多囊肝病的相关基因、发病机制与临床治疗进展

汪佳儒，杨华瑜，毛一雷

(中国医学科学院北京协和医院肝脏外科，北京 100730)

多囊肝病(polycystic liver disease，PLD)是一组遗传性疾病，常表现为肝脏多发囊肿。PLD可以单独发生，即为常染色体显性多囊肝病(autosomal dominant polycystic liver disease，ADPLD)，也可以继发于常染色体显性多囊肾病(autosomal dominant polycystic kidney disease，ADPKD)、常染色体隐性多囊肾病(autosomal recessive polycystic kidney disease，ARPKD)[1]。ADPKD是最常见的遗传性肾病，在人群中的患病率为1/1 000～1/400[2]，ADPKD的人群常合并肝囊肿，有研究显示35岁以上ADPKD人群中的肝囊肿发病率高达94%[3]。而ARPKD和ADPLD的发病率则分别为1/20 000和1/100 000[1]。PLD病人肝脏通常可以长到正常大小的10倍，当肝脏严重肿大后会因压迫腹部或胸部的器官而引起相应的并发症，如腹痛、早饱、食管反流、呼吸困难等[4]。目前针对PLD的治疗主要是外科干预，如抽吸-硬化治疗、开窗治疗、局部肝切除术和肝移植术，不过存在复发率高，远期疗效不理想的问题。随着基因分析和发病机制的研究发展，药物治疗和基因编辑治疗现已成为研究热点。本文主要对PLD发病机制和临床治疗方面的进展进行了综述。

一、 PLD病的相关基因

PLD是由不同基因的突变引起的，这些突变进而导致肝囊肿或肾囊肿的发生。目前已经发现了9个与PLD相关的基因，包括在ADPKD病人中发现的PKD1(约78%)[5]、PKD2(约15%)[6]和GANAB(约0.3%)[7]，在ADPLD病人中发现的PRKCSH(约20%)[8]、SEC63(约15%)[9]、GANAB(约2%)、SEC61B(约1%)，ALG8(约3%)、LRP5[10]、PKDH1[7]，以及在ARPKD病人中发现的PKDH1。

PRKCSH编码葡萄糖苷酶Ⅱ的非催化β亚基(GⅡβ)，GANAB编码催化α-亚基(GⅡα)。葡萄糖苷酶Ⅱ在内质网(ER)糖蛋白折叠的质量控制步骤起到关键作用。为了使葡萄糖苷酶Ⅱ完全活化，需要两个亚基GⅡβ和GⅡα，其中GⅡα对调节酶活性有着重要的作用，而GⅡβ对调节GⅡα的折叠、成熟以及在葡萄糖苷酶Ⅱ复合物中的定位是必须的[11]。

SEC63的基因产物是SEC61易位子的辅助成分，SEC61易位子是一种ER驻留复合物，功能在于前体蛋白的蛋白易位、共翻译途径以及后翻译途径中的蛋白质膜插入，还有被动的钙泄露通道的作用[12]。而SEC63转录物在促进SEC61复合物通道的开发、共翻译和后翻译途径中均有重要作用。SEC61B是最近发现的新ADPLD基因之一，它编码SEC61易位子的β亚基，和SEC63转录物类似，SEC61B也与蛋白质易位和膜插入相关[13]。

另一种新发现的ADPLD基因是ALG8，编码α-1,3-葡糖基转移酶，在N-糖基化过程中，ALG8将第二个葡萄糖残基连接到脂质连接的寡糖上[14]。本过程位于PRKSCH和GANAB的上游，SEC63和SEC61B的下游，表明基因之间的功能性连接。

与其他ADPLD基因不同，LRP5编码的LRP5并不定位在ER或是纤毛上。LRP5是与Fz跨膜受体偶联的共同受体，在β-连环蛋白依赖的Wnt途径中起重要作用。Wnt信号通路是一种高度保守的通路，涉及许多发育过程，在如促进细胞增殖等方面均有重要作用[15]。此外，有研究发现，敲低PRKCSH和SEC63会导致Wnt信号转导的减少，进一步证明了这些基因之间存在着内在的联系[16]。

多囊蛋白1(PC-1)和多囊蛋白2(PC-2)分别是PKD1和PKD2的基因产物，PC-1是机械和化学感受器，PC-2是非选择性钙通道[17]。多囊蛋白参与多种细胞功能的激活或抑制，如细胞增殖、细胞凋亡、细胞自噬以及分泌功能等[18]。据报道，功能性PC-1的存在可以防止囊肿形成，但是功能性PC-1水平的降低也会导致进行性加重的PLD，这提示功能性PC-1的水平是囊肿形成的限速步骤[19]。

纤维囊蛋白是PKHD1的基因产物，是位于初级纤毛中的膜蛋白[20-21]。纤维囊蛋白可以调节细胞形态建成、细胞黏附和增殖，同时还是膜结合受体。据报道，纤维囊蛋白能够与初级纤毛中的PC-2形成复合物，从而激活PC-2钙通道[22]。除此以外还有研究发现PC-1水平的降低使得PKHD1突变的小鼠对囊肿形成敏感[19-20]。虽然目前纤维囊蛋白的确切功能还未确定，但是其与PC-1和PC-2的关联确实提示了其导致肝囊肿发生的分子机制。

二、PLD病的发病机制

胆管细胞的原发性纤毛是从顶膜延伸到胆管腔的感觉细胞器[23]，由能够检测到细胞外机械、化学[24-25]和渗透压[26]信号，并将它们转导至胞内刺激的特异性受体和通道组成，从而调节各种功能，如细胞分化、细胞稳态和细胞增殖等[27]。其中，PC-1/PC-2蛋白功能和(或)结构异常，从而导致纤毛的结构和(或)功能异常，随后会出现细胞内钙水平和环磷酸腺苷(cAMP)水平升高，进而促进胆管细胞的过度增殖，导致肝囊肿的形成。PLD相关基因的突变可以直接或间接导致PC-1/PC-2蛋白形成/成熟障碍，使得纤毛无法正常发挥作用[19]。

胆管细胞的另一功能是流化和碱化肝细胞来源的胆汁，并通过分泌和再吸收调节胆汁的组成[28-29]。液体分泌的增多亦是肝囊肿发生过程的关键步骤，受到多种激素如胃泌素、促胰液素等的调节。肝细胞分泌的胆汁酸对于调节胆管胆汁也有重要作用，还对胆管细胞的多种功能均有调节作用。最近的一项研究也证明，PCK大鼠中最具细胞毒性的胆汁酸在肝内的水平升高，进而刺激囊性胆管细胞增殖，从而促进肝囊肿形成[30]。

除此以外，还有研究证明血管内皮生长因子、雌激素、胰岛素样生长因子以及雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的升高，这些都可能是未来药物治疗的靶点。

三、治疗

PLD无症状的时候，并不需要特殊的治疗，而对于有症状的病人来说，治疗的目标是缩小肝脏体积，缓解症状以及改善生活质量。主要的手段包括药物治疗和手术治疗。近几年来，关于药物治疗的研究发展迅速，生长抑素类似物和熊去氧胆酸已经在临床试验中取得了一定的临床结果。手术治疗包括囊肿抽液及硬化剂治疗、肝动脉栓塞术、腹腔镜/开腹开窗术、部分肝切除术等。肝移植通常只针对症状严重的病人，5年生存率约为80%[31]，但存在着围手术期风险高及肝源稀少等问题。除此以外，基因编辑治疗为这种遗传性疾病提供了一个治疗新思路。

(一)药物治疗

1.生长抑素类似物 生长抑素类似物可以抑制cAMP的产生，有报道称用奥曲肽治疗PCK大鼠可以显著降低肝囊性体积和纤维化水平，另一项使用帕瑞肽的临床前实验证明，生长抑素类似物不仅对肝囊肿有一定的作用，也可以减少肾囊肿的发生[32-33]。基于这种疗效，目前已经有几项临床试验针对奥曲肽[34]和兰瑞肽的安全性、有效性和治疗价值进行了研究。研究发现生长抑素类似物在前6个月可以使ADPLD和ADPKD病人的总肝脏体积(TLV)显著降低，并耐受性良好，除胆囊结石、腹泻、恶心、呕吐、头晕头痛以外没有其他严重的不良反应。亚组分析显示，年轻女性(≤48岁)受益最明显，而对男性病人来说效果不佳[35]。除此以外，长期的药物治疗并不会持续地缩小囊肿体积，如使用奥曲肽治疗4年与6个月相比，囊肿体积并不会进一步缩小，但是可以控制囊肿体积不再进一步增大[36]。

2.熊去氧胆酸 熊去氧胆酸(UDCA)是内源性亲水胆汁酸，口服UDCA可以促进人体内富含碳酸氢盐的胆汁淤积，进而使得其在肝脏中的浓度降低，除此以外还可以抑制胆管的增生[37-38]。目前，已经有临床实验评估了UDCA在晚期PLD病人(即囊肿>20个，且TLV>2 500 ml的症状严重的ADPKD和ADPLD病人)中的治疗价值[30-39]，提出病人均耐受良好，没有观察到除腹泻和大便次数增加以外其他严重的不良反应。虽然治疗组和未治疗组的TLV没有显著差异，但是亚组分析发现，ADPKD病人中，未治疗组的TLV和总肾脏体积(TKV)较治疗组均显著增加，而在ADPLD病人中没发现这些作用。除此以外，γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)和碱性磷酸酶的水平在UDCA治疗组中显著降低，尤其是γ-GT水平。这与另一项日本的研究结果相一致[40]，UDCA治疗1年后，γ-GT和碱性磷酸酶均著降低(降低300 mg/d)。

(二)手术治疗

1.抽吸-硬化治疗 抽吸-硬化治疗是一种经皮穿刺治疗症状性肝囊肿的方法，主要针对直径>5 cm的囊肿进行治疗，可以明显改善临床症状[41]。主要过程为超声引导下的细针穿刺、囊肿囊液引流、硬化剂注入，然后让病人侧倾，使得硬化剂可以接触所有的囊壁，从而使囊壁细胞固定、失活、失去分泌能力[42]。95%的乙醇是目前最常用的硬化剂，不过最近的一项研究显示，使用聚桂醇作为硬化剂进行治疗表现出与乙醇相似的囊肿减少率和症状缓解率，而且不良事件的发生率反而低于乙醇组[43]。在85%的病例中，这种治疗可以迅速有效地缓解症状，但是疗效一般只能保持6个月，之后需要再次引流[41]，故主要适用于不适合手术的病人。

2.肝动脉栓塞术 有研究表明PLD病人的肝囊肿主要由肝动脉供血而非门静脉供血，经导管动脉栓塞可以使得囊肿体积和整体肝脏体积缩小。2006年Ubara等[44]第一次使用线圈栓塞肝动脉的技术减少肝囊肿体积，并显示确实的症状缓解，但这种手术操作复杂且容易复发。之后，不断有人进行尝试以简化这种复杂的手术方式，陆续有人将N-丁基-2-氰基丙烯酸酯(NBCA)和碘化油的混合物以及三丙烯明胶微球等应用于经导管动脉栓塞中，并验证了其安全性和有效性[45-46]，但目前还缺乏长期效应的评估。

3.腹腔镜/开腹开窗术 腹腔镜/开腹开窗术多年来被认为是PLD的主要治疗方法，主要用于一些局部囊肿较大的病人。腹腔镜/开腹切除大部分囊肿壁，并可以通过打开的囊肿而进入更深的囊肿进行开窗，从而实现逐步多个开窗。开放的囊肿壁分泌的液体引流入腹腔并被大网膜及腹膜吸收。这种手术风险较低，不过要注意开窗部位的选择，以减少术后出血、胆汁泄露的风险。在疗效上来看，开窗术的有效性要长于抽吸-硬化治疗，不过它的耐久性也不超过5年，之后就需要再次干预，近年来腹腔镜的应用减少了再次干预的困难[47-48]，而且并没有降低手术的成功率。不过有报道指出，腹腔镜组的复发率要高于开腹组，可能是与腹腔镜手术中无法充分开窗所有囊肿有关。

4.肝局部切除术 部分肝段/肝叶切除术适用于囊肿分布相对集中的病例。这类手术通常用于反复穿刺抽液后仍有复发或出现严重的并发症的PLD病人，但需要谨慎地设计手术方案。部分肝切除的长期效果取决于切除的肝脏体积，有回顾性研究报道75%的病人在手术后得到持续缓解[49-50]，并分析失败案例主要由于剩余的肝脏体积过大或是其中包含的囊肿过多导致的症状复发。由于部分肝切除的围手术期死亡率较低，且不存在肝移植伴随的肝源稀少和风险高的问题，成为重症病人的首选。有学者认为将部分肝切除与开窗术联合对于一些囊肿分布不那么集中的重症病人是一种好的选择。这种操作允许切除多个严重受影响的肝段，同时对节段内部的囊肿实行开窗术，以最大程度地减少囊肿数目[49-50]，这种手术疗效确切，能显著改善因肝脏体积增大带来的腹胀、腹痛、黄疸等症状。虽然术后可能会出现如胆瘘、出血、感染、腹水等并发症，但总体而言，病人的生活质量得到改善，且可以保持正常的肝肾功能[51]。

5.肝移植术 如上文所述，对于囊肿较大或分布相对集中的PLD病人来说，抽吸-硬化治疗、开窗术和部分肝切除可以给病人提供足够的姑息治疗，但是对于小的、弥漫分布的囊肿来说，肝移植仍旧是这一类病人的唯一选择。由于肝源匮乏、围手术期风险高、术后需要长期服用免疫抑制药物等原因，移植的选择需要慎重。移植的适应证包括恶病质、体重减轻、复发性囊肿感染、门静脉高压和腹水。这类病人应当尽早接受移植，因为随着疾病的进展和时间的积累，病人可能伴随着严重的残疾、虚弱和营养不良等，而有报道[52]指出，肌肉含量低/内脏脂肪含量高的病人在接受肝移植后的生存率要低于肌肉含量高/内脏脂肪含量低的病人，强调了早期移植的必要性。一项评估了11名接受肝移植或者肝肾移植的预后及生活质量的研究报告显示，病人1年、5年和10年生存率分别为81.8%、81.8%和65.5%，并且对病人的问卷调查(SF-36)显示病人的生理健康评分为(87.1±6.9)分，心理健康评分为(81.5±6.4)分，表明病人能够维持正常的生活[53]。总的来说，虽然存在着各种限制，但是晚期PLD病人确实可以在肝移植后得到生活质量的改善。

(三)基因治疗

到目前为止，PLD病人的药物治疗仅限于PC1/PC2通路的下游效应因子，但取得疗效十分有限。手术治疗创伤大，复发率高，除肝移植外并不能完全清除肝脏的囊肿，可谓治标不治本。PLD作为一种遗传性疾病，其遗传基础为治愈这种疾病提供了一个可能——基因治疗，即通过纠正致病基因、将治疗基因添加到基因组的特定位置、或删除有害基因序列等治疗疾病。目前关于黄斑变性、囊性纤维化的基因治疗的临床试验已经进行，旨在评估其安全性和有效性[54-55]。目前已经有几种病毒和非病毒载体用于靶向肝脏基因治疗的表达系统[56]，不过还没有取得确切的结果。

四、结语

目前PLD并没有标准化的治疗。首先对于没有症状的病人，因为囊肿的存在并不会对病人肝功能造成损伤，所以并不考虑治疗。对于有症状的病人，治疗的选择会根据病人囊肿的数目及分布情况决定。对于数目较少的大囊肿，尤其是位置相对表浅的囊肿，抽吸-硬化治疗是首选的治疗方法。对于囊肿分布相对集中的重症病人，应该优先选择部分肝切除术。而对于弥漫性肝囊肿的重症病人，肝移植一度是他们的唯一选择。近几年来，PLD的遗传基础和发病机制方面的研究均取得了巨大的进展。尽管相关药物在动物模型中的研究还没有全部转化到人身上，但是已经提出了一些有希望的靶标，如mTOR通路、cAMP和Ca2+水平等，已经有临床实验验证了生长抑素类似物和UDCA的安全性，不过两者均未表现降低肝脏体积的作用，而是可以限制肝脏体积的增加，早期应用药物治疗以防止PLD病人疾病进展的安全性和有效性还需要进一步的临床实验来证明。除此以外，基因编辑技术在近年来也有了长足的发展，也为PLD的治疗提供了新的选择。