肝内胆管改变与肝纤维化的关系

尤文铮， 任万雷， 宣世英， 胡豆豆,3

1 南京医科大学附属青岛临床医学院， 山东 青岛 266011； 2 青岛大学附属青岛市中心医院中医一科， 山东 青岛 266042； 3 青岛市市立医院 消化内二科， 山东 青岛 266011

肝硬化给许多国家带来了沉重的卫生经济负担，2020年全球疾病负担研究[1]显示：2017年，全球代偿期肝硬化患者为1.12亿，失代偿期肝硬化患者为1060万，肝硬化导致的死亡人数超过132万。几乎任何慢性肝脏疾病均可引起肝纤维化和肝硬化。肝脏受双重血液供应，拥有三重引流排泄系统，即肝静脉、胆管及淋巴管系统。当前，血管新生促进肝纤维化进展及门静脉高压症已被熟知，相应的抗血管生成治疗为肝纤维化和肝硬化患者带来福音[2]。胆管系统与血管系统同属于肝脏的管道系统，肝硬化时，缺氧诱导产生的血管内皮生长因子、血管生成素、血小板衍生生长因子，既促进血管新生，又促进胆管增生。当肝纤维化发生时，肝内胆管不论在数量方面，还是在形态方面都发生了一系列变化，继而加速了肝纤维化的进程。越来越多的证据[3-6]提示，胆管密度与肝纤维化分级相关。然而，肝硬化形成过程中肝内胆管改变亟待进一步研究和证实。因此，本文就肝内胆管改变与肝纤维化的研究进展作如下总结。

1 肝硬化时肝内胆管系统的改变

1.1 胆管数量变化 胆管增生是多种慢性肝脏疾病的特征性改变。正常情况下，在肝组织汇管区仅可见少量的胆管，当肝硬化发生时，胆管系统呈增生状态。目前对胆管增加的量化指标，主要是通过计算对比免疫组化CK7及CK19标记的阳性区域。研究[7]发现在慢性丙型肝炎肝硬化患者中，CK7阳性区域由0.02%增加至1.21%，较健康对照组增加约60倍(P<0.01)。Richardson等[4]对107例非酒精性脂肪性肝炎肝硬化患者的肝穿刺组织分析发现，当肝硬化发生时，胆管数量随之增加，S3～4期(Brunt分期)时最为明显。在血色病导致的肝硬化患者肝穿刺组织中也观察到胆管数量的增加[8]。胆管数量的变化不仅体现在临床病例中，在四氯化碳及硫代乙酰胺诱导的小鼠肝硬化模型中，亦可得出相似的结论[5]。可见，虽然导致肝硬化的病因不同，但在纤维化形成过程中伴随的胆管增生是普遍现象。此外，Nguyen等[3]在对64例慢性丙型肝炎患者的研究中不仅发现肝硬化时胆管系统呈增生状态，较正常肝组织增多4～5倍，还提出肝硬化时增加的胆管主要通过干细胞的胆管化生，而不是通过先前存在的胆管细胞增生。

1.2 胆管形态改变 肝硬化时胆管数量变化仅仅反映了胆管病理学改变的一部分，而形态学改变对全面诠释胆管病变起到至关重要的作用。通过二维病理观察到肝硬化时增生的胆管主要位于假小叶纤维结缔组织间隔中及汇管区周围[7]。X射线相衬CT成像技术是近年来发展起来的一种新的影像学技术，利用该技术可获得高空间分辨率的软组织微观三维立体结构图像。通过该技术，Qin等[9]对胆管结扎机械梗阻性肝纤维化大鼠模型增生的胆管三维结构进行了观察，选择胆管增生区域作为感兴趣区进行高分辨率成像，并通过虚拟内窥镜技术对增生胆管胆道内的微观结构进行了追踪，结果发现从增生胆管的表面可以观察到胆管走形扭曲、分叉，并有起褶现象存在，分叉模式与正常肝脏中胆管树的分叉模式是相同的，为二分叉模式。从增生胆管管腔内部来看，管道内壁呈现波浪状，并且局部形成褶皱。基于该技术，研究[6]发现随着胆道压力的增加，胆管结扎大鼠的胆道系统内胆道下游、中游和上游区域均发生适应性改变，分别为扩张、蛛网状和蜂窝状模式。由此可见，当肝硬化发生时，胆管形态也随之发生了相应的适应性改变。

2 肝内胆管改变对纤维化进程的影响

在肝纤维化发展过程中伴随着胆管系统的改变，胆管系统的变化又对纤维化进程起了怎样的作用呢？早在1990年，Milani等[10]发现肝硬化时新生胆管可以产生α1(Ⅳ)型前胶原，对纤维化的形成起促进作用。在之后的动物实验及临床研究中还发现增生的胆管通过分泌转化生长因子β1、血小板衍生因子B、结缔组织生长因子、单核细胞趋化蛋白1等细胞因子[11-12]，趋化和激活肝星状细胞，促进纤维化的进展[13-14]。此外，胆管上皮-间质转化也是肝纤维化的一个重要促进因素。Fabris等[15]通过胆管结扎机械梗阻性肝纤维化大鼠模型发现新生胆管上皮细胞能够发生上皮-间质转化、产生α平滑肌抗体并表达Ⅰ型胶原。肝硬化时胆管增生与血管新生是伴行发生的，增生的胆管可以表达血管内皮生长因子，参与新生血管的形成，从而加重肝纤维化[16]。目前在动物实验研究[17]中发现褪黑激素可以通过抑制胆管增生，减轻纤维化程度。

3 胆管细胞增生与肝纤维化相关的信号通路

目前通过对啮齿动物胆道梗阻模型和人类胆管疾病的研究[18-19]，已经发现了部分与胆管细胞增生和肝纤维化相关的信号通路，这些信号通路可能成为阻断肝纤维化进展以及新治疗方法的潜在靶点。以下主要叙述促胰液素(the secretin，SCT)和促胰液素受体(secretin receptor，SR)轴、P物质和神经激肽-1受体(neurokinin-1 receptor，NK-1R)轴以及Apelin和APJ受体轴信号通路。

3.1 SCT和SR轴通路 SCT及SR的信号通路是目前胆汁淤积性肝病中研究最多的信号通路之一。SCT主要由十二指肠黏膜的S细胞和胆管细胞分泌[20]，通过环磷酸腺苷(cAMP)/蛋白激酶a /细胞外信号调节激酶1和2依赖的机制激活由大胆管细胞表达的受体发挥作用，从而刺激胆管细胞增殖[21-22]。与正常野生型小鼠相比，胆管结扎小鼠大胆管细胞和血清中SCT的表达较对照组升高(P< 0.05)[23-24]。外源性注射SCT增加了大鼠SR的表达以及细胞内cAMP水平，进而促进胆管细胞增殖[25]。胆管结扎诱导SCT基因敲除小鼠的胆管增生减弱，表明SCT是通过自分泌或旁分泌方式调节大胆管细胞增生的关键信使[23]。SR基因敲除的胆管结扎小鼠使cAMP表达下调，CK19标记的胆管阳性面积由2.51减少至1.40，较胆管结扎对照组减少约44%(P<0.05)[22]。C57BL/6小鼠早期原发性胆汁性胆管炎模型中SCT/SR轴的激活，SCT的分泌增加，使用SR拮抗剂后，模型小鼠血清和胆汁中的SCT水平明显降低，且胆管细胞的增殖减少、肝纤维化程度降低(P<0.05)[26]。多药耐药2基因敲除(multidrug resistance protein 2 gene knockout ，Mdr2-/-)小鼠用于研究原发性硬化性胆管炎模型[27]。研究[24]发现，与对照组相比，在胆管结扎和Mdr2-/-小鼠中使用SR拮抗剂可减轻胆管增生和肝纤维化。此外，在临床研究[24，26]中，早期原发性胆汁性胆管炎患者及原发性硬化性胆管炎患者SCT和SR的表达均明显高于健康对照组。

3.2 P物质和NK-1R轴通路 P物质是一种与NK-1R结合的神经肽[28]。研究[29]表明，与野生型小鼠相比，Mdr2-/-小鼠血清P物质水平及胆管细胞NK-1R表达增加。Mdr2-/-小鼠敲除NK-1R后，胆管增生及肝纤维化程度与对照组相比均明显减轻。在胆管结扎小鼠模型中，大胆管细胞中NK-1R表达升高，NK-1R基因敲除小鼠大胆管细胞增殖和胆管增生随之减弱。在体外实验[30]中，P物质使大胆管细胞内cAMP水平升高，促进胆管细胞增生，提示P物质/NK-1R轴与大胆管细胞增生有关。此外，外源性给予P物质可诱导野生型小鼠胆管增生，促进纤维化形成。研究[31]表明原发性硬化性胆管炎患者肝脏中P物质和血清中NK-1R表达升高。上述实验结果均表明P物质/NK-1R轴在胆管增生和肝纤维化中起关键作用。

3.3 Apelin和APJ受体轴通路 Apelin是一种含有77个氨基酸的多肽，是G蛋白偶联受体APJ的内源性配体[32]。Apelin和APJ广泛表达于中枢神经系统以及心脏、肝脏、肾脏和脂肪组织等部位，具有调节细胞增殖、凋亡、促炎活性和血管再生的独特功能[33-34]。研究[35]发现，在肝硬化大鼠中，血清Apelin和肝脏中Apelin与APJ的表达增加。使用F13A(一种APJ拮抗剂)阻断APJ可使四氯化碳诱导的肝硬化大鼠肝纤维化程度减轻[36]。Chen等[37]在小鼠胆汁淤积模型中发现，Apelin敲除的胆管结扎小鼠较胆管结扎模型组小鼠胆管面积明显减少(P<0.01)，且肝纤维化程度减轻。经APJ拮抗剂处理的胆管结扎小鼠与相应的对照组相比，亦有类似结论。此外，原发性硬化性胆管炎患者肝脏中Apelin和APJ表达增加。通过该实验研究还发现，Apelin和APJ受体轴是通过Nox4/ROS/ERK信号通路触发胆管细胞增殖和肝纤维化，抑制APJ可以减少胆管细胞增殖及肝纤维化程度。

4 肝内胆管动态演变对肝纤维化程度的预测价值

肝穿刺活检是国内外公认的判断肝脏损害及纤维化程度的“金标准”。现研究发现肝脏病理形态学指标除胶原面积、结节大小、纤维间隔宽度、微血管密度外，病理切片中的胆管密度与纤维化程度也有密切相关性。Wood等[8]在对血色病患者的研究中发现，通过CK7标记的胆管数量随着纤维化程度加重而增加，两者呈正相关(r=0.803，P<0.000 1)。在慢性丙型肝炎肝硬化患者中，CK7标记的胆管面积与纤维化程度亦呈正相关(r=0.453，P<0.000 1)[11]。此外，在非酒精性脂肪性肝硬化中，随着肝纤维化程度的加重，CK7标记的胆管面积也呈现动态变化并且两者有密切相关性(r=0.51，P<0.000 1)[4]。新近的一项研究[6]发现，在胆管结扎诱导的肝纤维化大鼠模型中，从对照组到胆管结扎 2、4、6、8周组大鼠，CK19标记的胆管密度显著增加(P<0.05)，并且肝纤维化与胆管增生的变化程度呈正相关(r=0.809，P<0.01)。可见，胆管数量可能成为另外一个预测门静脉压力的病理学指标，通过计算病理切片中胆管的面积，能够反映门静脉高压程度。

5 小结及展望

肝硬化在病理上不仅表现为胶原沉积、血管新生，同时也伴有胆管增生。目前血管新生在肝纤维化进展中的作用已经被熟知，相应的抗血管新生药物成为治疗肝硬化及门静脉高压症的新靶点。但是对胆管系统的研究却少之又少，正如Rokusz等[5]所描述“肝硬化时，胆管增生虽已熟知，但又常常被忽略”。随着研究的深入，肝硬化时胆管的动态演变将越来越清晰，胆管改变在评判肝纤维化分级的作用将愈来愈受到重视。这是对肝硬化的病理形态学特点的补充，并为肝硬化的治疗提供新的思路。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：尤文铮负责撰写修改论文；任万雷负责参与文献的收集、整理；宣世英、胡豆豆负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。