新型冠狀病毒感染相關肝損傷的發(fā)病機制及臨床診治

梅雪 袁偉 盧洪洲

自2019年12月以來，新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的疫情已席卷全球，給全世界人民帶來了巨大的生命威脅和經濟損失。目前國家衛(wèi)生健康委員會和世界衛(wèi)生組織將其病原體命名為新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)，所致肺炎命名為“新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)”，簡稱“新冠肺炎”[1-2]。盡管多數COVID-19病例呈急性、自限性發(fā)作，但該疾病也可能致命，病死率約為3%[3]。目前認為，COVID-19最主要的靶器官為呼吸系統(tǒng)，但其導致肝損傷亦不罕見。國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》中提到，臨床上部分COVID-19患者可出現肝酶、乳酸脫氫酶升高[4]，病理特征表現為肝臟體積增大，呈暗紅色；肝細胞變性，灶性壞死伴中性粒細胞浸潤，肝血竇充血，匯管區(qū)見淋巴細胞和單核細胞浸潤，微血栓形成；膽囊管高度充盈。2020年2月4日，武漢市金銀潭醫(yī)院陳南山等[5]報道了收治的99例確診COVID-19患者的臨床資料，其中43例患者出現不同程度肝損傷，1例甚至出現轉氨酶急劇升高，其ALT高達7 590 U/L，AST為1 445 U/L。據統(tǒng)計，60%以上的嚴重急性呼吸綜合征(SARS)患者存在肝損傷[6]，而非重癥COVID-19患者中轉氨酶異常的比例約為20%[3]，進展期患者中可高達53%[7],由此可見，肝功能損傷在新冠肺炎患者中比較常見，然而其原因并不十分清楚，可能涉及多種機制。因此在疫情救治臨床決策中應注意肝功能損傷的早期識別、病因鑒別和及時干預。

一、COVID-19相關肝損傷的臨床特征

COVID-19患者的臨床癥狀通常以呼吸系統(tǒng)損傷為主要表現，患者多因“發(fā)熱、胸悶、咳嗽、呼吸困難”等不適就診，少數可出現乏力、納差、腹瀉、惡心、嘔吐等非特異性癥狀，而肝損傷早期可能亦有類似表現，因此很難評估兩者之間的相關性；危重癥患者癥狀更加復雜難辨，但并未見顯著黃疸表現者，僅在少數死亡病例中可見黃疸。由于國內各中心COVID-19患者的病例數量及重癥率并不一致，根據實驗室檢測數據分析得到的肝功能損傷比例存在很大差異(16.1%～53.1%)[7]，但總體而言，COVID-19患者早期肝功能損傷不明顯且比例不高，多以ALT、AST輕度升高為主，堿性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰轉肽酶(γ-GT)升高少見，總膽紅素(TBil)及凝血酶原時間(PT)等無顯著變化，白蛋白水平輕度下降，而重癥患者肝損傷比例明顯高于輕癥(ICU中高達62%)，以ALT、AST、乳酸脫氫酶(LDH)升高或伴PT延長更多見，黃疸少見，低白蛋白血癥明顯增多，可能與COVID-19患者肺部滲出較多白蛋白分布異常有關。偶見PT顯著延長，多數與患者發(fā)生彌散性血管內凝血(DIC)或進行體外膜肺氧合(ECMO)、血液凈化治療(使用大量抗凝劑)相關。目前報道合并肝臟基礎疾病的患者不多，最高為11%[7]，但大部分重癥患者年齡較大，且合并慢性基礎疾病比例較高，包括高血壓病、糖尿病、冠心病等[3]。

二、COVID-19早期肝損傷

目前認為，COVID-19患者疾病早期出現的肝損傷可能與SARS-CoV-2感染相關。一方面，多項研究證實血管緊張素轉化酶2(ACE2)受體是冠狀病毒包括SARS-CoV-2侵入細胞的主要受體[8-9]，該受體在人體中廣泛分布，包括肝臟。國內樊佳等研究證實，健康肝臟組織中膽管上皮細胞ACE2受體高表達，是肝細胞的20倍[10]，推測SARS-CoV-2可經此受體進入肝臟介導損傷。另一方面，臨床約2%～10%的COVID-19患者出現腹瀉癥狀，研究者在其糞便和血液樣本中均檢測到SARS-CoV-2 RNA，提示病毒可通過消化和循環(huán)系統(tǒng)侵入肝臟[11]。然而近期1例COVID-19患者的肝臟組織病理分析結果顯示，其肝臟內未發(fā)現病毒包涵體[12]，不同于SARS患者的肝臟中曾明確檢測到病毒作為其損害肝臟的直接依據[13]，未來可能還需要更多COVID-19病例的肝臟組織檢測結果才能證實。國內大樣本臨床研究分析發(fā)現，臨床中大部分病例早期出現的肝功能異常的生化指標中多以ALT、AST升高為主，且程度較輕，ALP、γ-GT升高少見，極個別死亡病例出現黃疸，均提示膽管細胞損害并不常見，與SARS-CoV-2通過ACE2受體感染膽管上皮細胞造成肝損傷的這一基礎研究結果不符。有學者認為，SARS-CoV-2屬于包膜病毒，對膽汁等極為敏感，可能難以通過ACE2感染膽管上皮細胞，但膽管上皮細胞增殖參與肝臟損傷的修復，并導致表達ACE2的膽管上皮細胞去分化增殖，成為新的肝細胞，在這一代償過程中，部分新生肝細胞仍保持了表達ACE2的特性，從而可能導致肝細胞對SARS-CoV-2易感，造成損傷[14]。除ACE2受體外，既往研究發(fā)現，嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)還存在其他的共受體L-SIGN(CLEC4M)和DC-SIGN(CD209L)[15-16]，SARS-CoV-2是否也存在其他受體介導病毒對肝細胞的損傷，尚需進一步證實。

此外，鑒于SARS的研究，有學者推測SARS-CoV-2還可能通過非ACE2受體依賴的方式感染細胞，類似于SARS-CoV在患者體內的抗體依賴性感染增強(ADE)現象[17]，病毒通過其特異性抗體與Fc受體和(或)補體受體(CR)的相互作用，增強其進入單核細胞、巨噬細胞和粒細胞的能力，從而在這些細胞中大量復制，造成更多細胞感染，導致體內感染加重，而肝臟中存在大量巨噬細胞，在此過程中是否加重肝臟損傷尚不明確，未來還需大量的體外細胞實驗及動物實驗研究進一步探討相關機制。

三、COVID-19進展期肝損傷

目前多項報道顯示，重癥COVID-19患者肝功能異常的發(fā)生率顯著高于輕癥患者。中日友好醫(yī)院曹彬教授團隊較早分析了COVID-19患者的臨床特征，發(fā)現重癥患者的ALT、AST、TBil、LDH和PT等肝臟相關指標明顯高于非重癥患者[18]；國內另一項多中心研究也得到相似結果，發(fā)現重型患者ALT和TBil高于輕型患者[19]。鐘南山院士團隊分析了1 099例來自多中心的COVID-19患者，也發(fā)現肝功能指標異常在重癥患者中較多見[3]。而在疾病進展期，危重癥COVID-19患者的肝臟損傷在臨床上并不考慮為病毒直接侵犯所致，普遍認為繼發(fā)性損害可能性大，其中涉及藥物不良反應、組織缺氧再灌注及全身炎癥反應等多種因素。

1.藥物性肝損傷(DILI)

經典的DILI學說認為藥物及其代謝產物可直接引起細胞應激，并抑制細胞內線粒體功能或活化機體特異性的免疫反應，引起線粒體膜通透性改變，最終導致肝細胞凋亡或壞死[20]。目前我國普通人群中每年DILI的發(fā)生率至少為23.8/10萬人，高于歐美國家[21]，而住院患者的DILI發(fā)病率更高，接近50%。在本次疫情中，多位學者發(fā)現COVID-19患者的肝損傷也與藥物密切相關?！缎滦凸跔畈《痉窝自\療方案(試行第七版)》推薦臨床可試用的洛匹那韋/利托那韋、利巴韋林(建議與干擾素或洛匹那韋/利托那韋聯合應用)、磷酸氯喹、阿比多爾等抗病毒藥物，均存在一定程度肝臟不良反應[22]和藥物之間的相互作用。一項納入138例COVID-19患者的研究報道顯示，其中使用抗病毒藥物的患者比例高達89.9%[23]，而危重癥患者更易繼發(fā)感染，多聯合使用抗菌藥物、解熱鎮(zhèn)痛類藥物，且中成藥也在疫情控制中應用廣泛，以上藥物均可能導致肝損傷。

洛匹那韋/利托那韋為細胞色素P450 3A(CYP3A)抑制劑，其與經CYP3A代謝的藥物，如二氫吡啶、鈣通道阻滯劑、羥甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶抑制劑、免疫抑制劑和5型磷酸二酯酶(PDE5)抑制劑等同時使用可導致合用藥物的血漿濃度升高，增強或延長合用藥物的療效和不良反應[24]。該藥既往主要用于艾滋病患者的抗病毒治療，不良反應報道較多。據我院收治COVID-19患者的數據統(tǒng)計發(fā)現，在肝功能異常的患者中，洛匹那韋/利托那韋使用率較高[25]，且患者常出現惡心、腹瀉等消化道癥狀，臨床使用時需警惕其不良反應。中藥在此次疫情臨床救治中也體現了一定的治療效果，但近年來中草藥已成為我國DILI的主要原因(26.8%)，僅次于病毒性肝炎和脂肪性肝病[21]，目前關于COVID-19患者使用中藥情況和不良反應尚無相關報道。此外，許多重癥患者年齡較大，合并多種基礎疾病[7]，藥物使用種類紛繁復雜，增加了DILI的風險。近日王福生院士團隊在The Lancet公布的重癥COVID-19患者解剖數據也證實，肝臟組織表現為中度微血管脂肪變性和輕度小葉活動性炎癥，考慮其肝損傷可能為藥物所致[26]。

2.組織缺血缺氧與再灌注損傷

COVID-19患者多伴有肺部炎癥，嚴重者可并發(fā)呼吸衰竭，甚至急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)[27]。一項納入52例COVID-19重癥病例的單中心研究發(fā)現，67%的患者出現ARDS，71%需行機械通氣[28]。而長時間的缺氧和再灌注損傷是導致肝損傷的原因之一[29]。肝臟代謝旺盛，在人體內血供特殊，為高需氧組織器官，存在氧分壓梯度代謝現象，對缺氧極其敏感。肝竇內皮細胞是缺氧損傷靶點之一，受損后可導致肝臟微循環(huán)障礙，繼而加重肝細胞損傷，同時肝竇內皮細胞可釋放和表達多種生物活性分子，進一步損傷肝細胞。缺血缺氧及再灌注損傷還可誘導大量線粒體凋亡，局部的代謝廢物、門靜脈內毒素血癥等直接造成細胞損傷和壞死。肝臟缺血缺氧再灌注損傷機制非常復雜，涉及線粒體功能障礙、活性氧過度生成、鈣超載、凋亡激酶、蛋白酶和磷脂酶的激活等多種不同機制[30]?；罨疊細胞的核因子-κ輕鏈增強子(NF-κB)信號通路和許多炎癥過程也參與其中[31-32]。

目前認為，缺氧性肝炎(又稱缺血性肝炎)有典型的臨床表現。呼吸衰竭、心力衰竭或休克患者突然出現血清轉氨酶水平急劇但短暫地升高至正常上限的20倍以上，并排除導致其他潛在原因如病毒性肝炎或DILI[33]，即可診斷為缺氧性肝炎。盡管其典型的組織病理學表現為肝小葉中心細胞壞死，但臨床上此類患者往往不適合行肝臟組織活檢[34]。既往臨床試驗和動物模型研究較多的為急性循環(huán)衰竭、膿毒血癥、出血性休克、肝移植等因素造成的缺氧性肝損傷，而對于呼吸系統(tǒng)疾病導致低氧血癥引起肝損傷的研究尚不多見。Ucgun等[35]進行的一項納入445例呼吸重癥監(jiān)護病房(RICU)患者的前瞻性臨床研究發(fā)現，低氧血癥是患者發(fā)生缺氧性肝炎的獨立危險因素，其中7.4%患者發(fā)生缺氧性肝炎的主要原因為呼吸衰竭。有學者還觀察到低氧血癥嚴重程度與血清轉氨酶升高密切相關，出現缺氧性肝炎患者的死亡風險明顯增加[36-37]。而COVID-19危重癥患者不僅合并嚴重的低氧血癥，還伴有循環(huán)障礙，少部分患者甚至需使用ECMO，更易出現缺血缺氧打擊，增加了缺氧性肝炎的發(fā)生。

3.炎癥因子所致肝損傷

相關研究表明，SARS、中東呼吸綜合征(MERS)、H7N9型禽流感等病毒感染者均存在肝損傷，重癥病例多出現“細胞因子風暴”，是疾病重癥化和致死的主要因素[38-39]。與之類似，本次疫情中，眾多一線抗疫專家發(fā)現患者感染SARS-CoV-2后，機體全身炎癥因子風暴激活，并與感染者病情嚴重程度和死亡密切相關[18]，其中白細胞介素(IL)-6更是被作為預測病情進展的指標之一[4]。2020年1月25日The Lancet在線發(fā)表的兩篇論文均提到大量重癥感染者出現細胞因子風暴，其中如腫瘤壞死因子(TNF)-ɑ、γ-干擾素(IFN-γ)、IL-1、IL-6等炎癥因子水平均明顯升高[5,18]，誘導免疫系統(tǒng)過度激活，導致患者迅速出現呼吸衰竭及多臟器功能損傷，肝臟損傷往往也在其列。

眾多研究認為，炎癥亦是肝損傷的病理基礎，是許多急慢性肝臟疾病發(fā)展成肝實質損傷、肝纖維化、肝癌甚至肝衰竭的關鍵因素[40]。其中炎癥因子風暴與肝衰竭的發(fā)生機制密切相關。經典的肝衰竭二次損傷學說認為，特異性毒性T淋巴細胞造成大量的肝細胞溶解和凋亡，導致原發(fā)性肝損傷，進一步引起腸源性內毒性血癥，通過激活肝臟庫普弗(Kupffer)細胞釋放多種細胞因子，從而啟動一系列級聯反應，產生大量細胞因子。介導肝臟損傷的同時還募集大量非特異性炎性細胞作用于肝臟，對肝臟造成更為嚴重的二次打擊，甚至導致肝衰竭[41]。其中Kupffer細胞在整個炎癥風暴發(fā)生中較為關鍵，其實質為居于肝血竇內的巨噬細胞，機體內所有的微生物包括病毒、毒素經門靜脈到達肝臟，首先需經過Kupffer細胞這道防線。病毒感染本身及其繼發(fā)的嚴重感染均是有效的誘導物，可導致Kupffer細胞過度活化并分泌多種細胞因子，包括TNF-ɑ、IFN-γ、IL-6，從而介導免疫反應，造成肝臟損傷[42]。相關研究發(fā)現，肝衰竭患者血清中TNF-ɑ、IFN-γ、IL-1、IL-6等水平顯著高于健康人群，且TNF-ɑ、IL-6水平隨疾病嚴重程度的增加而升高。TNF-ɑ可以介導肝細胞的凋亡和壞死，其水平與肝細胞凋亡程度呈正比，是造成肝細胞損傷的主要因子，與肝衰竭患者的死亡風險直接相關[43]。IL-6受體在肝細胞中高表達，許多肝衰竭患者和動物模型中均證實其血清IL-6水平極度升高，在肝細胞壞死區(qū)內表達明顯增強。多項研究報道在COVID-19中也有類似現象，重癥患者TNF-ɑ、IL-6水平明顯升高，與肝損傷的炎癥通路可能存在一定關聯。因此，COVID-19患者體內病毒感染可激活大量免疫細胞，啟動炎癥因子風暴，在一定程度上助推了肝臟炎癥的發(fā)生[7]。

四、合并肝臟基礎疾病肝損傷

現有數據表明，我國約有3億人患有肝臟疾病，隨著乙型肝炎病毒(HBV)疫苗接種的普及和各種抗病毒藥物的問世，乙型病毒性肝炎患病率正逐年下降。然而，由于人口老齡化，經濟條件的改善，中老年人群中不少患者合并肝臟基礎疾病，包括慢性乙型病毒性肝炎、脂肪肝、自身免疫性肝病。據報道，COVID-19患者中2%～11%合并肝臟基礎疾病[7]。既往關于SARS的部分研究發(fā)現，慢性HBV感染是病情嚴重程度的一個重要獨立危險因素，患有糖尿病或免疫功能受損的慢性肝炎等共病的SARS患者多有不良的疾病結局[44]。

盡管目前在COVID-19患者中尚無相關研究，但合并肝臟基礎疾病的COVID-19患者往往免疫力相對低下，尤其肝硬化患者粒細胞、淋巴細胞水平明顯低于健康人群，可能面臨感染及治療藥物造成的繼發(fā)性損傷，出現原有肝臟基礎疾病的誘發(fā)甚至惡化。目前關于感染SARS-CoV-2對這些患者原發(fā)肝臟疾病的嚴重性、死亡率及并發(fā)癥(繼發(fā)感染、肝性腦病、上消化道出血、肝衰竭等)的影響尚不清楚，有待大樣本多中心的臨床隊列進一步研究。

五、COVID-19合并肝損傷的治療

目前臨床應用中尚未證實有針對COVID-19治療的特異性抗病毒藥物，治療手段仍以對癥治療及器官支持為主。輕癥的COVID-19患者肝損傷通?？赡妫鶡o需特殊治療；而重癥患者的肝功能異常可進展迅速，通常以繼發(fā)性損傷為主，多種病因交織，鑒別存在一定的難度，診斷上需留意患者出現肝臟損傷的時期，關注病因的判斷，包括SARS-CoV-2引起的全身炎癥反應、組織缺氧等因素，關注藥物性肝損傷[7,14]，警惕原有肝臟基礎疾病的惡化。因此，COVID-19合并肝損傷的診療需注意以下幾項：

1.DILI屬于排除性診斷，其臨床表現因損傷部位不同而表現不一。一旦懷疑DILI，出現以下情況應立即停用可疑藥物[45-46]：(1)ALT或AST>8×正常值上限(ULN)；(2)ALT或AST>5×ULN，持續(xù)2周；(3)ALT或AST>3×ULN，且TBil>2×ULN或國際標準化比值(INR)>1.5；(4)ALT或AST>3×ULN，伴逐漸加重的疲勞、惡心、嘔吐、右上腹痛或壓痛、發(fā)熱、皮疹等癥狀，和(或)嗜酸性粒細胞增多>5%。不推薦預防性使用保肝藥減少肝損傷，輔助藥物可酌情選用甘草酸制劑抑制肝臟炎癥、多烯磷脂酸膽堿類穩(wěn)定肝細胞膜、還原型谷胱甘肽抗氧化、腺苷蛋氨酸改善膽汁淤積等治療，特殊藥物如對乙酰氨基酚所致肝損傷，可給予乙酰半胱氨酸解毒治療[47]；但所有保肝藥物不建議過多使用。

2.對于炎癥反應明顯或有肝衰竭趨勢的患者，我國李蘭娟院士團隊基于既往H7N9型禽流感的治療經驗，建議重型、危重型新冠肺炎患者早中期的救治可采取血漿置換等人工肝血液凈化治療方式清除大量細胞因子和炎癥介質，改善機體免疫反應損傷，這在《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》)中也有明確說明；既往在SARS、MERS疫情中曾使用大劑量糖皮質激素抑制炎癥風暴，盡管可抑制肺部炎癥，但也抑制了機體的免疫反應和免疫系統(tǒng)對病毒的清除。目前尚無臨床數據證實其對SARS的治療有益，同時皮質類固醇治療還可能帶來繼發(fā)感染、代謝紊亂和股骨頭壞死等風險。因此，在目前國家衛(wèi)生健康委員會更新的幾版指南中均不建議長期大劑量使用皮質類固醇，臨床實踐時還需衡量利弊得失，重癥患者可酌情短期使用。此外，指南中提到對于機體炎癥反應過度激活狀態(tài)的患者可使用血必凈靜脈治療，其在肝衰竭早期治療中也有應用。其他藥物如烏司他定對于控制炎癥風暴和免疫調節(jié)有一定的療效，既往曾廣泛用于胰腺炎、急性循環(huán)衰竭及膿毒癥休克、肝衰竭等危重癥的救治，多位一線抗疫專家也證實其可用于救治重癥新冠肺炎患者。比較特殊的是，中國科學技術大學的研究者發(fā)現COVID-19患者中IL-6是誘發(fā)炎癥風暴的重要通路[48]，在此基礎上采用免疫抑制劑人源化IL-6受體拮抗劑-托珠單抗阻斷COVID-19患者體內炎癥風暴，已取得初步臨床效果[4]，然而其有效性和對于肝臟及其他臟器的安全性尚有待在后續(xù)的多中心臨床試驗中證實。

3.對于伴有低氧血癥、合并缺氧性肝病的患者要及時給予氧療，動態(tài)評估其低氧狀態(tài)是否得到緩解。在高流量鼻導管氧療或無創(chuàng)通氣基礎上，短時間(1～2小時內)病情無改善應及時給予氣管插管和有創(chuàng)機械通氣[4]。對于無法糾正的低氧血癥還應注意到患者是否合并嚴重感染、代謝性酸中毒及循環(huán)衰竭等其他病因，盡早給予病因治療也非常關鍵。

4.合并肝臟基礎疾病的COVID-19患者，需注意既往肝病史的問診，觀察肝病相關臨床表現，動態(tài)監(jiān)測包括血小板計數、肝功能、凝血功能等常規(guī)實驗室檢查及肝臟影像學改變，了解其基礎肝病情況和肝功能變化。必要時可采用終末期肝病模型(MELD)和慢性肝病序貫器官衰竭評分(CLF-SOFA)進行動態(tài)評估，早期發(fā)現肝功能損傷進展趨勢。綜合評估COVID-19病情的嚴重程度及基礎肝病情況進行合理簡化用藥，必要時多學科合作管理，優(yōu)化診療策略。對于輕度肝功能異常的患者應權衡利弊，選擇性使用肝毒性較小的抗病毒藥物，而合并肝硬化、肝癌的患者需避免應用蛋白酶抑制劑(洛匹那韋/利托那韋)、非甾體抗炎藥。其中，HBV感染患者在應用糖皮質激素時需密切監(jiān)測HBV-DNA復制情況，警惕HBV激活，根據激素使用劑量和療程決定HBV抗病毒藥物的使用。

六、小結

目前認為COVID-19患者的肝損傷較為普遍，尤其在危重癥患者中的發(fā)生率更高。SARS-CoV-2造成肝損傷的機制尚不明確，可能與病毒感染相關，但繼發(fā)性損傷更為常見，未來還有待大樣本臨床數據、COVID-19病理研究及體外細胞實驗和動物模型證實。治療上仍以對癥支持為主，同時避免使用肝毒性藥物，警惕藥物之間的相互作用，仔細鑒別不同病程中肝損傷的病因，根據患者COVID-19的嚴重程度，結合原有肝病的特點，充分權衡獲益和風險后決定治療策略。對于重癥及合并肝臟基礎疾病的患者，需密切監(jiān)測肝功能變化，有條件者可進行多學科合作管理，針對不同患者制定個體化治療方案。