肝纤维化临床诊断与治疗研究进展

郭悦承，陆伦根

1 肝纤维化的定义、流行病学和发生机制

1.1 定义 器官硬化和纤维化不仅是疾病长期进展的结果，也是机体发生衰老的过程，诸如肝、胰腺、肠、肺、肾、心、脑、血管、皮肤和关节等几乎所有器官均可发生纤维化和硬化。纤维化对机体的影响是一把“双刃剑”，其虽可以促进组织损伤的修复，但过度的纤维沉积会破坏组织结构并导致血运障碍。在各种因素的作用下，肝内胶原、糖蛋白和蛋白多糖等细胞外基质成分的过度沉积称为肝纤维化。肝纤维化是可逆的过程，但大多数患者的肝硬化是不可逆的过程。因此，肝纤维化并非等同于肝硬化，不应作为肝硬化的同义词。

1.2 流行病学 目前，尚不清楚肝硬化的确切患病率，估计为0.15%。在代偿期肝硬化患者，无症状者占比为30%～40%，常在体格检查或手术过程中，甚至尸检时才被发现。有研究表明，1990年～2017年，全球肝硬化病例数增加了 74.5%，其中非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)病例占59.5%，而慢性乙型肝炎(CHB)病例占28.7%[1]。2020年的一项流行病学研究[2]指出，1999年～2017年美国慢性肝病死亡率为12.86/10万人，肝硬化死亡率为7.96/10万人。1990年～2016年，我国肝硬化和慢性肝病患病人数从近七百万人升高至近一千二百万人，全年龄组患病率升高了44.4%，男性患病率和死亡率均高于女性，年龄标准化患病率下降了5.8%，全年龄组病死率降低了17.6%[3]。

1.3 发生机制 激活的肝星状细胞(HSC)、骨髓来源的细胞、汇管区成纤维细胞和上皮细胞向间叶细胞转化(EMT)是肌成纤维细胞的来源。其中，HSC的持续激活是肝纤维化发生发展过程中的关键环节。在肝毒性药物、HBV或HCV感染和氧化应激信号等刺激因子的作用下，肌成纤维细胞被激活，表现为增殖和迁移能力增强，并且对凋亡有相对的抵抗能力[4,5]。在纤维化期间，金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)-1和TIMP-2增加，基质金属蛋白酶(MMP)1、8、13减少，胶原合成增加而降解减少，导致了肝纤维化进展，可进展为肝硬化和肝衰竭。

转化生长因子-β(TGF-β)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)和结缔组织生长因子(CTGF)通过促进HSC增殖和迁移能力诱导细胞外基质的产生，并维持促纤维发生反应，从而加速纤维化进程[4,6]。Hedgehog信号与Notch信号之间串扰也可调节HSC的激活[4,7,8]。此外，HSC的表观遗传调控(如miRNA、组蛋白修饰和DNA甲基化)，受体(如Toll样受体、法尼醇受体、肝X受体、过氧化物酶体增殖物激活受体)介导的HSC调控也参与了纤维化的发生和发展[9-12]。目前，尚不确定遗传因素在肝纤维化发展进程中的确切作用。有研究报道，含PATATIN样磷脂酶域蛋白3(PNPLA3)的单核苷酸多态性(SNP)与NAFLD患者的组织学改变有关[4,13]。此外，环境因素，如酒精、咖啡，宿主因素如性别、年龄也可能对肝纤维化进展产生影响。总之，肝纤维化的具体发病机制仍未完全阐明，尤其是关键靶点、涉及的细胞和分子还有待进一步研究证实。

2 肝硬化/肝纤维化的诊断和评估

2.1 分期 在病因、病理生理机制、形态特点、预后发展等方面，肝纤维化和肝硬化并不一致。在组织学上，肝纤维化分为I～IV期，其中，IV期肝纤维化为早期肝硬化。在临床上，肝硬化分为代偿期和失代偿期。代偿期肝硬化患者往往没有明显的症状。随着病情进展，发生食管胃静脉曲张，进而发生腹水、食管静脉曲张破裂出血、肝性脑病等失代偿性并发症。在肝硬化IV期分期法中，I～II期为代偿期，III～IV期为失代偿期。I期无食管胃静脉曲张和腹水，II期存在食管胃静脉曲张但无腹水，III～IV期发生腹水、食管静脉曲张破裂出血和肝性脑病等失代偿期并发症。

根据肝静脉压力梯度(HVPG)进行分期，可以反映肝硬化发展过程中门静脉高压所致的血流动力学异常程度。当HVPG>6 mmHg时，提示往往已经进展至肝硬化；当HVPG>10 mmHg时，存在临床显著的门脉高压，患者发生食管胃静脉曲张的风险显著增加；当HVPG>12 mmHg时，提示进展至失代偿期肝硬化阶段。在生物学上，肝纤维化阶段的特征为纤维发生和血管形成，肝硬化阶段的特征为瘢痕形成，瘢痕组织增粗增厚，形成肝硬化结节，最终进展至不可逆的瘢痕组织。

2.2 诊断和评估方法 肝穿刺活检属于有创性检查。肝纤维化的非创伤性诊断方法包括病史、症状和体征；血液学标志物检测；超声、CT、MRI、FibroScan、FibroTouch和磁共振弹性成像(MRE)等瞬时弹性成像检测以及声脉冲辐射力(ARFI)和二维剪切波弹性成像(2D-SWE)等影像学检查方法，或基于上述方法的综合判断模型。1)，肝穿病理学检查。根据肝组织活检Metavir评分，可以将肝纤维化分为F1～F4期，其中，F4期的特征为弥漫性假小叶形成，可确诊肝硬化。Ishak评分系统可应用于评估治疗前和治疗后配对活检效果的变化。最近，首都医科大学贾继东团队提出了肝活检纤维化评估的新分类，即PIR分类[14]，可用于评估肝纤维化或肝硬化的可逆性。该分类根据纤维间隔的形态和宽度，将纤维间隔(Ishak≥3)分为：主要进行性 (P)、不确定性 (I) 和主要退化 (R) 三个亚类。新标准的评估包含了坏死性炎症评级、纤维化阶段分期和 PIR三个部分。病理组织学检查能直观地反映肝脏病理学变化及分布特点，目前依然被认为是诊断肝纤维化和肝硬化的“金标准”，但存在一些局限性。约20%～30%患者会发生明显的疼痛，7%需要药物止痛治疗，0.3%发生脏器出血，0.01%～0.1%发生死亡，患者依从性稍差。并且，活检所取肝样本仅仅是全肝的1/50000，存在取样误差。在评价肝纤维化时，同一观察者不同次之间和不同观察者之间存在10%～20%观察结果变异，诊断肝硬化存在20%～50%假阴性。非染色成像技术结合数字病理学自动量化系统组织学指数，与病理学评分高度一致，值得进一步研究。2)，门静脉压力检测。HVPG是楔形和游离肝静脉压力之差，间接反映了门静脉压力。由于门静脉高压贯穿于肝硬化发生发展的整个过程，检测门静脉压力也可以对肝纤维化和肝硬化程度进行评估。HVPG可以反映肝功能和组织结构的变化，因此可以作为肝活检的有效补充[15,16]。目前，HVPG检测存在一定的缺陷。超声引导下门静脉穿刺测压(PVP)可能出现出血、栓塞等并发症；通过肝静脉导管测压术检测HVPG具有创伤性。HVPG反映肝窦压，与肝静脉压力有偏差，并且有一定的技术难度，无法广泛应用。3)，血清标志物检测。用于评估和诊断肝纤维化的有用参数包括血小板计数、凝血酶原时间、球蛋白、白蛋白/球蛋白比、总胆红素、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、谷氨酰转肽酶(GGT)、α2巨球蛋白、载脂蛋白A1(ApoA1)、胆固醇、甘油三酯、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、铁蛋白、肝珠蛋白等常规指标；还有透明质酸、层黏蛋白、III型前胶原蛋白、IV型胶原、MMPs和TIMPs、TGF-β1、人类软骨糖蛋白(YKL-40，38KD糖蛋白)、N-聚糖蛋白等血清肝纤维化标志物；生化评分系统(无创诊断模型)，如AST/血小板比值指数(APRI)、FIB-4、Fibrotest、Forns指数、S指数、Hui指数和ELF评分等[17]。

近年来，我们课题组致力于筛选肝纤维化血清生化指标并建立和验证模型，同时进行蛋白和糖组学研究，鉴定与肝纤维化相关的多肽等标志物[18-22]。2005年，我们团队在Hepatology杂志上报道了一项应用血小板计数(PLT)、α2巨球蛋白、GGT和年龄等指标构建的肝纤维化非创伤诊断模型(FPM)研究[23-25]。在HBeAg阳性慢性乙型肝炎(CHB)患者，该模型预测II～IV期肝纤维化的受试者工作特征曲线下面积(AUROC)为0.84，其诊断的敏感性和特异性分别为94.8%和95.2%。在验证组，用于预测II～IV期肝纤维化的AUROC为0.77，其敏感性和特异性分别为98.0%和90.4%。我们的另一项研究纳入了532例HBeAg阳性或阴性CHB患者，包括建模组386例患者和验证组146例患者，并且应用GGT、PLT和白蛋白(ALB)等指标建立S指数模型[S指数=1000×GGT/(PLT×ALB2)][22]。在验证队列，S指数预测显著性肝纤维化、进展期肝纤维化和肝硬化的AUROC分别为0.812、0.890和0.890。二羟丙酮激酶片段(m/z 520.3)是一种新型血浆多肽组学指标，可用于CHB患者肝纤维化分期的预测。我们对CHB患者进行多肽组学差异多肽谱分析，发现多肽片段m/z 520.3对于诊断肝纤维化分期具有较高的敏感性和特异性，诊断区分S2～S4期与S0～S1期的AUROC为0.872～0.955，诊断区分S3～S4期与S0～S2期的AUROC分别为0.862～0.932[26]。我们另一项研究纳入889例CHB患者，随机分成建模组489例和验证组400例，进行常规实验生化检查及肝活检病理学评估(Knodell HAI评分)，应用Logistic回归方法筛选出ALT、GGT、PT和ALB这4个最具诊断价值的指标组合，从而建立肝组织炎症无创预测模型[27]。在应用血清模型诊断肝纤维化时，我们仍需要考虑一些其他因素对结果的影响：1)病因差异，单一病因的预测准确性往往优于复合病因，并且单一病毒感染不同基因型(如HCV)或不同状态(如HBV)也会产生影响；2)血清模型对于F2/F3期肝纤维化的判别较差，F3以上无单独的临界值；3)实验室差异：不同实验室检测过程的标准化及正常上限值不一(如PT和PLT)；4)生理因素，如体质指数(BMI)对多种生化指标水平的影响；5)多数模型未得到广泛认可。

2.3影像学检查 常规超声、CT或MRI有助于诊断肝硬化和发现肝占位，但对肝纤维化早期诊断的意义不大。瞬时弹性成像(Fibroscan)测定肝脏瞬时弹性图谱可反映肝实质硬度，从而判断肝纤维化的程度和分级。瞬时弹性成像技术(FibroTouch)采用超声影像精确定位，测量结果更精确，可以作为肝脏组织形态、纤维化程度和脂肪肝程度的一体化评估方法。肝组织弹性分界范围与肝纤维化分期显著相关。MRE利用振动装置在内脏器官中诱发剪切波，由改进的磁共振成像机器检测，可以准确预测患者肝纤维化分期。检测的硬度值越高，反映肝纤维化的程度越重。声脉冲辐射力(ARFI)弹性成像和二维剪切波弹性成像(2D-SWE)等技术尚在技术开发和临床研究阶段。

总之，目前的诊断方法距离临床应用尚有一定的差距。肝纤维化的非创伤性诊断是今后的发展方向。临床、生化和影像学等综合诊断方法已取得很大进展，肝组织炎症活动度评估仍需要进一步探索。预期在不远的将来，随着新方法和新技术的应用，将会找到新的标志物，并应用于临床和新药评估。

3 肝纤维化和肝硬化的治疗

肝纤维化和肝硬化的治疗包括病因治疗、肝纤维化治疗、肝硬化并发症治疗和肝癌的监测。肝纤维化的病因治疗是根本，但是病因治疗尚不能完全阻止肝纤维化进展，如酒精性肝病患者在戒酒后，肝病进展还在继续；慢性乙型和丙型肝炎在接受抗病毒治疗后，肝硬化和肝癌仍有可能发生。目前，有些中药复方制剂已用于肝纤维化和肝硬化的临床治疗，但尚未有美国食品和药物管理局(FDA)或中国食品药品监督管理局(CFDA)等官方批准的化学药物和生物制剂被批准上市。目前，多数运用药物治疗非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、原发性胆汁性胆管炎(PBC)等不同病因导致的肝纤维化的临床研究仍处于II期或III期临床试验阶段，如奥贝胆酸、苯扎贝特、Cenicriviroc、辛妥珠单抗等。

2015年7月，我们与首都医科大学附属北京地坛医院成军牵头，启动了一项治疗慢性乙型肝炎的随机、双盲、安慰剂对照、以恩替卡韦为基础、多中心、剂量探索的II期临床试验(NCT02499562)。该项试验总共纳入222例患者，排除54例不适合入选的患者后，另168例患者被随机分组至接受恩替卡韦治疗43例或恩替卡韦联合羟尼酮治疗125例，其中42例和105例患者已经完成了52周治疗和再次肝活检。以肝纤维化减轻的定义为Ishak评分下降≥1分为标准，研究表明，约50%联合组患者肝纤维化得到有效减轻。

4 肝纤维化研究的挑战

在肝纤维化基础研究领域，尚存在一系列科学研究挑战，比如肝脏为什么会再生？肝脏的再生反应与其他组织器官有何区别？肝纤维化与再生之间有什么联系？随着肝纤维化的进展，肝再生能力减弱，控制这两种不同反应的机制和可能关联是什么？肝纤维化与肝癌之间存在何种联系？肝纤维化向肝癌转化的潜在机制是什么？干细胞在正常肝、肝纤维化、肝再生和肝癌发生过程中起什么作用？免疫系统在肝纤维化发生发展过程中的作用？

以下一些问题可能是未来肝纤维化临床研究的热点：1)肝脏炎症是肝纤维化进展的驱动力，联合抗炎、保护肝细胞、抑制HSC激活等机制是研发抗纤维化药物的发展方向；2)肝纤维化是机体应对损伤的修复过程，早期对机体有利，因而肝脏靶向性治疗的时机尚需要更多的证据；3)肝纤维化进程有多种细胞及细胞因子参与，有时单一药物的疗效可能有限，可能需要联合多种药物及靶向多靶点进行治疗。联合治疗首先需要证据证明联合治疗各个组成部分都有一定的疗效；4)药物临床试验仍需要肝活检来判断疗效，目前尚缺乏理想的生物学指标和影像检测手段。