血清標(biāo)志物殼多糖酶3樣蛋白1評價肝纖維化的研究

黃麗玲，吳春城，梁惠卿，邱洋佳，唐金模

（1.福建中醫(yī)藥大學(xué)，福建 福州 350100；2.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬廈門中醫(yī)院感染性疾病科，福建 廈門 361009）

肝纖維化病情評估及療效評價一直是現(xiàn)在臨床的重點和難點，尤其療效評價是目前的瓶頸，僅依靠肝穿病理組織評估并不現(xiàn)實也難以在臨床推廣，因此殼多糖酶3樣蛋白1（chitinase 3-like 1，CHI3L1）作為新型無創(chuàng)血清生物標(biāo)志物，備受關(guān)注。CHI3L1作為殼多糖酶家族的成員，能夠分泌到肝臟的細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM），在肝纖維化時高度表達(dá)，已被《慢性乙型肝炎防治指南（2019年版）》與《肝硬化肝性腦病診療指南》指南引用，本文就CHI3L1與肝纖維化的關(guān)系以及在各種肝病中研究進(jìn)展作一綜述，為臨床治療提供參考。

1 CHI3L1概況

1.1 CHI3L1簡介 殼多糖酶3樣蛋白1，俗稱殼酶蛋白，是糖基水解酶家族成員之一。18糖基水解酶基因家族成員主要包含兩種，一種是可降解殼多糖的真正殼多酶（chitinase，Cs），另一種是結(jié)合但不降解殼多糖的殼多酶樣蛋白（chitinase-like proteins，CLP），CHI3L1沒有活性，但可結(jié)合殼多酶的CLP，也是人類基因組中唯一一個CLP[1-3]。CHI3L1的基因序列位于人類的1q32.1染色體上的一個8kb的DNA上，由DNA內(nèi)的10個外顯子組成，可以編碼氨基酸的蛋白質(zhì)，又稱為YKL-40[4，5]。

1.2 CHI3L1的特異性表達(dá) 多項研究表示CHI3L1與肝臟疾病密切相關(guān)，能夠在肝臟中強(qiáng)烈表達(dá)，與其他組織器官相比高出多倍，與心臟相比高276倍，此外也高于腎臟、腦、肺、乳腺等[6，7]。CHI3L1還可由多種細(xì)胞類型生產(chǎn)表達(dá)，其中包括肝巨噬細(xì)胞（kupffer cells，KC）、肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSC）、嗜中性粒細(xì)胞和軟骨細(xì)胞以及幾種類型的惡性腫瘤細(xì)胞等[4，5，8，9]。

1.3 CHI3L1的作用 CHI3L1作為與炎癥有關(guān)的新型生物標(biāo)志物，是結(jié)締組織細(xì)胞的生長因子，在組織重塑、癌細(xì)胞增殖、抗凋亡、血管異常等過程中起到重要作用，能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖、粘附、遷移、分化及激活，促進(jìn)血管生成，參與各種炎癥反應(yīng)、先天免疫反應(yīng)以及ECM重塑。但在肝臟中主要是在參與ECM的重構(gòu)和對急性、慢性炎性反應(yīng)起作用。CHI3L1不僅對肝纖維化有診斷意義，在動脈粥樣硬化、糖尿病、支氣管哮喘、高血壓以及各種腫瘤疾病中也起著作用[10，11]。

2 CHI3L1與肝纖維化的相互作用

肝纖維化是慢性炎癥損傷后，肝臟再修復(fù)做出的反應(yīng)，是ECM過度沉積、組織重塑與變形的病理過程，最終可由慢性肝炎向肝硬化（liver cirrhosis，LC）、肝癌（epatocellular carcinoma，HCC）發(fā)展[5，12]。肝穿刺活檢術(shù)是診斷和評估肝纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，但是有創(chuàng)的肝穿有一定的缺陷，如取的部位有限未能全面反映肝臟整體的纖維化程度、間隔時間太短看不出變化、患者多次做肝穿的接受程度差、費用高以及出血、感染等并發(fā)癥[7]。因此，肝穿病理組織評估肝纖維化不現(xiàn)實也難以在臨床推廣。瞬時彈性成像（transient elastography，TE）在監(jiān)測肝纖維化進(jìn)展起著重要作用，但是肝硬度測量值（liver stiffness measurement，LSM）在肥胖、進(jìn)食、炎癥損傷、膽汁瘀積、占位性病變等都會有變化，無法準(zhǔn)確監(jiān)測中間期的肝纖維化[5]。肝纖四項在臨床也運(yùn)用廣泛，但不是特異性指標(biāo)，在肝細(xì)胞壞死及炎癥時容易受影響，在其他疾病中也有可能升高[13]。此外，如天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate aminotransferase，AST）與血小板之比指數(shù)（APRI指數(shù)）、4因子的纖維化指數(shù)（fibrosis-4-score，F(xiàn)IB-4指數(shù)）、FibroTest模型等模型的敏感度和特異性也有差異。因此CHI3L1作為新型無創(chuàng)、簡便、快速、可重復(fù)性、安全性的血清生物標(biāo)志物，在臨床引起關(guān)注，其主要的作用如下。

2.1 CHI3L1與細(xì)胞水平激活 當(dāng)CHI3L1參與肝纖維化的形成和維持，是因為KC被誘導(dǎo)表達(dá)后激活HSC的增殖和活化。Higashiyama M等[1]研究發(fā)現(xiàn)CHI3L1缺陷型組的小鼠與野生組相比，不僅肝纖維化得到了明顯改善，而且KC的積累和激活也被顯著抑制，可能的原因是CHI3L1抑制KC凋亡有關(guān)，CHI3L1以自分泌方式增強(qiáng)了其在肝纖維化發(fā)病過程中對凋亡刺激的抵抗性，從而加劇了肝的纖維化。因此，CHI3L1作為成纖維細(xì)胞的生長因子，通過細(xì)胞的增殖分化參與肝纖維化，與各級纖維化程度相關(guān)[8，9，14]。

2.2 CHI3L1與信號通路 研究表明，CHI3L1的細(xì)胞外區(qū)域直接和白介素13受體α2（IL-13Rα2）相互作用，激活Wnt（wingless）/β-catenin，促絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB/AKT）信號通路以及轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路，來調(diào)節(jié)一系列細(xì)胞反應(yīng)包括調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，氧化組織損傷，變應(yīng)性炎癥，腫瘤轉(zhuǎn)移以及細(xì)胞因子的形成[3，14-16]。

2.3 CHI3L1與基質(zhì)蛋白組成 CHI3L1是控制膠原蛋白形成的上游調(diào)控分子，可使造血干細(xì)胞分化成肌纖維母細(xì)胞，表達(dá)平滑肌肌動蛋白及細(xì)胞珠蛋白，分泌ECM，其中有膠原纖維Ⅰ型，CHI3L1與I型膠原蛋白的相互作用有助于調(diào)節(jié)膠原蛋白原纖維的形成[9，14，17]。血清CHI3L1水平與肝纖維化密切相關(guān)，已被評為各種慢性炎癥和纖維化的新型非侵入性血清標(biāo)志物，其中包括慢性乙型肝炎（chronic hepatitis B，CHB）、慢性丙型肝炎（chronic Hepatitis C，CHC），非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver，NAFLD）以及HCC等。

3 CHI3L1在肝纖維化的應(yīng)用

3.1 CHB與CHI3L1 Yan L等[18]對678例CHB患者進(jìn)行多變量分析，結(jié)果表明丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）正常和輕度升高的CHB患者中，無論其HBeAg狀態(tài)和HBV DNA水平如何，都可能存在明顯的肝纖維化。在ALT＜2ULN的患者中，CHI3L1診斷嚴(yán)重纖維化時比APRI指數(shù)，F(xiàn)IB-4指數(shù)，F(xiàn)orns指數(shù)和Hui模型都略好。因此CHI3L1能夠讓肝功能正常但有肝纖維化的患者盡早啟動抗病毒，防止病情進(jìn)一步進(jìn)展。同樣的，Huang H[7]等在肝活檢證實纖維化分期的情況下分析CHI3L1的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在識別HBV患者的晚期肝纖維化，CHI3L1比透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA），III型膠原蛋白（protein collagenIII，PCIII），層粘連蛋白（laminin，LN）和PCIV要好。當(dāng)CHI3L1水平＞73.4 ng/ml區(qū)分為實質(zhì)性和晚期纖維化，其靈敏度和特異性都比較高。Wang L等[19]研究納入131例接受恩替卡韋抗病毒治療的CHB患者，其CHI3L1水平與肝組織膠原比例區(qū)域（collagen proportional area，CPA）相關(guān)聯(lián)，結(jié)果提示CHI3L1水平的變化與CHB患者治療前后CPA和LSM的變化之間均呈現(xiàn)正相關(guān)性，證明了CHI3L1可用作監(jiān)測治療期間纖維化變化的方法。Jin X等[20]研究在包括肝活檢和TE在內(nèi)的許多方法都有局限性的情況下，是可以在同一患者重復(fù)檢測CHI3L1。血清CHI3L1水平與肝功能其他指標(biāo)如AST、r-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（r-glutarnyl transpeptidase，GGT）和堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，可被用來檢測嚴(yán)重的肝纖維化。當(dāng)CHI3L1水平與其他非侵入性指標(biāo)不一致，最終還是予肝活檢為準(zhǔn)。Jiang Z等[21]納入467例CHB患者，結(jié)果顯示CHI3L1的表達(dá)水平從CHB到LC到HCC是呈遞增趨勢。且CHI3L1與LSM，APRI指數(shù)和FIB-4指數(shù)均呈正相關(guān)，可區(qū)分輕度纖維化和中重度纖維化。綜合分析，CHI3L1在CHB相關(guān)疾病中隨肝纖維化的進(jìn)展而逐漸上升，對于區(qū)分輕度和重度纖維化表現(xiàn)出較高的診斷性能，與其他肝纖維化診斷方法具有相關(guān)性，且大都情況下優(yōu)于它們，在評估慢性肝病的不同階段和監(jiān)測乙肝相關(guān)疾病進(jìn)展具有一定的參考價值。

3.2 CHC與CHI3L1 Rath T等[22]對55例不同病因的慢性肝病患者，其中有25例CHC患者，CHI3L1在診斷早期肝纖維化時，相比其他檢查表現(xiàn)出了最佳的準(zhǔn)確性，可為臨床更好的評估肝纖維化的病情階段，進(jìn)一步指導(dǎo)抗病毒治療。Kang Q等[6]研究共納入109例HCV相關(guān)肝病患者，結(jié)果表明CHI3L1在預(yù)測輕度纖維化和嚴(yán)重纖維化方面是優(yōu)于其他纖維化標(biāo)記物。對于CHC患者，診斷LC的CHI3L1的臨界值為284.8 ng/ml，但HA在預(yù)測LC會比CHI3L1略好。其中有67例接受了干擾素治療后，CHI3L1值在實驗組和對照組都顯著降低，對比其他血清纖維化標(biāo)記物而言CHI3L1能夠較好評估CHC患者IFN治療后的療效。研究發(fā)現(xiàn)[23]，CHI3L1和HA在評估纖維化階段方面比其他標(biāo)記物更有用。CHI3L1能夠在監(jiān)測和區(qū)分肝病纖維化，并在預(yù)測嚴(yán)重的肝纖維化表現(xiàn)出較高的陽性預(yù)測值，防止纖維化進(jìn)一步加重。在診斷HCV相關(guān)肝病患者的各個纖維化階段CHI3L1體現(xiàn)了重要價值。同樣的，Mushtaq S等[24]納入150例慢性肝炎患者，其中有128例CHC患者，發(fā)現(xiàn)血清CHI3L1水平與通過剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）進(jìn)行的評估肝纖維化最密切相關(guān)，優(yōu)于Fib-4指數(shù)和APRI指數(shù)，能夠區(qū)分晚期纖維化與早期纖維化。綜上，對于CHC患者，CHI3LI對于診斷輕度纖維化和嚴(yán)重纖維化具有指導(dǎo)意義。Mehta P等[25]對75例CHC患者做了HA，CHI3L1和FS-II三種血清標(biāo)志物，均可以預(yù)測晚期纖維化和LC。但是在所有類型的纖維化檢測中，CHI3L1卻有最高的假陽性。因此CHI3L1對于評估CHC相關(guān)肝纖維化需要進(jìn)一步考究。

3.3 NAFLD與CHI3L1 Kumagai E等[9]對134例NAFLD患者CHI3L1水平進(jìn)行了定量分析，結(jié)果顯示NAFLD患者的CHI3L1水平與肝纖維化的進(jìn)展程度同步增加。在無LC性情況下，有HCC的NAFLD患者的CHI3L1水平明顯比非HCC組高。嚴(yán)重纖維化患者比輕度纖維化患者高。但是，Lebensztejn DM等[26]在52例經(jīng)活檢證實為NAFLD的兒童研究中結(jié)果卻未發(fā)現(xiàn)CHI3L1與纖維化分期之間存在相關(guān)性。此外，Lee CK等[27]在128名兒童人群中評估肝纖維化，結(jié)果也發(fā)現(xiàn)CHI3L1對于晚期纖維化并沒有預(yù)測價值。因此，在兒童血清到的檢測CHI3L1與肝纖維化的相關(guān)性暫無支持依據(jù)。

3.4 HCC與CHI3L1毛玉環(huán)等[28]研究顯示，CHI3L1隨著肝纖維化的進(jìn)展，相比健康組和肝炎組，HCC組的患者CHI3L1的水平明顯比較高，但和LC組相差無異，可能的原因是CHI3L1參與的組織重塑與腫瘤發(fā)生所引起的升高可能比炎癥反應(yīng)更明顯，CHI3L1在肝細(xì)胞癌中高度表達(dá)，可作為HCC的預(yù)后標(biāo)志物之一。此外，對肝病纖維化進(jìn)展后病情性質(zhì)的判斷也有一定的價值。同樣，曾光群等[29]納入147例患者，其中有30例HCC患者，隨著肝損由肝纖維化到LC到的逐步發(fā)展，CHI3L1的水平均升高，說明CHI3L1可作為鑒別三者之間的指標(biāo)，CHI3L1單項檢測在肝纖維化中有統(tǒng)計學(xué)意義，但在HCC中的陽性率、敏感性、特異性卻是下降趨勢，其中可能的原因考慮為HCC患者中，產(chǎn)生了許多巨噬細(xì)胞與中性粒細(xì)胞，影響CHI3L1分泌，使其增多，從而準(zhǔn)確性下降。此外，CHI3L1聯(lián)合甲胎蛋白檢測的特異度最高，取到互補(bǔ)作用，比分別單指標(biāo)檢測更有優(yōu)勢。也有研究表明CHI3L1與HCC腫瘤的大小差異、包膜是否浸潤、分期及轉(zhuǎn)移的狀態(tài)都有相關(guān)性，HCC中CHI3L1表達(dá)陽性的患者比陰性患者的生存期及疾病緩解期更短，預(yù)后也比較差，多變量分析表明CHI3L1是對于HCC患者預(yù)后是有指導(dǎo)意義[30]。因此CHI3L1有望作為HCC分期及預(yù)后的新型標(biāo)志物。

4 總結(jié)

肝纖維化是各種肝病發(fā)生發(fā)展的重要階段，也是各種肝病逐步發(fā)展為LC、HCC的中間階段，檢測肝纖維化的方法是判斷各種慢性肝病嚴(yán)重程度以及預(yù)后的重要預(yù)測指標(biāo)。目前肝活檢的臨床應(yīng)用受限，其他的無創(chuàng)肝纖維化檢測方法也各有缺點，CHI3L1作為新型、無創(chuàng)、簡便的血清標(biāo)記物，具有高度的肝臟特異性，在肝纖維化進(jìn)展中扮演多重角色，與各級纖維化程度緊密相關(guān)。CHI3L1不僅可以診斷和區(qū)分各種肝病引起的肝纖維化和LC，還可以判斷肝纖維化進(jìn)展的速度，用來輔助抗病毒治療以及動態(tài)監(jiān)測肝纖維化情況，對及時啟動抗病毒和盡早抗纖維化的治療及預(yù)后具有一定的指導(dǎo)意義。