肝纤维化的病理基础及临床应用

肝纤维化的病理基础及临床应用

肝功能是许多慢性肝病的共同病理特征，也是慢性肝炎、肝硬化等进一步发展和恶化的重要中间环节。主要是在各种损伤因素作用下,肝星状细胞(hepaticstellatecell,HSC)激活、增殖、合成并分泌大量的细胞外基质(extracellularmatrix,ECM),降解减少沉积增多,形成肝纤维化。引起肝纤维化的病因甚多。在国外,尤其是欧美国家,以酒精中毒占多数(约50%~80%),在我国导致肝纤维化的主要原因是感染肝炎病毒。在HBV感染者中,有10%~15%的患者可发展为慢性HBV感染,其中25%~40%的病例最终发展为肝硬化乃至肝癌。丙型肝炎病毒感染者更易引起慢性化,约75%~80%的急性丙肝患者转为慢性感染,而慢性HCV感染者20%~25%发展为肝纤维化、肝硬化。近年来研究证实肝纤维化在未进入肝硬化之前,尚有逆转可能,这为肝纤维化的有效治疗带来新的希望,但临床仍缺乏高效、无明显毒副作用的西药。而中医中药在治疗肝纤维化方面体现出巨大的优势,近几年中医药治疗肝纤维化的实验和临床研究的成果展示了广阔的应用前景,本文就其近年来的进展作一简要的综述。1中药和天然药物的有效性1.1gl对肝损伤和肝脏正常组织中型的作用GL是从中药甘草中提取的有效成分,即甘草酸的钾、钙盐。实验研究证明GL有明显的抗四氯化碳(CCl4)诱发大鼠肝纤维化作用,能降低肝纤维化动物模型Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA的表达。体外研究发现甘草酸对体外培养的HSC的增殖有明显抑制作用,并能减少HSC对3H-脯氨酸的参入,进而抑制胶原合成。动物体内实验研究表明,在CCl4联合乙醇诱导的大鼠肝纤维化模型中,GL可使血清谷丙转氨酶(L-alanineaminotransferase,ALT)水平下降,抑制肝脏内核因子-B(nuclearfactorKappaB,NF-κB)结合活性。抑制毒素诱导的肝损伤后肝脏内转录因子NF-κB的激活,这可能是GL发挥抗肝损伤和抗肝纤维化作用的分子机制之一。对体外培养的大鼠原代肝细胞(hepatocyte,HC)的研究表明,GL还有表皮生长因子受体激动剂的作用,通过受体型蛋白酪氨酸激酶(proteintyrosinekinase,PTK)-有丝分裂原激活的蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)这一途径诱导HC的DNA合成与增殖。临床应用GL治疗慢性肝炎,结果表明,应用GL3mon,血清Ⅲ型前胶原肽(PⅢP)较治疗前明显下降;治疗6mon时层粘连蛋白(laminin,LN)、透明质酸(hyaluronicacid,HA)及Ⅳ型胶原(C-Ⅳ)水平也明显下降。病理组织学分析见肝内增生沉积的纤维明显减少,甚至已形成的假小叶及早期肝硬化结节消失。其抑制肝内纤维增生的机制可能是通过减轻HC变性坏死、抑制炎症反应、调节免疫及改善循环等因素而实现的。1.2抗肝纤维化作用Tet是从防己科植物粉防己的块根中提取的具有钙通道拮抗剂作用的一种生物碱,临床和实验研究均表明Tet对防治肝纤维化有良好的疗效。实验研究发现该药能抑制CCl4所诱导的大鼠肝纤维化胶原蛋白合成的增加,肝脏总胶原、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原均显著减少。将其和HSC共同培养,它可减少细胞内DNA含量,但不影响细胞生存,使活性HSC的标志α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smoothmuscleactin,α-SMA)表达下降。有学者对115例慢性肝病患者口服Tet治疗后随访6mon,结果表明,患者血清HA及血清PⅢP含量与治疗前相比显著降低;在治疗36mon后幸存93例中,总有效率达93.6%,提示Tet具有良好的抗肝纤维化作用。Tet抗肝纤维化的作用机制可能是:①抑制成纤维细胞和HSC的生长增殖、胶原的合成,从而抑制ECM的过度沉积。②小剂量Tet能明显降低线粒体中的单胺氧化酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶的活性;增加线粒体对Ca2+的主动摄取,减少其被动释放,具有良好的线粒体保护和抗纤维化作用。③Tet对Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原基因的表达具有抑制作用,能在转录水平上抑制胶原合成。Tet也可能通过抑制转化生长因子β1(transforminggrowthfactor-beta1,TGF-β1)、血小板衍生生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)等肝纤维化相关生长因子的表达而间接抑制胶原合成。Tet还可抑制肝纤维化大鼠组织金属蛋白酶抑制因子-1(tissueinhibitorsofmetalloproteinase-1,TIMP-1)mRNA的表达,从而促进ECM的降解。1.3抗肝纤维化作用机制Mat是从豆科植物苦参、苦豆子中提取的有效成分,具有抗炎作用及抑制某些细胞因子的产生。动物实验研究结果表明,Mat能显著减轻CCl4诱导大鼠HC变性、坏死及纤维组织的形成,同时能降低不同实验阶段血清ALT、HA及肝组织中羟脯氨酸(hydroxyproline,Hyp)含量。体外实验将Mat分别与体外培养激活的巨噬细胞、肝枯否细胞(Kupffercell,KC)共同孵育,显示Mat对巨噬细胞和KC分泌白细胞介素-1(interleukin1,IL-1)、白细胞介素-6(interleukin6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-alpha,TNF-α)有明显抑制作用。最近的研究表明,Mat(1~2mmol·L-1)显著减少血清刺激的HSC-T6大鼠HSC以及NIH3T3成纤维细胞增殖和胶原合成;Mat(0.25~2mmol·L-1)浓度依赖地抑制PDGF促HSC-T6细胞增殖以及抑制TGF-β1促胶原合成的作用。临床研究表明Mat有明显的抗肝纤维化作用,140例慢性乙型肝炎病人分为Mat组及对照组,结果表明,治疗组治疗后肝纤维化血清学指标HA、Ⅲ型前胶原(procollagenⅢ,PCⅢ)、C-Ⅳ、LN与治疗前及对照组比较,差异显著。Mat抗肝纤维化的主要机制有以下几个方面:①保护肝细胞膜。研究表明,HC也可少量分泌ECM,Mat通过对肝细胞膜的保护,抑制ECM的产生和沉积,这可能是其抗肝纤维化的机制之一。②抑制纤维化因子的释放。Mat可能通过对KC的调控进而调节HSC的激活和ECM的形成。③调控HSC的功能。Mat可以直接抑制HSC的增殖和对ECM的分泌,减少ECM在肝内的异常沉积,逆转肝纤维化的进程。1.4sa-b对gf-1抑制诱导小鼠血清自毒性的作用SA-B是丹参的主要水溶性成分之一,具有良好的抗氧化作用。研究发现,该成分能有效保护CCl4与二甲基亚硝胺(DMN)等化学中毒大鼠的肝损伤,预防与逆转肝纤维化的形成。体外实验研究表明,SA-B可抑制HSC的增殖与胶原生成,抑制TGF-β1的自分泌与MAPK活性。SA-B1~10μmol·L-1明显抑制TGF-β1刺激的HSC胶原分泌,抑制α-SMA蛋白表达,下调Ⅰ型前胶原基因表达。SA-B0.1~10μmol·L-1可不同程度地抑制Smad2/3的蛋白表达及TGF-β1的HSC胞内信号转导,从而拮抗TGF-β1的促HSC活化作用。新近的研究表明,SA-B体外可抑制活化的及经丙二醛(malondialdehyde,MDA)刺激后的HSC的增殖细胞核抗原表达量,从而降低细胞内氧化程度,发挥其抗氧化和抗增殖的作用。临床对SA-B治疗慢性乙型肝炎患者肝纤维化的作用进行观察,SA-B治疗组肝纤维化逆转率达36.67%,患者血清HA、LN、PⅢP、C-Ⅳ均全面下降,且无明显副作用,显示了良好的应用前景。1.5水飞蓟素作为体内免疫一环境文化抑制剂的作用水飞蓟素是由菊科植物水飞蓟果实中分离提取的有效成分。在CCl4诱导的肝损伤模型中,其能减轻脂质过氧化的水平,增加过氧化氢酶的活性,明显增加肝组织过氧化物歧化酶的活性。在胆管完全闭塞所诱发的继发性胆汁性肝纤维化模型中,水飞蓟素通过下调TGF-β1mRNA的水平抑制前胶原α(Ⅰ)、TIMP-1的表达,同时降低血清中PⅢP水平。新近研究表明,水飞蓟素可作为体内免疫应答调节剂,抑制肝内TNF、干扰素-γ(interferon-gamma,IFN-γ)、IL-4、IL-2的表达,增加IL-10的合成。此外,它还可抑制肝内核转录因子NF-κB的激活。水飞蓟素抗肝纤维化的主要机制可能是:①清除体内活性氧,减轻毒性物质引起的脂质过氧化反应,阻抑其对肝纤维化过程的触发。②通过抗脂质过氧化反应维持细胞膜的流动性,保护肝细胞膜。③增进HC蛋白质的合成,促进HC修复、再生。1.6抗肝纤维化作用牛磺酸是从中药牛黄中提取的有效成分,具有多种细胞保护作用。CCl4诱导大鼠肝纤维化的实验研究表明,牛磺酸可显著减轻大鼠肝纤维化程度,抑制纤维生成与沉积,降低肝Hyp和Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA量,降低血清HA和LN水平,改善肝功能,组织学检查也显示其具有抗肝纤维化作用。牛磺酸还能减少硫代乙酰胺诱导的肝脂质过氧化反应,增加谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px)的活性,通过减轻氧化应激发挥其保肝作用。1.7抗肝纤维化作用中药有效成分川芎嗪、扁桃苷、黄颜木素、大黄酸、葫芦酸B、三七皂苷、五仁醇、灯盏细辛黄酮、齐墩果酸等也都具有不同程度以及不同环节的抗肝纤维化作用。2单味中药2.1肝纤维化对hsc丹参系唇形科鼠尾草属植物的根,为常用的活血化瘀中药。大量研究证实丹参具有改善肝脏微循环、消除内毒素、保护HC、抗纤维化等方面的作用,已被广泛用于慢性肝炎及肝纤维化的临床治疗。丹参注射液可减轻人血清白蛋白造成的HC损伤,终止HC免疫损伤诱发肝纤维化的启动因素。丹参还可逆转CCl4诱导的大鼠肝纤维化,减少Ⅰ、Ⅲ型前胶原和TIMP-1的表达,增加基质金属蛋白酶-13(matrixmetalloproteinase-13,MMP-13)的表达;降低肝纤维化大鼠血清TGF-α、IL-6水平,升高超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)水平,降低MDA水平。体外实验研究发现丹参可抑制TGF-β1mRNA以及Ⅰ型胶原mRNA的表达,表明丹参对HSC有直接的抑制作用。另有研究表明,丹参能诱导细胞色素P4502E1的合成,防止损伤细胞的蛋白质、DNA的降低,减轻肝毒物对体外培养细胞超微结构的损伤,同时使肝脏谷胱甘肽浓度升高。综合提示丹参抗肝纤维化机制可能与其下调细胞因子、阻断KC和HSC细胞活化、减少胶原组织的合成及促进自由基清除和抗脂质过氧化作用有关。2.2抗肝纤维化作用黄芪是豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根,具有补中益气、升阳固表等功效。通过黄芪对大鼠免疫性肝纤维化的研究发现,黄芪可以明显减少总胶原及Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型胶原在大鼠肝脏的病理性沉积,降低胶原蛋白含量,对实验性肝纤维化具有明显的治疗作用。体外实验表明,黄芪可明显抑制体外激活的HSC增殖及胶原的产生。在正常肝组织中HC不表达细胞间粘附分子-1(intercellularadhensionmolecule-1,ICAM-1),在肝纤维化时HC的ICAM-1表达呈阳性,ICAM-1表达越强,肝纤维化越明显。研究发现,黄芪不仅能抑制肝纤维化的形成还能抑制纤维化HC、成纤维细胞的ICAM-1的表达,进而抑制肝纤维化时的免疫反应,这可能是其抗肝纤维化作用的重要机制。黄芪能降低慢性乙型肝炎患者HA含量,并能降低血清TGF-β1及提高外周血单个核细胞产生IFN-γ的活性,说明黄芪抗肝纤维化的作用可能与其调节免疫反应有关。2.3抗纤维化作用冬虫夏草为麦角菌科真菌冬虫夏草菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫蝙蝠蛾幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体,是一种免疫调节剂。有研究表明,人工虫草能减轻肝脏的炎性细胞浸润和HC变性坏死,增强KC的功能,使免疫复合物(IgG-IC)在肝内的沉积显著减少;同时能抑制总胶原、Ⅰ、Ⅲ型胶原在肝内的沉积,并可使已形成的胶原重新溶解和吸收,其作用与秋水仙碱相仿。此外,虫草多糖对大鼠HSC的增殖有较强抑制作用,能明显抑制HSCNF-κB活性,下调TNF-α蛋白和mRNA的表达。虫草菌丝还可以通过上调肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)的表达,促进肝纤维化形成时期HC再生,延缓慢性肝炎向肝硬化阶段发展的进程。冬虫夏草抗纤维化作用可能与下列因素有关:①提高吞噬细胞或KC的吞噬活性,从而增加毒性物质的清除,抑制了致纤维化细胞因子的释放和HSC的激活,最终抑制了胶原的合成和分泌。②增加肝脏胶原酶mRNA的表达,抑制Ⅰ、Ⅲ型前胶原基因的表达,促进Ⅰ、Ⅲ型胶原溶解或抑制其产生。新近研究还表明,冬虫夏草可抑制TGF-β1表达,从而下调PDGF表达,抑制HSC的活化和Ⅰ、Ⅲ型胶原的沉积,也可能是其抗肝纤维化的作用机制之一。2.4其他三七、泽兰、姜黄、当归、党参等药物,在实验中均已证实有抗肝纤维化作用,但其作用机制有待研究。3中药方剂3.1缺乏金属离子水平,大鼠肝组织timp-1的表达复方861是根据益气活血、养血柔肝原则配制而成的复方,主要由丹参、黄芪、鸡血藤等10味中药组成。研究表明,复方861可使肝组织中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原及TGF-β1的mRNA水平明显降低,并能提高胶原酶MMP3mRNA表达水平,降低肝组织TIMP-1mRNA的表达,提示复方861在抑制ECM合成的同时还可以促进胶原酶降解胶原纤维,从而抑制肝纤维化的形成。进一步研究表明,一定浓度的复方861可以促进体外分离培养的大鼠HC的DNA合成,具有促进HC增殖的作用。复方861还可显著抑制体外培养的HSC核因子NF-κB活性,提示其可使IL-6和ICAM减少,抑制HSC的自分泌和旁分泌途径。新近研究还表明,复方861能降低HSC-T6细胞内皮素(ET-1)mRNA水平,抑制其对HSC的收缩作用。同时,可增加大鼠HSC-T6一氧化氮合成酶表达及其酶活性,使一氧化氮合成、分泌增加,从而降低肝窦阻力,在预防、治疗肝纤维化及早期门脉高压中具有重要作用。3.2抗肝纤维化的作用机制319方由虫草菌丝、松黄、丹参及桃仁等6味药物组成。大鼠灌以319方制备的含药血清,能抑制纤维肝HSC、HC及成纤维细胞细胞内胶原合成与ECM的分泌,抑制HSC的Ⅰ型前胶原及TGF-β1mRNA的表达。319方能阻止慢性乙型肝炎肝纤维化的进展和促进肝内增生的纤维组织的降解,有一定的保护HC、抑制肝脏炎症的作用。表现在63例治疗组患者治疗后ALT的下降、血清白蛋白(Alb)和A/G比值的升高均非常显著,尿中Hyp水平也明显升高。体外实验表明该药可抑制损伤肝KC分泌TGF-β1及PDGF,通过抑制旁分泌途径抑制HSC活化。此外,319方还对活化的HSC分泌血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)的增加有抑制作用,即对HSC的自分泌激活途径有抑制作用。319方抗肝纤维化的作用机制主要为:①抑制纤维增生刺激因子的生成;②抑制肝内ECM主要生成细胞HSC的活化与增殖,拮抗PDGF-bb的促HSC增殖反应,抑制HSC的ECM生成和Ⅰ型胶原mRNA及蛋白的表达;③抑制肝KC旁分泌和HSC自分泌激活HSC的途径;④抑制活化的KC及HSC的VEGF生成,促进肝纤维化过程中肝窦毛细血管化的逆转。319方用于具有肝纤维化病理改变的慢性肝炎、肝硬化患者,有良好的临床疗效。3.3小柴胡汤治疗慢性肝炎的作用机制小柴胡汤由柴胡、人参、半夏、黄芩、甘草、生姜、大枣等药组成。从20世纪70年代起该方逐渐被用于治疗病毒性肝炎。现代研究表明,小柴胡汤具有抑制肝炎病毒复制的作用,从病因上可以阻断病毒性肝炎的发病过程;小柴胡汤还具有保护HC和促进HC再生作用以及激素样和非激素样抗炎作用,并可作用于T细胞和巨噬细胞参与免疫调节。在DMN诱导的动物模型中,小柴胡汤可通过