肝硬化門靜脈高壓癥發(fā)病機制的研究進展

戚曉亮，鄭磊，阿卜杜喀迪爾·圖爾蓀，羅蒙

（1.上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院 普外科，上海 200011，2.新疆維吾爾自治區(qū)喀什地區(qū)第二人民醫(yī)院 普外科，新疆 維吾爾 844000）

門靜脈高壓癥（portal hypertension，PHT）是由于肝竇微循環(huán)受損導致肝內(nèi)血管阻力增加的結果，最常見的原因是慢性肝?。╟hronic liver diseases，CLD）[1]。長期的CLD，肝纖維化的產(chǎn)生，肝竇細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）累積以及細胞表型的變化引起肝臟微結構的改變，并伴隨著肝竇內(nèi)皮細胞（liver sinusoidal endothelial cells，LSEC）、肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSC）、炎癥因子和巨噬細胞等功能失調(diào)[2]。這些變化會導致肝內(nèi)阻力增加，從而增加門靜脈壓力，是導致PHT的始動因素。其次，PHT引起內(nèi)臟和全身動脈血管舒張，導致高動力循環(huán)綜合征的發(fā)展[3]，是PHT重要的維持因素[4]。近年來，LSEC和HSC失調(diào)的基本機制已被廣泛研究，并提出了潛在的治療靶點[5]。然而，由于PHT發(fā)病機制的復雜性以及臨床前研究尚未能成功轉(zhuǎn)化到臨床，需要進行進一步的機制研究。筆者通過復習國內(nèi)外最新文獻，對當前肝硬化后PHT病理生理機制的研究進展做一綜述。

1 肝硬化PHT的細胞病變機制

1.1 LSEC的功能紊亂

肝臟的穩(wěn)態(tài)需要正常的LSEC功能的調(diào)節(jié)。PHT時，LSEC的功能障礙和失調(diào)是肝內(nèi)血管阻力變化的關鍵因素。LSEC細胞表面具有約0.1 μm的窗孔，有助于將大分子從肝血竇運送到肝臟的Disse間隙，然后運送至HSC和肝細胞。此外，缺乏基底膜是LSEC與其他器官中的內(nèi)皮細胞不同的特征，這允許大分子在肝竇和Disse間隙之間移動。在CLD中，LSEC窗孔的消失和基底膜的出現(xiàn)的過程，被稱為“毛細血管化”[6]。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）通過內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）衍生的一氧化氮（nitric oxide，NO）是維持窗孔的關鍵信號。研究表明，在轉(zhuǎn)基因小鼠中敲除VEGF，導致LSEC窗口消失，HSC激活，產(chǎn)生PHT。外源性VEGF可改善小鼠的PHT。此外，Disse間隙中的膠原蛋白成分可能在維持LSEC窗孔中發(fā)揮重要作用。最近對小鼠的一項研究表明，δ樣經(jīng)典Notch配體4（delta like canonical Notch ligand 4，DLL4）是主要在內(nèi)皮細胞中表達的Notch信號通路的配體，可通過形成基底膜促進LSEC毛細血管化[7]。另外，該研究表明，在人LSEC細胞系中減少DLL4，會降低ECM表達，證實DLL4在LSEC毛細血管化中的作用。

肝內(nèi)eNOS衍生的NO產(chǎn)生減少和血管對NO的敏感性度顯著降低，是導致LSEC功能紊亂的關鍵因素。最近的一項研究，在膽汁淤積性PHT中，LSEC中β-arrestin2 水平的降低導致小鼠eNOS活性減弱，加劇PHT的發(fā)展[8]。過表達β-arrestin2后可顯著增加NO的產(chǎn)生，表明β-arrestin2在eNOS激活和NO產(chǎn)生中的作用[9]。研究表明，熱休克蛋白90（heat shock protein 90，Hsp90）可通過激活eNOS，導致NO產(chǎn)生[10]。有學者在酒精性肝病模型中發(fā)現(xiàn)，LSEC可以代謝乙醇，并且乙醇可以通過增加Hsp90乙酰化，通過乙醇脫氫酶1和細胞色素P450 2E1（cytochrome P450 2E1，CYP2E1）的作用，產(chǎn)生乙酰輔酶A，并且降低eNOS活性，減少NO的產(chǎn)生。組蛋白脫乙酰酶6（histone deacetylase 6，HDAC6）在小鼠LSEC中的過度表達，增加Hsp90 與eNOS的關聯(lián)并增加NO的產(chǎn)生，從而改善酒精性肝損傷[11]。近來研究表明[12]，自噬和衰老對于維持LSEC穩(wěn)態(tài)至關重要。內(nèi)皮細胞特異性Atg7敲除的小鼠自噬減少，增加肝纖維化和肝內(nèi)氧化應激，如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶的表達降低。此外，對內(nèi)皮細胞特異性Atg7 敲除的小鼠給予四氯化碳（carbon tetrachloride，CCl4）后誘導急性肝損傷，磷酸化的eNOS減少，這些結果均表明LSEC的自噬對肝損傷具有保護作用。不僅如此，在非酒精性脂肪性肝炎中，LSEC的自噬對肝纖維化進展和炎癥也具有保護作用，增加LSEC中的自噬可緩解肝損傷[13]。研究表明，他汀類藥物可通過增加LSEC的自噬和誘導Kruppel樣因子2的活性，有助于維持LSEC的穩(wěn)態(tài)以及緩解缺血再灌注誘導的肝損傷。隨著年齡的增長，LSEC形態(tài)發(fā)生變化，包括LSEC厚度增加和開窗減少，稱為假毛細血管化。研究比較16月齡的老年大鼠與1月齡的年輕大鼠，發(fā)現(xiàn)衰老增加大鼠PHT的發(fā)生率[14]。因此，與年齡相關的假毛細血管化可能成為新的PHT治療靶點。

1.2 激活的HSC

國內(nèi)外大量研究已經(jīng)證實，激活的HSC在肝纖維化發(fā)展中的核心作用[15]。然而，在PHT的研究中較少，肝纖維化與肝硬化程度、血管生成和肝內(nèi)血管收縮均有關。活化的HSC與肝內(nèi)其他細胞一起共同對ECM進行永久重塑。肝硬化由膠原交聯(lián)形成的不可逆纖維化，其會進一步促進活化的HSC，而活化的HSC轉(zhuǎn)為成纖維細胞，進一步導致纖維化加重，從而增加肝硬化程度，這是PHT的主要特征之一。HSC是參與肝內(nèi)血管形成的重要細胞。HSC在損傷后通過釋放VEGF來驅(qū)動LSEC新生血管。血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）不僅可以募集HSC，還可以增強產(chǎn)生纖維化。肝新生血管可能是一種肝臟的修復機制，但其并不能減輕PHT，原因是這些新形成的血管與肝竇本身血管系統(tǒng)不同，不僅不會增加肝硬化的血液灌注，而且它們會進一步損害肝細胞的穩(wěn)態(tài)并加重肝損傷，進一步加劇纖維化和炎癥。研究證明抗血管生成藥物對PHT有益，這可能一方面歸因于減輕的肝纖維化[16]，另一方面是由于肝外抗血管生成作用。由于肝內(nèi)血管阻力和纖維化相輔相成，因此很難將肝內(nèi)血管生成對PHT的作用與其對纖維化的作用區(qū)分開來。隨著HSC的激活，具有收縮能力的肌成纖維細胞的發(fā)展，纖維生成和血管生成增加Vasohibin-1和胎盤生長因子（placental growth factor，PLGF）可能是未來研究的靶點。

不僅如此，激活的HSC收縮壓迫肝血竇，從而進一步增加阻力，加重PHT。肌成纖維細胞的收縮通常可以通過兩種方式發(fā)生。一種是由肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light-chain kinase，MLCK）誘導的短期和鈣依賴性收縮，其通常由G蛋白偶聯(lián)受體介導，可被內(nèi)皮素和兒茶酚胺激活，主要受到肌球蛋白輕鏈磷酸酶（myosin light-chain phosphatase，MLCP）調(diào)節(jié)。MLCP的活性會受到Rho激酶的抑制，導致收縮張力增加。Rho激酶對HSC功能至關重要，不僅在收縮反應中，而且在纖維化調(diào)節(jié)中[17]。許多受體可以調(diào)節(jié)Rho激酶活性，例如血管緊張素II-I型受體（angiotensin II type I receptor，AT1R），β-腎上腺素能受體（β-adrenergic receptor，β-AR）57、尿緊張素受體58、鞘氨醇-1-磷酸受體2（sphingosine-1-phosphate receptor 2，S1P-R2）、神經(jīng)肽Y受體（neuropeptide Y receptor，NPYR）和Mas受體等[18]。另一種由cGMP誘導的cGMP依賴性激酶（cGMPdependent protein kinase，PKG）增強MLCP活性。PKG激活的主要是通過LSEC提供的NO，磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE）尤其是PDE5，可以降解cGMP。cGMP水平的變化會影響PKG活性和HSC收縮力，從而調(diào)節(jié)肝內(nèi)血管阻力，影響PHT[19-21]。

2 肝硬化PHT的血管病變機制

2.1 肝內(nèi)血管血栓

血栓形成是介導PHT的關鍵病理因素。因為受損肝細胞產(chǎn)生的凝血因子和血小板計數(shù)減少，肝硬化一直以來被認為是抗凝狀態(tài)。然而，越來越多的證據(jù)表明，肝硬化時血液處于一種重新平衡甚至促凝的狀態(tài)[22]。在CCl4誘導的肝損傷小鼠中，發(fā)現(xiàn)血液凝固參與肝臟的纖維化反應。對大鼠的研究也顯示血液凝固在纖維化過程中的關鍵作用，其中使用凝血酶拮抗劑SR182289 可顯著減輕CCl4誘導的肝纖維化[23]。在膽總管結扎（bile duct ligation，BDL）的大鼠中，給予抗凝藥物如那屈肝素和依諾肝素可以發(fā)現(xiàn)肝纖維化減少，在硫代乙酰胺的肝損傷模型中，應用阿司匹林也顯示出減少纖維化的作用[24]。在CCl4或硫代乙酰胺誘導的PHT模型中，依諾肝素治療組大鼠與對照組大鼠相比，門脈壓力顯著降低，HSC活化減少，纖維化減少，纖維蛋白沉積減少，其可能機制是通過減少血栓形成[25]。利伐沙班是一種抗凝藥物，可抑制因子X的活性，從而抑制凝血酶的產(chǎn)生，也已顯示可降低PHT大鼠的門靜脈壓力，可能的機制是通過減少HSC活化、LSEC功能障礙和微血管血栓形成，而不是通過直接作用于纖維化減少[26]。總的來說，抗凝治療似乎有利于治療肝纖維化和門脈高壓。

2.2 肝外血管舒張

肝外來自內(nèi)臟循環(huán)的血流量增加會提升門脈壓力，導致PHT的維持和惡化[27]。PHT時，由于內(nèi)臟血管中循環(huán)和局部的NO水平增加，門脈循環(huán)之前的內(nèi)臟動脈血管張力降低。在這些血管中NO合成和生物利用度增加的同時，血管收縮通路也受損，血管對縮血管物質(zhì)的低反應性也是導致動脈舒張的原因之一。近年來，大量的研究集中在如何通過改善肝外血管的低反應性，從而減少入肝血流量。考慮到肝外和肝內(nèi)NO的相反調(diào)節(jié)，血管擴張劑的細胞特異性極為重要。肝外血管在發(fā)生功能性舒張的同時是否存在結構的改變和血管重，相關研究正在進一步進行中[28-29]。

2.3 病理性血管生成

PHT晚期門體側(cè)支循環(huán)的建立，靜脈曲張的形成，有害物質(zhì)不經(jīng)過肝臟而從門脈循環(huán)直接輸送到腦，從而引起肝性腦病。越來越多的證據(jù)已經(jīng)達成共識，即大多數(shù)門體側(cè)支血管并非預存的血管側(cè)支開放，而是通過血管新生形成[30]。學界認為，這些門體側(cè)支血管是“病理性”的，因其進一步增加門脈流量，并增加靜脈曲張破裂出血的可能性和發(fā)生率[22]。因此，許多研究將肝硬化PHT模型中的病理性血管生成作為研究靶點，例如靶向VEGF的雷帕霉素，抗PDGF的伊馬替尼、PlGF、大麻醇、索拉非尼和過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα）[31]。然而由于側(cè)支血管的減少并不能顯著改變門靜脈血流量，所以門靜脈壓力難以降低到正常水平。Albillos等[32]最近的研究表明，小腸內(nèi)壁的潘氏細胞參與調(diào)節(jié)腸系膜血管生成和PHT。在部分門靜脈結扎引起的PHT模型中發(fā)現(xiàn)，潘氏細胞條件敲除的小鼠門體側(cè)支血管、門靜脈壓力和CD31陽性血管顯著減少。因此，因腸道微生物菌群的驅(qū)動，潘氏細胞不僅分泌抗菌肽，還分泌促血管生成信號分子，促進腸道和腸系膜血管生成并調(diào)節(jié)PHT。所以，針對病理性血管生成可能是將來改善PHT的新靶點。

3 肝硬化PHT與周圍臟器

3.1 肝硬化PHT的腸道屏障功能

近年來，由于微生物菌群的研究方法和技術進步，越來越多的研究聚焦于腸-肝軸[33]。肝硬化中PHT時，腸道屏障功能受損。首先，肝硬化PHT的病因可直接或通過炎癥增加破壞腸道上皮[34]。內(nèi)臟血管舒張和內(nèi)臟新生血管生成導致靜脈充血，可能會損害腸道血管屏障并增加腸道通透性。肝硬化PHT的并發(fā)癥，例如腎和免疫細胞功能障礙，也可能促進細菌易位。其次，由于腸道屏障的破壞，細菌易位進入循環(huán)系統(tǒng)，不斷激活免疫系統(tǒng)，這可能導致慢性全身炎癥反應。在門靜脈循環(huán)中，內(nèi)臟血栓形成；在肝臟中，促進炎癥和纖維化；在其他器官中，導致多器官功能障礙[35-36]；在淋巴循環(huán)中，導致自發(fā)性細菌性腹膜炎和其他自發(fā)性感染。除了上述病理生理機制外，腸道屏障受損還與腸道微生物群本身的變化有關。

3.2 肝硬化PHT與微生物群

微生物群的變化會影響肝硬化，反之肝硬化會也導致微生物群的進一步變化[34，37-38]。然而很難將微生物群的特定變化明確歸因于PHT。研究表明，微生物群和膽汁酸可以通過影響肝細胞上的法尼酯X受體（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR），從而加劇PHT[36，39]。腸道微生物群通過增加膽汁的分泌，導致FXR受激活減少，這可能會增加HSC的收縮力，從而增加PHT。在最近的研究中，對肝硬化PHT患者的血液、肝臟、膽汁和腹水進行分析后比較發(fā)現(xiàn)，在腹水患者中，門靜脈循環(huán)中的微生物組成與肝靜脈和體循環(huán)相比有所不同，然而在非腹水病例中，炎癥標志物則不相同。在血液循環(huán)中，特定的微生物成員可能會加劇肝臟炎癥，這些患者在經(jīng)過經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體分流術（transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）降低門靜脈壓力后，更易發(fā)生器官衰竭并且預后更差[40]。將PHT與腸道微生物群和微生物組聯(lián)系起來的現(xiàn)有證據(jù)仍然很少，仍然需要大量研究以證實。

4 小結

PHT是CLD病程惡化和失代償?shù)臉酥?，由于上述病理生理學機制導致?lián)p傷的持續(xù)存在，使肝硬化PHT患者進展和預后惡化。由此，一個多世紀以來，肝硬化被認為是不可逆轉(zhuǎn)的。然而，規(guī)范治療自身免疫性肝炎、病毒性肝炎，以及減重和戒酒對肝硬化PHT有緩解作用。PHT領域治療方式的多樣性與復雜性的主要原因是PHT病理生理過程的復雜性、肝內(nèi)外系統(tǒng)的反作用以及多臟器的受累。因此，在微創(chuàng)、個性化醫(yī)療和人工智能時代，PHT發(fā)病機制的相關研究仍需要我們不懈的努力。