肝硬化门静脉高压症的基础研究进展

郑磊，罗蒙

（上海交通大学医学院附属第九人民医院 普外科，上海 200001）

肝硬化门静脉高压症（portal hypertension，PHT）是一种门静脉压力不断升高的疾病，按照物理学上的欧姆定律，门静脉压力=门静脉血流量×门静脉血管阻力[1]。所以，血管生物学研究在其发生和发展中起到了重要作用。早期酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、病毒、血吸虫、药物、毒物等导致的慢性肝病，引起肝窦微循环的一系列病理生理学改变，如纤维化引起的肝脏骨架微结构的改变、假小叶的形成、血管微循环血栓、肝窦内皮细胞（liver sinusoidal endothelial cell，LSEC）功能紊乱、肝星状细胞（hepatic stellate cell，HSC）的激活等，造成肝内血管阻力不断升高，是肝硬化PHT发生的始动因素[2]。随着肝硬化PHT进一步发展，会引起内脏动脉的舒张，导致向肝的内脏血流量的增加，虽然侧支循环的形成分流了一部分向肝血流，但是门静脉压力仍然进一步增高，所以肝外高动力循环是维持肝硬化PHT肝外部分发生发展的重要因素。内脏循环特别是肠系膜动脉的过度舒张，直接加剧了肝硬化PHT患者肝外血流的高动力循环综合征，而广泛的门体侧支循环血量增加了门静脉血流量，二者共同引起一系列危及生命的并发症，如胃底食管静脉曲张破裂出血、肝性脑病、腹水、肾功能衰竭等[3-5]。因此，笔者总结近年来在肝硬化PHT领域基础研究中出现的问题，并寻找未来研究的方向。

1 肝硬化PHT的发病机制研究——肝内部分

肝窦微循环由肝脏小血管构成。在慢性肝病时，异常的肝窦对于血流的阻断作用和随之升高的肝内血管阻力是肝硬化PHT形成的根本原因。肝窦主要成分包含肝细胞、HSC和LSEC等，其在肝硬化PHT形成中起到了关键作用。近年来发现，微血栓的形成同样也是PHT形成的重要原因。

1.1 肝星状细胞（HSC）

肝纤维化往往是肝硬化PHT形成的早期改变，近年来，越来越多的此领域学者将逆转肝纤维化作为研究方向，为慢性肝病和PHT提供了很多潜在的治疗和研究思路[6-7]。对于肝纤维化机制的探索，国内外相关学者做了大量研究，本文主要集中于PHT发病机制的产生，故不再赘述。

HSC是一类存在于肝窦间隙的细胞，不仅调节纤维化形成，而且发挥类肝内血管周围非内皮细胞样作用，通过平滑肌样收缩、细胞外基质形成和调节内皮细胞增殖来影响肝内血流[8]。在大鼠肝损伤模型中，研究表明，激活后的HSC有肌成纤维样和收缩两种表型[9-10]。HSC因其存在血管周围并能起收缩作用被认为是肝硬化PHT血流动力学研究的关键因子，因此成为PHT研究的热点。

内皮素（endothelin，ET）信号通路是调节HSC收缩的关键通路。ETA和ETB分别为血管平滑肌细胞和内皮细胞表面结合ET的G蛋白偶联受体，相比ET-2和ET-3，ET-1是最主要和肝脏疾病相关的亚型，其优先与ETA结合[11]。尽管在正常的LSEC也产生ET-1，但在肝损伤中，ET-1信号通路敏感性增加：ET-1的mRNA和蛋白表达水平明显升高、HSC产生ET-1的量大大增加、ETA和ETB受体水平也明显上调[12]。ET-1对于肝窦的脉管系统具有较强的收缩作用，在肝硬化PHT模型中，阻断ETA受体能够降低门静脉压力。此外，ET-1介导的HSC收缩机制同时引起了一系列通路的激活，如细胞内钙离子的增多，肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase，MYLK）的磷酸化激活，RhoA/ROCK通路以及蛋白酶C通路的激活，所以，围绕ET-1相关的信号通路的研究一直是肝硬化PHT研究的热点与重点[13-14]。

除了ET-1经典信号通路，近年也发现其他诱导HSC激活的信号通路，包括CXCR4（C-X-C chemokine receptor 4）相关通路。在肝硬化PHT中，趋化因子12号配基结合CXCR4后依赖RhoA酶产生MYLK的激活和收缩，同时可被RhoA酶抑制剂所逆转[15]。另有研究发现，氨在HSC收缩的过程中起到了直接作用，HSC在氨作用下产生明显的收缩，并且与其剂量成比例[16]。同时，临床试验运用松弛肽及其受体可明显减少HSC激活和降低门静脉压力[17]。近来研究表明，在肝硬化PHT大鼠中，法尼酯衍生物X受体（farnesoid X receptor，FXR）参与调节HSC收缩和内皮信号通路，其可降低ET-1水平和HSC收缩的生物标志物——膜突蛋白磷酸化（phosphorylated moesin，p-moesin）水平，同时降低门静脉压力，但其具体机制未完全阐明，值得进一步探索[18]。

1.2 肝窦内皮细胞（LSEC）

窗孔是LSEC最具特征性的结构，而由其构成的肝窦内壁是全身毛细血管壁中唯一缺乏基膜的毛细血管。生理条件下，窦内的血细胞和血浆成分均能从窗孔进Disse间隙进行物质交换；在肝纤维化过程中，LSEC失去其窗孔结构而形成基膜，被称作肝窦毛细血管化。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在其中发挥重要促进作用，同时，肝窦毛细血管化的维持依赖于一氧化氮（nitric oxide，NO）的产生量，并且能够被NO合酶抑制剂L-NAME所抑制。在动物模型中通过敲除肝脏内皮源性VEGF基因后发现，LSEC窗孔消失，HSC激活，进而发生PHT，同时在修复VEGF后PHT发生逆转。另外，胶原在Disse间隙的沉积，脂质等的作用均能对于LSEC的窗孔结构产生影响。

NO是调节肝内血管床、门静脉压力和LSEC的核心因子[19]。这些细胞均表达内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS），产生一定量的NO。研究表明，尽管肝硬化后肝脏表达的eNOS含量和正常肝脏无较大差别，但是NO的释放却明显减少，且对于血管活性药物的敏感性大大降低，肝内血管产生明显的收缩作用，这种肝内微循环中血管舒张功能受损对于PHT的形成相当重要。研究表明，激活Akt蛋白酶磷酸化信号通路和G蛋白偶联受体信号通路的激活，抑制caveolin-1信号通路对于调节eNOS酶活性，缓解PHT有积极作用[20-21]。

同时，由于内皮功能紊乱可导致肝内血管阻力增加和HSC激活，所以对于LSEC表型的药理学研究可能会成为未来有效的治疗手段。他汀类药物动物模型和临床试验发现可通过改善内皮功能紊乱来调节NO活性，降低肝内血管阻力和门静脉压力，来减轻PHT[22]。关于他汀类药物的具体作用机制，可能和抑制RhoA/ROCK信号通路、增加Akt信号通路的磷酸化有关。

1.3 血管生成

在PHT中，肝内血管生成可以造成肝内血液循环紊乱，增加肝内血管阻力。所以，在动物模型中，运用血管生成酶抑制剂索拉菲尼、舒尼替尼、伊马替尼、吡格列酮和格列卫与雷帕霉素的联合使用等，均能改善肝硬化PHT[23-25]。另外，由于病理性血管增生和纤维化进程相辅相成，Notch1信号通路的肝结节再生性增生作用在PHT中的作用同样值得进一步研究[26]。

1.4 微血栓形成

近年来，微血栓及血小板的研究成为PHT发病机制研究的新兴领域。尽管肝硬化患者通常表现为脾功能亢进，血小板减少，存在出血倾向，但是机体的代偿机制使得血液中凝血和抗凝相互作用达到一个再平衡[27]。在CCl4诱导的肝损伤模型中，肝窦产生纤维蛋白（原）沉积，血凝块长期作用可能对肝脏的纤维间隔产生阻碍作用，导致PHT的发生。运用抗血栓药物SR182289能够缓解肝纤维化，不仅如此，在纤维介素基因敲除的病毒性肝硬化模型中，肝窦纤维蛋白沉积和肝内坏死灶明显减少。所以，低分子量肝素、阿司匹林、华法林、依诺肝素、利伐沙班等抗凝药的运用能够在各种动物模型，如CCl4诱导，胆管结扎（bile duct ligation，BDL）后胆汁淤积性肝硬化PHT中起到良好的缓解作用，其具体机制主要和降低HSC激活，改善内皮功能紊乱，减少微血栓的形成有关[28]。

2 肝硬化PHT的发病机制研究——肝外部分

PHT发病机制中，除了上述的肝内部分因素外，肝外部分尤其以脾脏和肠系膜系统血管对于PHT的发展和维持同样起到了至关重要的作用[29-31]。PHT发生后，不仅门体侧支循环增多，高动力循环综合征形成，而且，肝外eNOS介导产生过多的NO，内脏动脉的过度舒张以及对于缩血管物质的低反应性共同导致门静脉血流量的剧烈增加，门静脉压力增高，加剧PHT以及一系列并发症的发生[32]。

在部分门静脉结扎（partial portal vein ligation，PPVL）模型中研究发现，eNOS表达和活性增加，NO产生增多后形成PHT肝外的高动力循环，VEGF是eNOS激活的重要调节因子，其主要机制是通过Akt通路介导eNOS磷酸化增多。一直以来，PHT肝外部分研究集中于内脏舒张调节，如活性氧、环氧二十碳三烯酸、血管紧张素、一氧化碳、前列环素、内源性大麻素、肾上腺素和内皮源性超极化因子等均有良好的缓解动脉舒张、降低门静脉压力的作用[4-5，31-37]。近年来，本课题组集中于PHT肝外肠系膜动脉重构机制，动脉壁本身变薄的作用机制研究在国际上得到了较大的认可。综上，PHT发生过程中，肝外部分血管发生两种改变，一种为功能性改变，如血管舒张和对缩血管物质的低反应性；一种为结构性改变，如动脉重构以及本身肌源性反应的减弱。

除了上述血管因素以外，近年来神经系统在PHT肝外部分的研究逐渐增多，受损的交感神经系统与内脏血管的收缩舒张调控有很大的相关性。在PHT动物模型中发现，肠系膜动脉交感神经元出现萎缩和退化，运用辣椒素和藤黄安能够改善这种神经性改变，减轻高动力循环。这些受损的神经系统功能和神经肽Y释放减少有关，研究发现运用外源性的神经肽Y能够改善这种血管对缩血管物质的低反应性[38]。目前，已有研究表明，运用萨利多胺和精氨酸加压素受体部分激动剂也能够改善肝外高动力循环和血管低反应性，具体机制需进一步阐明[39-40]。

3 展望

肝硬化PHT的发病机制十分复杂，因为其不仅和肝内循环有关，还和肝外内脏高动力循环，体循环均有不可分割的联系，这也是肝硬化PHT一直以来内科治疗治标不治本，外科治疗力不从心的原因。除了上述相关发病机制的研究愈加深入以外，免疫细胞的功能，血小板的功能、骨髓干细胞治疗以及淋巴系统相关的功能的研究也是未来的方向。全面深入地了解PHT的发病机制，对于提高PHT未来治疗效果十分重要，需要我们不懈的努力。