肝纤维化消化学习班

肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（2）
作用
细胞来源
基质降解
肿瘤坏死因子-（TNF-）
KC
白介素-10（IL-10）
HSC
抑制性降解：转化生长因子β1（TGF-1）
PLT
HSC、KC、HC、SEC、
趋化性 血小板衍生生长因子（PDGF） HSC、KC、PLT 单核细胞趋化因子-1（MCP-1） HSC
变等 • 半定量分期系统可误差1-2期，难区分F2-F1及F2-F3 • 标本错误
– 长度不够，<20mm，含<10个汇管区易出现低估 – 标本破碎及肝包膜下纤维化假象
• 观察者差异，观察者内一致性约60%-90%，观察者间 为70%-90%
• 分期或肝硬化的正确诊断率约80%，肝硬化漏诊率约 15%-30%
ECM 的胶原蛋白质
间质性胶原（纤维形成胶原）： I、III型：为肝内主要胶原成分，各占33%，I / III比例为1:1； V型：分布于血窦周围和门脉区，作为核心使I、III型胶原形 成粗大的纤维； VI型：分布于I、III、V型胶原形成的纤维素之间起粘附作用；
基底膜胶原（非纤维形成胶原）： IV型：主要分布于肝血窦内皮下，为肝细胞和内皮细胞功 能性基底膜的主要成分；
1.4%的肝容积，HC：HSC＝20:1 • 具有双重显型表达能力，由静止型转化为肌成
纤维细胞
肝星状细胞主要功能
• 摄取、储存Retinoid（占全肝80％的VitA）及释放 • 调节肝窦血流 • 合成 I、 Ill、 IV、 V、 VI胶原，FN、LN、
tenascin、Undulin、HA及其它蛋白多糖 • 合成、降解ECM的基质金属蛋白酶（MMPs）及其组
I
++
+
+
+++
III
+
+
+
+
++ ++ ++
IV
+
+
+
+
+
+
V
+
+
+
+
+
+
影响ECM降解的因素
• 细胞内 细胞坏死、炎症及肝内循环紊乱可影响组织蛋 白酶降解
• 细胞外
– MMPs（胶原酶、明胶酶及基质分解素）的产生、 异质性及敏感性改变
– TIMPs表达上调 – 降解酶活性：2M、TGF1、雌激素、巯基阻断剂、
肝脏内细胞、基质、介质间的相互作用，构成了复杂的网络系统， 参与肝纤维化的发生及进展。
细胞因子 化学因子
介质
肝纤维化
细胞外基质
细胞 实质细胞
非实质细胞 肝纤维化形成基本成分的相互作用
参与肝纤维化的细胞成分
• 窦周的肝细胞(HC)、肝星状细胞（HSC）、内 皮细胞(SEC)、库普细胞(KC)
• 肝间质的成纤维细胞、胆管细胞、平滑肌细胞 • 血循环移入肝内的淋巴细胞、单核细胞、中性
白细胞、肥大细胞、血小板(PLT) • HSC的增生和激活是肝纤维形成的中心环节，
各种致肝纤维化因素通过此决定性途径，把 HSC细胞作为最终靶细胞
肝星状细胞简介
• 1879年Kupffer发现，1952年Ito将其与枯否及内 皮细胞区分
• 1971年WaKe证实其VitA储存能力 • 为窦周细胞，位于Disse腔内皮细胞层下，占
织抑制物（TIMPs） • 合成细胞因子
肝星状细胞转化的影响因素
静止星状细胞
Retinoid反应性↓ 膜接触抑制 ↓
细胞因子↑ 化学因子↑
周围ECM
物理环境
增生星状细胞／肌成纤维细胞
肝纤维化形成的级联反应
• KC和HSC的激活 • HSC的增生和移行 • ECM的合成和沉着 • 疤痕组织的再塑 • 创伤的收缩 • HSC的凋亡
ECM 的蛋白多糖
• 糖胺多糖：透明质酸、硫酸肝素、硫酸皮肤素、 硫酸软骨素等；
• 与细胞膜相关的蛋白多糖：Syndecan、 Thrombommodulin、Betaglycan；
• 与ECM相关的蛋白多糖：Fibromodulin、 Perlecan、Decorin、Biglycan、Verdicsn
ECM 的非胶原糖蛋白
• 纤维连接素（FN)：在肝纤维化早期时增多，作为以 后胶原沉积的支架；
• 层粘素(LN)：和IV型胶原一起构成基底膜的主要成分， 对于维持细胞的分化状态有重要意义；
• 粗纤维调节素（undulin） ：主要分布于紧密排列的I、 III型胶原纤维中,对于维持胶原的超分子结构起重要作 用；
• 隐原性肝炎及隐原性肝硬化
– 隐原性肝炎：病因隐匿、肝组织学特征不明显，如： NASH、AIH、药物性肝损害、wilson病，其他嗜肝病 毒感染等
– NASH是最常见隐原性肝硬化病因，表现“非活动性非 脂肪性肝硬化”
临床评估－ １
• 性别 • 年龄 • 病程和病种 • 饮酒状况
• BMI • 病毒载量和基因型 • 抗病毒药治疗应答反应 • 伴代谢综合征的组分和程度
临床评估－２
• 病毒性肝炎肝纤维化进展的临床相关因素 – 男性、感染时年龄>40岁，感染年限、长期饮酒 （ > 50g/d）、长期免疫抑制、BMI↑、脂肪肝、 病毒载量、混合感染、铁负荷、对抗病毒药无应答
• ALD肝纤维进展的临床相关因素 – 饮酒量男> 80g/d， 女> 40g/d，饮酒年限〉5年， 铁负荷、BMI↑，血糖↑> 45,伴有的代谢综合征的 组分及其程度
降解↓ ECM过度沉积
KC激活 ECM的合成↑及
肝纤维化形成机制模式图
肝损害因子
炎症 -------------------------------- 免疫反应
细胞/细胞及 细胞/基质的相互作用 交联 凝聚改变 酶合成↓ 酶原激活↓ 酶抑制物↑
细胞复制 胶原合成↑
基质改变 敏感性↓
胶原降解↓
细胞外基质积聚沉着,纤维化
变异的FN（即早期ECM的改变） 肝 内皮细胞
无活性TGFβ1 活化型TGFβ1
损
枯否细胞
PDGF
伤
诱导HSC产生PDGF-R
产生 肝细胞及
脂质过氧化
炎症细胞
产生
血小板
PDGF、TGFβ1、EGF
启动HSC的活化 （ 转录活化：如NF-κB；
信号分子活化：酪氨酸激酶 诱导早期结构基因表达： 如CK、GF受体表达）
3
桥接纤维化 多数PF，偶有P-P 纤维隔伴小叶
间隔纤维化
P-P/P-C
结构紊乱
4
肝硬化
PF伴明显P-Βιβλιοθήκη 和P-C 可能或肯定肝硬化 肝硬化
5
明显P-P/P-C偶有结节
6
可能或肯定肝硬化
注：PF为汇管区纤维化；P-P汇管桥接纤维化；P-C为汇管-中央桥接纤维化
组织病理学诊断的局限性
• 创伤性，有一定严重合并症，难反复活检 • 病变不均匀性影响，如NASH、血色病、胆道系统病
铁、铜、维甲酸、胶原-血清蛋白复合物、变性基质、 糖蛋白、疤痕组织、肿瘤衍生因子等
肝纤维化形成的反馈调节
• 肝实质细胞损坏 • 炎症 • 细胞增生与再生 • ECM的产生与重组
细胞坏死、调亡
炎症
细胞再生
ECM形成
fibrogenic circle
肝纤维化形成的基本动力学改变
肝细胞坏死、损坏 炎症 释放介质 HSC激活
病原学评估
• 感染 • 酒精 • 药物和毒物 • 自身免疫性 • 胆汁淤积性 • 代谢和先天性 • 淤血性
• 原因不明
病原学诊断及其评估
• 相关病因
– 窦前性肝纤维化：慢性血吸虫病、特发性门脉高压
– 窦后性肝纤维化：静脉闭塞性病变
– 弥漫性（细胞周围、窦周、汇管区及汇管周围）纤维 化：感染性、化学毒物性、自身免疫性、胆汁淤积性、 代谢性、先天性等因素
肝纤维化诊断评估内容
– 病原学 – 临床评估 – 血清生化学 – 影像学 – 综合诊断 – 组织病理学
非创伤性诊断 创伤性诊断
组织病理学诊断
• 肝活检标本组织学检查是纤维化诊断的金标准 • 常规组织形态学评估 • 特殊的组织学检查 • 肝纤维化组织学半定量评估系统 • 计算机图像分析系统
常规组织形态学评估
• HE、网状纤维/Masson三色染色 • 判断结构、炎症和纤维化改变 • 病变分为轻、中、重度
几种肝纤维化分期半定量评估系统
评分 Knodell Ishak
Scheuer METAVIR
0
无纤维化
无纤维化
无纤维化
无纤维化
1
汇管区扩大 有些PF±短纤维隔 汇管区扩大
PF无纤维隔
2
多数PF±短纤维隔 PF，纤维隔形成 PF，少量间隔
图 HSC活化启动阶段的旁分泌作用
肝纤维化时作用于HSC的细胞因子（1）
作用
细胞来源
增殖
血小板衍生生长因子（PDGF） HSC、KC、PLT
内皮素-1（ET-1）
SEC、HSC
肝细胞生长因子（HGF）
HSC、EC、KC
成纤维生长因子（FGF）
？
胰岛素样生长因子（IGF-1） HC
血栓素（Thrombin）
肝纤维化
上海交通大学医学院附属仁济医院 上海市消化疾病研究所
曾民德
肝纤维化的基本概念
• 类似于其他器官的“创伤一愈合”反应， 具有“修复一损伤”的双重性
• 肝结缔组织成分相互作用，ECM↑及沉积 • 多种临床疾病谱，如：慢性肝炎、肝硬
化、门高压、纤维增生性肝病及肝脏囊 性纤维性疾病
肝纤维化发生机理
• 预测肝硬化时间（F4）=4/ 0.375=10.67年 • 如不能知道感染时间，可通过不同时间的两次肝活检
HC
血管内皮生长因子（VEGF） SEC、HC、基质细胞、肿瘤细胞
收缩
内皮素-1
SEC、HSC
一氧化氮（NO）
HSC、SEC、HC、KC
血管加压素、adrenomedullin，eicosanoids ？
纤维形成
转化生长因子β1（TGF-1） 肿瘤坏死因子-（TNF-） 抗纤维化因子（IL-10）
HSC、KC、HC、SEC KC HSC
产物（如 NO）、铁、游离脯氨酸
TGFß1在肝纤维化形成所起的中心作用
• 刺激ECM合成 – 增加I、III、IV型胶原、 FN、蛋白聚精的mRNA水平 – 诱致HSC合成胶原呈基质依赖性 I型胶原→TGFβ敏感性↑→I、III型 胶原↑
• 调节细胞增生 – 抑制HSC增生，但刺激其转化
• 抑制基质降解 – 减少MMPS合成 – 增加TIMPS的合成并调节自身活性型的改变
维生素丢失 血小板衍生生长因子（PDGF）
HSC、KC、PLT
参与肝纤维化的介质因子
• 细胞因子 – 直接刺激因子 EGF、TGFα、TGFβ1、PDGF、FGF、IGF-1 – 间接刺激因子 TGFα、IL－l、IL－4、IL8、PAF、M－CSF – 抑制因子 IL-10、 HGF
• 非肽类化学因子 乙醛、乳酸、花生四烯酸衍生物、活性氧中间产物、活性氮中间
肝纤维化时ECM发生4方面改变
• 总体ECM增加3－8倍 • ECM亚群不相称增高 • 形成微异质性ECM分子结构 • ECM局部解剖重分布
– 早期主要在Disse内皮下沉积形成窦周纤维化
肝内各型胶原的分布
胶原 型别
Glison束
肝实质
纤维 动脉支 门脉支 细胆管 肝血 中心 组织 周围 周围 周围 窦 静脉域 纤维隔
• 受体表达增强 – TGFβ辅助受体合成↑
– 刺激其他生长因子受体（PDGF、TGFα）表达↑及整合素家族受体↑
ECM的组成及主要功能
• 组成：蛋白质（胶原、弹力纤维）、糖 蛋白及蛋白多糖
• 功能：
1、支撑及维持组织结构、形态与修复 2、细胞接触面及半选择性弥散屏障 3、调节细胞分化、增殖、移行及信息传递 4、参与调节微循环、代谢及免疫反应
• 副层粘蛋白（entactin/nidogen）：主要分布于基底膜， 调节层粘蛋白与其受体的结合；
• 细胞粘合素（tenascins）：分布于窦周间隙、肝窦， 可能在早期ECM的沉积中起作用
• 玻璃体连接素（vitronectin）：具有结合胶原的功能， 血浆VN水平和肝纤维化程度有一定相关性
• 血栓粘合素（thrombinspond）：能结合肝素、V型胶 原、 FN等，防止细胞扩散
HSC的激活
• 启动阶段（炎症前期）； – HSC邻近细胞旁分泌作用（介质改变） – HSC基因表达的改变（转录或转录后水平） – 膜接触抑制及对介质敏感性 – 免疫反应：肝细胞膜抗原及LPS
• 持续阶段（炎症期/炎症后期）； – 细胞增生、表型及趋化性改变，自分泌的作用 – 整合素受体、细胞因子及其受体表达 – MMPs/TIMPs失衡及ECM环境改变破坏正负性调节 襻系统 – 免疫反应：变性基质及许多内、外源性抗原
• NASH肝纤维进展的临床相关因素 –女性，年龄>4５岁，肥胖史>２０年，糖尿病史>15 年， BMI > 45,伴有代谢综合征的组分及其程度
Poynand的肝纤维化进展速率预测公 式
• 每年肝纤维化进展速率= METAVIR （0-4）/感染期限 （年）
• 感染8年，F3，则每年肝纤维化进展速率=3F/8年 =0.375单位