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内科学新进展 第四节 从基因水平认识肝纤维化研究进展
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摘 要 从基因水平讨论肝纤维化研究进展，扼要介绍肝纤维化新概念，肝纤维化与肝癌的关系。基因的多态性与肝纤维化发生机制，基因诊断与治疗肝纤维化。
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Abstract Progression of liver fibrosis be discussed from genetic level. The present review summarises the actual knowledge on the modern concepts of hepatic fibrosis, the relation ship between fibrosis and cancer, the genetic polymorphisms and the pathogenesis of lever fibrosis, the genetic diagnosis and treatment in hepatic fibrosis.
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肝纤维化是一切慢性肝病的共同病理学基础，阻止或减慢这一过程的发生与发展，可以预防肝硬化和肝癌的发生，故人们十分重视肝纤维化的研究。笔者于1993年根据分子水平与细胞水平的研究结果，提出后天性肝纤维化是一种继发性基因调控失调性肝病，先天性肝纤维化则属于原发性（遗传性）基因失调。参与细胞外基质（ECM）代谢的基因调控失调是造成肝纤维化的原因，其基因产物含量在血循环中增高或降低有利于对肝纤维化的诊断，促使基因表达得到正常调控是肝纤维化的治疗目的。由于分子生物学（DNA与RNA）技术的进展，笔者认为需全面认识肝纤维化，2008年提出肝纤维化的新概念，从本质上讲，疾病的发生与发展，诊断与治疗均和基因有关，本文就这几方面作扼要介绍。
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一、全面认识肝纤维化及其研究的重要性
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人们认识肝纤维化与疾病的关系可能也仅有百余年历史，笔者手旁可查到的资料，是1904年英国病理学家Symmers首先描述肝脾型血吸虫病所见到门脉周围纤维化，称为“干线型肝纤维化”(pipestem fibrosis, symmers’fibrosis)，其认为属于肝硬化的一种新的类型。在公元前450—300年古代希腊，Hippocrates认为触及坚硬的肝脏认为严重病症，此视为肝硬化最早记载。1970年Popper和Udenfriend提出肝纤维化产生于新形成的结缔组织而不是原有基质的萎陷，认可肝纤维化是结缔组织异常增生性肝病。美国肝病学会已召开了3次肝纤维化专题讨论会，1989年第1次肝纤维化专题讨论会，主题是ECM的生物特性及其对肝细胞的作用，称基质生物学时代；2000年第2次会议主要研究肝星状细胞（HSC)，涉及肝纤维化发生机制与治疗，称HSC生物学时代，确定ECM主要来源活化的HSC（称肌成纤维细胞，MFB）；2006年美国肝病学会第3次肝纤维化专题会议报道，该次会议回顾了近年迅猛出现的新进展，议题广泛，认为肝纤维化的研究进入“整体创伤愈合反应时代”(the era of the integrated wound healing response)，意味着人体各部位只要发生创（损）伤，总可能发生纤维化，还提出了11项后重点肝纤维化研究内容，此大致反映了纤维化研究的3个不同阶段。另值得我们重视的是Schiff主编，堪称肝脏病学领域“圣经”的Schiff’s diseases of the liver一书第9版（2003），被翻译为《希夫肝脏病学》，2006年已有市售，此书列为我国“十一五国家重点图书”，此书无“肝硬化”专门章节，代之译文约3万字的由世界著名的肝纤维化专家Friedman编写的“肝纤维化”，列为本书的第二部分肝脏疾病后果的第一节。
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1978年WHO专家组将肝纤维化定义为胶原的过度形成，因为当时认为胶原是纤维化肝脏最突出的结缔组织成分。经20多年的研究，认为肝纤维化是指各种原因引起的动态创伤——愈合过程。有研究表明肝硬化时肝脏Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ至胶原分别为正常肝脏的8、4、14、8和10倍，而透明质酸、6-硫酸软骨素和硫酸皮肤素分别增加8、10和10倍。肝纤维化是慢性非自限性肝损伤之后果，是一种可逆性创伤修复反应，与肝细胞再生、肝脏炎症反应共同构成机体抗损伤反应。肝纤维化是发展到肝硬化必经阶段，并与肝癌有关。近年笔者在总结国内外结合本人研究体会的基础上，提出“肝纤维化的新概念”，认为应从形态学、生化学、细胞学、免疫学、基因水平全面认识肝纤维化。此有助了解肝纤维化发展机制、诊断与治疗的进展。
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（一）全面认识肝纤维化及其新概念
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1．形态学
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从形态学上讲是肝结缔组织（间质细胞、纤维、基质—蛋白多糖和非胶原糖蛋白）异常增生，肝窦毛细血管化（基底增厚和窦内皮细胞窗孔消失）。若伴有肝细胞结节性再生，假小叶形成称肝硬化。肝纤维化程度分期（S）有分S0～4，S4为早期肝硬化。Ishak修改的HAI方案则由S0～4改为S0～6，其中S6相为典型肝硬化。S5为不完全性肝硬化，相当于早期肝硬化。另有半定量计分法，可用于抗肝纤维化药物疗效考核。仅有治疗前、后计分的显著差异，用于疗效评定可能不够全面。有称降低≥5分称显效。判断肝纤维化程度的“金标准”受穿刺部位、标本大小及病理专家对病变认识深度不同而可能不同，故对不同研究单位，分别进行的计分结果，不能进行荟萃分析（meta analysis)。判断肝纤维化程度还有使用天狼猩红染色后图像分析方法，此已有详细讨论，这里不赘述。在肝纤维化形成前，已有肝窦毛细血管化的改变，经治疗可好转，临床上要严格区别肝纤维化与肝硬化，特别是早期与代偿性地硬化区别是很困难的。
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2．生化学
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从生化考虑则为ECM合成、分泌增加，降解减少，肝内沉积增加，肝纤维化逐渐形成即瘢痕形成。现已知胶原的生化合成过程是mRNA经加工并转移到粗面内质网，翻译合成前α-肽链→羟化→糖苷化→前胶原→高尔基复合体经微管排出细胞外，切除N端及C端肽形成原胶原，经交联成不溶性纤维化，约30％合成后几分钟内在细胞内降解，不溶性纤维化可在胶原酶和肽酶作用下降解。用14C标记脯氨酸示踪研究大鼠的胶原，其半衰期约为300天，并与鼠龄相关（Lindstedt等1961)，临床提示抗肝纤维化需要长疗程，老年者效果差。
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3．细胞学
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从细胞考虑是产生ECM主要细胞HSC被激活（称肌成纤维细胞MFB）、增殖，合成、分泌大量的ECM, 促ECM降解物质合成减少；MFB多源性已有较多研究，后文将详细讨论。
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4．免疫学
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从免疫学考虑，近认为肝纤维化是CD8介导的疾病，活化的HSC可抑制T细胞的活化，活化的NK细胞可杀伤活化的HSC，通过免疫调节作用而可抗肝纤维化；新近研究认为未活化的CD8+ T细胞通过肝窦内皮细胞的窗孔与肝细胞接触而活化，B细胞促HSC的活化；其遗传缺陷小鼠有助于肝纤维化的恢复，B细胞缺乏可减轻肝纤维化，活化的HSC有免疫调节作用，可作用肝脏疾病治疗的新策略。
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5．基因水平
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从基因水平考虑则为参与ECM代谢的基因调控失调造成肝纤维化，具体讲是促肝纤维化因子（TGF-β、NF-κB、肾素、血管紧张素等）致ECM基因表达增强，抑制纤维化因子（IFN-γ等）致促降解的基因表达下降；促使基因表达到正常调控水平是抗肝纤维化的治疗目的。目下治疗主要针对HSC。
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前述的因子也非绝对，在疾病不同时期可能作用不同。Chou等报道在慢乙肝时，TGF-β1可直接抑制HBV复制及抑制抗病毒的免疫应答，可减轻肝损伤。若在肝硬化之期HBV复制与免疫应答已处次要地位则不同。从基因（DNA、RNA）水平、细胞水平、生化与形态学去研究肝纤维化，已认识到它们之间关系不一致性，例如HSC活化后分泌大量胶原到沉积在肝脏（纤维化），是一个从mRNA→形态学多个复杂过程，众多因素可以影响其最后结果。目下临床常用的肝纤维化指标在无肝纤维化的急性肝损伤期均可增高，但有肝纤维化病理改变炎症不明显者也可无肝纤维化指标异常，病理改变也不可能与血清生化改变完全一致。对肝纤维化发生与发展的机理全面认识可利于治疗药物的选择、疗程的安排与疗效的判断。Frideman（2003）认为抗肝纤维化治疗很快成为临床现实，临床大夫头脑中始终保持一个概念，就是即使晚期肝硬化也有逆转之可能，代偿性肝硬化已证实可逆。
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二、肝纤维化研究的重要性
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1．肝纤维化的临床重要性已通过组织病理的研究得以确认
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凡能致慢性肝损的任何生物、理化因子，长期、持续作用均能导致肝纤维化的发生，通常认为肝炎→肝纤维化→肝硬化，从本质上讲这三者均是肝组织学检查作出的形态学诊断。某些肝纤维化发生可能炎症不明显，例如酒精性肝病、铁过量（人类色素沉着症）造成肝纤维化和肝硬化，几乎没有炎症发生，是经过氧化产生活化枯否细胞（KC)，通过转化生长因子（TGF)-β和肿瘤坏死因子（TNF)-α激活HSC而发生肝纤维化（Bonkovery, 1996)。先天性肝纤维化及转TGF-β基因小鼠发生肝纤维化，肝脏均无明显炎症，肝纤维化可致肝窦血流障碍和肝细胞（HC）功能受损，其受损可能为正常细胞外间质的提供的HC生物支撑作用的破坏，另是肝纤维化产生的某些因子例如TGF-β，可致HC凋亡等。
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Seki等在2007年Nat Med（www.nature.com）讨论了炎症与肝纤维化发生之间的分子联系，主要通过Toll样受体-4（TLR4）上调TGF-β信号在HSC内传导，经TLR4—MyD88—NK—κB轴线调节，促肝纤维化形成，此提供促炎症因子与促肝纤维化因子新的联系信号。
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2．肝纤维化是造成门脉高压、肝功能异常和影响预后的重要因素
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业已有肯定肝窦活化的HSC的收缩与门脉高压有关。目下已有较多的抗肝纤维化治疗方法，已发现可使HSC数目减少，肝窦毛细胞血管化改善，门脉压下降，现认为抗肝纤维化治疗是预防与治疗门脉高压最根本的方法。20世纪80年代已故肝病专家Hans Popper认为谁能阻止或减慢肝纤维化的发生，将会治愈大多数慢性肝病患者。
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