鄭 虹,肖 海,吳雄健

(贛南醫(yī)學院 1.2016級碩士研究生；2.第一附屬醫(yī)院病理科；3.第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，江西 贛州 341000)

纖維化是一種傷口的修復反應，由膠原纖維在內(nèi)的細胞外基質(zhì)(ECM)產(chǎn)生并沉積，最終導致組織瘢痕的形成[1-2]。肝臟損傷后通常會再生，但是當損傷和炎癥持續(xù)存在時，肝臟則不能正常再生并會發(fā)生纖維化的改變。此后由于纖維性瘢痕和再生性結(jié)節(jié)的形成以及肝臟血液供應減少將導致肝硬化的發(fā)生。多種病因如乙肝和丙肝病毒感染，慢性酒精濫用，非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，膽汁淤積和自身免疫性肝炎最終都會進展為肝硬化。盡管去除病因可在一定程度上逆轉(zhuǎn)纖維化的發(fā)生，但晚期肝硬化的治療卻很困難[3]。迄今為止，肝移植是肝硬化的唯一治療方法，然而，由于供體肝臟來源的不足，限制了其應用[4]。肝星狀細胞可以刺激肌成纖維細胞的活化，并促進肝纖維化期間細胞外基質(zhì)的生成。靜止狀態(tài)的肝星狀細胞可以存儲含有維生素A的脂質(zhì)小滴，當其激活后此作用消失[5-6]。轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)和血小板衍生生長因子(PDGF)是促進肝星狀細胞活化和細胞外基質(zhì)增殖的兩種主要細胞因子，并促進肌成纖維細胞的活化[7]。此過程還有許多其他細胞因子、細胞內(nèi)信號傳導途徑的參與。調(diào)控肝星狀細胞的活化過程將成為肝纖維化的一種治療策略。因此，了解肝星狀細胞激活的分子機制至關重要。

1 活化的肌成纖維細胞的來源

盡管認為HSC是肌成纖維細胞的主要來源，但其他細胞類型，如內(nèi)源性門靜脈成纖維細胞和來自于上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的肝實質(zhì)細胞也可構(gòu)成肌成纖維細胞(MFs)的組成部分[8-9]。Iwaisako等[8]發(fā)現(xiàn)不同來源的細胞對肌成纖維細胞的構(gòu)成作用可以通過肝纖維化的不同病因來決定。他們證實在肝毒素[四氯化碳(CCl4)]誘導的肝纖維化中肌成纖維細胞主要由HSC所分化；在早期膽汁淤積性肝病中，門脈成纖維細胞是肌成纖維細胞的主要來源，而在膽汁淤積性損傷后期時，HSC則成為其主要來源。此外，Asahina及其同事也證實[10]，肝損傷后間皮細胞的分化也是肌成纖維細胞的來源之一。間皮細胞具有在CCl4誘導的肝損傷中分化為HSC和肌成纖維細胞的能力，而膽汁淤積性肝損傷誘導間皮細胞僅分化為HSC而不是肌成纖維細胞，表明HSC以外的細胞類型(例如門靜脈成纖維細胞)也是膽汁淤積性肝損傷中的肌成纖維細胞庫的來源。Schwabe及其同事研究[11]確定在多種致纖維化因素(毒性，膽汁淤積和脂肪肝等疾病)的條件下，HSC是分化為肌成纖維細胞的主要細胞。盡管針對小鼠的研究不能概括所有人類疾病，但目前的小鼠研究表明：(1)HSC是肝毒性肝纖維化中肌成纖維細胞的主要來源；(2)門靜脈成纖維細胞是早期膽汁淤積性肝損傷中成纖維細胞群的主要組成部分；(3)纖維細胞。肝損傷時，起源于造血干細胞的纖維細胞能分化為MFs，但可能不是它主要的細胞來源[12];(4)間皮細胞在肝損傷時具有分化為HSC和肌成纖維細胞的潛力。

2 自 噬

自噬是通過降解和回收聚集的蛋白質(zhì)或損傷的細胞器來維持細胞穩(wěn)態(tài)的過程。在HSC活化期間可觀察到自噬現(xiàn)象，降低自噬的發(fā)生可以抑制HSC活化和增殖[13]。因此，缺乏HSC自噬的小鼠能抑制的HSC活化和肝纖維化的發(fā)生。由于自噬與脂質(zhì)體的降解相關，缺乏自噬的HSC與脂滴結(jié)合后使細胞保持靜止狀態(tài)，表明HSC的活化需要自噬[13]。α1抗胰蛋白酶(AT)缺陷是一種常見的遺傳性疾病，其通過在肝細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累突變的Z蛋白而引起肝病[14]。攜帶突變Z蛋白的小鼠展示了人在α1抗胰蛋白酶缺陷時出現(xiàn)的包括肝纖維化在內(nèi)的許多特征。在α1抗胰蛋白酶缺陷患者和小鼠中，肝細胞的自噬被激活并且自噬空泡含有α1抗胰蛋白酶中的突變Z蛋白[14]。用抑制自噬藥物卡馬西平或雷帕霉素可治療此類疾病。因此，自噬除了會促進HSC的活化和增殖外，也會導致其他肝臟疾病的發(fā)生，包括α1抗胰蛋白酶缺乏癥，酒精性肝病(ALD)和NASH。

3 慢性炎癥和肝纖維化

慢性炎癥是致炎因子在組織重塑、修復過程中同時作用且長期存在的免疫反應。它可以由不同因素所誘發(fā)，其中包括肝炎病毒感染，過量飲酒，自身免疫反應，毒素和代謝紊亂等。然而，無論病因如何，肝臟中的慢性炎癥都會誘發(fā)纖維化的發(fā)生，并最終導致肝硬化和肝細胞癌。在慢性肝炎中，活化的HSC轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞，并通過產(chǎn)生大量膠原蛋白在纖維化中起主導作用。此時，上調(diào)的組織金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)可通過抑制ECM的降解而促進膠原沉積。各種肝細胞持續(xù)作用產(chǎn)生的HSC、纖維化細胞因子和趨化因子等可參與慢性炎癥纖維化的發(fā)生發(fā)展。免疫細胞產(chǎn)生的TGF-β也可通過Smad信號通路誘導Ⅰ型和Ⅲ型膠原轉(zhuǎn)錄并參與纖維化的發(fā)生[15]。IL-1β和TNF-α可介導HSC的活化，從而促進肝的纖維化[16]。最近的一項研究揭示了IL-33(IL-1家族細胞因子)在肝纖維化中的意義。從損傷的肝細胞分泌的IL-33刺激2型固有淋巴樣細胞(ILC2)產(chǎn)生IL-13，從而激活STAT6促進HSC的活化[17]。

趨化因子也通過非免疫細胞及免疫細胞在肝纖維化中發(fā)揮作用。CXCL12(也稱SDF1)的兩種受體CXCR4和CXCR7通過肝血管表面的表型變化調(diào)節(jié)肝損傷后再生和纖維化之間的平衡[18]。根據(jù)肝臟受損狀況不同，CXCR4和CXCR7在肝竇內(nèi)皮細胞中的表達也不盡相同，急性損傷后CXCR7上調(diào)并通過誘導轉(zhuǎn)錄因子Id1調(diào)節(jié)促再生因子如Wnt2和HGF促進肝臟再生。急性損傷后所致的CXCR7上調(diào)有利于肝臟的再生。相反，慢性肝炎中肝竇內(nèi)皮細胞的組成型FGFR1可增加CXCR4的表達，進而促進活化的HSC的增殖。另一方面，CCL2，也稱為Kupffer細胞和HSC分泌的MCP-1，有助于將CCR2+和Ly6C+單核細胞募集到肝臟中。募集Ly6Chi的巨噬細胞具有促炎和促纖維化的作用，可產(chǎn)生IL-1β，TNF-α，TGF-β和PDGF，并誘導肌成纖維細胞的激活和增殖[19]。

4 TGF-β和肝纖維化

TGF-β在包括肝纖維化在內(nèi)的纖維化疾病中起到了重要的作用[20]。在肝臟中，Kupffer細胞是肝巨噬細胞中TGF-β的主要產(chǎn)生者，而HSC也可產(chǎn)生TGF-β[21-22]。TGF-β生成時并無活性，av整聯(lián)蛋白可以激活TGF-β，進而刺激肝纖維化的發(fā)生發(fā)展[23]。具有生物活性的TGF-β與TGF-βⅡ型受體結(jié)合使TGF-βⅠ型受體磷酸化，并激活Smad途徑和非Smad途徑[24-25]。在HSC中，TGF-β介導的Smad2、3激活并誘導Ⅰ型和Ⅲ型膠原的轉(zhuǎn)錄，進而促進肝纖維化的發(fā)生[26]。Smad信號傳導也可誘導Smad7轉(zhuǎn)錄，其可抑制TGF-β信號傳導通路。另一種TGF-β抑制劑BAMBI與TGF-βⅠ型受體和Smad7相互作用以抑制TGF-β信號的傳導。最近的研究表明維生素D核受體(VDR)可調(diào)節(jié)TGF-β/Smad信號通路在肝纖維化發(fā)生發(fā)展中的作用。HSC激活的VDR可拮抗Smad與促纖維化基因的啟動子區(qū)域的結(jié)合[27]。因此，促進VDR的缺失和使用維生素D的治療可緩解小鼠的肝纖維化的發(fā)展。

在原代培養(yǎng)的肝細胞中，TGF-β可誘導I型膠原呈EMT樣表型改變。與體外觀察不同，在體內(nèi)肝纖維化中則未觀察到此類改變[28]。相反，TGF-β信號傳導介導載脂肝細胞死亡，隨后可激活HSC以促進肝纖維化[29]。TGF-β信號也在肝細胞中誘導結(jié)締組織生長因子，促進肝纖維化的發(fā)生[30]。

5 肝纖維化的可逆性

近些年來，許多研究發(fā)現(xiàn)纖維化有可逆性，因為在患者和嚙齒類動物模型中，包括酒精、肝炎病毒、化學物質(zhì)、膽道阻塞和肥胖在內(nèi)的致病因子消除后，纖維化可能會逆轉(zhuǎn)[31]。據(jù)報道，在肝纖維化逆轉(zhuǎn)的過程中活化的HSC會出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象[32]。另一方面，在體外培養(yǎng)實驗中，如果過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)過表達或者細胞經(jīng)過PPARγ配體處理，則活化的HSC可以恢復到靜止狀態(tài)。最近，使用細胞周期追蹤的兩項獨立研究表明，大約40%～50%活化的HSC在體內(nèi)可恢復到靜止狀態(tài)[33]。經(jīng)纖維化刺激后，這些已激活的或失活的HSC比未激活或靜息的HSC更敏感[34]。而目前尚不清楚所有激活的HSC是否都可以失活，或是否存在HSC“閾值”——即到達閾值后的HSC不可逆轉(zhuǎn)。

盡管肝巨噬細胞是肝纖維化發(fā)展所必需的，但單核細胞/巨噬細胞通過產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)下調(diào)ECM的作用也有助于緩解肝纖維化。當致病因素停止對肝臟作用后，具有炎性作用的骨髓源性Ly6C單核細胞分化成具有低表達的Ly6C修復性巨噬細胞，其產(chǎn)生MMP9和MMP12，誘導肝纖維化的消退[35]。肝巨噬細胞通過產(chǎn)生CXCL9和MMP-13也有助于纖維化的緩解。

6 肝纖維化的治療

6.1抗炎及針對肝臟損傷的治療許多實驗及臨床研究已表明，有效控制或祛除潛在的病因，肝纖維化是可以逆轉(zhuǎn)的[36]?？估w維化藥物主要通過干擾或阻斷HSC的活化來抑制細胞外基質(zhì)蛋白的產(chǎn)生。纖維蛋白溶解藥物可通過觸發(fā)MFs的壞死和凋亡誘導纖維化的消退。由于肝纖維化發(fā)病機制的復雜性，治療方式均不同。使用凋亡阻斷劑預防損傷介導的細胞凋亡/壞死也是治療肝纖維化發(fā)生的一種方式。Caspase抑制劑IDN-6556(emricasan)在保護小鼠免受膽汁淤積性肝損傷的同時，對炎癥小鼠肝纖維化治療方面同樣具有療效[37]。另一個治療方式是針對炎癥介質(zhì)或抑制炎性單核細胞的浸潤。這種藥物可以阻止炎癥單核細胞進入受損肝臟并改善小鼠急性和慢性肝損傷模型中的肝脂肪變性[38]。

6.2抑制細胞信號通路的轉(zhuǎn)導有許多實驗證明了以自分泌或旁分泌方式起作用的促纖維化細胞因子的生物功效。特別是，當通過其受體和細胞內(nèi)信號傳遞介質(zhì)Smad蛋白激活TGF-β信號通路時，具有顯著的纖維化作用?；赥GF-β及其不同下游蛋白的復雜性，治療方式是不同的。在實驗研究中，通過可溶性受體螯合活性的TGF-β，顯性失活的TGF-β受體，干擾TGF-β的合成，抑制性Smad蛋白的表達，使具有阻斷活性的新型抑制劑得到應用，在臨床前的模型中成功測試了各個受體[39]。相應地，大量研究也闡述了血小板衍生生長因子(PDGF)家族及其信號化合物對抗纖維化的適用性[40]。該細胞因子家族在HSC和MFs增殖、趨化性、遷移和細胞存活中具有重要作用。此外，正在研究一些細胞因子發(fā)生炎性活動(TNF-α和白細胞介素)和凋亡特征(NGF)，增加門靜脈壓力(VEGF)，促進纖維化(FGF)，或具有免疫調(diào)節(jié)活性(IFN)或其他影響肝纖維化的特性(HGF和IGF)。然而，雖然潛在的抗纖維化藥物種類正在迅速增加，但迄今為止大多數(shù)藥物僅在肝纖維化的實驗模型中進行了測試，正等待轉(zhuǎn)化為臨床試驗。

6.3抑制細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，并促進其降解基礎研究表明，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)與組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMPs)之間的平衡對肝臟內(nèi)細胞外基質(zhì)含量的穩(wěn)態(tài)具有重要意義[41-42]。此外，MMP和TIMP的表達和活性對于保證肝纖維化恢復期間的纖維溶解是必需的。這些有望成為新型藥物的治療靶點。類似地的，賴氨酰氧化酶樣2(LOXL2)是促進肝臟纖維化和限制其降解的關鍵，它主要參與膠原的交聯(lián)和穩(wěn)定化。實驗表明[43]，在輕度肝纖維化的小鼠模型中使用抑制性單克隆LOXL2抗體AB0023進行早期治療是有效的。在近期的一項研究中也證明，這種抗體對預先建立的晚期膽道和非膽道纖維化以及促進小鼠晚期實質(zhì)性肝纖維化的逆轉(zhuǎn)有效[44]。雖然這些研究表明靶向LOXL2抑制是預防或消退肝纖維化的治療方法之一，但其臨床實驗還是有待檢測[45]。

7 結(jié) 論

這篇綜述主要對肝纖維化發(fā)病機制進行新的認識并對肝纖維化的可逆性進行闡述。因為多個肝細胞促進纖維化的發(fā)展，了解肌成纖維細胞的來源并認識HSC的激活和失活狀態(tài)是很重要的。因此，通過檢測炎癥介質(zhì)的水平可以獲得更敏感和特異較高的肝纖維化生物標志物。此外，對信號通路的控制可能成為肝纖維化的治療方向。最近的研究也指出了腸道微生物菌群與肝臟免疫系統(tǒng)之間的聯(lián)系。調(diào)節(jié)腸道微生物菌群可能預防肝纖維化的進展。另一方面，去除致病因素是最基本的治療方式，可緩解甚至逆轉(zhuǎn)肝纖維化的發(fā)展。同時，我們必須重視對已達到不可逆狀態(tài)的肝硬化的治療。未來和正在進行的臨床試驗將驗證包括聯(lián)合治療肝纖維化在內(nèi)的新型治療策略的有效性、特異性和安全性。