肝纤维化知识手册--诊断参考文献7

OlavA.Gressner,RalfWeiskirchen,AxelM.Gressner.Biomarkersofliverfibrosis:Clinicaltranslationofmolecularpathogenesisobasedonliver-dependentmalfunctiontests.ClinicaChimicaActa,2007,381:107-113.Availableonlineat(2007)107–113应邀综述肝纤维化的生物标记物：分子发病机制的临床解释或者基于肝脏依赖性的功能障碍检测OlavA.Gressner，RalfWeiskirchen，AxelM.Gressner*InstituteofClinicalChemistryandPathobiochemistry,RWTH-UniversityHospital,CentralLaboratory,Pauwelsstr.30,52074Aachen,Germany接收于2007年1月16日；接受于2007年2月17日2007年2月27日开通摘要背景：纤维化是组织中细胞外基质（ECM）的过度沉积和组织再分布，这是慢性肝细胞损害的结果。它导致进行性肝功能不全、门静脉高压并最终导致肝硬化和原发性肝细胞癌。需要一种可靠的、器官和疾病特异性、无创的纤维化和纤维形成的生物标记物，来替代或者弥补具有高度采样误差的肝穿刺活检的有创方法。方法：利用电子数据库和有关出版物的文献列表进行系统的文献检索来确定那些使用无创生物标记物诊断肝纤维化的研究。结果：血清生物标记物可分为两类：I类是能够反应ECM转换（纤维形成和纤维溶解）和/或纤维发生细胞变化，主要是肝脏中纤维生成前占优势的细胞类型——肝星状细胞。它们大多检测成本较高、单个实验室检测项目，以及来自于纤维化形成机制转化为临床可检测的指标。举例如包括前胶原肽、透明质酸和层粘连蛋白。II类是基于通常观察到的肝功能改变的算法，未必反映ECM代谢和/或纤维生成细胞变化。大约为20种数学评分或者指数方法，大部分是常规实验室检测且通常是多参数的（系统）。其中，fibrotest、hepascore和ELF评分方法的临床应用较有限。结论：到目前为止，两类生物标记物对于纤维化、纤维形成和纤维溶解的诊断和监测的效果是有限的。它们不能替代肝穿刺活检，但是其中一些在随访研究中可以作为补充。一些新的方法，如确定肝纤维化特异性血清蛋白和糖基化方式的蛋白组学和糖组学，非常有可能用于纤维进展的诊断和监测。©2007ElsevierB.V.版权所有。关键词：肝纤维化；生物标记物；血清标志物；纤维形成；无创诊断；生化监测目录1.肝脏纤维形成的细胞和分子病理学的基本原则····································································································1082.I类纤维化标志物····················································································································································1103.Ⅱ类纤维化标志物···················································································································································1114.结论········································································································································································112参考文献······································································································································································112*通讯作者：Tel.:[phone]or8080535;fax:[phone].E-mailaddress:[e-mail](A.M.Gressner).0009-8981/$-seefrontmatter©2007ElsevierB.V.Allrightsreserved.doi:10.1016/j.cca.2007.02.038108O.A.Gressneretal./ClinicaChimicaActa381(2007)107–113乙型肝炎（HBV）（估计为3亿）和丙型肝炎（HCV）感染（大约1.7亿）在世界范围内持续的高流行率以及非酒精性脂肪性肝炎（NASH）和脂肪性肝病（NAFLD）和酒精性脂肪性肝炎（ASH）的流行率升高是慢性炎症性肝病的主要原因，这导致肝实质破坏，被疤痕组织替代（纤维化）。罕见的病因是自身免疫性肝炎、寄生虫感染（血吸虫病）和遗传疾病例如血色沉着病、α1-抗胰蛋白酶缺乏、MorbusWilson和其他。纤维化的特征是细胞外基质（ECM）的过度沉积，涉及各种胶原、蛋白聚糖、结构性糖蛋白和透明质酸（透明质烷）的分子和组织学重排。它是肝硬化的一种标志，显著与慢性肝病的不利结果相关。Disse腔（窦周纤维化）中ECM的沉积、内皮下基底膜的产生（不完全）以及周围基质对肝细胞的扼杀不仅损害通过器官的血流，而且损害肝细胞的生物合成功能和这些和其他细胞的清除能力，例如血浆中的凝血因子和转运蛋白、激素和氨。因此，对纤维形成（即患病肝脏中新结缔组织产生的活性进程）的诊断、随访和治疗监测具有重要的临床意义。过去和现在主要是通过有创的穿刺活检，随后基于对坏死炎症（一般是因纤维化而产生的）活动的分级和纤维化分期（程度），进行的各种（Knodell、Ishak、METAVIR、Scheuer、Desmet和其他）的组织学评分系统[1]。但是，该“金标准”除了创伤性外（死亡率1:103–1:104，0.57％发生严重的并发症）还有许多缺点，例如采样误差（通常仅获得肝重量的1/50000）、取决于组织标本长度和大小的非重复性样本质量（变异系数45-35％），以及严格依据病理学家经验的组织学评价。总的来说，变异系数会达到大约55％。因此，研究纤维形成的无创、基于血清或者血浆的生物标记物是重要的目标，通过两种不同的方法来达到：I类肝纤维化标志物是直接的血清标志物，反映了肝脏中的细胞外基质转换和/或纤维生成细胞的变化。它们大多数是检测成本较高、单个实验室检测以及基于一些假说，如它们来自纤维化的纤维形成机制到临床应用的检测。根据对于不需要反映细胞外基质代谢（纤维形成或纤维溶解）和/或纤维生成细胞变化的常见功能性变化的评价，将II类纤维化标志物视为间接血清标志物。这些参数或多或少为廉价的常规实验室（肝脏）功能检测，而通常是多参数的（一组标志物）且非基于假设的，但是基于经验观察。1.肝脏纤维形成的细胞和分子病理学的基本原则总的来说，纤维形成的动力是肝细胞损伤（坏死或凋亡）和连续的炎症性反应，这激活了位于肝细胞附近的内皮下间隙的一类特别的非实质细胞。HBV、HCV感染寄生虫自身免疫性攻击介质酒精ASH隐发性肝细胞损伤HSC激活MFB组的扩张胶原↑弹性蛋白↑炎症纤维化肝硬化药物毒素静脉闭塞代谢疾病胆汁郁积肝星状细胞（HSC）肌成纤维细胞（MFB）糖蛋白↑蛋白聚糖↑透明质烷↑骨髓“纤维细胞”原发性肝细胞癌图1.引起纤维化和肝硬化的肝星状细胞（HSC）的纤维形成激活到肌成纤维细胞（MFB）的正式发病次序。后者最后导致原发性肝细胞癌。说明了骨髓衍生的纤维细胞可能与MFB汇集延伸相关以及损伤肝脏中HSC向MFB分化转移的主要介质。ASH，酒精性脂肪性肝炎；ET-1，内皮素-1；IGF，胰岛素样生长因子；NAFLD，非酒精性脂肪肝；NASH，非酒精性脂肪性肝炎；PDGF，O.A.Gressneretal./ClinicaChimicaActa381(2007)107–113109血小板衍生生长因子；ROS，活性氧簇；TGF，转化生长因子。110O.A.Gressneretal./ClinicaChimicaActa381(2007)107–113这些细胞，即术语为肝星状细胞、Ito细胞或者类维生素A储存细胞[2]，仅大约为肝脏总体积的1.4％，以4–6个细胞/100个肝细胞的比例出现。生理上，它们主要储存正常肝脏中超过80％的类视黄醇，但是在疾病条件下，它们被激活转分化为肌成纤维细胞，后者能表达和分泌纤维化肝脏基质中几乎所有结缔组织成分（胶原、弹力蛋白、结构性糖蛋白、蛋白聚糖和透明质烷）（图1）。因此，肝星状细胞（HSC）是非常重要的致纤维化前体细胞，这是由于它发展为收缩性肌成纤维细胞的可塑性，而收缩性肌成纤维细胞已经失去储存类维生素A的能力。除了HSC，骨髓衍生的纤维细胞向炎症性的肝组织流动[3]以及门成纤维细胞和胆管上皮细胞产生基质推测与瘢痕组织中的小部分相关。重要的是，肌成纤维细胞不仅产生广谱的细胞外基质成分，而且产生致纤维化细胞因子和酶，这调控胶原和其他基质成分例如基质金属蛋白酶（MMPs）以及各自的MMPs的组织抑制剂（TIMPs）的代谢。因此，肌成纤维细胞也与ECM的降解（一种术语为纤维溶解的过程）相关。肌成纤维细胞具有收缩性（如果采用调控窦的直径例如内皮素-1的配体激发时）以及因此在发病器官中具有血液动力学抵抗性。HSC激活和转分化为肌成纤维细胞的过程被与Kupffer细胞、肝细胞、窦内皮细胞、血小板和一组淋巴细胞和肥大细胞的细胞相互作用控制，且由分泌型生长因子、趋化因子和活性氧簇的旁分泌刺激介导[4]。其中TGF-β、PDGF、IGF-I、ET-1、MCP-1和HGF是星状细胞激活、转分化和基质合成刺激的重要肽介质。很明显，TGF-β发挥了纤维形成细胞因子的作用[5]，因为它将静息的星状细胞激活为肌成纤维细胞，刺激细胞外基质合成，下调降解，且通过诱导凋亡促进肝细胞的破坏。因此，目前TGF-β是抗纤维化治疗实验和临床试验的焦点[6]。纤维形成的有害作用部分是由于基底膜以及Disse内皮下间隙的新生。基底膜妨碍肝细胞和窦血流之间代谢产物的双向流动，这不仅损害肝细胞的生物合成功能而且损害循环大分子的清除。由于窦状隙周纤维化使得窦血流狭窄而使得该情况更复杂。血液动力学抵抗性增加与门静脉高压和肝周血分流相关，这增加了肝细胞的营养不良，加速了代谢不足和（含氧量低）坏死。这些结果强调了在受损肝脏中纤维化组织反应的临床重要性。淋巴细胞CD8+枯否细胞肝细胞凝血细胞窦血流中的溢出胶原透明质烷层粘连蛋白分泌肝星状细胞激活透明质烷↑层粘连蛋白↑胶原-肽↑Disse腔中的基底膜窦周纤维化窦内阻滞门静脉高压食管静脉曲张肝周血分流内皮和枯否细胞清除降低恶性循环内皮细胞图2.肝纤维化/纤维形成的I类血清生物标记物升高的机制。损伤肝细胞、血小板、淋巴细胞、激活枯否细胞和窦内皮细胞中的TGF-β激活肝星状细胞的受激合成和分泌以及引起血分流旁路的窦周纤维化的循环和肝脏中清除降低是慢性（纤维发生）肝病中细胞外基质（ECM）成分（这里以胶原片段、透明质烷和层粘连蛋白为例说明）的血浓度升高的主要途径。O.A.Gressneretal./