骨髓、肝臟及腎臟合成。TPO通過與髓樣增生白血病病毒原癌基因（myeloproliferative leukemia virus oncogene，MPL）結(jié)合，促使 MPL 形成同源二聚體，激活JAK/STAT、MAPK和PI3K/AKT等信號通路，促進(jìn)巨核細(xì)胞增殖、分化以及血小板形成[17]。Markus[18]發(fā)現(xiàn)肝硬化患者血清沒能檢測到TPO的存在，然而肝硬化患者經(jīng)肝移植手術(shù)2天后，發(fā)現(xiàn)TPO有一定水平的增加。王順達(dá)[19]研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者骨髓內(nèi)環(huán)境TPO水平降低，可能是外周血血小板減少的原因。因此，肝硬化患者TPO生成減少，將導(dǎo)致血小板合成障礙。也有研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者外周血炎癥因子（IL-6、MCP-3、TNF-α、IFN-γ、IL1β以及TGF-α）水平增加，而 MSCs分泌的與維持造血干細(xì)胞靜息狀態(tài)和干性相關(guān)因子（SDF-1、SCF、ANGPT1和 VCAM 等）皆顯著減少[20]。因此，以上研究結(jié)果提示肝硬化患者造血調(diào)控因子表達(dá)譜有改變，肝硬化可通過誘導(dǎo)造血調(diào)控因子表達(dá)異常，進(jìn)而影響骨髓的造血功能。

3 展望

在肝硬化后期將出現(xiàn)諸如肝性腦病、肝肺綜合征和肝腎綜合征等并發(fā)癥。目前，除肝移植外無有效的治療手段，預(yù)后較差，是臨床上亟待解決的疑難問題。在不斷探索診治方式的過程中，研究者發(fā)現(xiàn)同屬造血器官的肝臟與骨髓存在密切的聯(lián)系。大量研究已證實(shí)骨髓造血干細(xì)胞、BMSCs等皆可用于終末期肝病的治療，且療效確切，也為肝硬化的治療提供了新策略。然而，肝硬化對骨髓造血系統(tǒng)的影響相關(guān)研究還處于起步階段，目前的研究已經(jīng)提示肝硬化不僅可以抑制造血干細(xì)胞增殖，同時(shí)還可以通過調(diào)節(jié)BMSCs增殖及造血生長因子的表達(dá)，改變骨髓微環(huán)境，進(jìn)而影響骨髓造血系統(tǒng)的功能發(fā)揮。最新研究發(fā)現(xiàn)肺也是重要的造血器官[20]，連同脾臟以及能分泌EPO影響造血的腎臟等髓外造血器官，可能代償肝硬化患者受抑制的骨髓造血功能，但是臨床上肝硬化患者血細(xì)胞三系降低是很難糾正的，可能與肝硬化患者常出現(xiàn)的門脈高壓等并發(fā)癥有關(guān)。因此，進(jìn)一步明確肝硬化調(diào)節(jié)骨髓造血系統(tǒng)發(fā)育及分化的作用機(jī)制，對肝硬化的治療具有重要意義。

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（收稿：2017-05-04）

（本文編輯：陳從新）

Liver cirrhosis and bone m arrow hem atopoiesis

Wen Liangzhi，Xiong Ji，Sun Wenjing，et al.Department of Gastroenterology，Institute of Field Surgery，Daping Hospital，Third Military Medical University，Chongqing 4000 42

Liver cirrhosis；Hematopoietic stem cellS；Mesenchymal stem cells；Hematopoietic regulatory factors

400042重慶市 第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所消化內(nèi)科

文良志，醫(yī)學(xué)博士，主治醫(yī)師。從事慢性肝病診治研究。E-mail:wenliangzhi@126.com

陳東風(fēng)，E-mail:chendf1981@126.com

10.3969/j.issn.1672-5069.2017.04.003