(10.1)-12.肝脏疾病分子病理学

肝脏疾病分子病理学正常肝脏组织学及细胞学基础窦内皮细胞枯否细胞窦内皮细胞枯否细胞总胆管毛细胆管肝细胞细胆管<15μm小胆管15-100μm段胆管段胆管右肝管—一左肝管肝细胞内所有细胞的90%双核小管面、肝细胞之间的连接面微绒毛伸至窦周间隙型胶原MacSween'sPathologyoftheLiver，2011）A,(arrow)arenoteasilyseenonanH&Estainbutcanbevisualizedona1-μmsectionpreparedforelectronmicroscopicexaminationandstainedwithmethyleneblue.Stellatecellscontainlipiddroplets,whereassinusoidalliningcells(arrowhead)donot.B,Immunohistochemicalstainforsmoothmuscleactindemonstratespositivityalongthesinusoids,indicatingactivationofstellatecells.肝星状细胞(LSC):为窦周肝间质细胞，位于Disse腔兼有成纤维细胞、脂肪细胞和肌细胞的特征。又称贮脂细胞、Ito细胞、VitA贮存细胞等在LF形成初期被激活转化为肌成纤维细胞，产生多种ECM组分，通过接受多种细胞因子的旁分泌及自分泌作用，调节其在LF形成中的生物学效应MacSween'sPathologyoftheLiver，2011有许多板状或丝状伪或穿过内皮窗孔或细胞间隙伸入窦周间隙内。吞噬作用：清除和分解异物、衰退的内源性颗粒物或脂蛋白、糖蛋白等大分子物质。瘤细胞等作用MacSween'sPathologyoftheLiver，2011EC是构成肝血窦壁的平而薄。EC之间连接节筛孔的数量和大小发挥代偿作用肝窦出现EC持续去窗孔化和基底膜形成的现象肝窦毛细血管化的发生阻碍了肝细胞与血浆成分的肝脏特异性NK肝脏特异性NK细胞称为陷肝内增生NK细胞CK7染色CK7染色肝细胞损伤和再生的分子机制慢乙肝慢乙肝脂肪性肝炎缺血性损伤Wilson脂肪性肝炎缺血性损伤Wilson病一、肝细胞损伤的分子机制病变肝细胞表达典型的TNF-α受体超家族死亡受体，包括：TNF受体1（TNF-receptor1，TNF-R1TNF受体1（TNF-receptor1，TNF-R1也称为CD120a或Tnfrsf10aTRAIL-R1（或Tnfrsf10a）和TRAIL-R2（或TRAIL-R1（或Tnfrsf10a）和TRAIL-R2（或Tnfrsf10b）族6（TNFreceptorsuperfamily6，Tnfrsf6） C C TNFαTRAILTNFαTRAILFas通路介导的肝细胞损伤TNF-α通路介导的肝细胞损伤组织学和TUNEL染色显示Fas介导和TNFα介导的肝损伤后的细胞凋亡。(A和B)HE染色显示JO-2抗体接种后6h可见大量细胞死亡，TUNEL阳性的凋亡细胞增多。(C和D)HE染色显示D-氨基半乳糖/脂多糖注射后7h可见大量肝细胞死亡，TUNEL阳性的凋亡细胞明显增多。Fas通路介导的肝细胞损伤•常见于：病毒性肝炎、炎症性肝病、酒精性肝病、肝豆状核变性和胆汁淤积性肝病•FasL存在于炎症细胞或Fas活化激动型抗体（如实验模型中的jo-2）上，引起Fas基因的激活，导致伴有出血性改变的肝细胞广泛凋亡和坏死•Fas受体活化，募集Fas相关的死亡结构域蛋白（FADD）衔接分子和caspase-8启动子，通过或不通过线粒体途径诱导细胞死亡•另外一种调控途径：肝细胞中Fas受体与c-Met(HGF受体)形成的复合物，在HGF的刺激下变得不稳定，使得Fas受体更容易与FasL结合而活化，从而导致细胞的死亡TNF-α通路介导的肝细胞损伤•常见于肝脏的缺血-灌注损伤和酒精性肝病•小鼠模型中，细菌毒素如脂多糖（LPS）可通过TNF-α途径介导细胞死亡•TNFα与肝细胞表面的TNFα-R1受体结合形成三聚体和DISC•DISC是由TNFα-R1和TNFR相关死亡结构域（TRADD）构成，它可通过未知的机制募集FADD和caspase-8，进而激活caspase-3•TNFα-R1参与介导溶菌酶释放组织蛋白酶B，从而导致线粒体上细胞色素c的释放•TNFα刺激的重要影响是独特的，同时伴随保护性的NF-κB途径的激活脏再生过程的启动因素肝切除三分之二后肝切除三分之二后门静脉血氧浓度低肝脏血流动力学改变门静脉血氧浓度低肝脏血流动力学改变缺氧在肝细胞的再生过程中发挥重要作用高血流对内皮细胞和其他细胞的剪切应力可能是再生过程的重要的诱导因子缺氧在肝细胞的再生过程中发挥重要作用HGFHGF活化（再生的主要启动因子）脏再生过程中多种信号分子调节细胞增殖如果肝细胞或胆管细胞增殖严重受损，那么这两种细胞类型中的每一种都可以转分化为另一种，并作为兼性干细胞发挥作用•慢性肝病中发生的肝细胞丢失触发了存活肝细胞的代偿性增殖，并使其暴露在潜在的基因毒性损伤中，从而可能导致肿瘤的发生。•肝脏再生在什么时候停止？在某种程度上表明，TGF-β平衡了再生过程中的静止和增殖状态，从而更好地调节肝再生，但具体机制有待进一步考证。三、肝脏干细胞在细胞生长和肝脏疾病中的作用CK7染色CK7染色实验模型中卵圆细胞或成人肝干细胞活化的组织学研究（A）大鼠肝脏汇管区周围可见若干椭圆形、较小、胞浆核比高(↑)的细胞。随着卵圆形细胞逐渐分化，可见若干中间肝细胞(◀)。*表示毗邻卵圆形细胞持续激活、扩张和分化区域的正常肝细胞。 (→)，相当于卵圆细胞的激活。肝脏的干/祖细胞的分子标记物进一步研究来揭示它们与卵圆细胞的功能及调节机制之正常和损伤条件下成人肝脏的干/祖细胞1.在正常生理条件下，肝细胞的稳态维持主要通过成熟肝细胞的增殖来实现；2.在某些类型的损伤条件下，具有肝细胞和胆管细胞的双相分化潜能的成人肝祖细胞(LPCs)会出现并扩增，有助于再生过程；3.虽然LPCs的起源还不清楚，但主流的理论是，它们来自Hering管。通过细胞分选纯化和随后的培养实验证明，来自正常肝脏的胆管细胞标记阳性群体，以及来自损伤肝脏的胆管细胞/LPC标记阳性亚群，具有肝细胞和胆管细胞双相分化能力。MiyajimaA,TanakaM,ItohT.Stem/progenitorcellsinliverdevelopment,homeostasis,regeneration,andreprogramming.CellStemCell.2014May1;14(5):561-74.肝脏的干/祖细胞与HCC的关系病毒性肝炎病原体为嗜肝病毒和非嗜肝病毒嗜肝病毒分甲、乙、丙、丁、戊、庚型除HBV是DNA病毒外，其余均为RNA病毒甲、戊型主要通过肠道传播；乙、丙、丁、庚型主要通过输血、注射传播lHAV属小RNA病毒科，具有特异的嗜肝性。lCD8型T淋巴细胞表现出特异性的抗HAV活性，并可杀死感染HAV的皮肤成纤维细胞。l免疫细胞化学染色显示，甲型肝炎患者肝活检组织中的淋巴样细胞以T记忆细胞(CD45RO+)为主，B细胞数量较少。这一发现加上甲型肝炎病毒中更显著的浆细胞浸润，支持细胞介导和体液免疫共同参与了疾病的过程。l在外周血中NK细胞数量的增加，这与非MHC限制性的细胞毒性参与控制病毒感染的观点一致l病毒直接对肝细胞产生实质性的损伤作用似乎不太可能。•HBV基因组为3182～3221kb大小的不完全双链开环DNA;•HBV感染肝细胞并在胞内复制;•乙型肝炎的发病机制主要为免疫损伤机制；•HBV可能存在直接致肝细胞损伤的作用;•在炎症诱导肝细胞死亡的病理过程•肝细胞间经Fas通路介导的细胞凋亡可能是慢性乙型肝炎的重要致病则是这一机制作用的重要环节免疫相关性肝病玫瑰花结样肝细胞浆细胞穿入玫瑰花结样肝细胞浆细胞穿入l环境因素(例如药物、化学品)和感染性因素(例如病毒)被怀疑是遗传易感个体这种自身自身免疫性肝炎发病机制l基因易感性学说l分子模拟学说l免疫调节紊乱学说细胞毒性T细胞（1型细胞因子反应）或产生Ig（2型细胞因子反应）的浆细胞的克隆扩增。润性细胞毒性T细胞的1型细胞因子反应和增殖。肝细胞凋亡是通过细体与肝细胞表面的Fas分子结合来实现的（细胞介导的细胞毒性吸引NK细胞。肝细胞进行细胞溶解（抗体介导的细胞毒性）。GASTROENTEROLOGY2010;139:58–72自身免疫性肝炎抗体及抗原二、原发性胆汁性胆管炎（primarybiliarycholangitis,PBC）原发性胆汁性胆管炎PBC的病变特征及解读病变特征意义备注AMA特征性的可存在于20％的AIH病例中;很少在PSC，Sjögren综合征中阳性胆管上皮损伤组织学特征可见于其他胆道疾病，如PSC和大胆管阻塞；慢性丙型肝炎和AIH较少见旺炽性胆管上皮病变特征性病变明显的浆细胞浸润无法与AIH鉴别肝细胞损伤与淋巴细胞性界面炎通常病变轻微如果出现中-重度的界面炎，需要考虑PBC-AIH重叠综合征胆汁淤积通常出现在病变后期是慢性胆汁淤积的非特异性特征;有助于区别于其他肝炎，但无法区别其他慢性胆道疾病分之一的病例中肝1区铜颗粒沉积在早期阶段有助于鉴别慢性胆道系统疾病与肝损因素；但如果存在严重的纤维化，则意义有限CK7免疫组化染色汇管区周围肝细胞表达可以用于区分AIH，但尚未得到充分研究原发性胆汁性胆管炎的发病机制遗传易感性：目前研究发现HLAII类区域与PBC的遗传易感性最密切，尤其是HLA-DRB1，HLA-DQA1以及HLA-DQB1基因位点。环境因素：PBC病例的地理聚集性提示环境因素有助于有遗传易感性的人群进展为PBC。与PBC发病相关的环境因素包括微生物、药物和化学品。AMA的形成是PBC的早期表现，一直被认为是由环境因素触发的；研究者推测细菌或分枝杆菌感染参与了PBC的发生。分子模拟与自身抗体:“分子模拟假说”理论显示，与自身蛋白同源或与修饰的自身蛋白同源的外来病原体可破坏机体的自身免疫耐受。PBC患者血清AMA与细菌相应抗原具有交叉反应，表明PBC可因过度暴露于这些细菌的抗原诱导产生AMA。“分子模拟假说”理论是解释大肠杆菌与PBC发病过程的重要依据。位的环境模拟物会导致针对胆管上皮细胞(BECs)的多向免疫反应。携带主要组织相容性复合体ⅱ类(MHCII)结合自身抗调的阴离子交换剂2(AE2)的损伤的bec对凋亡敏感。功能失耐受性丧失和胆管损伤(左)和多种免疫失调(右)的阶段。GulamhuseinAFandHirschfieldGM.NatRevGastroenterolHepatol2020非酒精性脂肪性肝病l目前NAFLD的定义基于(1)肝脏脂肪变性的影像学或组织学证据，以及(2)没有其他导致肝脏脂肪堆积的原因，如饮酒、脂肪转化药物或遗传性疾病；l至少有5%的肝细胞伴有脂肪变性；精性脂肪肝（非进展型NAFLD）和NASH（进展型NAFLD）。lNASH典型的特征是脂肪变性、小叶炎和伴有或不伴有窦周纤维化的气球样变。l部分NASH患者可能发展为进行性NAFLD的自然史（美国数据）美国8000万人患有NAFLD，其中20%的NAFLD患者进展为NASH。NASH患者发展为肝纤维化的风险很高，一小部分(约15%)发展为肝硬化。NASH型肝硬化患者发展肝细胞癌的风险增加（1.5-2%需要进行肝细胞癌筛查和监测；此类患者肝脏失代偿的风险增加，可能需要肝移植。肝硬化患者的肝功能损伤相关死亡率显著增加。总的来说，在非酒精性脂肪性肝病患者中，心血管疾病是死亡的主要原因，其次是癌症和与肝脏相关的死亡。肝细胞脂肪变性特点非酒精性脂肪性肝炎的形态学特点气球样变+Mallory小体非酒精性脂肪性肝炎的形态学特点气球样变+Mallory小体非酒精性脂肪性肝病的纤维化分期非酒精性脂肪性肝病的病理学分级分期由几种常见的肝损伤分子通路、易感性和致病因素可衍生出多由几种常见的肝损伤分子通路、易感性和致病因素可衍生出多重平行打击组合，协同作用促进肝脏炎症、肝脏脂肪堆积和肝纤维化的进展2010年Tilg和Moschen多重平行打击模型第二次打击是细胞层激或炎性细胞因子刺激导致的肝细胞损伤NASH和进展性纤维化的发生甘油三酯沉积增加了肝细胞对后续损伤的易感性；1998年Day和James双重打击假说（3）肝脏脂毒性引起肝组织炎症、肝细胞损伤、和死亡的机（一）饮食、胰岛素抵抗和脂肪-组织-肝脏轴（二）肠道通透性、肠道菌群失调和内脏-肝脏轴与健康对照组相比，NAFLD和NASH患者的肠通透性增加风险更高。肠道菌群和肠道通透性的改变、内毒素水平和肝脏Toll样受体(TLRs）表达升高以及肝脏炎症是内脏-肝脏轴在NAFLD中发挥重要作用的途径。肠道的肠内分泌细胞分泌大量的肽激素，在维持肠道屏障完整、影响胰岛素作用、维持肝脏代谢和系统能量平衡等方面发挥重要作用。肠道菌群是影响饮食能量获取和宿主能量储存的关键环境因素，肥胖和非酒精性脂肪肝患者的肠道菌群发生了改变，影响胆固醇、葡萄糖、脂肪酸代谢及系统能量平衡。（三）肝细胞脂肪毒性、损伤、修复和细胞死亡的常见途径NASH脂毒性的产生机制目前有几种假说：一种典型的机制是在线粒体和过氧化物酶体脂肪酸氧化过程中产生了活性氧；另一种机制是通过改变调节应激反应和代谢信号通路的某些转录因子（如先天免疫受体TLRs）。脂毒性还可激活炎症通路、改变内质网应激状态，并损害细胞自噬能力。NASH中的炎症是由可溶性因子介导的肝细胞、非实质细胞（活化的Kupffer细胞、星状细胞、窦内皮细胞）及内脏脂肪组织释放的促炎因子共同作用的结果，涉及NF-κB通路、JNK信号通路、TNF-α信号通路等。NASH患者的血清中，氧化应激标志物和DNA氧化损伤标志物水平升高；脂质过氧化物通过增加TNF-α生成，使炎症细胞涌入，破坏蛋白质和DNA合成，并消耗保护性细胞抗氧化剂如谷胱甘肽，最终导致肝脏损伤。（三）肝细胞脂肪毒性、损伤、修复和细胞死亡的常见途径线粒体功能障碍包括果糖摄入后合成ATP能力受损并导致肝脏ATP短暂消耗、线粒体DNA编码蛋白的表达水平降低，NASH患者线粒体呼吸链复合物的活性下降。NAFLD患者的由于内质网应激和未折叠蛋白反应（unfoldedproteinresponse，UPR）被激活，进而引起肝脏IR、甘油三酯基因表达上调和脂肪生成增加。自噬：肝脏自噬功能缺陷可引起内质网应激和IR。NASH代表了肝脏慢性脂肪毒性损伤后类似伤口愈合的反应，称为肝脏创面愈合反应。细胞外囊泡（extracellularvesicles,EV）既可在NAFLD中起致病作用，也可作为该疾病的生物标志物。（三）肝细胞脂肪毒性、损伤、修复和细胞死亡的常见途径miRNAs参与肝内甘油三酯稳态和NAFLD发病机制的调节有端粒病变的患者常可发展为NAFLD。核受体相关的信号通路和代谢过程的失调与NAFLD的发病机制有关。NASH患者的肝细胞FasL表达增加，可诱导细胞凋亡。全基因组分析已经确定了与NAFLD发展相关的多个风险等位基因：PNPLA3和TM6SF2。（考点）游离脂肪酸是NASH发病机制的核心。脂细胞中脂肪酸的两个主要命运是线粒体β-变异体与NASH进展密切相关。当脂肪酸原发性肝癌分子病理研究进展肝细胞癌大体分型HCC组织学模式•梁索型•假腺型•实体型•硬化型•紫癜型•其他HCC细胞学亚型•透明细胞型•富脂型•梭形细胞型•巨细胞型•泡沫细胞型•未分化型肿瘤细胞具有丰富的嗜酸性细胞质，囊泡化核染色质，具有明显的核仁，瘤内纤维组织显著增生AmJSurgPathol.2010Nov;34(11):1630-6.ModernPathology(2013)26,1586–1593粗梁6层）生长模式，肿瘤细胞通常表现为嗜碱性和胞浆稀少；多量血管侵犯；预后不良Hepatology.2018Jul;68(1):103-112.AmJSurgPathol.2019Jul;43(7):943-948.AmJSurgPathol.2015Mar;39(3):318-24IntCancerConfJ.2018Sep24;8(1):12-16.肝细胞癌的主要遗传改变及其分子分型（考点）CTNNB1突变肝细胞癌亚型的病理特征。(A)-(D)CTNNB1突变的肝癌的典型肉眼观、镜下观及IHC染色特征。(E)B组右下角肿瘤细胞示意图：大量胆盐转运体调节失调，导致毛细胆管腔内形成胆栓。CTNNB1突变的肿瘤还表现出肝细胞分化和功能标志物的保留表达，以及IL6/JAK、STAT通路的糖异生维持和下调，这与炎性浸润的缺乏是一致的(红框中的基因上调，绿框中的基因下调；区域为坏死(N)。JHepatol.2019Sep;71(3):616-630.粗梁型-巨块型肝细胞癌（MTM-HCC通常含有TP53突变和/或FGF19扩增。(A)肉眼：主结节(T)附近可见卫星结节(SN)，门静脉分支中有癌栓(箭头)。(B)肿瘤细胞排列在粗大的小梁上，周围有血管间隙。(C)瘤细胞高度异型性，可见多核细胞。(D)大量坏死灶(黑色箭头)。(E)存活的肿瘤细胞(C)位于血窦(V)旁边，远离血管的l硬化型HCC大体显示质硬肿块伴大量瘤内纤维化。典型镜下形态是肿瘤细胞簇嵌在致密的纤维间质中。lIHC表达包括CK7、CK19、THY1或CD133等祖细胞或干细胞的标记物。l有学者认为硬化型HCC具有介于HCC和胆管癌之间的中间分子特征。l硬化型HCC具有转化生长因子-β(TGF-β)通路激活/上皮-间质转化特征，过表达VIM、SNAIL、SMAD4和TWIST。l脂肪性肝炎亚型HCC由于瘤内脂肪变性，肉眼呈黄色。(D)肿瘤具有酒精性或非酒精性脂肪性肝炎的特征，表现为气球样变、Mallory-Denk小体和脂肪变性。l肿瘤更多发生在非酒精性脂肪性肝炎患者中。l免疫组化显示瘤细胞过表达CRP(JAK/STAT信号的靶基因)。l缺乏Wnt/β-catenin通路的激活。楚的结节。邻近的肝组织没有纤维化