肝纤维化消化学习班.ppt

肝纤维化,上海交通大学医学院附属仁济医院上海市消化疾病研究所曾民德,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-1SEC、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fibrogeniccircle,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KnodellIshakScheuerMETAVIR0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，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，BMI45,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（Bloodmarkers）,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0.6HA+PIIINP+CIV+LN其相关系数0.93Marawaki：HA+MMP-2预测CSFHA+CIV预测F4CIV-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CSFN-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90%的cutoff值中位数2-3度EV为27.5，出血性EV为62.7Child-Turcotte-PughB/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,FibrotestForns指数APRIFibrospect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（2MA)、肝珠蛋白(HPT)、ApoA1、GGT、胆红素、年龄、性别FT4.467log（2MA）1.357log（HPT)+1.017log(GGT)+0.0281log(年龄）1.737log（胆红素）1.184ApoA10.301性别（女0，男1）5.540FT+ALT=FT-AT病理诊断：METAVIR标准AUC：建模组为0.827；验证组为0.851,Lancet2001;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,Hepatology2002；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,Hepatology2003；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,Hepatology2004；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,JHepatol2004;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,Gastroenterology2004;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,Hepatology2005;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,Hepatology2005;42:1373-1381,上海肝纤维化组（SLFG）模型,参数：A2M、年龄、GGT、HA预测模型：13.9953.220log（2MA）3.096log（年龄）2.254log（GGT）2.437log（HA）病理诊断：Scheuers标准AUC：建模组0.84；验证组0.77,Hepatology2005;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,AmJGastroenterol2005；100:616-623,FS、FT、APRI及其联合应用的AUC*,方法F2F3F4FS0.830.900.95FT0.850.900.87APRI0.780.840.83FS+APRI0.840.910.95FS+FT0.880.950.95FS+FT+APRI0.880.950.95依据METAVIR系统评估,Gastroenterology2005;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、vitminE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(h