肝多房棘球蚴病导致肝硬化的研究进展

王苗苗,安秀青,周鸿乾,孟 凯,蔡剑平,刘光辉,阿吉德,杨金煜

肝多房棘球蚴病(hepatic alveolar echinococcosis, HAE)是一种由多房棘球蚴绦虫感染肝脏而引起的人兽共患寄生虫病,传播途径主要是粪口传播。人兽误食多房棘球蚴绦虫污染的食物或水源,虫卵在消化道内孵化、侵入肠壁后自血液循环系统进入门静脉,最终在肝脏、肺脏等器官定植。其中,肝脏是多房棘球蚴最易侵犯的器官[1]。HAE侵袭方式与肝恶性肿瘤相似,呈浸润性生长。而且,肝脏血供极其丰富,HAE病灶增殖速度较快,如果不加以干预。短期内可侵犯第一、第二肝门部重要血管及胆管。因此,晚期HAE患者可出现梗阻性黄疸、门静脉高压症、布加综合征等临床表现,严重威胁患者的生命[2-5]。研究表明[6-8],HAE流行于我国西部农牧区,如青海、西藏、新疆、甘肃、宁夏及四川等区域。其中,青海省部分地区HAE发病率高达12.08%。HAE易感人群多为农牧区牧民,医疗发病早期临床表现隐匿,就诊时多已错过手术治疗的最佳时机,最终可发展为继发性胆汁性肝硬化或布加综合征[7],只能依靠肝移植或人工肝等治疗方法来延续生命[9]。但是,肝移植手术具有手术难度高、手术风险大、术后并发症多及治疗费用昂贵等缺点。因此,对于HAE患者而言,术前肝脏质地和功能的评估对于治疗方案的选择极其重要[9-10]。目前,中晚期HAE患者仍缺乏有效的术前肝功能的评估体系,尤其是肝硬化或肝纤维化程度的评估,从而导致手术预判及手术方案制定困难,术中出血较多或术后并发症发生率居高不下,患者病死率高[1]。本文就HAE导致继发性胆汁性肝硬化或布加综合征作一综述。

1 肝硬化的概念及分类

肝硬化是指不同病因导致肝细胞坏死、坏死修复及肝纤维化,最终形成以假小叶为典型病理表现慢性肝病。肝硬化按照病因可分为病毒性肝硬化、胆汁淤积性肝硬化、自身免疫性肝硬化、酒精性肝硬化、药物性肝硬化、寄生虫性肝硬化、特发性肝硬化等[11]。从慢性肝病发展为肝硬化的进程中涉及炎症、肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC)活化以及随后的纤维间隔生成、血管生成和血管闭塞所引起的肝实质消退性病变,而这一过程中存在明显的肝微血管变化,其特征是肝窦重塑、肝内分流形成和肝内皮功能障碍,内皮功能障碍的特征是血管扩张剂释放不足[11]。此外,肝硬化还与肝脏结构的紊乱、肝血管内皮功能障碍和肝血管张力增加密切相关。肝硬化从早期的肝细胞炎症,发展为肝纤维化和结节,最终取代了正常的肝实质,并诱发了门静脉高压症。肝硬化从无症状阶段(代偿性肝硬化)发展到有症状阶段(失代偿性肝硬化),其过程中因门脉高压所导致的严重并发症如消化道大出血、顽固性腹水及黄疸等常常作为就诊原因。此时,肝硬化患者的生活质量下降,死亡率升高,住院费用和治疗难度成倍增加[12-14]。

2 AE导致肝硬化的研究

多房棘球蚴绦虫虫卵入侵肝脏后,可直接破坏肝实质或病灶压迫、阻塞血管及胆管等重要的管道结构,从而导致一系列严重的并发症如梗阻性黄疸、布加综合征(budd-chiari syndrome, BCS)及继发性胆汁性肝硬化(secondary biliary cirrhosis, SBS)等[15]。多房棘球蚴感染导致的肝硬化主要原因包括病灶本身对肝细胞的损伤和病灶对周围正常肝实质的影响。其一,寄生虫感染早期肝细胞常无特异性改变,中期可形成肝组织局部肉芽肿性炎症,晚期病灶中心可发生液化坏死,液化坏死的囊液外溢至周围肝实质,从而导致该区域呈局部肝纤维化改变[16]。其二,病灶的长期刺激周围肝组织亦可引起局部炎症反应及炎性细胞的浸润,以及免疫应答及应激反应的增强等,加速HAE肝硬化的形成。具体机制如下:首先,在多房棘球蚴绦虫感染过程中,HSC激活、增殖并形成细胞外基质(extracellular matrix, ECM)和Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原在肝脏内蓄积,共同作用于HAE纤维化的形成[17]。其次,巨噬细胞参与HAE肝纤维化的形成,巨噬细胞分类为经典活化型(M1型)和替代活化型(M2型)。多房棘球绦虫感染宿主后,M1型巨噬细胞可分泌白细胞介素-6(Interleukin-6, IL-6)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α, TNF-α)清除虫体抗原。然而,当虫体死亡或寄生状态时,抗原可诱导M2型巨噬细胞产生IL-10、转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1, TGF-β1)产生抗炎反应和局部修复。最后,固有免疫也参与HAE肝纤维化的过程。多房棘球蚴绦虫感染早期以Th1型免疫反应为主,晚期以Th2型免疫反应为主。而IL-2及IL-4是诱导Th1及Th2细胞分化增殖的主要因子。随着病程的进展及上述炎症因子的刺激,宿主淋巴细胞逐渐由Th1向Th2进行转变,从而抑制了宿主的免疫应答,最终加速了肝纤维化的过程[13]。

多房棘球蚴绦虫感染正常肝脏后,直接或间接引起肝细胞应激反应,活化肝细胞MAPK信号通路(ERK、JNK和p38信号通路)和细胞周期相关调控因子,该通路的激活可明显增强多房棘球蚴绦虫原头节的活性,从而加速HAE肝纤维化过程[15]。有研究表明[16],TGF-β/Smad3信号通路在这一过程中有重要作用。多房棘球蚴绦虫感染正常肝脏过程中,通过结合自身分泌或宿主产生的细胞因子(TGF-β),利用TGF-β/Smad3信号转导通路调节多房棘球蚴绦虫自身的存活、繁殖、生长等。Smads蛋白家族是该信号通路下游信号传递分子的重要部分,其被磷酸化后,可将信号传递至寄生虫体内而产生生理效应。多房棘球蚴也可通过EmSmadA成员接受TGF-β/BMP家族的信号传递。TGF-β/BMP信号通路参与虫体在宿主体内的存活、繁殖、生长等过程,也包括病灶周围新的小囊泡的出芽生长,病灶周围肝脏组织纤维化的形成等[16]。有研究表明[14-17],在多房棘球蚴绦虫感染时,细胞因子刺激受体将信号传递到细胞内,引起肝脏基因表达谱多种基因的调节途径发生了改变。其中,过氧化物酶体增殖物激活受体α、GADD45家族基因、热休克蛋白家族基因、丝氨酸蛋白酶抑制剂和MAPK信号通路相关基因等,均参与了HAE肝纤维化进程。

综上所述,HAE导致肝纤维化的机制复杂,可能与多种致病机制共同作用有关,如:多房棘球蚴绦虫侵入人体后的免疫应答反应、炎性增生反应及晚期的病灶压迫及阻塞所致的淤血性肝硬化等[18-20]。HAE的症状主要是胆汁淤积性黄疸和上腹痛,对胆管和血管的侵犯会导致胆管炎、门静脉高压和胆汁性肝硬化等严重并发症[21-23]。HAE患者经过长时间的潜伏期和无症状期后,就诊时多以布加氏综合征和继发性胆汁性肝硬化为最常见的两种并发症,后期进展到肝硬化阶段[24]。

3 AE导致BCS的研究

BCS指肝静脉和/或下腔静脉肝段血流受阻而引起的门静脉高压和/或下腔静脉高压综合征,属肝后型门脉高压的主要类型[24]。研究表明[25-26],HAE导致的肝静脉回流受阻,在病程后期可诱发不同程度的肝纤维化、淤血性肝硬化甚至肝癌。HAE引起的BCS多类似于充血性肝病、肝静脉流出道梗阻。由于HAE增殖方式与肝癌类似,病灶极易侵犯第一、第二肝门,其中肝门部侵犯率约35%～40%[27],故HAE导致的BCS患者正是由于以上方式导致肝脏慢性缺血缺氧,从而造成肝细胞损伤,进而导致HSC、Kupffer细胞产生大量TGF-β1。随着BCS患者病情进展,肝组织的持续缺血缺氧,可促使存活的肝细胞和HSC合成分泌更多的TGF-β1,激发HSC持续活化,ECM成分不断沉积,最终发展为淤血性肝硬化[26-28]。有研究表明[29],VEGF等血管内皮细胞的生长因子与其高度相关,BCS患者随着肝脏缺氧时间的延长,肝细胞坏死进一步增多,释放出更多的炎性递质刺激活化肝细胞、HSC,通过自分泌和旁分泌的方式产生细胞因子,从而导致VEGF水平增高。因此,从纤维化病变到淤血性肝硬化的发生过程中VEGF起着重要作用。

由于肝脏强大的代偿能力,BCS患者肝脏往往有广泛的侧支形成,甚至形成非常粗大的侧支或交通支。BCS在CT可看到肝内外的侧支血管,CT常可显示的肝外侧支循环有:①左肾静脉→半奇静脉通路;②腰升静脉→奇静脉通路;③腹壁浅静脉通路;④膈下静脉→心膈周围侧支血管;⑤副肝静脉。奇静脉和半奇静脉扩张常见。肝炎肝硬化的侧支血管常出现在肝外,主要表现为门-体侧支循环通路,而BCS则在肝内和肝外都能显示侧支血管[26]。BCS的其他CT表现有腹水、脾脏增大、胆囊增大等[30-32]。BCS的传统治疗方式有间接减压手术、直接减压手术、病变直接切除术和肝脏移植术。HAE由于晚期瘤体压迫或侵入肝门部导致BCS,而治疗的关键在于是否能手术安全切除瘤体,解除梗阻,恢复血运,由于晚期手术风险较大,故应术前全面评估患者自身情况,选择手术或介入等治疗方式治疗BCS[28,30]。

4 AE导致继发性胆汁淤积性肝硬化的研究

继发性胆汁性肝硬化(secondary biliary cirrhosis, SBS)是一种独特的肝硬化形式,由于持续性胆道梗阻所导致最终的肝硬化。胆管或其主要分支长期部分或完全梗阻引起的反复炎症引发门静脉周围纤维化,导致瘢痕和结节形成,从而引起SBC[33]。在成人中,SBC由肝外胆管结石、胆道闭锁、胆管树和肿瘤以及既往手术引起的狭窄引起。随着胆道梗阻诊断和治疗方法的发展,胆汁淤积性肝病包括一系列以胆管血流受损为特征的胆道疾病。多种情况可导致胆汁梗阻,包括胆总管结石、手术创伤和自身免疫性疾病。胆汁淤积性肝病可能较轻,但通常会进展为更严重的情况,肝胆损伤和胆管炎加重,最终导致肝纤维化和肝硬化[34-35]。胆汁流出道梗阻可通过阻碍肝脏血流,损害肝脏的代谢和合成能力,引起各种病理生理后果,包括肝功能障碍和门静脉高压。此外,还可能导致肾功能衰竭、腹水、心功能受损、凝血功能障碍、肺部并发症、肠道黏膜屏障功能障碍导致内毒素吸收增加,从而导致免疫反应受损和脓毒症。细胞损伤导致由免疫细胞浸润介导的炎症反应,以胆管增生、胆管扩张、门静脉扩张为特征胆管炎进一步导致HSC的活化和产生胶原和ECM的肌成纤维细胞的浸润,如果这一过程变成慢性,就会导致肝纤维化和潜在的肝硬化[36]。

HAE病灶由于其特殊的以外生芽孢浸润性生长的方式可直接破坏肝脏实质、肝内胆道系统,也被称为具有恶性肿瘤样生长的虫癌,可造成肝内胆道系统梗阻性扩张,多房棘球绦虫的转移棘球绦虫的边缘通常没有纤维包膜[37]。多房棘球绦虫在其自然中间宿主内迅速发育,多房棘球蚴绦虫多在病灶周围增殖,同时在病灶中心发生退化性变化。因此,HAE病灶可表现为逐渐增大的坏死组织团块和相对较薄的有活力的增殖组织带。寄生组织周围的大量纤维炎症反应通常累及或压迫胆管和血管壁,导致狭窄。患者出现黄疸、肝功能障碍等[38]。根治性手术是所有有可能完全切除病变的病例的首选。如果不能完全切除,则首选介入手术,包括经皮胆汁或脓肿引流和内镜下胆管狭窄扩张,置入塑料支架,从而减轻患者梗阻症状[38]。

5 与其他类型肝硬化的鉴别

5.1 病毒性肝炎所致肝硬化 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)是一种双链DNA病毒。HBV通过细胞免疫应答促使免疫细胞释放更多的炎症因子,从而激活肝脏中的HSC,产生大量的胶原、蛋白多糖及糖蛋白等。同时,不同程度的增加了I型胶原、III型胶原、IV型胶原及层粘连蛋白。但是,分解上述物质的酶类相对分泌不足,这些沉积的ECM逐渐固化,充满肝脏内窦间隙,形成组织的纤维化改变[39]。病毒引起的肝损害会引起肝脏的愈合反应及炎症反应,这些反应的进行消耗了大量肝脏ATP及氧气,引起局部肝组织缺氧。缺氧会引起肝内的血管重建,表现为肝窦的基底膜沉积和内皮细胞窗数减少或消失。研究表明[40],多种免疫应答及细胞因子参与病毒性肝纤维化的形成。HBV通过诱导机体免疫反应导致间接肝损伤,主要为细胞免疫的参与,肝细胞膜HBcAg是细胞免疫的靶抗原,HBcAg与肝纤维化的程度有明显相关性。目前,TGF-β是致肝纤维化作用中最强的细胞因子[41]。血小板衍生生长因子-BB(Platelet-derived growth factor-BB, PDGF-BB),对HSC有强烈的趋化作用,介导肝脏完成损伤修复反应,促进肝脏纤维化。IL-6也是参与HBV致肝损伤免疫应答的重要细胞因子,HBV通过细胞免疫作用,使肝脏产生炎症损伤[39]。腹部超声为最常用的乙肝病毒导致肝硬化肝脏影像学检查方法。通过观察肝脏和脾脏的大小、外形、实质回声,并能测定门静脉、脾静脉和肝静脉内径及血流情况,以及有无腹水及其严重程度,从而判断有无肝硬化及门静脉高压等。乙肝肝硬化的治疗主要是抗病毒治疗。

5.2 血吸虫性肝硬化 肝血吸虫病是由血吸虫虫卵在门静脉系统及肝脏和结肠中沉积引起的慢性炎性增生性肉芽肿性疾病,常见于我国长江流域及其以南的江苏、浙江等南部地区。主要致病因素为雌性血吸虫所产生的大量虫卵引起的由CD4+T-helper-2淋巴细胞介导产生免疫炎性反应,由于虫卵较易寄生在宿主器官内,尤以肝脏和肠道较为常见[42-44]。血吸虫病引起肝纤维化的机制主要是虫卵沉积在肝脏引起的肉芽肿,后期所致纤维化的形成。由于肝窦内虫卵的刺激和虫卵抗原的大量释放,炎症和免疫细胞先后募集到感染部位,形成巨噬细胞依赖性肉芽肿性炎症反应,加速血吸虫病进入急性期。HSC活化为产生过量ECM的纤维性肌纤维母细胞样细胞,急性期被持续的慢性期取代[45]。肝纤维化是日本血吸虫感染的主要病理特征,HSC的活化在血吸虫病肝纤维化过程中起着至关重要的作用,而该过程中活化的巨噬细胞释放的致纤维化细胞因子TGF-β1起主导作用。虫卵分泌蛋白水解酶,引起典型的嗜酸性炎症和肉芽肿反应,这些反应逐渐被纤维性沉积物取代。患者临床症状的严重程度与感染的强度和个体的免疫反应有关,是由门静脉周围间隙内大量差异胶原沉积引起,从而导致特征性的门静脉周围纤维化。但是患者体征可不显著,例如肝脏不一定肿大,但触诊时一般呈硬结节状。血吸虫性肝硬化最常见的影像学检查为腹部超声,可显示典型的肝纤维化条索和门静脉扩张。而且,此时临床实验室检验中肝细胞功能和指标在很大程度上没有受到影响[46-48]。但是,血吸虫性肝硬化导致的并发症如胃食管静脉曲张出血,是肝纤维化血吸虫病最严重及最致命的并发症。反复或隐匿性出血可导致贫血、低蛋白血症、恶病质和生长迟缓。腹水可由低白蛋白和门静脉高压共同引起[45]。血吸虫性肝硬化的临床治疗原则主要是手术切除病灶及术后规范化的抗虫治疗。

5.3 酒精性肝硬化 酒精性肝硬化是指长期饮酒导致周围纤维带包围的再生结节的组织学发展,酒精性肝硬化的形成多与乙醇及其代谢产物毒性作用、内毒素的作用、必需营养成分的缺失及合并其他病毒感染有关[49]。酒精性纤维化的特征是细胞周和窦周基质积聚,病理组织学中可观察到“铁丝网”外观。乙醇及其代谢产物可激活肠道来源的内毒素形成,从而促进肝脏炎症,激活邻近的Kupffer细胞,而邻近的Kupffer细胞又可激活HSC。酒精、乙醛和活性氧簇可通过直接激活HSC和刺激免疫细胞产生促纤维化介质来促进肝纤维化发生。但是,自然杀伤细胞可杀死活化的HSC或产生干扰素γ,从而诱导HSC死亡和细胞周期停滞,这两种机制均可抑制肝纤维化。然而,酒精可以抑制上述这一过程。随着肝纤维化过程的继续,肝脏正常结构将受到不可逆性损伤,如肝小叶内的血管结构(包括肝窦)变窄,从而导致肝脏血流的严重障碍[50-51]。酒精性肝硬化腹部彩超表现为实质回声弥漫性增高、肝被膜多表现为不光滑、毛糙,大多数酒精性肝硬化患者为小结节性肝硬化。酒精性肝硬化的治疗原则包括戒酒及规范的抗纤维化治疗。肝炎后肝硬化属于窦型肝内型门脉高压,血吸虫病肝硬化属窦前型肝内型门脉高压。因此,血吸虫病肝硬化不形成假小叶[45,52]。

综上所述,病毒性肝炎所致肝硬化多是由于病毒入侵正常肝脏后,正常肝细胞通过多种免疫应答对抗病毒入侵,从而使肝脏产生慢性炎症损伤,病毒引起的肝损伤会引起肝脏的愈合反应及炎症反应,最终导致肝硬化。病毒性肝炎所致肝硬化多为弥漫性肝硬化。血吸虫病引起肝硬化的机制主要是血吸虫虫卵沉积在肝脏引起的肉芽肿和随后纤维化的形成。由于肝窦内虫卵的刺激和虫卵抗原的大量释放,炎症和免疫细胞先后募集到感染部位,形成巨噬细胞依赖性肉芽肿性炎症反应,从而导致特征性的门静脉周围纤维化。酒精性肝硬化是由于酒精、乙醛和活性氧簇通过直接激活HSC和刺激免疫细胞产生促纤维化介质来促进肝纤维化发生,多为弥漫性肝硬化。HAE所导致的肝硬化多为肝多房棘球蚴绦虫感染正常肝脏后,引起免疫应答造成局部肝组织纤维增生,再而多房棘球蚴病灶可直接侵犯第一、二肝门,压迫重要的血管及胆管,从而导致淤血性肝硬化。

6 结语与展望

目前,国内外关于HAE导致的肝纤维化研究较少。但是,在实际的临床工作中,确实存在很多因HAE导致的BSC、SBC患者。而且,对HAE的临床诊治工作造成了很大的困扰及棘手问题。因此,关于HAE诱发的肝纤维化机制值得进一步研究。虽然,本文仅对肝硬化的发生发展机制做了简短的综述。但是,这也为肝多房棘球蚴导致肝硬化的基础研究奠定了一定的理论基础。

利益冲突：无