课件：肝纤维化讲座.ppt

肝纤维化的基本概念,类似于其他器官的“创伤一愈合”反应， 具有“修复一损伤”的双重性 肝结缔组织成分相互作用，ECM及沉积 多种临床疾病谱，如：慢性肝炎、肝硬化、门高压、纤维增生性肝病及肝脏囊性纤维性疾病,肝纤维化发生机理,肝脏内细胞、基质、介质间的相互作用，构成了复杂的网络系统，参与肝纤维化的发生及进展。 细胞因子 化学因子 介质 肝纤维化 细胞外基质 细胞 实质细胞 非实质细胞 肝纤维化形成基本成分的相互作用,参与肝纤维化的细胞成分,窦周的肝细胞(HC)、肝星状细胞（HSC）、内皮细胞(SEC)、库普细胞(KC) 肝间质的成纤维细胞、胆管细胞、平滑肌细胞 血循环移入肝内的淋巴细胞、单核细胞、中性白细胞、肥大细胞、血小板(PLT) HSC的增生和激活是肝纤维形成的中心环节，各种致肝纤维化因素通过此决定性途径，把HSC细胞作为最终靶细胞,肝星状细胞简介,1879年Kupffer发现，1952年Ito将其与枯否及内皮细胞区分 1971年WaKe证实其VitA储存能力 为窦周细胞，位于Disse腔内皮细胞层下，占1.4%的肝容积，HC：HSC20:1 具有双重显型表达能力，由静止型转化为肌成纤维细胞,肝星状细胞主要功能,摄取、储存Retinoid（占全肝80的VitA）及释放 调节肝窦血流 合成 I、 Ill、 IV、 V、 VI胶原，FN、LN、tenascin、Undulin、HA及其它蛋白多糖 合成、降解ECM的基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制物（TIMPs） 合成细胞因子,肝星状细胞转化的影响因素,静止星状细胞 Retinoid反应性 细胞因子 膜接触抑制 化学因子 周围ECM 物理环境 增生星状细胞肌成纤维细胞,肝纤维化形成的级联反应,KC和HSC的激活 HSC的增生和移行 ECM的合成和沉着 疤痕组织的再塑 创伤的收缩 HSC的凋亡,HSC的激活,启动阶段（炎症前期）； HSC邻近细胞旁分泌作用（介质改变） HSC基因表达的改变（转录或转录后水平） 膜接触抑制及对介质敏感性 免疫反应：肝细胞膜抗原及LPS 持续阶段（炎症期/炎症后期）； 细胞增生、表型及趋化性改变，自分泌的作用 整合素受体、细胞因子及其受体表达 MMPs/TIMPs失衡及ECM环境改变破坏正负性调节襻系统 免疫反应：变性基质及许多内、外源性抗原,变异的FN（即早期ECM的改变） 肝 内皮细胞 无活性TGF1 活化型TGF1 损 枯否细胞 PDGF 启动HSC的活化 （ 转录活化：如NF-B； 伤 诱导HSC产生PDGF-R 信号分子活化：酪氨酸激酶 诱导早期结构基因表达： 产生 如CK、GF受体表达） 肝细胞及 脂质过氧化 炎症细胞 产生 血小板 PDGF、TGF1、EGF 图 HSC活化启动阶段的旁分泌作用,肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（1）,作用 细胞来源 增殖 血小板衍生生长因子（PDGF） HSC、KC、PLT 内皮素-1（ET-1） SEC、HSC 肝细胞生长因子（HGF） HSC、EC、KC 成纤维生长因子（FGF） ？ 胰岛素样生长因子（IGF-1） HC 血栓素（Thrombin） HC 血管内皮生长因子（VEGF） SEC、HC、基质细胞、肿瘤细胞 收缩 内皮素-1 SEC、HSC 一氧化氮（NO） HSC、SEC、HC、KC 血管加压素、adrenomedullin，eicosanoids ？ 纤维形成 转化生长因子1（TGF-1） HSC、KC、HC、SEC 肿瘤坏死因子-（TNF-） KC 抗纤维化因子（IL-10） HSC,肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（2）,作用 细胞来源 基质降解 肿瘤坏死因子-（TNF-） KC 白介素-10（IL-10） HSC 抑制性降解：转化生长因子1（TGF-1） HSC、KC、HC、SEC、PLT 趋化性 血小板衍生生长因子（PDGF） HSC、KC、PLT 单核细胞趋化因子-1（MCP-1） HSC 维生素丢失 血小板衍生生长因子（PDGF） HSC、KC、PLT,参与肝纤维化的介质因子,细胞因子 直接刺激因子 EGF、TGF、TGF1、PDGF、FGF、IGF-1 间接刺激因子 TGF、ILl、IL4、IL8、PAF、MCSF 抑制因子 IL-10、 HGF 非肽类化学因子 乙醛、乳酸、花生四烯酸衍生物、活性氧中间产物、活性氮中间产物（如 NO）、铁、游离脯氨酸,TGF1在肝纤维化形成所起的中心作用,刺激ECM合成 增加I、III、IV型胶原、 FN、蛋白聚精的mRNA水平 诱致HSC合成胶原呈基质依赖性 I型胶原TGF敏感性I、III型胶原 调节细胞增生 抑制HSC增生，但刺激其转化 抑制基质降解 减少MMPS合成 增加TIMPS的合成并调节自身活性型的改变 受体表达增强 TGF辅助受体合成 刺激其他生长因子受体（PDGF、TGF）表达及整合素家族受体,ECM的组成及主要功能,组成：蛋白质（胶原、弹力纤维）、糖蛋白及蛋白多糖 功能： 1、支撑及维持组织结构、形态与修复 2、细胞接触面及半选择性弥散屏障 3、调节细胞分化、增殖、移行及信息传递 4、参与调节微循环、代谢及免疫反应,ECM 的胶原蛋白质,间质性胶原（纤维形成胶原）： I、III型：为肝内主要胶原成分，各占33%，I / III比例为1:1； V型：分布于血窦周围和门脉区，作为核心使I、III型胶原形 成粗大的纤维； VI型：分布于I、III、V型胶原形成的纤维素之间起粘附作用； 基底膜胶原（非纤维形成胶原）： IV型：主要分布于肝血窦内皮下，为肝细胞和内皮细胞功 能性基底膜的主要成分；,ECM 的非胶原糖蛋白,纤维连接素（FN)：在肝纤维化早期时增多，作为以后胶原沉积的支架； 层粘素(LN)：和IV型胶原一起构成基底膜的主要成分，对于维持细胞的分化状态有重要意义； 粗纤维调节素（undulin） ：主要分布于紧密排列的I、III型胶原纤维中,对于维持胶原的超分子结构起重要作用； 副层粘蛋白（entactin/nidogen）：主要分布于基底膜，调节层粘蛋白与其受体的结合； 细胞粘合素（tenascins）：分布于窦周间隙、肝窦，可能在早期ECM的沉积中起作用 玻璃体连接素（vitronectin）：具有结合胶原的功能，血浆VN水平和肝纤维化程度有一定相关性 血栓粘合素（thrombinspond）：能结合肝素、V型胶原、 FN等，防止细胞扩散,ECM 的蛋白多糖,糖胺多糖：透明质酸、硫酸肝素、硫酸皮肤素、硫酸软骨素等； 与细胞膜相关的蛋白多糖：Syndecan、Thrombommodulin、Betaglycan； 与ECM相关的蛋白多糖：Fibromodulin、Perlecan、Decorin、Biglycan、Verdicsn,肝纤维化时ECM发生4方面改变,总体ECM增加38倍 ECM亚群不相称增高 形成微异质性ECM分子结构 ECM局部解剖重分布 早期主要在Disse内皮下沉积形成窦周纤维化,肝内各型胶原的分布,Glison束 肝实质 胶原 纤维 动脉支 门脉支 细胆管 肝血 中心 型别 组织 周围 周围 周围 窦 静脉域 纤维隔 I + + + + III + + + + + + + IV + + + + + + V + + + + + +,影响ECM降解的因素,细胞内 细胞坏死、炎症及肝内循环紊乱可影响组织蛋白酶降解 细胞外 MMPs（胶原酶、明胶酶及基质分解素）的产生、异质性及敏感性改变 TIMPs表达上调 降解酶活性：2M、TGF1、雌激素、巯基阻断剂、铁、铜、维甲酸、胶原-血清蛋白复合物、变性基质、糖蛋白、疤痕组织、肿瘤衍生因子等,肝纤维化形成的反馈调节,肝实质细胞损坏 炎症 细胞增生与再生 ECM的产生与重组 细胞坏死、调亡 炎症 细胞再生 ECM形成 fibrogenic circle,肝纤维化形成的基本动力学改变,肝细胞坏死、损坏 炎症 KC激活 释放介质 HSC激活 ECM的合成及降解 ECM过度沉积,肝纤维化形成机制模式图,肝损害因子 炎症 - 免疫反应 细胞/细胞及 细胞/基质的相互作用 交联 凝聚改变 酶合成 酶原激活 酶抑制物 细胞复制 基质改变 胶原合成 敏感性 胶原降解 细胞外基质积聚沉着,纤维化,肝纤维化诊断评估内容,病原学 临床评估 血清生化学 非创伤性诊断 影像学 综合诊断 组织病理学 创伤性诊断,组织病理学诊断,肝活检标本组织学检查是纤维化诊断的金标准 常规组织形态学评估 特殊的组织学检查 肝纤维化组织学半定量评估系统 计算机图像分析系统,常规组织形态学评估,HE、网状纤维/Masson三色染色 判断结构、炎症和纤维化改变 病变分为轻、中、重度,几种肝纤维化分期半定量评估系统,评分 Knodell Ishak Scheuer METAVIR 0 无纤维化 无纤维化 无纤维化 无纤维化 1 汇管区扩大 有些PF短纤维隔 汇管区扩大 PF无纤维隔 2 多数PF短纤维隔 PF，纤维隔形成 PF，少量间隔 3 桥接纤维化 多数PF，偶有P-P 纤维隔伴小叶 间隔纤维化 P-P/P-C 结构紊乱 4 肝硬化 PF伴明显P-P和P-C 可能或肯定肝硬化 肝硬化 5 明显P-P/P-C偶有结节 6 可能或肯定肝硬化 注：PF为汇管区纤维化；P-P汇管桥接纤维化；P-C为汇管-中央桥接纤维化,组织病理学诊断的局限性,创伤性，有一定严重合并症，难反复活检 病变不均匀性影响，如NASH、血色病、胆道系统病变等 半定量分期系统可误差1-2期，难区分F2-F1及F2-F3 标本错误 长度不够，20mm，含10个汇管区易出现低估 标本破碎及肝包膜下纤维化假象 观察者差异，观察者内一致性约60%-90%，观察者间为70%-90% 分期或肝硬化的正确诊断率约80%，肝硬化漏诊率约15%-30%,病原学评估,感染 酒精 药物和毒物 自身免疫性 胆汁淤积性 代谢和先天性 淤血性 原因不明,病原学诊断及其评估,相关病因 窦前性肝纤维化：慢性血吸虫病、特发性门脉高压 窦后性肝纤维化：静脉闭塞性病变 弥漫性（细胞周围、窦周、汇管区及汇管周围）纤维化：感染性、化学毒物性、自身免疫性、胆汁淤积性、代谢性、先天性等因素 隐原性肝炎及隐原性肝硬化 隐原性肝炎：病因隐匿、肝组织学特征不明显，如：NASH、AIH、药物性肝损害、wilson病，其他嗜肝病毒感染等 NASH是最常见隐原性肝硬化病因，表现“非活动性非脂肪性肝硬化”,临床评估,性别 年龄 病程和病种 饮酒状况 BMI 病毒载量和基因型 抗病毒药治疗应答反应 伴代谢综合征的组分和程度,临床评估,病毒性肝炎肝纤维化进展的临床相关因素 男性、感染时年龄40岁，感染年限、长期饮酒（ 50g/d）、长期免疫抑制、BMI、脂肪肝、病毒载量、混合感染、铁负荷、对抗病毒药无应答 ALD肝纤维进展的临床相关因素 饮酒量男 80g/d， 女 40g/d，饮酒年限5年，铁负荷、BMI，血糖 45,伴有的代谢综合征的组分及其程度 NASH肝纤维进展的临床相关因素 女性，年龄4岁，肥胖史年，糖尿病史15年， BMI 45,伴有代谢综合征的组分及其程度,Poynand的肝纤维化进展速率预测公式,每年肝纤维化进展速率= METAVIR （0-4）/感染期限（年） 感染8年，F3，则每年肝纤维化进展速率=3F/8年=0.375单位 预测肝硬化时间（F4）=4/ 0.375=10.67年 如不能知道感染时间，可通过不同时间的两次肝活检予以测算,慢性肝病肝纤维化速率比较,CHC 初次肝活检后约1/3患者平均30 个月表现CSF，每年肝纤维化进展速率为0.Ishak 单位 NASH 初次肝活检后约1/3患者平均.年表现CSF，每年肝纤维化进展速率为0.059Ishak 单位 Poynand对4852例不同病因CLD纤维化进展速率比较 男性肝纤维化进展速率女性：HCV、HBV、血色病、PBC 女性筛查肝纤维化危险年龄： HBV、HCV及ALD为40 岁；PBC为45岁；血色病为60岁 男性筛查肝纤维化危险年龄是： HBV、HCV、ALD、血色病均为35-40岁,理想的血清指标应具备,肝脏特异性，与其他组织器官无明确相关性 不受肝肾及网状内皮系统细胞廓清影响 明确是病变肝组织中何种细胞产生 具有明确的代谢半衰期及分泌途径 能反映ECM沉着和降解 助于诊断CSF、监视进程及治疗反应 检测方法敏感、快速、简便，如ELASA 由参考实验室作标化并有室间和室内质控，以保证结果的可比性,用于评估CSF的血液学指标 （Blood markers）,血常规及血清生化学指标 血小板计数（PLT） 、凝血酶原时间（PT）、球蛋白、A/G、总胆红素、ALT、AST、GGT、APOA1、胆固醇、甘油三酯、胰岛素抵抗（IR）指数、铁蛋白、肝珠蛋白（HPT） 血清肝纤维化标志物 III型前胶原蛋白(PIIINP)、IV型胶原（CIV）、基质金属蛋白酶（MMPS）及其抑制物（TIMPS）、透明质酸（HA）、层粘素（CN）、转化生长因子（TGF）1、YKL-40（38KD糖蛋白）、N-Glycan蛋白,血清肝纤维化标志物的诊断价值,HA是现有血肝纤维化标志物中最具临床实用价值指标 Tran：HA水平与肝内胶原沉积量的相关系数约0.6 HA+PIIINP+CIV+LN其相关系数0.93 Marawaki：HA+MMP-2预测CSF HA+CIV预测F4 CIV-7S/PIIINP比值：示降解占优势；示沉积占优势；两者都示病变稳定 YKL-40：早期纤维化可见， YKL-40+PIIINP用于预测ALD的CSF N-Glycan：对F4诊断的AUC可达0.87,血清肝纤维化标志物诊断的局限性,非肝脏特异性 主要反映基质更新而非其沉积 肝内外炎症活动影响其水平 肝窦内皮细胞功能不全及胆道排泄受阻可影响其清除率 单一血清肝纤维化标志物的诊断意义有限,B超/CT/MRI的诊断评估,辅助诊断作用，此三项检查对提高肝硬化诊断准确性有互补价值 超声总积分 陈煜等：肝实质、肝表面、肝边缘、肝静脉、脾面积，每项以1-3积分，10分诊断肝硬化的Sens为86%，Spec为95% Nishura等：低频（2-5MHz）和高频（5-12MHz）探头测定肝表面、肝边缘、肝实质评分，6.5分诊断肝硬化Sens为100% 血小板计数/脾直径比值预测ALD食管静脉曲张（EV）的存在（Gut2003，2004） 有EV者比值平均537，无EV者平均2229，比值909预测EV的Sens和Spec可达100%,Fibroscan(FS)超声瞬时弹性测定(transient elastrography),FS为用于对肝脏硬度测定(LSM)的专用超声仪 FS判别各期纤维化(METAVIR系统)LSM的Kpa中位数 F0-1为5.5，F2为6.6，F3为10.3，F4为30.8 诊断F2 的 Cutoff值为8.7，F4为14.5 AUC在F2为0.79，F4为0.97 肝硬化并发症NPV90%的cutoff值中位数 2-3度EV为27.5，出血性EV为62.7 Child-Turcotte-Pugh B/C肝硬化为37.5 过去存在腹水者49.1,Fibroscan诊断的评估,准确性高重复性好，操作相对容易整个检查不到5分钟 和其他AUC0.8非创伤性诊断方法比较有很好的一致性 探查的肝内范围相当于肝活检标本大小100倍以上 需进一步探查的相关问题 各期kpa值重叠，cutoff值划分不一 肥胖，肋间隙狭小，腹水可导致检查失败 需进一步提供病种、年龄、性别等相关资料 肝内实质的大血管改变、坏死炎症的影响 和其他非创伤性检测方法的联合应用前景,非创伤性诊断预测模型的评估,非创伤性综合指标诊断模型具备的优势特点,有多变量回归分析所获取的函数判别式 AUC0.8 指标易从临床实践中获取 先后经临床-病理验证有一致性较高的DA、Sens、Spec 、 PPV、NPV 对判别CSF和肝硬化有较好的评估价值,非创伤性诊断预测模型,Fibrotest Forns指数 APRI Fibrospect 纤维化可能性指数（FPI) 欧洲肝纤维化组模型(ELFG) Fibrometer模型 Hui等预测模型 上海肝纤维化组模型,Fibrotest,参数：2巨球蛋白（ 2 MA)、肝珠蛋白(HPT)、 ApoA1、GGT、胆红素、年龄、性别 FT4.467log（2 MA）1.357log（HPT)+1.017log(GGT)+0.0281log(年龄）1.737log（胆红素）1.184 ApoA10.301性别（女0，男1）5.540 FT+ALT=FT-AT 病理诊断：METAVIR标准 AUC：建模组为0.827；验证组为0.851,Lancet 2001;357:1069-75,Forns指数,参数：年龄、GGT、胆固醇、血小板 评分公式7.8113.131.ln（血小板）0.781.ln（GGT）3.467.ln（年龄）0.014.（胆固醇） 病理诊断：METAVIR标准 AUC: 建模组0.86；验证组0.81,Hepatology 2002；36:986-992,APRI,参数有：AST、血小板 预测明显纤维化危险评分2.3180.274ln (AST)0.375ln (血小板) 预测肝硬化危险评分2.4110.100ln(AST)0.436ln(血小板) APRIAST/血小板100 病理诊断：Ishak标准 AUC: 肝纤维化 建模组 0.80； 验证组 0.88 肝硬化 建模组 0.89； 验证组 0.94,Hepatology 2003；38:518-526,纤维化可能性指数（FPI）,参数：AST、年龄、HOMA-IR、饮酒史6月、胆固醇 FPIe*/1e* e*-10.929(1.827LnAST)(0.081年龄)(0.768饮酒史级别02) (0.385HOMA-IR)(0.447胆固醇) 病理诊断：Scheuers 标准,Hepatology 2004；39:1239-1247,Fibrospect,参数：透明质酸、TIMP-1和2巨球蛋白 病理诊断：METAVIR标准 AUC：建模组0.831；验证组0.823,J Hepatol 2004;41:935-942,欧洲肝纤维化组（ELFG）模型,参数有：年龄、HA、PIIINP、TIMP-1 病理诊断：Scheuers标准 AUC：0.773,Gastroenterology 2004;127:1704-1713,Fibrometer,参数有：血小板、凝血酶原指数、AST、A2M、透明质酸、尿素氮、年龄 病理诊断：METAVIR标准 AUC：建模组0.88；验证组0.89,Hepatology 2005;42:1373-1381,FibrometerALD,参数：凝血酶原指数、A2M、透明质酸、年龄 病理诊断：METAVIR标准 AUC：建模组0.88；验证组0.96,Hepatology 2005;42:1373-1381,上海肝纤维化组（SLFG）模型,参数：A2M、年龄、GGT、HA 预测模型：13.9953.220 log（2MA）3.096 log（年龄）2.254 log（GGT）2.437 log（HA） 病理诊断：Scheuers标准 AUC：建模组0.84；验证组0.77,Hepatology 2005;42:1437-1445,Hui等预测模型,参数：胆红素、BMI、白蛋白、血小板 病理诊断:Ishak标准 AUC：建模组0.80；验证组0.76,Am J Gastroenterol 2005；100:616-623,FS、FT、APRI及其联合应用的AUC*,方法 F 2 F 3 F4 FS 0.83 0.90 0.95 FT 0.85 0.90 0.87 APRI 0.78 0.84 0.83 FS+ APRI 0.84 0.91 0.95 FS+FT 0.88 0.95 0.95 FS+FT+ APRI 0.88 0.95 0.95 依据METAVIR系统评估,Gastroenterology 2005;128:343-350,非创伤性诊断模型的临床合理应用,病因差异的影响 对单一病因引起的肝纤维化预测准确性优于复合病因引起的肝纤维化 对ALD肝纤维化的预测价值优于病毒相关CLD肝纤维化 实验室差异的影响 检测标准化及ULN值不一，尤为PT及PLT差异较大 基因依赖性检测指标，如HCV基因3型的胆固醇水平改变 生理因素，尤为BMI对多种生化指标水平的影响 与组织学检查不一致性的影响因素 肝活检标本太小，血标本溶血、脂肪肝、男性、年龄、炎症活动、肾衰竭,Fibroscan与非创伤性诊断 模型的联合检查,目前非创伤性诊断模型仍不能代替组织病理学诊断，模型建立的判别值难与组织学各分期诊断有等价效应 模型可使1/3-半数CLD患者避免或减少肝活检的次数 联合应用2个模型的有关指标或Fibroscan联合1或2个模型的指标可进一步减少肝活检的需要，并提高对F3及肝硬化的诊断价值,肝纤维化的治疗（1）,治疗目的：减轻肝纤维化的程度、延缓其发展或使肝纤维化逆转，防止进一步向肝硬化发展。 治疗原则：去除原发病因、抗肝纤维化和对症治疗。 治疗策略：由以前的抗炎为主，转变为抗HSC活化、促进胶原降解、药物靶向治疗等新思路,肝纤维化的治疗（2）,去除病因：病毒性肝炎的抗病毒治疗酒精性肝病患者戒除乙醇摄 入血色病患者静脉放血治疗Wilsons病患者的祛铜治 疗 保护肝细胞：抗氧化剂：谷胱苷肽、S-腺苷蛋氨酸、vitmin E和 西利马林（silymarin）； 脂氧酶抑制剂：PGE1、PGE2和其类似物（米索前列醇、 二甲基 PGE2、enisoprost）、PGI2； 钙通道阻断剂：尼群地平等 其它：甘草甜素和UDCA等。 减轻肝脏炎症：IL-1受体拮抗剂、 可溶性TNF抗体、 IL-10,肝纤维化的治疗（3）,抑制肝星状细胞（HSC）活化： 拮抗细胞因子及其受体： TGF1抗体或可溶性受体、IL-10 抗氧化剂 ： 槲皮黄酮、N乙酰半胱氨酸、腺苷 干扰素 ： IFN、IFN 肝细胞生长因子（HGF）： 抑制TGF1，对HSC活化及ECM合成有显著 抑制作用 激素： 奥曲肽 其它： PGE2、cAMP、小柴胡汤（TJ-9）、己酮可可碱（PTX）、 卤呋酮(halofuginone)、多不饱和卵磷脂、HOE-077、甘草 甜素、丹参、西利马林、雷怕霉素(rapamysin)、RGD类似 物、核心