胆汁淤积性肝病纤维化机制研究进展

范松松，曹学峰，赵荣楠，杨立鹏，张兴元

胆汁淤积性肝病纤维化机制研究进展

范松松，曹学峰，赵荣楠，杨立鹏，张兴元

滨州医学院附属医院肝胆外科，山东滨州 256603

胆汁淤积性肝病是指因胆汁生成、流动和（或）排泄功能障碍导致胆汁循环受阻与有害物质积聚引起肝胆系统损害的一类疾病。根据临床表现，可将胆汁淤积性肝病分为胆道闭锁型、药物性胆汁淤积型、妊娠期肝内胆汁淤积型、遗传性胆汁淤积型、免疫相关性胆汁淤积型等。目前，胆汁淤积性肝病的纤维化机制尚无定论，不同病因介导的疾病发病机制也有着较大差异，故本文通过回顾国内外研究成果，从病因出发，旨在阐明不同分型的胆汁淤积性肝病纤维化发病机制。

胆汁淤积；纤维化；病因；肝星状细胞

胆汁淤积是指因肝细胞、肝内胆管或肝外胆道系统疾病引起的胆汁流动紊乱，根据发生的位置，将其分为肝外胆汁淤积和肝内胆汁淤积。肝外胆汁淤积多由胆道解剖结构异常引起，如先天性胆道闭锁、机械阻塞（如结石、肿瘤）胆管等，通过外科手术常可恢复生理功能。肝内胆汁淤积病因多样，如先天性肝细胞和（或）胆管上皮细胞胆汁分泌障碍、免疫介导的纤维胆管炎及药物引起的肝损伤等。胆汁淤积性肝病是因胆汁形成和（或）循环过程受阻，胆汁无法正常分泌到十二指肠，导致毒性胆汁及细菌的累积，引起肝损害的疾病，表现为肝细胞完整性破坏、肝纤维化、肝硬化甚至增加癌症发生风险。

研究发现，不同病因导致的胆汁淤积性肝病发病机制不同，治疗方案也有差异，因此，笔者结合目前国内外胆汁淤积性肝病发病机制研究，从病因分类出发，讨论胆汁淤积性肝纤维化的机制，确定潜在治疗靶点，以改善患者预后。

1 先天性胆道闭锁型肝纤维化

先天性胆道闭锁是指胎儿还在宫内或母亲处于围生期胆道发生闭塞，胆汁无法正常排出，长期淤积于肝内导致肝功能损害的一类疾病，发病机制不清，该疾病有自身肝纤维化特征，上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、基质胶原沉积和血管生成是其纤维化过程中的重要改变。

EMT是一种常见的病理生理现象，在胚胎发育和组织重建中起着重要作用。研究发现，以EMT为特征的胆管增生、闭塞和肝纤维化在先天性胆道闭锁中扮演着重要角色[1]。病毒感染和细菌性胆管炎导致胆管上皮损伤，引起免疫反应并激活肝星状细胞，分泌脂多糖和转化生长因子-β，诱导内皮细胞转化为肌成纤维细胞。此外，Wnt通路、Notch通路等也参与转化胆管上皮，这些通路相互作用，形成一个复杂的信号协调网络，肝星状细胞分泌大量胶原，增加细胞外基质沉积，导致肝实质缺氧，诱导新生血管生成[2]。研究发现，血管生成是一个缺氧刺激的动态过程[3]，先天性胆道闭锁患者肝组织内血管生成显著增加，但弥漫性纤维化导致患者血流减少、肝窦内皮细胞通透性增加，加重组织缺氧，高通透性新生血管的不成熟及外源性血浆纤维蛋白原阻塞管腔，导致肝功能失代偿，不能改善血液供应，从而加重肝组织纤维化，这可能是未来治疗先天性胆道闭锁肝纤维化的潜在靶点。

2 药物性胆汁淤积型肝纤维化

药物性胆汁淤积型肝病是人体因药物本身或其代谢产物作用于肝脏导致胆汁淤积引起的肝损伤，可分为固有型和特异质型。固有型一般与药物本身肝毒性有关，多数无个体差异，常见药物如对乙酰氨基酚、异烟肼、利福平等[4]。因个体对毒性反应的敏感性不同，个体差异如年龄、代谢活动、免疫反应及营养状况等可随时间的推移发生变化，衍生出特异质型药物性肝损伤（idiosyncratic drug-induced liver injury，IDILI）[5]。

核转录因子红系2相关因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）的激活是氧化应激的主要防御机制[6]。在生理条件下，Nrf2与细胞质中的Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1（Kelch-like ECH-associated protein 1，KEAP1）结合，但当发生氧化应激时，Nrf2从KEAP1释放，转移至细胞核并结合到目标基因启动子中的抗氧化反应元件以诱导防御基因表达，细胞应激达到阈值，激活Jun激酶信号通路和损伤线粒体，导致肝纤维化[7]。

研究表明，大多数IDILI都是由免疫介导的，在应用药物氟氯西林后诱发胆汁淤积性肝纤维化的患者中，携带HLA-B*5701的比率是普通人群的3倍，而携带HLA-B*5701的患者发生氟氯西林相关性肝纤维化的风险增加至少80倍[8]。另外，与IDILI有关的几种药物如双氯芬酸、舒林酸、曲伐沙星等可抑制细胞增殖，活化的药物及反应代谢物结合共价蛋白质，作为半抗原被抗原呈递细胞识别，呈递给T淋巴细胞，后者增殖激活Ⅱ类主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex class Ⅱ，MHCⅡ），表达共刺激分子，如CD80、CD86和CD40，进一步激活其他白细胞，激活的免疫细胞破坏、损伤肝细胞[9]。实验发现，肠道菌群在IDILI中也发挥作用，肠道菌群失调可导致肠道通透性增加，增加微生物向肝脏的移位，外源性抗原激活肝脏免疫细胞，诱发保护性免疫反应，药物与免疫反应的相互作用可加重IDILI，促进肝实质细胞损伤及肝纤维化[10]。

3 妊娠期肝内胆汁淤积型肝纤维化

妊娠相关的胆汁淤积性肝纤维化是妊娠中晚期常见的肝脏系统疾病，目前研究较多的为妊娠期内肝内胆汁淤积症（intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP）[11]。

研究发现，ICP发病具有家族聚集性，一级亲属中有相关病史的孕妇患病率明显高于其他孕妇，考虑该现象与编码转运蛋白的基因突变有关，如ATP8B1基因缺陷患者毛细胆管膜磷脂不对称，胆管膜敏感性增强，抑制胆盐输出泵转运功能，使得基因缺陷孕妇具有明显疾病易感性[12]。文献记载，年龄超过35岁、多胎妊娠和（或）既往ICP病史的孕妇患病率明显增高[13]，提示激素如雌孕激素水平在妊娠期胆汁淤积性肝纤维化患者发病过程中也起到重要作用。Song等[14]的动物实验发现，雌激素或雌激素衍生物一方面干扰ABCB11基因表达，抑制胆盐输出泵功能，造成胆汁淤积，另一方面通过表达肝脏低密度脂蛋白受体，提高细胞膜中胆固醇占比，降低肝细胞膜通透性及流动性，造成肝内胆汁酸水平升高。近年来，对孕激素在ICP发病中的机制研究越来越多，研究发现孕激素影响ICP发病可能存在以下两条通路：一是PM4S、PM5S与肝细胞基底侧胆盐转运体结合，竞争性抑制胆汁酸转运，减少胆汁酸的分泌及胆盐转运。二是通过下调法尼醇X受体（farnesoid X receptor，FXR），调控下游BESP基因，抑制胆盐输出泵表达，导致ICP发生[15]。

4 遗传性胆汁淤积型肝纤维化

遗传性胆汁淤积型肝纤维化是由于基因缺陷或先天性胆汁代谢异常导致胆汁酸转运过程中相关转运蛋白、受体缺失，引起胆汁流动紊乱、肠道内胆汁盐不足、过量的胆汁酸和异常代谢物累积导致的肝细胞损伤[16]。具有代表性的遗传性胆汁淤积型肝纤维化疾病为进行性家族性肝内胆汁淤积（progressive familial intrahepatic cholestasis，PFIC），其发病与胆汁酸稳态、脂类代谢及肠肝循环受阻等多种机制有关[17]。

肝细胞的胆汁分泌是由转运蛋白介导的，尤其是ATP结合盒转运蛋白家族的转运蛋白，其多表达于肝脏毛细胆管膜，主要编码胆盐输出泵、调节磷脂酰丝氨酸从细胞外膜向内膜的转移[18]。疾病发生时，转运蛋白缺失，抑制胆汁酸由肝细胞运输到胆小管，胆汁分泌减少，过量的胆汁酸在肝内淤积，促进肝星状细胞活化，诱导肝细胞凋亡，促进肝纤维化发生[19]。TJP2是紧密连接的重要组成部分，TJP2基因表达缺失会破坏肝脏的紧密连接结构引起PFIC。MYO5B是基于肌动蛋白的运动蛋白，是RAB11a/b的效应器，与直接造成婴儿胆汁淤积有关，协同抑制胆盐输出泵，阻碍胆汁运输。FXR由NR1H4 基因编码，能够诱导部分转运体和代谢酶，FXR表达缺失下调BESP基因及胆汁酸合成酶表达水平，抑制转运蛋白表达和胆汁分泌，过多的胆汁淤积在肝脏组织，破坏肝细胞，诱导肝纤维化[20]。

5 免疫相关性胆汁淤积型肝纤维化

免疫相关性胆汁淤积型肝纤维化多由自身免疫性肝病引起，包括原发性硬化性胆管炎（primary sclerotic cholangitis，PSC）、原发性胆汁性胆管炎（primary biliary cholangitis，PBC）、自身免疫性肝炎（autoimmune hepatitis，AIH）、IgG4相关性硬化性胆管炎（IgG4 related-sclerosing cholangitis，IgG4-SC）等，其中PBC和PSC一般临床表现为胆管受累和胆汁淤积，而IgG4-SC虽然发病率较低，但临床病理表现与PSC非常相似[21]。

PBC是一种破坏性淋巴细胞性胆管炎，发病特征为胆管上皮细胞的进行性损伤、门静脉炎和肝组织纤维化[22]。疾病发生时，胆管细胞对内、外源性损伤作出反应，活化的胆管细胞增殖分泌炎症因子，并激活肝星状细胞，促进肝纤维化[23]。PSC是由遗传和环境因素共同介导的一种疾病，临床表现为胆管损伤和肝纤维化导致的胆管狭窄、胆汁淤积和胆汁性肝硬化[24]。PSC造成的肝损伤是由炎症失调引起的异常伤口愈合反应，在这个过程中，慢性损伤激活肌成纤维细胞，诱导肝纤维化[25]。研究显示，该类疾病发病与调节性T淋巴细胞功能障碍、髓系细胞CD39表达缺失有关[22]。通过敲除目的基因构建髓系细胞缺失CD39因子的免疫相关性胆管炎小鼠模型，发现实验组动物胆管损伤、胆汁淤积、肝脏纤维化程度与对照组相比有着明显差异，表明巨噬细胞中CD39因子表达可减少胆管损伤、抑制肝脏纤维化[26]。

6 机械梗阻相关的胆汁淤积性肝纤维化

当因机械梗阻如结石、肿瘤、寄生虫等原因诱发胆道梗阻时[27]，胆汁排泄受阻，过多的胆汁无法排泄到胆管腔或进入肠腔循环，导致胆汁中成分发生变化。研究显示，梗阻168h后胆汁中疏水性胆盐占比升高，亲水性胆盐占比降低[28]。

研究发现，低浓度的疏水性胆汁酸即可诱导细胞凋亡[29]，凋亡途径包括死亡受体通路、线粒体通路、内质网应激通路，内质网应激通路是最近凋亡领域的研究热点，可通过IRE1通路、PERK通路、ATF6通路介导肝细胞凋亡[30]。当肝组织受到外源性损伤，可诱发内质网应激，发生未折叠蛋白反应，抵抗应激反应造成的细胞损伤，但当应激信号过强和（或）持续存在时，钙离子稳态失衡，内质网生理功能紊乱，过多的未折叠蛋白沉积于细胞外基质，造成肝脏纤维化[31]。研究表明，胆汁淤积时，胆汁成分改变还可诱发炎症反应，中性粒细胞释放大量炎症因子，耦联钠离子-牛磺胆酸共转运蛋白，竞争性抑制胆汁酸转运，加重肝损伤[32]。

7 小结

综上所述，胆汁淤积性肝纤维化的病因复杂，在不同病因分类下，发病机制更为多样，肝损伤及胆管损伤通过多种信号途径，激活肝星状细胞及成纤维细胞，分泌细胞外基质及胶原纤维，造成细胞外基质过度沉积，最终导致肝纤维化和（或）不可逆的肝硬化。随着研究的深入，越来越多的胆汁淤积性肝纤维化的发病机制被慢慢揭示，许多研究成果在临床应用中也初显成效，但该疾病发病机制复杂，研究尚不成熟，多数机制还停留在假说阶段，缺乏实验验证，治疗方案仍不完备，仍需开展更多高质量、多中心研究，为胆汁淤积性肝纤维化的诊断及治疗提供新的可能。

[1] DENG Y H, PU C L, LI Y C, et al. Analysis of biliary epithelial-mesenchymal transition in portal tract fibrogenesis in biliary atresia[J]. Dig Dis Sci, 2011, 56(3): 731–740.

[2] ASAI A, MIETHKE A, BEZERRA J A. Pathogenesis of biliary atresia: Defining biology to understand clinical phenotypes[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2015, 12(6): 342–352.

[3] LI F B, ZHAO H, PENG K R, et al. Expression of transforming growth factor-β1 and connective tissue growth factor in congenital biliary atresia and neonatal hepatitis liver tissue[J]. Genet Mol Res, 2016, 15(1): gmr7217.

[4] 施漪雯, 尤红. 重视胆汁淤积性肝病的诊断和药物治疗[J]. 实用肝脏病杂志, 2016, 19(6): 641–643.

[5] KOLARIĆ T O, NINČEVIĆ V, SMOLIĆ R, et al. Mechanisms of hepatic cholestatic drug injury[J]. J Clin Transl Hepatol, 2019, 7(1): 86–92.

[6] CHATTERJEE S, ANNAERT P. Drug-induced cholestasis: Mechanisms, models, and markers[J]. Curr Drug Metab, 2018, 19(10): 808–818.

[7] 李哲成, 黄云, 张泽宇, 等. 肝纤维化严重程度预测指标分析与预测模型构建[J]. 中国普通外科杂志, 2020, 29(11): 1364–1369.

[8] ROTH R A, GANEY P E. What have we learned from animal models of idiosyncratic, drug-induced liver injury?[J]. Expert Opin Drug Metab Toxicol, 2020, 16(6): 475–491.

[9] MOSEDALE M, WATKINS P B. Understanding idiosyncratic toxicity: Lessons learned from drug-induced liver injury[J]. J Med Chem, 2020, 63(12): 6436–6461.

[10] RAMACHANDRAN A, UMBAUGH D S, JAESCHKE H. Mitochondrial dynamics in drug-induced liver injury[J]. Livers, 2021, 1(3): 102–115.

[11] PIECHOTA J, JELSKI W. Intrahepatic cholestasis in pregnancy: Review of the literature[J]. J Clin Med, 2020, 9(5): 1361.

[12] SMITH D D, ROOD K M. Intrahepatic cholestasis of pregnancy[J]. Clin Obstet Gynecol, 2020, 63(1): 134–151.

[13] KEITEL V, DRÖGE C, STEPANOW S, et al. Intrahepatic cholestasis of pregnancy (ICP): Case report and review of the literature[J]. Z Gastroenterol, 2016, 54(12): 1327–1333.

[14] SONG X, VASILENKO A, CHEN Y, et al. Transcriptional dynamics of bile salt export pump during pregnancy: Mechanisms and implications in intrahepatic cholestasis of pregnancy[J]. Hepatology, 2014, 60(6): 1993–2007.

[15] KEITEL V, DRÖGE C, HÄUSSINGER D. Targeting FXR in cholestasis[J]. Handb Exp Pharmacol, 2019, 256: 299–324.

[16] AMIRNENI S, HAEP N, GAD M A, et al. Molecular overview of progressive familial intrahepatic cholestasis[J]. World J Gastroenterol, 2020, 26(47): 7470–7484.

[17] CHEN H L, WU S H, HSU S H, et al. Jaundice revisited: Recent advances in the diagnosis and treatment of inherited cholestatic liver diseases[J]. J Biomed Sci, 2018, 25(1): 75.

[18] CZUBKOWSKI P, THOMPSON R J, JANKOWSKA I, et al. Progressive familial intrahepatic cholestasis - farnesoid X receptor deficiency due to NR1H4 mutation: A case report[J]. World J Clin Cases, 2021, 9(15): 3631–3636.

[19] NAYAGAM J S, WILLIAMSON C, JOSHI D, et al. Review article: Liver disease in adults with variants in the cholestasis-related genes ABCB11, ABCB4 and ATP8B1[J]. Aliment Pharmacol Ther, 2020, 52(11-12): 1628–1639.

[20] STICOVA E, JIRSA M, PAWŁOWSKA J. New insights in genetic cholestasis: From molecular mechanisms to clinical implications[J]. Can J Gastroenterol Hepatol, 2018, 2018: 2313675.

[21] 蔡秋裕, 裴斐. 自身免疫性淤胆性肝病的最新研究[J]. 胃肠病学和肝病学杂志, 2021, 30(5): 486–489.

[22] GULAMHUSEIN A F, HIRSCHFIELD G M. Primary biliary cholangitis: Pathogenesis and therapeutic opportunities[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2020, 17(2): 93–110.

[23] VESTERHUS M, KARLSEN T H. Emerging therapies in primary sclerosing cholangitis: Pathophysiological basis and clinical opportunities[J]. J Gastroenterol, 2020, 55(6): 588–614.

[24] ZOU M, WANG A, WEI J, et al. An insight into the mechanism and molecular basis of dysfunctional immune response involved in cholestasis[J]. Int Immunopharmacol, 2021, 92: 107328.

[25] LIU J Z, ALMARRI M A, GAFFNEY D J, et al. Dense fine-mapping study identifies new susceptibility loci for primary biliary cirrhosis[J]. Nat Genet, 2012, 44(10): 1137–1141.

[26] ROTHWEILER S, FELDBRÜGGE L, JIANG Z G, et al. Selective deletion of ENTPD1/CD39 in macrophages exacerbates biliary fibrosis in a mouse model of sclerosing cholangitis[J]. Purinergic Signal, 2019, 15(3): 375–385.

[27] MORITA S Y, IKEDA Y, TSUJI T, et al. Molecular mechanisms for protection of hepatocytes against bile salt cytotoxicity[J]. Chem Pharm Bull (Tokyo), 2019, 67(4): 333–340.

[28] WANG R, SHEPS J A, LIU L, et al. Hydrophilic bile acids prevent liver damage caused by lack of biliary phospholipid in-/-mice[J]. J Lipid Res, 2019, 60(1): 85–97.

[29] HUANG Y H, YANG Y L, HUANG F C, et al. MicroRNA-29a mitigation of endoplasmic reticulum and autophagy aberrance counteracts in obstructive jaundice-induced fibrosis in mice[J]. Exp Biol Med (Maywood), 2018, 243(1): 13–21.

[30] 王慧娟, 徐玲, 田原, 等. 内质网应激在乙型重型肝炎(肝衰竭)中的作用研究[J]. 中华肝脏病杂志, 2019, 27(4): 244–249.

[31] PATEL V, RAY D, BAHADUR A, et al. Pluronic®-bile salt mixed micelles[J]. Colloids Surf B Biointerfaces, 2018, 166: 119–126.

[32] LI M, CAI S Y, BOYER J L. Mechanisms of bile acid mediated inflammation in the liver[J]. Mol Aspects Med, 2017, 56: 45–53.

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A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.01.028

山东省医药卫生科技发展计划项目（202104081018）

张兴元，电子信箱：byfyzxy@163.com

（2022–08–18）

（2022–11–24）