肝囊肿发病机制的研究进展

肝囊肿是肝内单发或多发的囊性病变，临床上最常见的类型是单纯性肝囊肿，其次是多囊肝病(PLD)。多数单纯性肝囊肿患者无明显症状，很少危及生命，但部分难治性患者可反复发作导致重要脏器和血管压迫或反复出现囊内感染和出血，严重影响生活质量。目前肝囊肿的治疗主要包括硬化治疗和手术治疗，但复发率高。因此，明确肝囊肿的发病机制，有助于开发新的治疗手段，以改善患者生活质量。目前研究认为肝囊肿的发生主要是由于胆管发育过程中胆管板重塑异常导致胆管板畸形(DPM)，引起胆管上皮细胞异常扩增，管腔增大，持续分泌液体。因此，DPM 被认为是肝囊肿发生较重要的病理学机制[1]。本文就肝囊肿的发病机制作一综述。

1 PLD的发病机制

PLD 是常染色体遗传病，主要包括3类：伴发于常染色体显性多囊肾病(ADPKD)的PLD、伴发于常染色体隐性多囊肾病(ARPKD)的PLD和独立型常染色体显性多囊肝病(ADPLD)[2]。这3类PLD的发病主要是由于相应的致病基因发生不同类型的突变，导致重要蛋白功能异常引起的[3]。根据PLD的分类不同，其致病基因不同。

1.1 伴发于多囊肾病的PLD

初级纤毛是突出于哺乳动物细胞表面的无运动功能的纤毛结构，包含多种信号受体、离子通道和转运蛋白，是一种信号敏感型细胞器，已证实其功能异常参与多种疾病的发生，这些疾病称为纤毛病[4]。胆管上皮细胞是肝脏内唯一存在初级纤毛的细胞，初级纤毛突入胆管腔，感受胆汁流动、极性和构成变化[5]。DPM 过程中存在初级纤毛功能异常，而初级纤毛发育异常又可促进胆管发育异常，故初级纤毛功能失调是PLD发病的重要一环。

ADPKD的主要致病基因是多囊肾病基因1(PKD1)和PKD2。78%的ADPKD患者存在PKD1基因突变，15%的患者存在PKD2突变[2]。ARPKD的主要致病基因是多囊肾和多囊肝病基因(PKHD1)，近年来有文献报道DAZ 相互作用样蛋白(DZIP1L)突变亦可引起 ARPKD[6]。以上基因编码的蛋白均定位于胆管细胞的初级纤毛，故以往多囊肾病和PLD也被视为纤毛病[5]。

PKD1和PKD2分别编码多囊蛋白1(PC1)和PC2，两者均为纤毛膜上的跨膜蛋白，可形成复合物，调控囊肿形成的重要信号转导通路[7]。以往研究认为PC1/PC2复合物主要调控钙离子通道[8-9]。但Delling等[10]将一种可表达感受钙离子通道信号蛋白的基因敲入小鼠，发现PC1/PC2复合物并不是钙离子通道感受器。因此，目前对于PC1/PC2复合物导致PLD和多囊肾病发生的具体机制尚不清楚。PKHD1基因编码Fibrocystin/Polyductin(FPC)蛋白，FPC 蛋白亦定位于初级纤毛[11]，以往研究认为其主要通过调控PC2而与PC1/PC2复合物发生相互作用并调控下游通路[12-13]。DZIP1L基因编码的蛋白位于纤毛中心粒，Lu等[14]对ARPKD家系进行全外显子测序，发现患者存在DZIP1L基因突变；他们还利用DZIP1L基因敲除的斑马鱼和小鼠进行研究，发现该基因突变确实可引起多囊肾病的表型，证实DZIP1L基因是ARPKD的新致病基因。

目前仍有部分ADPKD和ARPKD患者的致病基因不明确。在寻找新致病基因的过程中，研究者发现PC1和PC2的糖基化异常也可能致病。内质网(ER)是蛋白质发生糖基化和折叠后最终成熟的细胞器。ER功能异常时，PC1或PC2发生异常糖基化和折叠，无法形成正常功能蛋白，最终被降解。因此，ER内蛋白功能异常亦是PLD发病的原因之一。葡萄糖苷酶Ⅱα亚基(GANAB)基因编码 ER 内的葡糖苷酶Ⅱα亚基[15]。研究发现约有0.3%的ADPKD由GANAB基因突变引起，因此GANAB又被称为“PKD3”基因。DNAJB11基因编码ER中的关键分子伴侣蛋白，参与膜蛋白的折叠、转运和分泌，近年来的研究发现ADPKD患者存在DNAJB11基因突变，并证实其是ADPKD的致病基因[6]。

上述研究表明，伴发于多囊肾病的 PLD 主要由纤毛相关基因突变引起，少部分亦可由ER相关基因引起。

1.2 ADPLD 的致病基因

经典的ADPLD致病基因主要包括编码 ER 蛋白的蛋白激酶C底物80K-H(PRKCSH)基因和SEC63基因以及编码细胞膜表面蛋白的WNT通路相关基因LDL受体相关蛋白5(LRP5)[16-18]。约20%的ADPLD患者是由这三者的突变引起的[19]。Besse等[20]对102例ADPLD患者进行全外显子测序，发现编码ER蛋白的α-1，3-葡糖基转移酶(ALG8)、GANAB和SEC61B基因存在突变，是ADPLD的新致病基因。

PRKCSH基因编码ER内SEC复合体中的调节β-亚基[17]，SEC63编码SEC复合体中的SEC63p蛋白[21]，ALG8基因编码ALG8，GANAB和SEC61B基因分别编码葡糖苷酶Ⅱ的两个亚基Ⅱα-亚基和Ⅱβ-亚基[20]。这些基因产物参与ER内糖蛋白的成熟和易位，如果上述蛋白功能出现异常，则会导致糖基化蛋白的降解。Fedeles等[22]的研究发现，将PRKCSH或SEC63基因敲除后，PC1和PC2水平均显著下降，以PC1水平下降为主，而PC1过表达可减轻PRKCSH或SEC63基因敲除小鼠PLD的严重程度，提示两者突变均是通过影响PC1的生物合成而导致ADPLD。Besse等[20]通过一系列细胞水平的生物化学实验发现，ALG8、GANAB和SEC61B基因表达缺失均影响PC1的生物合成。因此，ADPLD的5个ER相关的致病基因均通过调控PC1的水平发挥作用，其中GANAB是唯一既可导致ADPLD又可导致ADPKD的致病基因[23]。

LRP5编码低密度脂蛋白受体相关蛋白质5，它是细胞膜上的单次跨膜信号分子，与跨膜蛋白卷曲受体(Frizzled)形成复合物，介导经典Wnt通路的信号转导，从而调控下游的细胞增殖和囊肿生长。Cnossen等[18]在4个荷兰的 ADPLD 家系中发现患者存在不同类型的LRP5突变，且突变的LRP5基因可导致Wnt信号通路强度减弱，证实LRP5是ADPLD的致病基因。

1.3 PLD发病的“二次打击”学说

多囊肾病是一种单基因遗传病，但研究者很早就发现同一家系内患者的发病年龄和疾病严重程度差异很大。为了解释这一表型差异现象，Qian等[24]于1996年提出了“二次打击”学说。该学说认为多囊肾病的肾小管上皮细胞从父代遗传了PKD1或PKD2的种系突变，此时基因型为杂合子，并不发病，出生后在感染、中毒等后天因素作用下，正常的等位基因发生了体细胞突变，即杂合性丢失(LOH)，最终导致多囊肾病。因此，第二次基因突变的时间和部位决定了囊肿发病的时间和部位。在PLD患者的肝囊肿上皮细胞中也同样发现了体细胞突变的情况。有研究发现 ADPKD 患者的肝囊肿上皮细胞存在PKD1或PKD2的LOH[25-26]。而在ADPLD患者中同样存在“二次打击”现象，Wills等[27]收集了ADPLD患者的肝囊肿组织，发现29个囊肿中有22个存在PRKCSH基因的LOH，而3个囊肿中有2个存在PKD1或PKD2的LOH。SEC63基因亦存在LOH现象，但概率大幅低于PRKCSH基因[16]。虽然“二次打击”学说得到公认，但目前仍不清楚何事件促发了“二次打击”、其发生的具体机制以及为何不同基因发生“二次打击”的概率不同，受何机制调控。

2 单纯性肝囊肿的发病机制

目前认为单纯性肝囊肿的发病主要与胚胎时期肝内胆管板发育不良，胆管上皮细胞异常扩增，胆管畸变堵塞，管腔增大，持续分泌液体导致管腔内容物滞留有关。由于单纯性肝囊肿并非遗传性疾病，患者不存在基因组胚系突变，故以往学术界认为单纯性肝囊肿的发病与基因突变无关，其具体发病机制亦不清楚。Janssen等[28]对4例单纯性肝囊肿患者的5个囊壁上皮组织进行了全基因组高分辨率染色体微阵列分析和全基因组测序，结果显示其中1个囊肿的上皮细胞中存在4号染色体长臂上2.6 Mb区域的双等位基因缺失，而该区域包括了PKD2基因区，但该患者未检测到PKD2的胚系突变。该研究提示胆管细胞发生体细胞突变可能是单纯性肝囊肿的重要机制，为将来单纯性肝囊肿发病机制的研究提供了新的方向。

3 小结与展望

目前关于肝囊肿的发病机制，尚待解决的问题主要包括以下几个：(1)在PLD的致病基因中，PKD1和PKD2被研究得较多，PC1/PC2复合物是PLD发病过程中较关键的靶点，但目前关于该复合物导致PLD的具体机制尚不清楚。深入研究PC1/PC2的下游信号通路将有助于了解PLD的发病机制，开发PLD的新治疗靶点。(2)目前合并多囊肾病的 PLD患者 的致病基因被研究得较为清楚，但仍有约50%的ADPLD患者的致病基因不明，继续探讨其致病基因是今后的重要研究方向。(3)在具有相同基因突变的ADPKD患者中，有些患者合并PLD，有些患者不合并PLD，表型差异的机制值得深入研究。(4)单纯性肝囊肿的具体发病机制目前亦不清楚，胆管细胞是否发生PLD相关基因的体细胞突变可能是今后的研究方向之一。随着基因检测技术的发展和研究的深入，上述问题有望逐步得到解决，有助于开发新的基因疗法以治疗肝囊肿。