肝纖維化的病理學(xué)發(fā)生機(jī)制及診療研究進(jìn)展

翁飛鴻，周一平，伊思敏綜述，李衛(wèi)東審校

（天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系，天津 300070）

肝纖維化是一種針對(duì)慢性損傷產(chǎn)生的修復(fù)失衡表現(xiàn)。肝纖維化加重會(huì)發(fā)展為肝硬化，同時(shí)出現(xiàn)門脈高壓等嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。2017 年全球慢性肝臟疾病患者數(shù)量達(dá)到15 億，主要致病因素為非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）、乙型肝炎病毒（HBV）感染、丙型肝炎病毒（HCV）感染和酒精性肝?。ˋLD），占比分別為60%、29%、9%和2%。2023 全球疾病負(fù)擔(dān)調(diào)查顯示，肝硬化占比達(dá)到1.82%，每年導(dǎo)致死亡人數(shù)達(dá)到120 萬人[2]。近年來，乙型肝炎發(fā)病率大大降低，因此肥胖、過量飲酒等引發(fā)的肝臟損害逐漸成為肝纖維化的主要病因[3]。由于晚期肝硬化并沒有太好的治療手段，因此，早期控制肝炎、肝纖維化的發(fā)展成為臨床治療的重點(diǎn)。目前普遍認(rèn)為肝纖維化開始于細(xì)胞損傷引起的炎癥免疫細(xì)胞招募，進(jìn)而激活肝星狀細(xì)胞（HSCs），最終引起細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）過度沉積和功能損傷[4]。本文將以肝纖維化發(fā)生過程中的具體病理表現(xiàn)和發(fā)生機(jī)制為重點(diǎn)（圖1），并介紹診療方法的研究進(jìn)展。

圖1 肝纖維化的病理學(xué)機(jī)制

1 致病因素

肝纖維化的發(fā)生往往與病毒感染（如HBV、HCV）、NAFLD、非酒精性肝炎（NASH）、過量酒精攝入、代謝異常、膽汁淤積等因素相關(guān)[2]。除炎癥外，各類致病因素在肝纖維化發(fā)生過程中存在自己特殊的纖維化激活方式。HBV 通過免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞，從而加快肝纖維化的進(jìn)展。其作用機(jī)制可能與HBVe 抗原抑制Toll 樣受體2-核因子κB 介導(dǎo)的細(xì)胞因子分泌有關(guān)。HBV 感染能夠激活巨噬細(xì)胞并促進(jìn)HSCs 活化，從而加劇纖維化的發(fā)生和發(fā)展[5]。HCV 感染肝細(xì)胞后會(huì)引起轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）的過度激活。該過程與活性氧簇（ROS）引起的細(xì)胞氧化級(jí)聯(lián)損傷密切相關(guān)[6]。NAFLD 和NASH 往往會(huì)出現(xiàn)低密度脂蛋白聚集引起的脂肪樣變表現(xiàn)。當(dāng)?shù)兔芏戎鞍拙奂鸬闹拘猿^代謝能力時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致肝臟再生和凋亡異常，并進(jìn)一步促進(jìn)和加劇纖維化的發(fā)展過程[7]。由于肝臟是體內(nèi)代謝中心，機(jī)體代謝異常也常表現(xiàn)為肝臟代謝失調(diào)并進(jìn)一步加重肝纖維化進(jìn)程。除上述NAFLD 和NASH 外，ALD 和代謝綜合征均與代謝異常相關(guān)。而上述疾病的共同點(diǎn)除肝臟甘油三酯和極低密度脂蛋白的增高外，遺傳風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)——脂肪素樣磷脂酶結(jié)構(gòu)域3 和跨膜6 超家族成員2 基因突變引起的遺傳易感性以及miRNA 的異常在纖維化發(fā)生、發(fā)展的“多次打擊學(xué)說”中占據(jù)重要地位[8]。膽汁淤積性肝病的主要病理變化為反應(yīng)性膽管增生和肝細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，通常稱之為導(dǎo)管反應(yīng)（ductular reaction，DR）。肥大細(xì)胞的浸潤損傷和TGF-β 激活在DR 中發(fā)揮著核心作用[9]。

2 發(fā)病機(jī)制

在肝臟受到各類致病因素的作用后，機(jī)體率先出現(xiàn)免疫細(xì)胞的聚集和炎癥的激活[7]。隨著病情進(jìn)展，開始出現(xiàn)纖維化的核心病理改變——上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）為主的細(xì)胞轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致ECM 的過度沉積[10]。在細(xì)胞損傷的全過程中，細(xì)胞脂噬、凋亡對(duì)疾病發(fā)生、發(fā)展同樣發(fā)揮了極為重要的作用[11-12]。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，筆者將發(fā)病機(jī)制總結(jié)為免疫炎癥激活、細(xì)胞轉(zhuǎn)化、脂噬與調(diào)節(jié)性死亡。三者在發(fā)病過程中各自發(fā)揮作用且不存在先后順序，相互作用共同導(dǎo)致纖維化的發(fā)生、發(fā)展。

2.1 炎癥和免疫激活 在發(fā)病早期，炎癥推動(dòng)疾病的發(fā)展并發(fā)揮修復(fù)作用。隨著機(jī)體炎癥與抗炎癥的平衡失調(diào)，逐步引發(fā)了肝臟纖維化[13]。在NAFLD 發(fā)展到NASH 的過程中，其最主要的病理學(xué)改變是小葉炎癥和肝細(xì)胞氣球樣變。不論是脂肪變性引起的脂毒性或是ROS 導(dǎo)致的氧化應(yīng)激，其最終都會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死和凋亡并引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)[7]。在病毒性肝炎發(fā)病過程中，干擾素基因刺激因子會(huì)促進(jìn)非實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生干擾素（IFN）并啟動(dòng)促炎因子。其目的是抑制病毒的復(fù)制和組裝，同時(shí)可導(dǎo)致結(jié)締組織增生和肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能紊亂等病理學(xué)表現(xiàn)[14]。

免疫炎性因子通過結(jié)合細(xì)胞表面受體來激活或抑制信號(hào)通路傳遞，進(jìn)而調(diào)控肝纖維化各病理階段的發(fā)生和發(fā)展。多種免疫炎癥因子參與纖維化調(diào)控，白細(xì)胞介素（IL）是免疫調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中IL-6、8、18 等發(fā)揮促纖維化作用，IL-22、24 等發(fā)揮抗纖維化作用[15]。與此同時(shí)，腫瘤壞死因子-α（TNFα）調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）-9 的表達(dá)，從而促進(jìn)ECM 重塑[16]。肝纖維化相關(guān)信號(hào)通路極為復(fù)雜并相互影響，研究最為明確的是TGF-β/Smad 信號(hào)通路。TGF-β 與TGF-β2 受體結(jié)合后，與TGF-β1 形成異源二聚體后發(fā)生磷酸化，然后使得Smad2 和Smad3 絲氨酸殘基磷酸化并與co-Smad4 一同進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，調(diào)節(jié)促纖維化基因轉(zhuǎn)錄。在慢性肝炎中TGF-β 過量表達(dá)。相反，Smad6、7 等負(fù)向調(diào)節(jié)因子能夠抑制TGF-β 的促纖維化作用[17]。除TGF-β 通路外，血小板生長因子可介導(dǎo)磷脂酰肌醇3-激酶-絲氨酸/蘇氨酸激酶信號(hào)，調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[18]；Janus 激酶可激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子，啟動(dòng)纖維化[19]，以上多種信號(hào)調(diào)控的綜合效應(yīng)激活HSCs 的增殖，最終共同促進(jìn)纖維化的發(fā)展。

2.2 細(xì)胞轉(zhuǎn)化 EMT 的基本變化為上皮細(xì)胞失去細(xì)胞極性和黏附性，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為遷移和增殖能力都顯著增加的間充質(zhì)細(xì)胞[10]。肝纖維化的主要病理變化為ECM 的過度沉積，而ECM 的代謝失調(diào)根本來源是肌成纖維細(xì)胞的過度增殖并過度合成各類膠原蛋白物質(zhì)[1]。肝肌成纖維細(xì)胞主要來源于活化的HSCs、經(jīng)過EMT 的肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞以及骨髓來源的肌成纖維細(xì)胞[10]。因此，現(xiàn)有研究認(rèn)為EMT 在肝纖維化病理學(xué)過程發(fā)揮重要作用。同時(shí)有研究表明，除肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞存在EMT 現(xiàn)象外，HSCs 的活化過程也與EMT 激活存在一定關(guān)聯(lián)性。當(dāng)HSCs從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入活化狀態(tài)后積極參與ECM 合成，主要成分包括Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白，纖連蛋白和蛋白多糖等[20]。同時(shí)，HSCs 增加Ⅰ型膠原蛋白合成和ECM沉積，進(jìn)一步促進(jìn)EMT 的發(fā)展[7]。盡管EMT 并非不可逆的病理變化，但若慢性炎癥的刺激作用與HSCs活化得不到改善，ECM 的過度積累最終會(huì)引起肝硬化甚至肝癌的發(fā)生[20]。除經(jīng)典的促纖維化通路，如TGF-β/Smad[21]對(duì)肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)變發(fā)揮重要促進(jìn)作用外，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶通過絲裂原活化蛋白激酶維持肝肌成纖維細(xì)胞的增殖和存活，對(duì)EMT的發(fā)生、發(fā)展也發(fā)揮重要作用[22]。

通常認(rèn)為在慢性損傷過程中，分別出現(xiàn)肝祖細(xì)胞（HPCs）、肝細(xì)胞的膽管分化與膽管上皮細(xì)胞增殖，二者共同參與肝臟再生修復(fù)過程[9]。已知CK7 和CK19 是膽管細(xì)胞標(biāo)志物，在DR 過程中HPCs 和肝細(xì)胞會(huì)向表達(dá)CK7 的混合細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化。因此根據(jù)CK 陽性細(xì)胞比例可以對(duì)DR 的發(fā)展情況和NASH病情程度進(jìn)行分級(jí)[23]。盡管目前普遍認(rèn)同EMT 在肝纖維化發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用，但DR 對(duì)肝纖維化的促進(jìn)作用也不可小覷。局部炎癥浸潤微環(huán)境通過釋放炎性介質(zhì)和促纖維化因子激活HSCs 并誘導(dǎo)PHCs 分化，進(jìn)而通過DR 引發(fā)進(jìn)行性纖維化的發(fā)生[24]。在DR 促進(jìn)肝纖維化發(fā)生的過程中，Notch 信號(hào)通路發(fā)揮關(guān)鍵作用。其能促進(jìn)HPCs 分化為膽道譜系細(xì)胞，同時(shí)激活竇內(nèi)皮細(xì)胞和HSCs。同時(shí)，Notch 通路通過叉頭框蛋白O1 介導(dǎo)的胰島素抵抗和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白介導(dǎo)的固醇調(diào)節(jié)原件結(jié)合蛋白1c抑制脂代謝，從而導(dǎo)致NAFLD 的快速進(jìn)展[25]。與EMT 不同的是，Hippo/YAP 和肝細(xì)胞生長因子/細(xì)胞間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化因子（HGF/c-Met）信號(hào)通路在DR 中高度激活。Hippo 能夠?qū)е耏AP 磷酸化，然后調(diào)控NAFLD 發(fā)生過程中的代謝通路，同時(shí)YAP 驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)錄過程對(duì)于肝細(xì)胞重編程為HPCs 至關(guān)重要[26]。肝細(xì)胞生長因子通過特異性結(jié)合c-Met 后，促進(jìn)細(xì)胞再生功能進(jìn)而抑制DR 的發(fā)生[27]。此外，經(jīng)典的纖維化通路TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin 均會(huì)參與DR且相互影響，最終促進(jìn)纖維化的發(fā)生[9]。

2.3 脂噬與細(xì)胞調(diào)節(jié)性死亡 脂肪肝形成的“二次打擊”學(xué)說認(rèn)為，體內(nèi)脂代謝失衡引起肝細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸（FFA）堆積為“第一次打擊”。若繼續(xù)出現(xiàn)炎癥或胰島素抵抗，“第二次打擊”會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞出現(xiàn)脂質(zhì)堆積、氣球樣變等病理征象，同時(shí)引發(fā)小葉炎癥和纖維化[8]。自噬是貫穿于肝臟代謝廢物清除過程中不可或缺的過程，由溶酶體介導(dǎo)的脂代謝過程又可稱作脂噬。其在脂肪性肝病中具有特殊作用[11]。HSCs 是肝內(nèi)維生素A（VitA）的主要儲(chǔ)存庫，靜息狀態(tài)下VitA 能夠結(jié)合FFA 并保持穩(wěn)定狀態(tài)。這種穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)在炎癥因子的刺激作用下發(fā)生改變。脂噬作用介導(dǎo)的大量FFA β 氧化，為纖維化發(fā)生過程中的HSCs 提供了活化所必需的能量[28]。從NAFLD 到NASH，ROS 的形成、危險(xiǎn)/損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）等脂質(zhì)負(fù)荷過高產(chǎn)生的細(xì)胞代謝失調(diào)產(chǎn)物不斷激活脂噬過程。最終，脂噬引發(fā)的HSCs 過度激活，促進(jìn)了ECM 的過度沉積并加速肝纖維化進(jìn)程[11]。

除脂代謝外，溶酶體介導(dǎo)的肝細(xì)胞調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡（RCD）在肝纖維化中也發(fā)揮重要作用。RCD 通常包括細(xì)胞凋亡、壞死性凋亡、自噬性死亡、焦亡和鐵死亡等不同形式。肝細(xì)胞凋亡主要是內(nèi)外觸發(fā)因素激活Caspase-3、7，進(jìn)而引發(fā)蛋白質(zhì)水解、核碎裂和細(xì)胞凋亡[29]。RCD 所引起的炎癥遠(yuǎn)小于壞死，可能和Caspase-8 介導(dǎo)的NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3 炎癥小體的抑制功能和乳鐵蛋白等炎癥抑制蛋白的釋放有關(guān)[30]。面對(duì)代謝失調(diào)、炎癥等因素誘發(fā)的線粒體功能障礙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），肝細(xì)胞會(huì)自發(fā)出現(xiàn)針對(duì)自噬作用、焦亡和鐵死亡等RCD 的調(diào)節(jié)機(jī)制。其分別從去除細(xì)胞內(nèi)壞死物質(zhì)、調(diào)節(jié)肝細(xì)胞旁分泌以減輕炎癥和抑制脂質(zhì)氧化的鐵代謝異常等角度，保護(hù)肝細(xì)胞正常功能[12]。此外，面對(duì)HBV 和HCV 引起的ERS，TNF、Bcl-2、p53 和核因子-κB 信號(hào)通路可調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，死亡受體會(huì)吸引細(xì)胞毒T 細(xì)胞靶向清除肝細(xì)胞。盡管細(xì)胞毒性T 細(xì)胞會(huì)通過可控的凋亡方式盡量減輕局部炎癥，但長期損傷所需的高水平抗原可使T 細(xì)胞耗竭，后者是導(dǎo)致纖維化的重要因素[31]。

3 肝纖維化的診療研究進(jìn)展

3.1 肝纖維化的診斷 得益于影像技術(shù)的發(fā)展和生物標(biāo)志物的明晰，肝纖維化的非侵入性診斷逐漸進(jìn)入人們的視角[4]。部分學(xué)者提出纖維化的血清標(biāo)志物具有一定提示作用，但相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)尚不明確[32]。瞬時(shí)彈性成像技術(shù)在識(shí)別門靜脈高壓、肝纖維化篩查和肝硬化診斷中具有廣闊的臨床應(yīng)用前景[4]。

3.2 肝纖維化的治療進(jìn)展

3.2.1 病因治療 研究表明，體重持續(xù)減輕超過10%的NAFLD 患者肝組織學(xué)變化得到有效改善，其中45%的患者肝纖維化癥狀消退[33]。另有研究表明，控制體內(nèi)代謝紊亂對(duì)于改善肝脂肪樣變和緩解肝纖維化具有重要輔助作用。其中，他汀類藥物和依折麥布等藥物能控制高脂血癥，改善肝內(nèi)脂代謝紊亂，羅格列酮和吡格列酮等藥物通過改善機(jī)體糖代謝進(jìn)而調(diào)控肝內(nèi)脂代謝紊亂[34]。因此，積極控制代謝紊亂對(duì)于肝纖維化的治療有重要作用。目前，隨著預(yù)防觀念和及早治療意識(shí)的普及，病毒性肝炎引起的肝纖維化正在逐漸減少[2]。針對(duì)肝纖維化引起的膽汁淤積的治療也得到了突破性進(jìn)展，以奧貝膽酸為代表的FXR 激動(dòng)劑在調(diào)節(jié)膽汁酸合成和控制糖異生中發(fā)揮了較好的效果，大大提高了存在膽汁淤積癥狀的肝纖維化患者愈后狀況[35]。

3.2.2 抗炎治療 免疫細(xì)胞和炎癥在肝纖維化的發(fā)病過程中發(fā)揮了不可替代的作用。因此，及早抗炎治療應(yīng)作為一個(gè)基本抗纖維化治療方法[13]。抗炎治療通過調(diào)節(jié)特異性和非特異性免疫進(jìn)而發(fā)揮作用。已知，最早激活的免疫細(xì)胞是肝內(nèi)Küpffer 細(xì)胞，隨后其被單核來源的巨噬細(xì)胞取代。目前研究發(fā)現(xiàn)該過程受CCR-2、5 驅(qū)動(dòng)。苯扎西平等CCR2、5抑制劑可通過抑制免疫細(xì)胞募集和激活，改善肝纖維化[34]。此外，利用IFN-γ 處理后，調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞增加，在動(dòng)物模型中也表現(xiàn)出了抗纖維化作用[36]。與病因治療不同，針對(duì)經(jīng)典炎癥通路的肝纖維化治療方法在臨床研究中的改善效果與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。此外，腸道免疫屏障療法也是一類熱點(diǎn)抗炎治療方法。其基本原理是通過糾正腸道微生物群體從而避免有毒細(xì)菌代謝產(chǎn)物和炎癥因子的釋放，進(jìn)而減少肝內(nèi)脂質(zhì)積累和炎癥水平[1]。從發(fā)病機(jī)制層面看來，抗炎治療是極為重要的，但其是否需要聯(lián)合用藥、是否存在特異的作用位點(diǎn)仍需要進(jìn)一步探索。

3.2.3 特異性治療 半乳糖凝集素-3 作為NASH的特異性激活分子，會(huì)導(dǎo)致晚期脂肪氧化終產(chǎn)物和糖基化產(chǎn)物在肝內(nèi)聚集，臨床研究發(fā)現(xiàn)belapectin可通過抑制該靶點(diǎn)明顯改善門脈高壓并發(fā)揮高效的抗纖維化作用[34]。水尼酮和氫尼酮等藥物能夠特異性靶向TGF-β-Smad 信號(hào)通路，從而抑制HSCs的激活，進(jìn)而減緩ECM 的過度沉積[35]。此外，增加組織金屬蛋白酶抑制劑表達(dá)，特異性抑制MMP 能重塑ECM，從而為其他治療方式逆轉(zhuǎn)纖維化提供先決條件[7]。由于肝纖維化涉及眾多的致病因素和發(fā)病機(jī)制，根據(jù)患者發(fā)病特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化慢性肝纖維化管理具有重要的臨床意義。

3.2.4 干細(xì)胞治療 目前治療肝纖維化的干細(xì)胞來源主要是間充質(zhì)干細(xì)胞。已有研究結(jié)果顯示，干細(xì)胞發(fā)揮了極好的治療效果且并未表現(xiàn)出明顯不良反應(yīng)。干細(xì)胞治療的作用機(jī)制核心是歸巢到受損部位進(jìn)而分化為肝細(xì)胞樣細(xì)胞，減少瀕死細(xì)胞[37]。與此同時(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞不直接抑制HSCs 的活化而是通過下調(diào)免疫細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)因子活性、誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞增殖和抑制非特異性等方式抑制肝內(nèi)免疫反應(yīng)，從而減輕肝內(nèi)炎癥[36]。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡能通過增加谷胱甘肽過氧化物酶介導(dǎo)的抗氧化作用減少ROS，這對(duì)于NAFLD 等代謝異常引起的疾病具有重要作用[38]。盡管間充質(zhì)干細(xì)胞的抗纖維化特性得到了廣泛的證實(shí)，其歸巢效率和效應(yīng)分子分泌能力是限制其發(fā)揮作用的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干釋放的細(xì)胞外囊泡（包含非編碼RNA、生長調(diào)節(jié)因子等活性物質(zhì)）能夠發(fā)揮與干細(xì)胞相似的EMT 抑制作用并能夠有效改善肝纖維化?；谝變?chǔ)存、可反復(fù)給藥等優(yōu)勢，肝細(xì)胞活性物質(zhì)相關(guān)的治療方法受到了研究者的追捧[38]。但其作用機(jī)制和有效性、可靠性仍需進(jìn)一步探索。未來，間充質(zhì)干細(xì)胞及其外泌體等方法可能逐漸成為急性或慢性肝損傷的一般治療方式[37]。

6 結(jié)論

縱觀肝纖維化的研究歷程，各類致病因素引起肝纖維化的機(jī)制各有不同[1]。但隨著對(duì)各類疾病病理學(xué)過程的明晰和信號(hào)調(diào)控通路的確定，疾病的預(yù)防和治療取得了一定的效果。然而目前的治療手段更多集中于疾病發(fā)展的單一過程或通路，且對(duì)機(jī)體其他功能的影響也比較廣泛。期待更多縱向研究能夠關(guān)注綜合治療，進(jìn)而彌補(bǔ)這一缺陷。此外，目前代謝性疾病引起的肝纖維化占比逐漸增加[2]。希望人們能夠逐漸重視代謝性疾病對(duì)身體的影響，在疾病前期和長期控制過程中盡量減輕肝臟負(fù)擔(dān)。