上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院 上海市消化病研究所 膽汁淤積和肝纖維化是肝臟疾病過(guò)程中兩種常見(jiàn)且可逆轉(zhuǎn)的病理狀態(tài)。幾乎所有慢性肝病都會(huì)導(dǎo)致肝纖維化,如病毒性、酒精性、膽汁淤積性等。在各種肝損傷因素作用下,肝臟細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成和降解失衡,造成彌漫性過(guò)度沉積,引起肝纖維化,最終導(dǎo)致不可逆性肝硬化。膽汁淤積性肝病是由膽汁淤積、膽管漸進(jìn)性破壞和肝內(nèi)炎癥持續(xù)存在所導(dǎo)致的一種慢性肝病,導(dǎo)致膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞損傷,并逐步進(jìn)展為肝纖維化、膽汁性肝硬化和終末期肝病。與非膽汁性肝硬化不同,膽汁性肝硬化進(jìn)展較快,并伴有膽管異常增殖和膽管周?chē)w維化。膽汁淤積是指膽汁流的形成和排泌障礙,可由肝細(xì)胞或膽管上皮的膽汁形成、分泌障礙或膽汁流的阻斷引起。持續(xù)性膽汁淤積導(dǎo)致肝內(nèi)慢性炎癥反應(yīng),損傷膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞,誘發(fā)膽管反應(yīng),通過(guò)多種調(diào)節(jié)因子激活肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast, MFB),引起ECM過(guò)度沉積,從而導(dǎo)致肝纖維化。本文就膽汁淤積導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生機(jī)制和阻斷策略作一綜述。 1 膽汁淤積與肝纖維化 肝纖維化被認(rèn)為是慢性肝損傷引起的組織創(chuàng)傷愈合過(guò)程,由活化的MFB分泌大量膠原蛋白并過(guò)度沉積引起,逐漸導(dǎo)致疤痕形成和結(jié)節(jié)再生,最終發(fā)展為肝硬化。引起膽汁淤積的病因有很多,如病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)、藥物和(或)毒物、酒精、自身免疫、腫瘤和機(jī)械性梗阻因素等。膽汁淤積患者臨床癥狀以黃疸、疲勞、瘙癢為主,出現(xiàn)以ALP水平升高為主的血生化指標(biāo)異常。自身免疫介導(dǎo)的原發(fā)性膽汁性膽管炎(PBC)和原發(fā)性硬化性膽管炎(PSC)是膽汁淤積性肝病最常見(jiàn)的兩種類(lèi)型,以持續(xù)性膽汁淤積和慢性炎癥性膽管損傷為特點(diǎn),導(dǎo)致匯管區(qū)膽管周?chē)w維化,逐步擴(kuò)展到肝實(shí)質(zhì)。這些患者肝組織匯管區(qū)可見(jiàn)大量T、B淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),不同程度的膽管損傷和膽管周?chē)z原沉積。 大量研究認(rèn)為,膽汁淤積導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生機(jī)制為:膽汁淤積損傷膽管細(xì)胞,引起匯管區(qū)慢性炎癥反應(yīng),大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),釋放大量生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、化學(xué)因子等,促進(jìn)了MFB增殖,導(dǎo)致過(guò)量纖維狀ECM沉積在匯管區(qū)膽管周?chē)?;隨著疾病進(jìn)展,纖維化范圍擴(kuò)大至損傷和非損傷膽管,以及匯管區(qū)周?chē)胃]系統(tǒng),導(dǎo)致明顯膽汁淤積;膽汁淤積造成進(jìn)行性肝細(xì)胞損傷,進(jìn)一步加重炎性浸潤(rùn)和擴(kuò)大纖維化范圍;膽汁淤積誘發(fā)膽管反應(yīng),匯管區(qū)周?chē)懝茉錾?,由原?lái)膽管進(jìn)行增殖和(或)肝細(xì)胞板分化成膽管結(jié)構(gòu)而形成。即在膽汁淤積狀態(tài)下,MFB活化、毒性膽汁酸和膽管反應(yīng)共同推動(dòng)疾病朝纖維化方向進(jìn)展。 2 發(fā)生機(jī)制 2.1 MFB活化 肝臟MFB活化和再生是肝纖維化的核心環(huán)節(jié)。這是一群多細(xì)胞來(lái)源的異質(zhì)性細(xì)胞,具有很強(qiáng)的增殖能力。其可表達(dá)和釋放多種炎癥調(diào)節(jié)因子,同時(shí)也表達(dá)炎癥調(diào)節(jié)因子的相應(yīng)受體。MFB通過(guò)旁分泌或自分泌方式接受周?chē)倮w維化因子(如TGFβ)傳遞的信號(hào),大量合成膠原蛋白(Ⅰ、Ⅲ型為主)、α平滑肌肌動(dòng)蛋白、纖維連接蛋白等,發(fā)揮促纖維化作用。MFB高表達(dá)金屬蛋白酶1組織抑制劑,使得基質(zhì)金屬蛋白酶對(duì)大量膠原的降解與清除減少,導(dǎo)致膠原過(guò)度沉積。在血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)、表皮生長(zhǎng)因子、TGF等促生長(zhǎng)因子作用下,MFB持續(xù)活化并不斷增殖。能夠活化/轉(zhuǎn)化為MFB的纖維生成細(xì)胞包括肝星狀細(xì)胞(HSC)、匯管區(qū)成纖維細(xì)胞(PF)、骨髓來(lái)源的纖維細(xì)胞或間充質(zhì)干細(xì)胞,以及肝臟間皮細(xì)胞。 HSC是肝臟內(nèi)數(shù)量最多的MFB,位于肝竇內(nèi)。慢性肝損傷時(shí),HSC由靜息狀態(tài)轉(zhuǎn)化為有增殖能力的MFB,大量合成以膠原蛋白為主的ECM,釋放內(nèi)皮素1。內(nèi)皮素1是一種血管收縮分子,能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖、纖維化和血管收縮。在多種慢性肝病小鼠模型中,HSC來(lái)源的MFB占82%~96%。研究發(fā)現(xiàn),PF在膽汁淤積導(dǎo)致的膽管纖維化中起重要作用。PF存在于匯管區(qū)結(jié)締組織內(nèi),其表達(dá)的標(biāo)記蛋白、作用于PF的促纖維化因子和促生長(zhǎng)因子都與HSC不完全相同。目前,PF在膽管纖維化中起多大作用存在著爭(zhēng)議,但不可否認(rèn)的是,在膽管上皮細(xì)胞損傷后,PF應(yīng)該是最先被激活的纖維生成細(xì)胞,之后病理?yè)p傷擴(kuò)展至小葉區(qū)時(shí),被活化的HSC開(kāi)始起主要作用。此外,骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞或纖維細(xì)胞,在肝損傷后自骨髓遷移到肝內(nèi),但占MFB總數(shù)不足5%。還有極少部分MFB來(lái)源于肝臟間皮細(xì)胞。這是肝臟表面的一層單層細(xì)胞,目前認(rèn)為它在肝纖維化中所起的作用極小。有學(xué)者提出,肝上皮細(xì)胞(膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞)可以通過(guò)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)形成MFB。EMT是指成熟上皮細(xì)胞失去了細(xì)胞-細(xì)胞接觸特性,不表達(dá)特征性上皮蛋白,而獲得了間質(zhì)細(xì)胞的表型特征。然而,目前沒(méi)有研究證據(jù)支持這一說(shuō)法。EMT是肝損傷時(shí)發(fā)生的正常生理應(yīng)答,但是這些上皮細(xì)胞只是轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞,并非有促纖維化作用的MFB。 MFB活化、遷移與增殖有賴(lài)于多種炎癥調(diào)節(jié)因子。受損的肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞、募集的免疫細(xì)胞、活化的Kupffer細(xì)胞、具有神經(jīng)內(nèi)分泌表型的膽管反應(yīng)細(xì)胞( DRC)以及被激活的MFB等,這些細(xì)胞共同釋放大量細(xì)胞因子、化學(xué)因子、活性氧(ROS)等炎癥調(diào)節(jié)因子,在局部形成一個(gè)促纖維化環(huán)境。因此,MFB通過(guò)自分泌/旁分泌方式在局部建立起一個(gè)強(qiáng)大的細(xì)胞交流網(wǎng)絡(luò),持續(xù)活化增殖,導(dǎo)致膠原過(guò)度沉積。 2.2 膽汁酸的毒性 膽汁酸可以間接活化MFB從而導(dǎo)致肝纖維化,但膽汁酸是否能直接激活MFB目前仍存在爭(zhēng)議。在膽汁淤積狀態(tài)下,毒性疏水性膽汁酸造成膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞損傷,引起局部炎癥反應(yīng),大量固有免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞被募集和激活,釋放大量炎癥調(diào)節(jié)因子,誘導(dǎo)MFB活化,從而導(dǎo)致肝纖維化。 膽汁淤積狀態(tài)下,細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)子的表達(dá)水平發(fā)生改變,減少膽汁酸重吸收,促進(jìn)膽汁酸排泄。這種改變是機(jī)體應(yīng)對(duì)膽汁淤積的一種代償性保護(hù)機(jī)制,但該代償不足以抵抗膽汁淤積造成的破壞性損傷,從而導(dǎo)致疾病進(jìn)展。15~25 μM低濃度膽鹽可作為信號(hào)分子,50~200 μM膽鹽會(huì)引起細(xì)胞凋亡,超過(guò)200 μM則會(huì)激活促炎因子,200~2000 μM時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壞死,超過(guò)2000 μM可發(fā)揮去垢作用。疏水性膽汁酸的毒性強(qiáng)于親水性膽汁酸,可以誘導(dǎo)肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞發(fā)生凋亡或壞死,這是膽汁淤積性肝病疾病進(jìn)展中的重要事件。疏水性膽汁酸直接誘導(dǎo)細(xì)胞線粒體產(chǎn)生ROS,進(jìn)一步發(fā)生氧化應(yīng)激,導(dǎo)致細(xì)胞氧化磷酸化減少;增加線粒體的通透性,線粒體腫脹裂解,釋放出大量酶蛋白,導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生凋亡。膽汁酸也可以直接激活膜表面死亡受體,通過(guò)去垢作用破壞細(xì)胞膜脂質(zhì)成分,導(dǎo)致細(xì)胞膜溶解,從而引起細(xì)胞死亡。膽汁酸損傷膽管上皮細(xì)胞和肝細(xì)胞后,破壞了細(xì)胞間緊密連接屏障結(jié)構(gòu),疏水性膽鹽易漏入周?chē)|(zhì)中,進(jìn)一步損傷肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞,導(dǎo)致膽汁酸入血和膽管周?chē)装Y。 近年來(lái),Beuers提出的“碳酸氫根傘”理論得到了廣泛認(rèn)可與關(guān)注。“碳酸氫根傘”可保護(hù)人膽管上皮細(xì)胞和匯管區(qū)周?chē)渭?xì)胞免受疏水性膽汁酸單體的破壞。膽管上皮細(xì)胞充分表達(dá)AE2向胞外轉(zhuǎn)運(yùn)碳酸氫根,胞膜頂端完整的糖衣結(jié)構(gòu)可以捕獲碳酸氫根,從而在細(xì)胞表面形成了一道“碳酸氫根傘”保護(hù)屏障。PBC患者膽管上皮細(xì)胞膜上AE2表達(dá)水平下降,細(xì)胞分泌碳酸氫鹽減少,不能維持膽管上皮細(xì)胞表面的碳酸氫鹽保護(hù)屏障,導(dǎo)致膽管上皮細(xì)胞易受到疏水性膽汁酸的細(xì)胞毒性破壞。 2.3 膽管反應(yīng) 膽管反應(yīng)與肝纖維化密切相關(guān),是膽汁淤積導(dǎo)致肝纖維化的一個(gè)重要機(jī)制。膽汁淤積誘發(fā)膽管反應(yīng),即膽管增生,這是一個(gè)多細(xì)胞參與的動(dòng)態(tài)過(guò)程:匯管區(qū)出現(xiàn)膽管細(xì)胞增殖,上皮細(xì)胞排列形成膽道支架并延伸,這些增殖的膽管細(xì)胞來(lái)源于原來(lái)膽管和(或)肝祖細(xì)胞(HPC);膽管損傷招募多種炎癥細(xì)胞至匯管區(qū),釋放大量炎癥調(diào)節(jié)因子;MFB活化增殖并分泌大量纖維狀ECM;居于Hering小管內(nèi)的HPC分化為肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞。值得注意的是,此時(shí)增殖的膽管細(xì)胞為具有神經(jīng)內(nèi)分泌表型的DRC,這與HSC活化為MFB類(lèi)似。DRC能夠分泌細(xì)胞因子、化學(xué)因子、生長(zhǎng)因子和血管生成因子,并表達(dá)豐富受體,以此和其他基質(zhì)細(xì)胞建立強(qiáng)大的旁分泌信號(hào)交流網(wǎng)絡(luò),如PF、HSC和炎癥細(xì)胞等。DRC也表達(dá)間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物,但是DRC自身并不能分泌ECM,需通過(guò)刺激并增強(qiáng)其他纖維生成細(xì)胞而發(fā)揮促纖維化作用。如DRC釋放的PDGF可誘導(dǎo)MFB基因表達(dá),促進(jìn)HPC增殖,趨化活化的HSC進(jìn)入?yún)R管區(qū)。 膽管反應(yīng)可分為4種類(lèi)型。Ⅰ型即典型膽管增殖,僅匯管區(qū)膽管數(shù)量增多,此時(shí)增殖的膽管細(xì)胞源于匯管區(qū)原有膽管。該類(lèi)型在人類(lèi)疾病中見(jiàn)于急性阻塞性膽汁淤積、肝外膽道閉鎖和慢性膽汁淤積性肝病早期。Ⅱ型即非典型增殖,匯管區(qū)膽管不規(guī)則增殖,且范圍擴(kuò)大到門(mén)靜脈周?chē)透螌?shí)質(zhì),這些新生膽管無(wú)膽汁排泄功能,此時(shí)增殖的細(xì)胞源于原有膽管和HPC。此類(lèi)型在人類(lèi)疾病中多見(jiàn)于PBC、PSC和長(zhǎng)期肝膽管梗阻。Ⅲ型也稱(chēng)“膽管病理增生”,源于卵圓細(xì)胞的肝細(xì)胞或肝內(nèi)HPC大量增殖,伴有肝細(xì)胞大量壞死,多見(jiàn)于慢性肝病晚期。Ⅳ型即卵圓細(xì)胞增殖,管狀結(jié)構(gòu)不規(guī)則,管腔不清晰,肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂,見(jiàn)于致癌物導(dǎo)致肝損傷動(dòng)物模型的早期階段。Ⅱ型膽管反應(yīng)是膽汁淤積性肝病最常見(jiàn)的類(lèi)型。 2017年,Jansen等指出膽汁淤積性肝病的發(fā)生發(fā)展大多遵循一個(gè)相同的模式,由此提出了“上行發(fā)展”的病生機(jī)制(上游和下游是相對(duì)于膽汁流的方向而言)。通常情況下,初始病灶出現(xiàn)在大膽管或小膽管的下游處,隨著病情逐漸進(jìn)展,上游的肝內(nèi)膽小管網(wǎng)和肝實(shí)質(zhì)也參與進(jìn)來(lái)。嚙齒動(dòng)物膽管結(jié)扎后出現(xiàn)膽汁淤積,膽道壓力增大,誘導(dǎo)MFB(PF和HSC)活化,大量ECM沉積在匯管區(qū),導(dǎo)致膽管纖維化;膽汁淤積亦引起膽管反應(yīng)。大膽管和肝內(nèi)膽小管發(fā)生擴(kuò)張,管腔容積增大。小葉間膽管則發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)重塑,先在管腔側(cè)形成皺褶,腔內(nèi)總表面積擴(kuò)大約5倍,繼而伸出分支,分支延長(zhǎng),膽管自身連接進(jìn)行環(huán)化。最后門(mén)靜脈周?chē)∪~間膽管網(wǎng)的密集程度增加了約5倍,但這些膽管的內(nèi)徑并沒(méi)有明顯擴(kuò)大。 3 阻斷策略 3.1 去除病因 去除原發(fā)病因是逆轉(zhuǎn)膽汁淤積性肝纖維化的重要措施。比如,病毒性肝炎進(jìn)行抗病毒治療,戒酒可以延緩酒精性肝病的病程進(jìn)展。然而多數(shù)膽汁淤積性肝病的原發(fā)病因難以去除,這使得病因治療應(yīng)用受限。 3.2 改善膽汁淤積 膽汁淤積時(shí),毒性膽汁酸損傷膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞,通過(guò)誘導(dǎo)MFB活化和引起膽管反應(yīng)導(dǎo)致肝纖維化。因此,改善膽汁淤積可以延緩疾病肝纖維化進(jìn)展。 3.2.1 熊去氧膽酸(UDCA) UDCA是熊膽汁成分之一,具有利膽和免疫調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)膽汁酸的排泄。它可以改善PBC、PSC患者的生化指標(biāo),還能延緩組織學(xué)進(jìn)展,改善無(wú)肝移植患者的生存情況。UDCA是臨床治療PBC的一線用藥,常用劑量為13~15 mg·kg-1·d-1,但仍有約40%的PBC患者對(duì)UDCA無(wú)應(yīng)答。 3.2.2 奧貝膽酸(OCA) OCA是人體初級(jí)膽汁酸鵝去氧膽酸的一類(lèi)新型衍生物,是一種較強(qiáng)的法尼酯X受體(FXR)激動(dòng)劑。FXR是表達(dá)于肝臟和腸道的核受體,被活化后引起膽汁酸合成減少、清除增加,肝腸膽汁酸重吸收減少。一項(xiàng)臨床試驗(yàn)POISE顯示,OCA治療PBC可以改善膽汁淤積。基于該結(jié)果,2016年5月OCA被批準(zhǔn)用于治療PBC患者,對(duì)UDCA應(yīng)答不佳者可聯(lián)用OCA進(jìn)行治療,對(duì)UDCA不耐受者可單用OCA。目前暫無(wú)確切證據(jù)表明OCA治療可以改善患者的長(zhǎng)期預(yù)后。 3.2.3 布地奈德 布地奈德是第二代腎上腺糖皮質(zhì)激素,口服后肝內(nèi)首過(guò)效應(yīng)高達(dá)90%,大大減少了激素引起的不良反應(yīng)。它也是一種孕烷X受體激動(dòng)劑,調(diào)節(jié)膽汁酸脫毒和代謝,減少膽汁酸合成。多項(xiàng)研究表明UDCA聯(lián)合布地奈德(6~9 mg/d)治療PBC在抗炎、抗纖維化方面均取得很好的療效。 3.3 抗纖維化治療 肝臟MFB在多種促纖維化因子作用下活化增殖引起膠原沉積。因此,抑制HSC活性,減少ECM產(chǎn)生,促進(jìn)ECM降解是膽汁淤積性肝纖維化的治療策略。增殖膽管上皮細(xì)胞高表達(dá)整合素ανβ6,可以結(jié)合纖維連接蛋白以及輔助激活MFB活化所需的TGFβ1信號(hào),從而促進(jìn)纖維化。體外實(shí)驗(yàn)用ανβ6小分子抑制劑或特異性抗體阻斷該整合蛋白,可以緩解膽管和非膽管纖維化,但并未用于臨床試驗(yàn)。HSC表達(dá)多種核轉(zhuǎn)錄因子受體,如過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)、FXR、肝X受體、維生素D受體等,能夠抑制HSC活化和纖維化進(jìn)展。一些針對(duì)核受體的藥物已應(yīng)用于臨床試驗(yàn),如PPAR激動(dòng)劑和FXR激動(dòng)劑。PPAR家族包括PPARα、PPARγ和PPARδ。研究者構(gòu)建非酒精性脂肪性肝病動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)PPARα/PPARδ雙激動(dòng)劑GFT505可以改善脂肪變性、炎癥和肝纖維化。進(jìn)一步臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),GFT505(120 mg/d)治療可以緩解非酒精性脂肪性肝炎患者的肝臟炎癥,而不加重纖維化。FXR激動(dòng)劑OCA可以改善膽汁淤積,也具有抗纖維化作用。一項(xiàng)多中心Ⅱ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),OCA治療后明顯改善非酒精性脂肪性肝炎患者肝組織纖維化程度。HSC分泌催化膠原蛋白和彈性蛋白交聯(lián)的酶LOXL2。最初有一項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),抗LOXL2單抗Simtuzumab(G6-6624)治療丙型肝炎肝纖維化具有安全性。之后一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)研究其在非酒精性脂肪性肝炎相關(guān)纖維化和肝硬化中的治療作用,但因藥物沒(méi)有療效而中止。 4 小結(jié)與展望 如何阻斷肝纖維化是疾病臨床治療上的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。因此,探明膽汁淤積導(dǎo)致肝纖維化的內(nèi)在發(fā)生機(jī)制具有重要意義。MFB活化增殖是肝纖維化發(fā)生的根本原因,這有賴(lài)于促纖維化因子以旁分泌/自分泌方式進(jìn)行調(diào)控。因此,靶向生長(zhǎng)因子及其受體信號(hào)通路為抗纖維化治療提供了新的思路。多種抗纖維化藥物仍需要更多、更可靠的臨床研究來(lái)證實(shí)其療效和安全性。 引證本文:陳瑞玲, 馬雄. 膽汁淤積導(dǎo)致肝纖維化的機(jī)制及其阻斷策略[J]. 臨床肝膽病雜志, 2019, 35(2): 247-251. |
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