甲胎蛋白在肝衰竭患者預(yù)后判斷中的作用

吳 紅，李 浩，湯善宏

1 成都中醫(yī)藥大學 醫(yī)學與生命科學學院，成都 610083；2 西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 消化內(nèi)科，成都 610083

在目前已知的肝衰竭治療中，除肝移植外，其余的治療方法均基于肝細胞的強大再生能力。因此，肝細胞的再生能力是決定患者預(yù)后的關(guān)鍵因素。甲胎蛋白(AFP)是肝癌中最廣泛使用的血清標志物[1]，已用于肝癌高?；颊叩暮Y查、檢測和診斷[2]。但僅將AFP作為癌性指標非常片面，目前已有不少研究發(fā)現(xiàn)AFP在一些肝衰竭疾病中是重要的預(yù)后因子，因此其促進肝再生的作用也極其重要。本課題組前期臨床實踐及研究發(fā)現(xiàn)AFP是重要的肝再生因子，在乙型肝炎相關(guān)慢加急性肝衰竭(HBV-ACLF)患者預(yù)后評價中體現(xiàn)出良好的應(yīng)用價值。本文就AFP在肝再生中的基礎(chǔ)研究和在肝衰竭患者預(yù)后判斷中的臨床研究現(xiàn)況展開綜述。

1 AFP的結(jié)構(gòu)和功能

AFP是由胚胎發(fā)育過程中的胎兒肝臟和卵黃囊產(chǎn)生的分子量為70 kD的糖蛋白，是1956年由Bergstrand和Czar等[3]在人胎兒血清中檢測到的。AFP具有由二硫鍵橋接的分子內(nèi)環(huán)所構(gòu)成的三重結(jié)構(gòu)域，這形成了螺旋狀的V型或U型分子結(jié)構(gòu)，其羧基末端第三結(jié)構(gòu)域可與黏蛋白、清道夫相關(guān)受體、趨化因子和其他可能尚未確定的受體/結(jié)合蛋白相結(jié)合。它還是膽紅素、脂肪酸、維甲酸、類固醇、重金屬、植物雌激素、類黃酮以及多種藥物的轉(zhuǎn)運體。這提示AFP在不同的生理應(yīng)激、休克狀態(tài)以及不同的環(huán)境(如pH、滲透壓和氧化應(yīng)激)下，可增強或抑制配體與受體的結(jié)合[4]。AFP對實質(zhì)細胞和間質(zhì)細胞表現(xiàn)出不同的作用。在一定條件下，AFP可促進實質(zhì)細胞的增殖，抑制間質(zhì)細胞的增殖。在HL-60細胞和HepG2細胞中，AFP可預(yù)防多種因素誘導的細胞凋亡。AFP誘導的腫瘤增殖依賴于c-蛋白激酶A途徑和鈣離子內(nèi)流的啟動，導致DNA合成增加和腫瘤增殖。一些研究[2]還表明，腫瘤生長是由AFP介導的抗腫瘤免疫反應(yīng)抑制所致。AFP可與巨噬細胞相互作用，降低吞噬活性和Ia抗原的表達；還可抑制自然殺傷細胞的活性，減少Cona和PHA刺激的T淋巴細胞增殖，促進抑制性T淋巴細胞的活性，從而促進腫瘤的生長。在淋巴細胞原始轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，AFP和七肽AFP14-20在10-7～10-9mol/L的濃度范圍內(nèi)對淋巴細胞的增殖也有一定的刺激作用，而對PHA激活的淋巴細胞的增殖則有抑制作用。對于抗腫瘤藥物敏感性低的急、慢性淋巴細胞白血病患者而言，七肽AFP14-20對淋巴細胞的增殖有劑量依賴性抑制作用，AFP14-20被認為是人AFP的生物活性位點之一[5]。由此可見，AFP在不同細胞的增殖過程中起重要作用。

2 AFP在肝再生中的基礎(chǔ)研究

目前，研究肝祖細胞(hepatic progenitor cells, HPC)的模型主要是嚙齒動物模型和斑馬魚模型[6]，其中大量數(shù)據(jù)來自對AFP細胞來源的研究[7]。到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)追蹤干細胞發(fā)育途徑的理想血清標志物，但在任何情況下，AFP基因都是一個研究分化或去分化的非常有前途的候選基因[8]，因為它與個體發(fā)育和腫瘤生長時的胎兒基因表達有很強的相關(guān)性。因此，建議AFP作為一種研究各種損傷后肝臟修復(fù)反應(yīng)的有用生物標志物。

Petropoulos等[9]發(fā)現(xiàn)AFP mRNA在多聚核糖體多腺苷酸RNA(polysomal polyadenylated RNA)中所占的比例，在正常肝臟中為0.006%，在肝部分切除或CCl4損傷誘導的肝再生過程中，這一比例在DNA合成開始前略有增加，在DNA合成高峰期后24 h左右最高，這提示AFP與肝臟再生密切相關(guān)。Nakano等[10]用CCl4來建立肝纖維化模型時發(fā)現(xiàn)，根據(jù)肝纖維化程度的不同，沿著纖維間隔觀察到大量高增殖能力的AFP陽性肝細胞，這些AFP陽性肝細胞表現(xiàn)出未成熟肝細胞特征，對肝細胞系標志物(如白蛋白和肝細胞核因子-4α)以及干/祖細胞標志物Sox9染色呈陽性。Dezs?等[11]發(fā)現(xiàn)大量肝壞死后人肝再生有兩種方式：其中一種方式就是肝小葉中心壞死后，門靜脈周圍幸存的排列成腺泡結(jié)構(gòu)的AFP陽性肝細胞增殖，另一種是通過HPC進行增殖，后者效率較低。AFP陽性肝細胞可以被認為是有效的肝再生執(zhí)行者，它們的存在似乎是大面積肝壞死的一個有利預(yù)后標志。

Jin等[12]發(fā)現(xiàn)成年小鼠AFP基因的表達水平受兩個不連鎖的基因調(diào)節(jié)：甲胎蛋白調(diào)節(jié)因子1(alpha-fetoprotein regulator 1，Afr1)調(diào)節(jié)正常成年小鼠肝臟的AFP基礎(chǔ)表達水平，Afr2調(diào)節(jié)肝再生過程中AFP表達的增加。在一些急性肝損傷伴廣泛壞死之后，AFP的升高被認為是去分化的肝再生跡象。Weng等[13]在研究小鼠肝部分切除后的肝再生時，發(fā)現(xiàn)70%肝切除后24～72 h，轉(zhuǎn)錄抑制因子鋅指和同源框-2(zinc fingers and homeoboxes 2，ZHX2)、鋅指和BTB結(jié)構(gòu)域蛋白-20(zinc finger and BTB domain-containing protein 20，ZBTB20)與AFP、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(glypican 3，GPC3)呈負相關(guān)，ZBTB20表達降低促進了AFP和GPC3的表達。Zhang等[14]確定ZBTB20抑制AFP基因在肝臟中的轉(zhuǎn)錄，它在小鼠肝再生中是表皮生長因子受體表達和肝細胞增殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。因此，ZBTB20是一種通過作用于AFP基因從而調(diào)節(jié)肝再生的新因子，可能成為肝再生臨床治療的潛在靶點。對這些再生途徑的進一步研究可能有助于識別具有完全再生可能性的生物標志物，這對肝損傷患者具有治療意義。

3 AFP在肝衰竭中的預(yù)測價值

3.1 AFP與急性肝衰竭(acute liver failure, ALF) ALF也被稱為暴發(fā)性肝衰竭(fulminant hepatic failure, FHF)[15]，是指在無慢性肝病的情況下發(fā)生肝性腦病和凝血障礙[國際標準化比值(INR)>1.5]的臨床綜合征，其病死率可高達80%。在造成ALF的眾多原因中，藥物性ALF是首要原因，占總病例的50%以上[16]，其次是病毒性ALF，占所有ALF的12%[17]。

3.1.1 AFP與病毒性肝炎相關(guān)ALF 早在20世紀70年代，不少研究人員發(fā)現(xiàn)血清AFP可能是判斷急性病毒性重型肝炎及FHF患者預(yù)后的有用指標，高AFP水平是廣泛肝壞死后肝細胞迅速再生的反映，與發(fā)病后的生存時間有關(guān)[18-20]。Seo等[21]發(fā)現(xiàn)高AFP水平(>10 ng/mL)是急性甲型肝炎患者早期恢復(fù)的唯一獨立預(yù)測因素(P=0.000 1)，它提示急性甲型肝炎患者已開始通過主動肝再生恢復(fù)或在2周內(nèi)早期恢復(fù)。

3.1.2 AFP與藥物誘導的ALF 在對藥物引發(fā)的FHF研究中，Carraro等[22]發(fā)現(xiàn)在44例急性非對乙酰氨基酚誘導的FHF患者中，生存組轉(zhuǎn)氨酶(ALT或AST)高峰后第3天的PT和AFP水平比死亡組高(P<0.01)，第3天PT為19%時的靈敏度為0.80，特異度為1.00，診斷效率為0.90；第3天AFP為11 ng/mL時，靈敏度為1.00，特異度為1.00，診斷效率為1.00。因此，轉(zhuǎn)氨酶高峰后第3天的PT和AFP水平具有顯著的預(yù)后價值。其他研究人員(Singh等[23]及Church等[24])也發(fā)現(xiàn)AFP的升高與非對乙酰氨基酚誘導的肝損傷患者的良好預(yù)后密切相關(guān)，AFP升高而Gc球蛋白降低與無移植生存率相關(guān)[23-24]。Schmidt等[25]在對239例因過量服用對乙酰氨基酚而發(fā)生FHF的患者進行研究時，發(fā)現(xiàn)從ALT高峰期開始，存活者的AFP水平及其升高幅度均明顯高于死亡者。以ALT峰值后第1天血清AFP水平為3.9 μg/L作為臨界值，其判斷死亡的靈敏度為100%，特異度為74%，陽性預(yù)測值為45%，陰性預(yù)測值為100%。由此可見，AFP的升高也能很好地預(yù)測對乙酰氨基酚誘導的肝損傷患者的良好預(yù)后。因此，對于對乙酰氨基酚和非對乙酰氨基酚誘導的FHF患者來說，血清AFP可較好地預(yù)測他們的生存情況。Sakurai等[26]對FHF患者進行研究時發(fā)現(xiàn)與其他肝病患者相比，F(xiàn)HF患者甲胎蛋白異質(zhì)體(AFP-L3)水平明顯更高。對死亡患者尸檢時常發(fā)現(xiàn)存在肝萎縮，與重度肝萎縮患者相比，輕度肝萎縮患者發(fā)病時血清AFP-L3水平明顯更高(P<0.05)，且剩余肝儲備量與血清AFP-L3水平顯著相關(guān)(r=0.63)?？梢?，AFP-L3可能是評估FHF患者肝萎縮和/或肝再生的血清標志物。此外，有些研究者[27-30]發(fā)現(xiàn)血清AFP可能是急性肝損傷或ALF患者中HPC的一個血清標志物，AFP水平升高可作為HPC參與再生的證據(jù)。

雖然很多研究發(fā)現(xiàn)血清AFP是ALF患者的良好預(yù)后因子，但仍有不少研究人員發(fā)現(xiàn)AFP存在一些局限性。有研究[31]發(fā)現(xiàn)人肝細胞生長因子參與肝細胞再生過程，其升高的時間過程與某些重型肝炎患者的AFP相似。因此，僅測定血清AFP水平不足以準確地評估ALF患者的預(yù)后，還需聯(lián)合其他預(yù)后標志物來進行預(yù)測。Yang等[32]發(fā)現(xiàn)血清AFP水平的持續(xù)降低聯(lián)合King’s標準，可將預(yù)測死亡的靈敏度提高到100%。他們還發(fā)現(xiàn)，ALF病程中血清AFP的最高水平與預(yù)后無關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)與Bloomer等[20]的研究一致。Schi?dt等[27]發(fā)現(xiàn)在ALF病程中，前3個住院日內(nèi)AFP水平的動態(tài)升高而不是高水平的AFP預(yù)示著ALF患者的良好預(yù)后。因此，AFP的動態(tài)變化對于ALF患者來說更具有預(yù)后價值[20,27,32-33]。但因ALF進展較快，病死率高，對于病情嚴重及急需肝移植的ALF患者而言，AFP的動態(tài)變化則顯示出了其局限性[27]。未來的研究應(yīng)該將AFP與其他預(yù)后標志物進行比較或聯(lián)合，以便建立更完善的預(yù)后模型。

3.2 AFP與HBV-ACLF HBV-ACLF是最致命的疾病之一。目前我國學者對于ACLF預(yù)后評估的研究主要以建立一些新模型和對MELD模型的改良為主。大多數(shù)是利用AFP與炎性細胞、凝血指標、HBsAg、前白蛋白(PA)、電解質(zhì)、酶類、空腹血糖、血清球蛋白以及基質(zhì)金屬蛋白酶-2等的聯(lián)合來預(yù)測ACLF患者的預(yù)后。

趙潔等[34]發(fā)現(xiàn)中性粒細胞百分比、HBsAg水平和AFP是影響HBV-ACLF患者短期預(yù)后的獨立危險因素，建立了NHA-ACLF模型。當該模型評分為0.459分時，靈敏度為73.7%，特異度為79.1%。與MELD評分相比，NHA-ACLF模型在預(yù)測HBV-ACLF患者近期預(yù)后方面價值更大。鄭敏等[35]發(fā)現(xiàn)HBV-ACLF生存組患者入院時PA和AFP水平均高于死亡組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。當PA≥241.910 ng/mL且AFP≥80.025 μg/L時，預(yù)測HBV-ACLF預(yù)后的ROC曲線下面積為0.987(靈敏度為90.82%，特異度為100%)。因此，血清PA聯(lián)合AFP水平在預(yù)測HBV-ACLF患者預(yù)后方面的靈敏度及特異度均較高且更可靠。Xie等[36]發(fā)現(xiàn)低AFP是接受血漿置換-人工肝支持系統(tǒng)治療的HBV-ACLF患者高病死率的獨立危險因素，建立了一個包含AFP的人工肝支持系統(tǒng)-預(yù)后模型(APM)，該模型在短期預(yù)后方面顯示出比MELD、MELD-Na和CLIF-C ACLF評分更好的預(yù)測性能。趙萍等[37]發(fā)現(xiàn)在92例ACLF患者中，生存組血清AFP和血漿PTA水平均顯著大于死亡患者(P值均<0.05)，血清AFP≥80.0 μg/L聯(lián)合PTA≥32.1%的ROC曲線下面積為0.989，敏感度為93.9%，特異度為100%。因此，AFP聯(lián)合PTA能更準確地預(yù)測ACLF患者的預(yù)后，且特異性更高。Huang等[38]在評價分層AFP對HBV-ACLF患者的預(yù)后價值研究中發(fā)現(xiàn)，AFP的第二高四分位數(shù)(Q2)(76.0～252.2)ng/mL總是顯示出非常有利的短期存活率，最低的AFP四分位數(shù)(Q4)(0.7～18.5)ng/mL結(jié)合血清鈉<131 mmol/L或INR≥3.3的患者預(yù)后較差(90 d存活率分別為25.0%和11.9%)。因此，對AFP的分層可提高對HBV-ACLF患者短期生存的預(yù)測能力，AFP分層與低血鈉和高INR相聯(lián)合可以更好地預(yù)測HBV-ACLF患者的不良預(yù)后。

本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)92例HBV-ACLF患者的180 d內(nèi)總存活率為43.48%，年齡(HR=1.041)、TBil(HR=1.004)、log10AFP(HR=2.155)和INR(HR=1.446)是這些患者生存的危險因素，且log10AFP≥2.04的HBV-ACLF患者預(yù)后較好(特異度為76.9%，靈敏度為62.5%)。因此，AFP可作為預(yù)測HBV-ACLF預(yù)后的有用指標[39]。后來發(fā)現(xiàn)除年齡、TBil、AFP和INR以外，肌酐也是影響HBV-ACLF患者預(yù)后的獨立因素。因此，本課題組利用這些指標建立了一種針對HBV-ACLF患者的短期預(yù)后評分系統(tǒng)即TACIA評分。在訓練和驗證隊列中，新模型的ROC曲線下面積分別為0.861和0.763，該評分較低(<4.34)的患者生存時間較長(P<0.001)，能有效地預(yù)測HBV-ACLF患者的短期生存[40]。同時，本課題組在探討AFP水平在人工肝治療HBV-ACLF存活患者的價值時發(fā)現(xiàn)，人工肝術(shù)前AFP在術(shù)后30、90、180 d生存組均顯著高于死亡組；ROC曲線分析提示血清AFP能夠較好預(yù)測患者的預(yù)后，人工肝術(shù)后30 d(P=0.01)、90 d(P=0.04)、180 d(P=0.03)高AFP組(≥110 ng/mL)患者生存時間顯著高于低AFP組(<110 ng/mL)。由此可見，人工肝血漿置換術(shù)前高AFP與術(shù)后的良好預(yù)后密切相關(guān)，血清AFP對HBV-ACLF患者人工肝血漿置換術(shù)時機的選擇具有重要價值。

4 結(jié)語與展望

目前AFP作為癌性指標已得到深入研究，但其在肝衰竭患者肝再生中的研究很有限。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)AFP在ALF和ACLF中促進肝再生的作用明顯，但其在亞急性肝衰竭及慢性肝衰竭中的促肝再生研究甚少，未來可著手進行AFP在這些肝衰竭中的研究。AFP在肝衰竭后肝再生中的具體分子機制會為各種肝衰竭患者帶來福音。筆者研究團隊將繼續(xù)探尋AFP在肝衰竭、肝再生以及人工肝療法中的作用以及肝再生的發(fā)生機制，相信隨著研究的不斷深入，AFP在各種肝病中的價值會越來越明朗。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：吳紅參與擬定寫作思路，收集分析文獻，論文撰寫及修改；李浩參與了指導撰寫文章及論文修改；湯善宏負責擬定寫作思路，指導撰寫文章與最后定稿。