酒精性肝炎的发病机理

第十四篇
酒精性肝炎的发病机理
序言
肝纤维化是对各种各样的慢性肝损伤刺激的损伤愈合过程，在西方工业国家其主要的病因是酒精成瘾。

目前西方国家50%的肝硬化病人是因为酒精成隐引起，典型的是，出现明显的肝硬化结节前总有多年的饮酒史。

在酒精性肝纤维化发生之前，肝脏经历了包括脂肪变性，汽球样变性等几个阶段。

早期的肝纤维化仍然是可逆的，然而，肝硬化属肝纤维化的终末阶段，几乎不可逆。

持续的肝炎易于发展成肝纤维化。

为延缓它的进程，必须了解是什么导致早期肝脏疤痕聚积。

纤维化典型的特征是大量的细胞外基质主要是1型胶原占的沉积。

存在于肝窦状隙周围细胞，本来处于静止状态，即肝星形细胞（HSC）（又称之Ito细胞，贮脂细胞或肝脂细胞）的活化对肝内的1型胶原的合成与沉积起作用。

紧跟着纤维形成的刺激，肝星形细胞也经历了复杂的活化过程，在这个过程中细胞从静止的含有维生素A细胞转变成活化了的肌纤维母细胞样细胞，发生增殖和纤维化。

肝星形细胞的这种特性首次七十年代发现，在DNA合成和细胞增殖中伴随着肝星形细胞的活化。

在信使RNA和蛋白质水平上胶原合成变化，胶原1型合成有惊人的增多；3型4型胶原，虽然少些但也有明显增长。

这篇文章将提供导致酒精性肝纤维化在分子水平的病理生理学的概述。

导致肝纤维化与乙醇相关的机制
酒精能引起肝脏机能和形态学变化。

在肝中最早期发生的明显变化即是乙醇的代谢致脂肪肝的形成（肝脂肪变性），接着即发生酒精性脂肪肝炎（ASH）,后向小血管周围桥纤维化发展。

酒精性肝病的最终就是微小结节性酒精性肝硬化，也称作为Laennec’s硬化。

肝硬化代表着最终不可逆性肝形态学和脉管上的重塑。

酒精性脂肪变性
以前认为喝酒对身体无害，现在知道乙醇本身、它有毒性产物和由此衍生肠毒性产物都有使脂肪肝转成肝纤维化特性。

与酒精性肝炎和肝纤维化的发病机理上也有联系。

很明显，酗酒能致明显肝细胞内脂肪积聚。

酒精性肝脂肪变性（图1）在肝腺泡的第三区比较突出，而此区是围绕中央静脉部位，许多呈现大囊泡样。

酒精性脂肪样变性也可呈现出大囊泡样脂肪变。

也是早期肝损伤的严重表现，也称之为酒精泡沫样变性。

更为严重的是肝脂肪样变与伴随着肝星形细胞活化的早期肝纤维化有关。

乙醇导致脂肪肝的机理尚未完全清楚。

乙醇有通过乙醇脱氢酶产生NADH改变了线粒体氧化还原电位势，乙醇代谢可引起氧化应激。

此可影响脂肪酸的β氧化和三羧酸循环活性，导致肝细胞内自由脂肪酸增高，增加了三酰基甘油的形成，同样作为一种代偿机制也增加了低密度脂蛋白的合成和分泌。

有趣的是，乙醇干预脂肪代谢比以前所认为的要严重得多。

例如，乙醇通过上调脂肪形成酶（肝L－a甘油磷酸酯酰基转移酶，脂肪酸合成酶）来增加脂肪酸的代谢。

还有乙醇阻抑了内源性的脂肪受体和转录因子过氧化物酶增殖活化受体（PPAR）－a，而它们是在脂肪酸降解中起关键作用。

除了肝内自由脂肪酸和三酰基甘油的蓄积，还有长时间乙醇代谢引起脂质分泌和来自于肝的VLDL使血浆中的脂质浓度增加。

然而，这种代偿机制没有阻止酒精性肝损伤的发展，主要由于毒性代谢产物的增加。

阻止了脂蛋白的外排发生的可能原因主要通达含微管素的乙醛蛋白吸收（微管素是一种蛋白负责内皮小囊泡的运输）和由于增加了氧化应激使脂肪过氧化。

因此，肝脏的脂肪蓄积继续增多，且可在硬变肝中被检测出来。

持续的酒精消耗则可加重肝损害促肝纤维化的形成。

再者高脂肪的饮食伴随着乙醇的消耗加速了肝纤维化的发展。

然而，对此还有争议，就是那一类型脂肪在酒精性肝病患者中更多引起脂肪样变性。

用多不饱和脂肪酸代替饱和脂肪酸配合乙醇老鼠灌胃发现能降低脂肪过氧化以及酒精引起的肝损伤。

另一方面用添加不饱和磷酸卵磷酯的乙醇食物老鼠灌胃，能改善鼠肝纤维化形成。

即如能停止消耗酒精，肝酒精脂肪样变能恢复至正常状态。

这个过程一般在3至4周。

酒精性脂肪性肝炎
如乙醇消耗继续，酒精性脂肪肝变转化成酒精性脂肪性肝炎。

酒精性脂肪性肝炎是导致肝纤维化过程中酒精肝病的第二阶段。

病理形态学看，这个阶段也许与非酒精性脂肪性肝炎（NASH）无法区分。

除非有临床证据表明患者酗酒。

持续酗酒通过多种机制能引起含有大量炎症细胞的急性肝炎。

从单纯的肝脂肪变到脂肪性肝炎再到器官的严重的炎症的逐渐加重的肝损伤的级联反应，可通过肝损伤的所谓双击模型来解释。

第一击即上提到酒精的损害作用、肝脂肪的沉积、氧化应激的积累。

肝细胞经历了程序性细胞死亡（凋亡）或通过上调生存机制适应损伤（如：对抗氧化酶的上凋或抗凋亡信号）。

酒精对有活力但脆弱的肝细胞再损伤即意味着第二击，因为ATP缺乏和炎症的增加而引起细胞坏死。

继续酒精消耗诱导肝内所谓的微粒体乙醇氧化系统（MEOS），它是乙醇脱氢酶（ADH）和过氧化物酶体外的附加的酶代谢系统。

MEOS是细胞色素P4502E1（CYP2E1）主要的酶。

细胞色素P4502E1不但产生酒精代谢产物乙醛，还有其它的活乙醇衍生物包括1－羟乙基原子团和活性氧簇如过氧化氢（H2O2），羟基，或者超氧化物阴离子（O2－）。

伴随氧消耗活性氧产生生理状态下在细胞信号传递中作为第二信使，但在一些酶机制下很快和有效地清除。

在酒精性肝损伤患者中，活性氧产生过多且不能有效窦状被清除，导致肝作为一整体功能的严重损害。

在酒精性肝病活性氧进一步也许更多源于活化的Kupffer 细胞，即肝中的巨噬细胞。

这些细胞主要接受来自肠道来的内毒素（脂多糖，LPS）刺激产生，革兰阴性菌的细胞壁成分，它也引起严得的肝损害。

因为酒精改变了肠道对大分子的渗透性且致革兰氏阴性菌在肠道微生物群中过度生长和内毒素大量从肠道进入门脉循环系统。

在肝中内毒素是致炎症最强的引起吞噬和杀细菌活性物质，通过Kupffer细胞大量产生细胞因子和化学增活素。

化学增活素引起淋巴细胞和中性粒细胞趋化作用，除了脂肪沉积还加重了对肝的炎症。

从活化了的Kupffer细胞中释发的细胞因子在酒精脂肪性肝炎肝细胞凋亡和死亡影响较大。

肿瘤坏死因子（TNF）－a几乎仅通过肝中活化的Kupffer细胞产生，也在调节酒精性肝病中的一个关键因子。

活化的Kupffer细胞通过NADPH氧化酶和受染肝细胞的线粒体产生相当量的活性氧簇。

酒精性肝病的免疫机理更为详细的描述可下述章节。

持续性的酒精使用如乙醛、逐渐增多的活性氧中介质和越来越多的脂肪的积聚形成一个恶性循环。

酒精的使用也增加了氧化应激，急性的或慢性脂肪沉积与慢性脂质过氧化作用有关。

乙醛能通过脂质过氧化和乙醛蛋白的吸收作用直接损害内质网和线粒体膜，反过来通过内源性抗氧化谷胱甘肽（GSH）引起附加的氧化应激。

一些脂质过氧化终产物如丙二醛能增加对乙醛的亲和力13倍，相应扩大乙醛蛋白吸收的量，结果新的杂种蛋白吸收大大增加了免疫原性，使加速脂肪性肝炎的发生。

慢性炎症状态，如酒精性脂肪性肝炎，引起肝星形细胞的活化，而此被认为导致肝纤维化的主要一步。

然而，比较大量的长期酗酒患者，一些人仅发展成大囊泡样脂肪变而其它则发生了严重酒精性脂肪性肝炎再发展成肝硬化。

因此提出酒精性肝硬化的患者的遗传敏感性对疾病的发生与发展也起主要的作用。

肝纤维化的分子机制
长期酗酒持续性的肝损伤通过其它的一些应激加强（如肝毒性药物、病毒感染（尤其是丙型肝炎病毒）或肥胖）引起酒精性肝病的级联反应至肝病的3期即肝纤维化。

肝纤维化的过程是代表器官损伤修复的反应，伴有细胞外基质的过度积聚和重排，炎症发展有及正常肝功能的丧失等。

这些过程将不可避免地导致不可逆的器官的重塑，如果刺激损伤不能早期消除则引起广泛的病理生理上的后果。

尽管其它固有肝细胞也合成细胞外基质蛋白，肝星形细胞也是肝纤维化的关键所在。

持续的肝损伤会使HSC由静止状态转为活化态，过分增多的细胞外大块疤痕的形成致肝结节形成的机理由下章节描述。

主要纤维化形成细胞是肝星形细胞
肝星形细胞占肝固有细胞的5－15%。

它们位于Disse间隙旁，在肝细胞基底外侧和近窦状上皮细胞之间的内皮下间隙。

正常肝中它们主要功能是类视黄醇的贮存和保持体内稳态作用，如维生素A它同视黄醇与三酰基甘油一样被保存在细胞质脂滴中。

其它功能包括细胞外基质稳态包括正常肝ECM和生成和降解，载脂蛋白的生成，前列腺素和细胞因子以及窦血流的调节。

HSC是有多重复杂的突起的星状的细胞，而突起伸向其它星形细胞和肝细胞，通过间隙连接相互接触。

突起还连接肝神经，接受肾上腺素能刺激反应引起细胞溶质钙和渗透物流入。

癪形细胞接受来自成纤维细胞的信号构成了细胞异质群体。

这些细胞从功能上和病理上相同，但细胞骨架细丝、类视色素、活化后细胞外基质生成不同。

在静止状态，HSC显示出低增殖度以及对细胞外基质维持平衡的循环量和相对于持续肝损害活化后的高增殖和高生成量不同。

有
关它们胚胎上的起源还没有被阐明。

最近发现认为来源于神经嵴内胚层，因为它们表达神经胶质原纤维酸性蛋白和巢蛋白，其它则同肝细胞一起亲和一种共同的前体细胞，因为都表达具有肝胚细胞标志的细胞角蛋白8和18。

进一步研究鼠神经内胚层干细胞更支持它的神经内胚层来源，神经干细胞分化成能表达α平滑肌动蛋白（α-SMA）肌纤维母细胞，α-SMA则是活化星形细胞的标记。

在体外培养静止的星形细胞，经干预或紧接着肝损害而活化，发生明显的表型的变化转成不同功能和特性的具有收缩功能的肌纤维母细胞样的细胞。

酒精性肝纤维化发生的关键－肝星形细胞活化
HSC活化指静止的贮脂细胞转化成具有增殖和收缩功能的肌纤维母细胞和过程，这就使得产生过量的ECM导致肝瘢痕化。

如长期饮酒，HSC活化作为对慢性损害的一种反应，同肝细胞组织相当大的功能丧失有关。

值得注意一次狂饮不会引起星形细胞活化，活化能再细分为两个阶段：起动阶段和持久阶段。

起动来自于损伤的邻近细胞的旁分泌刺激作用，如受损伤的肝细胞、上皮细胞以及活化的Kupffer细胞和来自于为ECM成分的早期、精细变化。

一些作者也把起动阶段分成不涉及免疫细胞的炎症前阶段和有免疫细胞参与的炎症阶段。

起动阶段与HSC细胞内基因转录有关，能快速诱导旦期快反应基因（IEGs）编码（如：细胞因子和膜受体）改变表型使细胞对细胞因子和其它局部刺激（如乙醛）反应。

下面将特别阐述乙醇相关因素活化HSC。

活性氧簇来源于肝细胞，特别是Kupffer细胞，对静止的星形细胞具有关键性的旁分泌影响。

它们的活性在体内因细胞抗氧化剂如谷胱甘肽（GSH）减少而增强，在酒精性肝病病人中典型。

活性氧簇清除酶如超氧化物歧化酶系统（SOD1，SOD2和SOD3），已显示出对防止酒精性肝病的发生相当重要。

体外试验强调HSC活化机制中活性氧簇的重要性：来自于氧化应激下新鲜离体的肝细胞介质增加了培养HSC细胞的增殖与胶原合成。

此外，过表达CYP2E1的HSC中，酒精致ROS产生量增多引起胶原α1(1)基因表达。

通过改变细胞氧化还原状态，ROS还调节包括HSC活化和纤维形成的转录因子的活化如：c-Jun/AP-1, NfeB, SP1和c-Myb。

乙醇代谢通过改变肝中NAD/NADH和NADP/NADPH的比率调节细胞内氧化还原状态，这引起乳酸的增加和蓄积，也是所知道的能引起HSC活化和纤维形成。

在除了通过上调CYP2E1过量的ROS产生，氧化基团形成，HSC活化的另个主要功能影响NAD（P）H氧化酶在活化的Kupffer细胞中的表达和活化HSC。

HADPH产生过氧化氢（H2O2），它功能直接活化生长因子（TGF）-β1，纤维化形成，目前为止所知的最能使纤维化形成的细胞因子。

持久阶段包括维持和从静止脂肪贮存细胞转化成活化的肌纤维母细胞的时期，组成活化的的最主要的方面是HSC自分泌作用（如自我活化）。

其它通过肝细胞、窦状内皮细胞、血小板、Kupffer细胞、淋巴细胞、和其它的免疫细胞的旁分泌的刺激作用和上述所说的机理所致ECM重塑。

通过加强细胞因子的表达和反应，通过受体酪氨酸激酶（RTKs）上调细胞膜受体和增强了细胞因子信号调节持续的自分泌作用。

HSC 细胞活化的持久阶段解释在已经活化肌纤维母细胞周围仍有静止细胞HSC转化，武威形成了恶性循环。

活性氧簇，尤其是过氧化氢（H2O2），也使得HSC活化不断进行。

此外，有酒精性肝病患者血清中肠道来源的内毒素水平的增加也很可能使HSC活化持续发展。

在体外试验已显示，活化的HSC细胞表达内毒素识别因子如CD14、TLR4和MD2。

内毒素诱导炎症前的NfeB-和JNK-路径的活化，紧跟着活化的HSC细胞的化学增活素和粘附分子表达。

总结
在西方国家一半以上的肝纤维化和硬化的患者是由酗酒引起。

肝纤维化是对持续性肝损害的一种损伤修复过程。

到慢性酒精性肝病的末期就显得明显，肝经历肝脏疾病几个不可逆阶段：酒精引志的脂肪肝，脂肪性肝炎，窦状隙周围/血管财围纤维化、肝硬化。

肝硬化前的所有时期都有潜在的可逆性。

纤维化形成的主要机制与肝损伤无关，酒精性肝硬化表现一些固有的特征。

酒精性肝病主要的特征有由于血浆中的肠道毒素增加Kupffer细胞和其它类型的粒细胞（巨噬细胞，中性粒细胞，淋巴细胞）明显的炎症反应。

这使得活性氧簇、细胞毒和前纤维化因子（如TNF-α、或TGFβ1）的形成增多。

所有这些都一起引起肝细胞死亡和肝星形细胞活化（HSC，Ito 细胞、贮脂窦状隙周围细胞），也是肝纤维化形成的主要细胞。

HSC 从静止细胞，富含维生素A细胞转变成肌纤维母细胞样和胶原生成细胞。

HSC活化是个复杂过程，它包括
许多不同的调节和细胞类型来刺激HSC旁分泌和在周围以自分泌方式活化HSC细胞本身。

还有与酒精有关纤维化形成包括酒精的代谢机制。

它能引起肝小叶中央区缺氧致此区域肝细胞的损害，这与其它原因所致肝损害在门静脉周围不同。

此外，乙醇的代谢产物如乙醛，含乙醛的蛋白、脂质氧化产物直接增强了HSC 活化和胶原生成而致纤维化。

肝纤维化包括肝ECM在转录和翻译水平上的复杂变化。

肝纤维化不仅仅是一线型单向的形成过程，而是种动态在ECM的积聚和降低中的纤丝胶原的净生成过程。

如果早期消除慢性损伤的刺激，肝纤维化可能会逆转。

活化的胶原蛋白水解酶，可能使活化的HSC复原至静止细胞表型和引起活化HSC细胞的凋亡是主要解决肝纤维化的也是治疗研究的主要方向。

如果损害刺激不能及时消除（如酗酒），就发生了肝硬化。

肝硬化特征是正常肝结构的不可逆的重塑包括肝纤维化，失去脉管特征和不规则的肝细胞结节再生。

酒精性肝硬化大部分是小结性的，因为乙醇对肝细胞的生长有抑制作用。

规则的肝细胞结构的破坏最终致肝硬化引起临床后果。

肝细胞实质功能的丧失致肝对氨、乙醛、乙醇本身代谢和肝对凝血因子及白蛋白生成减少。

肝纤维化、基底膜重建、纤维间隔形成、失支正常的肝窦结构引起门脉高压的病理生理学的改变。

而此是临床并发症的主要原因，如食管静脉曲张破裂引起危及生命的上消化道大出血，就是因为不可逆的肝血管床的重建。

及时地去除致病因子是唯一有效方法防止肝硬化。