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器官纤维化与逆转 organfibrosisandreversion 张朝晖2010 3 10 纤维化是否能逆转呢 为什么会出现纤维化 出现了纤维化有哪些危害呢 器官的组成 实质 通常指执行该器官主要功能的细胞 如 肝细胞 间质 间质细胞及脉管 细胞外基质 胶原 糖蛋白 蛋白聚糖 弹性纤维等 机械支撑 连接 营养等 当组织受到损伤后 机体便启动修复程序 这是机体的一种自我保护机制 这种修复反应在一定条件下可以使受损的器官组织恢复正常的结构和功能 然而损伤范围较大或反复损伤超出了细胞的再生能力时 细胞外基质将大量增生以对缺损组织进行修复 于是发生纤维化的病理改变 尽管损伤修复是人类自我保护机制 目的是修复损伤器官组织的结构和功能 但在复杂的内外因素的作用下 这种修复反应会出现过度 过强和失控 便会引起器官组织的纤维化而导致功能下降甚至丧失 肺纤维化 最终会导致呼吸衰竭而死亡 肝纤维化 几年后就会发展成肝硬化 肾纤维化 会诱发肾衰竭 心脑血管纤维化 会引发心肌梗塞或脑中风 临床上常见的器官纤维化疾病及其危害 据美国有关统计资料证明 美国因病死亡人群中 约45 可归于器官组织纤维化 2003年非典病人最终大多死于急性肺纤维化 中国55岁以上的老人 1 3存在各种纤维化疾病 但长期以来对纤维化疾病的认识不够 早期诊断少 查出已是中晚期 致使很多患者面临危险的处境 一 器官纤维化的概念 人体各种器官如肺 肝 肾 血管 腹膜 胰腺 骨髓 皮肤等 在各种致病因素 免疫 毒物 缺血及血流动力学改变等 作用下遭受损伤 发生炎症反应 在炎症的不断刺激 导致器官实质细胞进一步发生坏死 并引发组织内细胞外基质 ecm 沉积 藉以保持组织和器官的相对完整性 这是组织的修复过程 但当这种修复过程过度 过强及失控时 致使细胞外基质异常增多和过度沉积 就会出现器官纤维化 器官纤维化与器官硬化的关系 病变轻者为纤维化 当病变发展引起组织结构明显破坏则为器官硬化 器官纤维化与器官硬化是同一病理过程的不同发展阶段 器官纤维化是进一步向器官硬化发展的重要中间环节和必经之路 主要包括 胶原 非胶原糖蛋白 蛋白聚糖和弹性纤维等 器官纤维化时 组织沉积的纤维结缔组织成分 1 细胞成分 主要包括 组织的实质细胞 成纤维细胞和单核巨噬细胞等 2 细胞外基质 ecm 是由细胞合成并分泌到胞外 分布在细胞表面或细胞之间的大分子 主要是一些多糖和蛋白及蛋白聚糖 细胞外基质对于机体组织细胞具有重要作用 细胞外基质 extracellularmatrix ecm 蛋白聚糖 proteoglycan 是由糖胺聚糖以共价的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物 它们能够形成水性的胶状物 细胞外基质的组成成分可分为三大类 结构蛋白 如胶原和弹性蛋白 它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性 粘着蛋白 adhesiveproteins 如纤粘连蛋白 fn 和层粘连蛋白 ln 它们促使细胞同基质结合 其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物 并通过细胞质膜中的整联蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体 胶原纤维 赋予ecm抗张力强度 弹力纤维 赋予ecm弹性 糖蛋白 fn ln vn en tsp un tn opn 参与ecm纤维网架形成 基质与细胞连接及其信号转导和功能调节 蛋白聚糖 蛋白聚糖是由一条核心蛋白与多条糖胺聚糖侧链以共价结合方式组成 90 以上为糖 糖胺聚糖有高度亲水性 形成水化性胶质 糖蛋白是由分支的单糖链与球状蛋白相连接而成 anoverviewofthemacromolecularorganizationoftheextracellularmatrix 器官纤维化的原因 1 外因 物理因素 空气中的粉尘 包括无机粉尘 矽 石棉 煤等 有机粉尘 过敏性粉尘 空调 湿化器排出的废气等 化学因素 不当用药 大量使用抗生素与激素等 食用或饮用被农药污染的食物或水 生物因素 病毒 细菌 结核杆菌等 寄生虫 血吸虫等 等 2 内因 体内堆积的过量正常或异常代谢产物的刺激 如 慢性酒精性肝病和非酒精性肝病 脂肪肝 是肝纤维化的重要原因 免疫因素 多种免疫或自身免疫性疾病 如 全身 系统 硬化症和系统性红斑狼疮常可导致肺纤维化和肾纤维化的发生 二 器官纤维化发生机制的研究 细胞损伤 炎症 吞噬细胞活化 细胞外基质产生细胞活化 肌成纤维细胞 细胞外基质积聚 各种损伤因素 固有的吞噬细胞 聚集的巨噬细胞 聚集 释放多种细胞因子和生长因子 增生 表型转化 增殖 分泌 组织损伤愈合阶段 细胞参与 上皮细胞或内皮细胞 损伤部位 损伤期 止血期 上皮细胞或者内皮细胞受损 血小板 tgf 中性粒细胞和单核细胞聚集 凝集反应 t细胞募集 纤维母细胞增生转化为肌成纤维细胞并增生 胶原 纤维连接蛋白 il 13 新生血管 细胞外基质沉积 炎症和增殖期 再生阶段 成熟期 重构 纤维化 上图显示了组织损伤后修复反应的过程 首先 上皮细胞或者内皮细胞受损后 引发血凝反应 释放趋化因子和多种细胞因子如 转化生长因子tgf 等 促使中性粒细胞 单核细胞和淋巴细胞聚集于局部并激活 激活t细胞分泌促纤维化细胞因子 如白介素il 13 激活的巨噬细胞可进一步释放tgf 进一步激活纤维母细胞 使之转化为肌成纤维母细胞 合成分泌ecm 完成组织损伤的修复过程 然而 如果损伤因素持续存在 就会造成持续的炎症 导致致纤维化的细胞因子持续发挥作用 于是组织修复失调 产生大量细胞外基质沉积 从而形成永久性的纤维瘢痕 一 参与纤维化的几种细胞 1 细胞外基质产生细胞 ecm产生细胞 大量研究证明 在纤维化形成过程中 组织内有一种或几种细胞突出地参与ecm的产生 这种细胞被称为细胞外基质产生细胞 ecm产生细胞 或效应细胞 这是一些间充质细胞 在器官纤维化形成机制中发挥重要作用 如 肝星状细胞 hsc 肾小球系膜细胞 肾间质成纤维细胞 肺成纤维细胞和心脏成纤维细胞等 它们是相应器官纤维化时ecm主要来源细胞 肝脏门管区成纤维细胞肝星状细胞 hsc 肾脏间质成纤维细胞肾小球系膜细胞肺脏间质成纤维细胞肺泡成纤维细胞胰腺间质成纤维细胞胰腺星状细胞心脏间质成纤维细胞原始间充质细胞 部分器官主要ecm产生细胞 注意 ecm产生细胞是唯一产生ecm的细胞吗 2 ecm产生细胞的活化 正常情况下ecm产生细胞处于静息状态 其代谢和功能不活跃 但在病理情况下 ecm产生细胞不仅形态发生变化 而且表现出明显增殖 分泌细胞因子 合成大量ecm及产生蛋白降解酶等功能变化 这一系列变化被称为活化 ecm产生细胞的活化是纤维化形成的关键步骤和核心环节 胞体展开 突出延长 增殖活跃 胞浆内脂滴消失 表达 sma 产生ecm的能力增强 表明已转变为肌成纤维细胞 myofibroblast mfb 例 肝 胰星状细胞的活化 肌成纤维细胞 正常肝组织 肝组织损伤 在正常情况下成纤维细胞处于静息状态 是一类低代谢 非激活状态的细胞 当成纤维细胞受到刺激后 从静息状态转化为增殖和过度产生基质的细胞 即发生了成纤维细胞的活化 活化的成纤维细胞表达 sma 并且合成ecm的能力明显增强 即已转变为mfb 目前认为 成纤维细胞的活化是纤维化形成过程中的关键步骤 例 成纤维细胞的活化 肌成纤维细胞 活化的成纤维细胞表达 sma即转变为肌成纤维细胞 mfb 3 肌成纤维细胞 肌成纤维细胞 mfb 又称肌纤维母细胞 是一组平滑肌细胞样的细胞 胞浆内出现 sma mfb与成纤维细胞的关系 mfb的来源 mfb在纤维化进程中的作用 均来源于活化的ecm产生细胞 4 巨噬细胞 组织损伤处聚集的巨噬细胞来源 巨噬细胞具有的特殊生物学作用 巨噬细胞在器官纤维化中的作用 ecm产生细胞分泌 tgf pdgf 刺激 tgf il 1 il 6 bfgf tnf 等 产生大量 型胶原 fn等ecm 肝脏的巨噬细胞 活化的枯否细胞通过释放tgf il 1 pdgf tnf等细胞因子激活hsc hsc的活化是肝纤维化形成的关键 二 细胞因子在纤维化中的作用 组织细胞从损伤 炎症反应到细胞增生 ecm生成和改建等多个环节 都有赖于细胞因子的调控 参与器官纤维化常见的细胞因子有 tgf pdgf bfgf 表皮生长因子 egf il 1 il 6 il 8 tnf 干扰素 ifn 和胰岛素样生长因子 igf 1 等 生理情况下 众多的细胞因子构成的网络调节处于平衡状态 但病理情况下这一平衡被打破 正向调节纤维化的细胞因子增加 并发生级联效应 而负向调节纤维化的细胞因子活性降低 从而导致ecm过渡沉积 引起纤维化 来源 il 4 il 5 il 6 il 10 il 13 tgf mcp等 正向调节 促进 纤维化的细胞因子 负向调节 抑制 纤维化的细胞因子 il 1 il 2 il 12 il 15 il 18 tnf ifn 等 th2细胞因子 th1细胞因子 体内外研究证明当细胞因子平衡以 型细胞因子占优势时就会发生纤维化 实验室研究证明在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中 型细胞因子表达增加 而应用了干扰素和化维纤治疗后 型细胞因子如白il 1 il 12 il 18和tnf 表达增加 局部组织ifn含量增加 型细胞因子如il 13 il 4 il 5表达减少 肺纤维化得到明显改善 th 1 th 2型细胞因子反应平衡失调 这些反应因子最初是根据cd4 t辅助淋巴细胞亚群所产生的细胞因子命名的 th 1型细胞因子 il 1 2 12 18 ifn tnf 等 主要介导细胞免疫 th 2型细胞因子 il 4 5 6 10 13等 主要介导体液免疫 然而现在支持各种其他细胞包括成纤维细胞 巨噬细胞 特别是肥大细胞也能产生这些因子 它们除了参与免疫反应外 还参与了组织损伤和由此激发的炎症反应及修复过程 tgf 与ecm积聚关系密切 tgf 能促进ecm产生细胞表达 sma 使其活化并发生表型转化 转变为mfb 后者能合成和分泌大量胶原等ecm成分 tgf 通过抑制ecm降解酶 如mmps pas 的活性 增强这些降解酶抑制物 timps pais 的活性 从而减少ecm的降解 tgf 能增加ecm受体的表达 促进ecm与细胞粘附 为公认的治疗靶标 tgf 具有双面刃作用 结缔组织生长因子ctgf ctgf与tgf 关系密切 可介导tgf 负面作用 能促使 型 型胶原 fn等ecm的合成 在创伤愈合 器官纤维化发生中已观察到结缔组织生长因子的过度表达 人体和实验动物的研究资料表明 在器官纤维化时ctgf表达增加是一个共同的现象 ctgf长期过度表达能明显促进纤维化的发生发展 因此 作为组织器官纤维化形成过程中的重要介质 ctgf的发现可能为防治器官纤维化提供了一个新的治疗靶标 三 血管活性物质在纤维化中的作用 肾素 血管紧张素系统 ras ras既是一个循环激素系统 又是一个局部内分泌系统 肾 心 血管 肾上腺 脑等部位均有局部ras 可以通过自分泌和旁分泌的方式发挥生理和病理作用 血管紧张素 ang 是该系统的效应分子 除具有血流动力学作用外 它还具有生长因子和促纤维化因子性质 主要在肾小球硬化 肾间质纤维化和心肌纤维化的发生中起作用 ang 在肾小球硬化和肾间质纤维化的发生中起重要作用 其主要机制是 ang 通过影响全身及肾脏的血流动力学升高肾小球内压力 导致肾小球硬化发生 ang 诱导肾小球系膜细胞及肾间质成纤维细胞的增生和肥大并活化 转变为mfb 引起ecm大量产生 积聚 ang 可刺激tgf 表达 ang 能通过诱导pai 1的表达 从而减少ecm的降解 ang 对单核细胞具有趋化作用 增加趋化因子的表达 ace抑制剂和ang 受体拮抗剂可减轻肾小球硬化和肾间质纤维化的程度 ras在心肌纤维化与心室重构中起作用 ras在维持机体血压平衡和心血管功能中发挥重要作用 高血压状态下由于心脏工作负荷增加 引起心脏结构变化 心肌细胞肥大 心肌中层加厚及心肌纤维化 最终导致心肌重塑甚至心力衰竭 心肌纤维化主要表现为心肌成纤维细胞数目增多和心肌细胞外间质胶原过度沉积 可见于多种心血管疾病 越来越多的证据表明在介导的心肌纤维化中是高血压等心肌重塑的过程中ras起关键作用 是高血压进程中出现的心肌僵硬度增加 舒张功能减退 心肌缺血 心律失常甚至心源性猝死的重要原因 ang 发挥作用 ang 在心肌纤维化中的作用 ang 通过结合at1 ang 1型受体 介导多种心血管的生理反应 血管收缩 有丝分裂 心肌肥大与纤维化 炎症及心肌细胞凋亡等 ang 与心肌细胞的at1结合后 可促使心肌增殖 促进心肌间质成纤维细胞活化转变为mfb 产生大量ecm沉积 同时还抑制mmps的活性 减少ecm的降解导致心肌纤维化 另外还可通过促进醛固酮的产生加重心肌纤维化 正常心肌 高血压性心脏病患者心肌 内皮素 endothelin et et主要由血管内皮细胞合成 通过自分泌 旁分泌或内分泌等方式发挥作用 et通过不尽相同的机制参与肾脏 心脏 肝脏 肺脏的纤维化的发生 et可引起肾小球血管收缩 升高肾小球内压力 刺激系膜细胞增殖和合成ecm 刺激系膜细胞合成和释放tnf pdgf及肾髓质产生超氧负离子和过氧化氢等 et可升高金属蛋白酶组织抑制物 timp 的水平 减少ecm降解 et 1还具有ace样活性 可使组织局部ang 后者反过来刺激内皮细胞合成更多的et 1 除了上调tgf 表达外 et 1可通过直接刺激肾成纤维细胞增殖 增加ecm合成及减少胶原酶活性而促进肾间质纤维化 et参与肾脏纤维化的发生机制 et对心肌纤维化的作用表现如下 et可促进心肌细胞合成和释放ang et可引起肾上腺释放醛固酮 其作用比ang 强 et是醛固酮合成与释放的强效调节剂 et可直接促进心肌成纤维细胞增生和胶原蓄积 并可降低胶原酶活性 hsc表面有大量et受体 et 1可刺激hsc活化 et受体拮抗剂能阻断实验性大鼠肝纤维化的胶原合成和沉积 et与肝纤维化 et与肺纤维化 在实验性大鼠肺纤维化 et 1表达增加 阻断et受体可明显减轻肺纤维化 在特发性肺纤维化病人的肺组织et 1表达增加 et 1通过调节肺成纤维细胞增殖和 sma表达参与这种肺纤维化的发生 四 ecm转换失衡与纤维化的关系 生理状态下 组织内ecm处于不断合成与降解的更新转换动态平衡状态 这对于维持组织器官的正常结构和功能具有重要作用 基质合成 基质降解 转换平衡 转换失平衡 基质合成 基质降解 器官纤维化时ecm的积聚是由于ecm合成增加和 或ecm降解减少所致 近年对此研究定位在ecm降解减少方面 即对ecm的蛋白降解酶 如 mmps 及其抑制物 如 timps 活性的研究 来阐述由此导致的ecm合成与降解失衡是器官纤维化发生的又一重要机制 ecm的蛋白降解酶 丝氨酸蛋白酶类 纤溶酶原激活物 pas 纤溶酶系统 基质金属蛋白酶类 mmps ecm的蛋白降解酶抑制物 纤溶酶原激活物抑制物 pais 基质金属蛋白酶组织抑制物 timps timps和 或 pais活性 mmps和 或 pas活性 ecm积聚 器官纤维化时 由于多种因素相互作用 导致ecm在器官内大量堆积 原因之一是组织内ecm降解酶活性降低 阻止了ecm的降解 使ecm的正常转换发生障碍 各种有害因素刺激 器官组织受损ecm合成 沉积 早期 mmps ecm合成 降解平衡器官组织无纤维化 晚期 timps mmps 损伤反复持续 ecm合成 降解失衡器官组织发生纤维化 注意 mmps的活性在同一器官不同疾病活性也是不同的 早期活化的ecm产生细胞既合成胶原又合成胶原降解酶 晚期ecm产生细胞被充分活化并转变为mfb 一方面胶原合成明显增加 另一方面timps的合成和活性 及 或mmps的分泌和活性 五 纤维化形成的共同过程 巨噬细胞的浸润 活化 ecm产生细胞的活化 mfb的形成 tgf ctgf过度表达 ecm转换失衡 靶标 靶标 组织微环境改变引起组织纤维化 内外致病原引起反复组织损伤和炎症反应 在遗传易感性 环境因子 病人年龄和性别等因素参与下 改变了器官组织微环境 导致损伤组织修复失调 从而引起进行性组织纤维化 虽然组织纤维化诱发因素多样 发生器官不同 临床表现各异 但是它们的发生发展都是因为组织损伤后修复过程失调或更直接地说是组织修复反应过度的结果 而其原因是组织损伤引起的炎症反应和组织修复反应导致局部组织微环境改变所致 这些改变包括促纤维化细胞因子表达增加 抑制纤维化细胞因子表达减少 mmps timps表达失衡 化学趋化因子及其受体表达增加 氧化应激反应被激活 脂代谢产物廿烷酸被激活 廿烷酸产生失衡和纤溶系统活性受损等 组织微环境改变的后果是组织损伤修复 伤口愈合 过程失调 导致器官实质细胞损失 而产生细胞外基质成分的主要细胞 成纤维细胞或肌成纤维细胞堆积 进而产生大量细胞外基质 便产生组织纤维化 因此 组织纤维化就是组织损伤后修复失调的结果 三 器官纤维化的逆转和治疗 一 器官纤维化可逆转吗 长期以来一直持悲观态度 既然纤维化如此 可怕 那么纤维化到底是不是可以逆转呢 由于器官的纤维化具有很强的隐匿性 往往在发现时已到中 晚期 治疗效果很不理想 再加上很多医生多年前学到的知识认为纤维化改变是器质性改变 是无法逆转的 最近大量研究显示 组织纤维化进程是可以被改变的 也就是说组织纤维增生疾病是可以治疗的疾病 尽管仍然有不同意见 但药物治疗的确可以改变组织纤维化的进程 治疗作用可分别定义为可逆转 消退和停滞 而最重要的就是找到相应的 靶点 然后射中 靶点 对症下药 分子生物学的发展逐渐揭示器官纤维化的发生机制 为器官纤维化的逆转带来曙光 因为纤维化的发生机制有几个关键性步骤 所以纤维化的逆转也涉及这几个关键性步骤 即emc产生细胞的活化 mfb的形成 tgf 的过度表达和ecm转换失衡等 肝纤维化的逆转 目前研究较多的是 肝间质胶原酶 胶原酶抑制物的作用 mmp1 mmp3在使纤维化肝脏恢复至正常肝脏的过程中起重要作用 所以mmp1 mmp3的基因表达可能是肝纤维化逆转的关键步骤 据肝纤维化的形成机制 要使肝纤维化逆转还涉及timps表达的减少以及pai 1的表达减少 降低二者的水平 肾小球硬化的逆转 肾小球硬化的发生是由于在致病因素作用下 肾小球内细胞增殖与消亡失衡及肾小球内ecm积聚与降解失衡所致 实验性老龄大鼠肾小球硬化的研究证明 高剂量氯沙坦治疗6个月 能明显改善大鼠肾功能 减轻肾小球硬化进展 同时发现pai 1mrna及蛋白表达降低 逆转了肾小球硬化的过程 二 器官纤维化的治疗 祛除病因 控制炎症 抑制ecm产生细胞的增殖 活化并诱导其凋亡 拮抗致纤维化细胞因子及其受体 调整ecm合成及降解 基本治疗策略 治疗靶标问题 目前认为最重要的靶标有三个 ecm产生细胞 细胞因子 ecm 抑制ecm产生细胞的增殖和活化 中心策略 例如实验室研究 ifn 维甲酸类 camp诱导剂 et受体拮抗剂及某些抗氧化剂等能抑制hsc活化 可否诱导活化的ecm产生细胞发生凋亡 阻断tgf 的生物学作用 应用tgf 中和抗体或可溶性受体来拮抗其生物学作用 例如 外源性核心蛋白聚糖可中和tgf 活性而降低其生物学作用 抑制ctgf的活性作为靶标来治疗纤维化尚在研究中 纠正ecm合成及降解失衡 己酮可可碱可明显降低人hsc中timp 1mrna表达 使ecm降解 从而发挥抗纤维化作用 抗纤维化药物 抗纤维化治疗成为器官纤维化治疗的新策略 介绍几种较特异的抗纤维化药物 己酮可可碱 pentoxifylline trental 在实验性肝 肾和肺纤维化研究中显示出具有一定抗纤维化作用 主要作用机制是抗炎 抗增殖 对抗细胞因子的致纤维化作用和阻止ecm产生细胞转变为mfb 吡非尼酮 pirfenidone pfd 体外研究显示它可抑制成纤维细胞增殖 ecm产生 tgf 激活的胶原合成及pdgf的促有丝分裂作用 能使icam 1水平下调 在实验和临床研究中均证明pfd具有阻止和延缓几种器官纤维化的作用 卤夫酮 halofuginone 是一种特异性的 型前胶原基因表达抑制剂 在多脏器 组织实验性纤维化模型研究中已证明其低浓度就能抑制 1 型前胶原基因表达和胶原合成 主要在基因转录和翻译水平抑制胶原形成 很有应用前景 肝小叶立体结构模式图 四 肝纤维化 一 肝脏的微细结构和功能 肝细胞 kupffercell kc即肝巨噬细胞 肝窦 窦周隙 disse腔 位于血窦内皮和肝c的血窦面之间 充满血浆 肝c的微绒毛浸沐在其中 含有网状纤维及贮脂c 肝星状细胞 贮脂细胞即肝星状细胞 肝细胞及其周围的超微结构模式图 胆小管高倍电镜 相邻肝细胞膜向各自胞质内凹陷围成 肝细胞膜有紧密连接 桥粒 肝细胞的微绒毛伸入其中 含有胆汁 汇入小叶间胆管 门管区 小叶之间的ct中走行有三种管 小叶间动脉 肝a的分支 小叶间静脉 门v的分支 小叶间胆管 胆小管汇合 肝腺泡的概念 它以汇管区血管发出的终末肝微静脉和终末肝微动脉及胆管分支为中轴 两端以邻近肝小叶的两个中央静脉为界 立体形态似橄榄 平面呈卵圆形 每个肝腺泡接受一个终末血管 门静脉系和肝动脉系 的血供 因而它是以肝微循环为基础划分的肝最小结构单位 作为肝结构单位的新概念 可用来解释肝脏病变的发生机制 肝小叶 门管小叶和肝腺泡示意图 肝中央静脉 v 周围带 腺泡 带 显著炎症坏死 腺泡内炎症活跃 二 肝纤维化概念 病因与分类 肝纤维化概念 是指肝脏对各种致病原所致肝损伤后修复失调的病理过程 表现为肝脏中胶原等细胞外基质成分异常增多和过度沉积 轻者为纤维化 重者由于肝小叶结构被改建 假小叶及不规则结节的形成 终演变为肝硬化 肝纤维化是大多数慢性肝病的共同病理过程 是向肝硬化发展的必经之路 肝纤维化是指肝细胞发生坏死及炎症刺激时 肝脏内纤维结缔组织异常增生的病理过程 慢性肝病绝大多数都有肝纤维化 肝纤维化是慢性肝病最重要的病理特征 肝纤维化与肝硬化既有联系又有区别 从病理上看 仅有弥漫性肝纤维沉积增加称肝纤维化 而弥漫性肝纤维化同时伴有肝小叶结构被破坏则为肝硬化 从发病学看 肝纤维化是肝硬化的前期病变 是可逆的 而肝硬化是肝纤维化进一步发展的结果 从临床观察看 肝纤维化和肝硬化是连续的发展过程 肝纤维化一般不致肝功能障碍 但可有门静脉高压 用ccl4腹腔注射的方法诱导大鼠肝纤维化 大鼠肝纤维化后肝组织出现很多小叶间隔和纤维增生等病理现象 这是研究治疗肝纤维化药物最理想的实验动物模型 病因与分类 先天性肝纤维化 肝囊肿 先天性肝纤维化症等 后天性肝纤维化 病毒性肝纤维化 酒精性肝纤维化 血吸虫性肝纤维化 胆汁性肝纤维化 代谢性肝纤维化 中毒性肝纤维化 营养不良性肝纤维化 心源性肝纤维化 酒精性肝病是目前临床发病率较高的肝病类型 仅次于病毒性肝炎 酒精性肝病按照发病过程分为 酒精性脂肪肝 酒精性肝炎 酒精性肝纤维化等阶段 三 肝纤维化的发生机制 近年来 随着分子生物学的进展 肝纤维化的发病机制得以初步阐明 肝纤维化形成过程概括描述如下 各种致病原 肝细胞损伤 kc 激活 tgf pdgf il 1 tnf 分泌 1 血小板 窦内皮细胞 肝细胞产生的各种细胞因子和化学介质 hsc 激活 mfb 转变 ifn tgf fgf 合成 分泌 大量ecm 旁分泌自分泌 自分泌 期 期 期 2 肝细胞 vegf pdgf bfgf 肝窦毛细血管化 内皮细胞发生表型改变 肝纤维化加重 使ecm降解减少 四 影响肝纤维化进展的因素 1 病因 年龄 机体免疫状态 2 肝脏炎症或损伤的严重程度 3 几种损伤因素同时存在 4 肝硬化结节的形成和门脉高压症的出现是不可逆转性改变的标志 肝纤维化病人临床症状比较隐匿 往往到肝纤维化晚期 肝硬化 出现腹水 肝脾肿大 门静脉高压 消化道出血等症状时病人才察觉 大部分病人表现为乏力 食欲不振 恶心 腹胀 腹泻 肝区疼痛 面色晦暗 个别有蜘蛛痣 肝掌等 结合血清学 影像学和组织学检查有助于肝纤维化的诊断 五 肝纤维化的诊断方法及意义 1 血清学检查 目前尚无公认的特异性血清学诊断指标 肝纤维化的血清学检查主要包括细胞外基质 胶原酶类 细胞因子的检查 细胞外基质的检查包括iii型前胶原 氨基端 肽 iv型胶原 vi型胶原等胶原蛋白和层粘蛋白 纤连蛋白和透明质酸等非胶原糖蛋白的检查 胶原相关酶检查指标包括基质金属蛋白酶 金属蛋白酶抑制剂 脯氨酰羟化酶等 细胞因子检查中tgf 水平可反映慢性肝病组织炎症坏死及纤维化程度 血清检查具有便捷 实用 安全等优点 但是特异性不强 一般多项血清学检查并结合影像学检查以提高肝纤维化诊断的正确性 临床常用来判断是否肝纤维化的四项血清学指标 1 piiip iii型前胶原肽 血清 型前胶原氨基端肽测定piiip的含量可以有效地区分轻型与中 重型慢性肝炎 p p 提示活动性肝纤维化 是反映慢性肝病纤维化活动性和程度的指标 正常值 120ug l 持续升高提示慢性肝炎的恶化和肝纤维化的进展 水平下降则反应病情缓解或治疗有效 2 iv c iv型胶原 7s c cp c np为构成基底膜主要成份 反映基底膜胶原的更新率 含量增高可较灵敏反映出肝纤维化过程 是肝纤维化的早期标志之一 正常值 75ug l 3 ln 层粘蛋白 为基底膜中特有的非胶原性结构蛋白 糖蛋白 与肝纤维化活动程度及门静脉压力呈正相关 正常 130ug ml 4 ha 透明质酸 为基质成分之一 由间质细胞合成 可较准确灵敏地反映肝内已生成的纤维量及肝细胞受损状况 有人认为本指标较之肝活检更能完整反映出病肝全貌 正常值 110mg l 2 影像学检查 超声波检查 常用的影像学检查方法包括超声波 ct 核磁共振扫描 mri 纤维内镜及腹腔镜等 近年来超声检查已广泛应用于肝脏疾病的诊断和治疗 彩色多普勒血流图 彩超 不仅能反映肝内结缔组织等弥漫性变化 也能反映肝细胞结节性再生等局限性变化 对肝纤维化和肝硬化的早期诊断有较大价值 b超 测定门静脉和脾静脉内径 门静脉主干内径 13mm 脾静脉内径 8mm时 排除其它因素 即可确定为门脉高压 提示肝纤维化及早期肝硬化的存在 彩超 不仅能反映肝内结缔组织增生等弥漫性变化 还能反映肝细胞结节性再生等局限性变化 对肝纤维化 肝硬化早期诊断有较大价值 肝纤维化时 肝包膜不 欠 光滑 粗糙 肝实质可见密集或较密小光点 回声普遍增强 肝硬化时 可出现鹅卵石样 地图样等再生结节声像 x线检查 肝纤维化和肝硬化的x线检查方法根据其诊断目的不同 基本有三种 食管和胃肠钡剂造影 门静脉造影 选择性肝动脉造影 ct和磁共振成像 mri ct和mri不仅在显示肝脏整体解剖和肝脏与相邻组织的关系方面有相对的优势外 在动态增强扫描和功能性检查方面也有其优势 因此与超声检查相互印证 有利于肝纤维化的确诊和减少漏诊 3 内镜检查 纤维食管镜 胃镜 不仅可以检查有无肝硬化所致的食管及胃底静脉曲张 还可以发现食管 胃和十二指肠粘膜病变 可用于诊断食管炎 食管和胃底静脉曲张 胃十二指肠粘膜病变 腹腔镜 对于血清学及影像学方法不能确诊的肝硬化 可进行腹腔镜检查 肝纤维化进展过程中尚未形成典型的结节时 镜下仅在某一叶或某一部分见到结节形成 这种不典型的局限性肝硬化与慢性肝炎晚期不易鉴别 可通过美蓝染色鉴别 4 组织学检查 可直接观察肝脏炎症 坏死 结缔组织的宽窄 分布和假小叶形成等情况 无疑肝脏组织学检查是确诊肝纤维化最好的方法 被视为肝纤维化诊断的金标准 可通过经皮肝穿 腹腔镜下目视或开腹手术等途径获得肝脏活组织 一次穿刺取材难以全面反映整个肝脏的情况 这些缺点限制了临床上广泛应用 只能在临床及有关检查不能确诊时才考虑选用 六