肝纤维化生物标志物研究的进展

第 29 卷第 2 期 2011 年 4 月
实验与检验医学 EXPERIMENTAL AND LABORATORY MEDICINE
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Vol.29 No.2 Apr. 2011
2.1.1 前胶原Ⅲ N-末端肽(PⅢNP) 它 是 最 早 认 识 纤维增生的直接生物标志物，是在胶原纤维形成过 程中， 氨基端前胶原肽被 N-末端酶裂解进入血流。 检查肝纤维化的敏感度和特异性分别为 76～78%和 71～81%。 PⅢNP 对肝纤维化不是特异的，在肢端肥 大症、肺纤维化、慢性胰腺炎以及风湿性疾病时也升 高 [6]。 在慢性 C 型病毒性肝炎时，PⅢNP 同肝门周 围、肝门及小叶坏死的组织学评分相关，但是同纤维 化总的程度不相关[7]。 在对抗病毒治疗反应良好的 病人中，可见 PⅢNP 下降甚或正常化、抗病毒治疗 反应效果不良时，伴随有 PⅢNP 水平升高，在酒精 性 肝 病 时 ，PⅢNP 水 平 显 著 高 于 慢 性 病 毒 性 肝 炎 时，在完全戒酒后，可见 PⅢNP 水平降低或达正常。 2.1.2 Ⅰ型前胶原羧基端肽(PICP) 在肝硬化的病人 中，PICP 水平升高， 但是 PICP 和 IV 型胶原或 PⅢ NP 之间没有关联。 在轻度慢性 C 型病毒性肝炎病 人中它是正常的，仅在 50%中度进展或进展性慢性 C 型肝炎的病人中升高， 包括 C 型肝炎后肝硬化。 PICP 水平不能预测慢性 C 型病毒性肝炎用干扰素 治疗所经受的病毒学反应。 2.1.3 IV 型 胶 原 在 急 性 酒 精 性 肝 炎 的 病 人 中 ，IV 型胶原水平具有鉴别功能，在确定更坏的后果时可 能更敏感， 且是皮质类固醇或已酮可可碱(Pentoxyphylline)治疗更好的指标。 在血色素沉着时，IV 型胶 原升高大于 115ng/ml 时，对于决定纤维化为 3 或 4 组 织 学 阶 段 有 100% 的 敏 感 度 和 69% 的 特 异 性 [8]。 在慢性肝炎时， 对于检测肝纤维化，IV 型胶原水平 比 PⅢNP、层粘连接蛋白或透明质酸更敏感。 2.1.4 层黏连接蛋白 它是一种非胶原糖蛋白，由肝 星状细胞合成，沉积在肝基底膜中。 在慢性病毒性 肝炎及酒精性肝病时，层黏连接蛋白及胃蛋白酶抵 抗的层黏连接蛋白(层黏连接蛋白 P1)水平均升高， 且是发展成肝硬化的一个独立危险因素。 2.1.5 透明质酸 它是一种氨基葡萄糖聚糖，由肝星 状细胞合成，由肝窦状隙细胞降解。 它是细胞外基 质的一个成份，内皮细胞和窦状隙细胞机能障碍，可 以引起血清透明质酸水平升高，且同纤维化的进展 有关， 在酒精性肝病时， 透明质酸水平升高同 PⅢ NP 相关，它可帮助鉴别病人有没有肝纤维化。 在慢 性病毒性肝炎时，透明质酸的血清水平同纤维化的 程度相关， 但是不同坏死性炎症进程的强度相关。 在抗病毒治疗反应良好的病人中，可见血中透明质 酸水平降低，它也同纤维化的退化相关[9]。 透明质酸
时， 检测纤维化≥F2 的敏感度为 72%， 特异性为 82%；在 界 值 为 15.08kPa 时 ，检 测 肝 硬 化 的 敏 感 度 为 84%，特异性为 95%，此法在极度肥胖及腹水时， 检测受限。 1.3 选择性生物标志物的实验室检查 几十年的研 究，使我们认识了大量的生物标志物，其中有一些同 肝纤维增生的过程有关，它们在血清中的出现是细 胞外基质周转率增加的结果，有一些则是肝功能或 结构损害的主要标志。 在临床上用这些非侵袭性参 数过筛和监测处于肝硬化危险因素的病人，是很理 想的。 2 肝纤维化的循环标志物
也广泛用作肝纤维化的评分系统 (Ⅱ类纤维化生物 标志物)各种指数的组成部份，用于预测进行性纤维 化 ， 例 如 用 于 肝 纤 维 化 组 织 和 形 态 学 评 价 的 FIBROspect Ⅱ试 验 中[10]，即 包 含 有 透 明 质 酸 、基 质 金 属蛋白酶 1 组织抑抑制剂(TIMP 1)和 α2-巨球蛋白。 2.1.6 糖 蛋 白 YKL-40 它 是 一 种 成 纤 维 细 胞 和 内 皮细胞生长因子，分子量 40kDa。在慢性 C 型肝炎的 病 人 中 ，YKL-40 界 值 为 284.8ng/ml 时 ， 检 测 轻 度 (F0～F1) 和 重 度 (F2～F4) 纤 维 化 的 敏 感 度 和 特 异 性 分 别为 80%和 71%；在 酒 精 性 肝 病 时 ，这 个 标 志 物 的 敏 感 度 和 特 异 性 分 别 为 88%和 51%[11]，YKL-40 的 血清浓度同 PⅢNP、 透明质酸及 TIMP 1 的水平相 关，但采样位置不同，其浓度有差别，肝硬化的病人 肝 静 脉 中 YKL-40 的 浓 度 比 股 动 脉 中 要 高 一 些 。 YKL-40 大多数在软骨细胞、 骨细胞以及血管平滑 肌细胞中产生，因此在许多其他疾病时(如关节炎)， 它 也 升 高 [12]。 2.1.7 基质金属蛋白酶(MMP) 临床上重要的基质金 属蛋白酶是 MMP-2(白明胶酶 A)、MMP-3(基质分解 素)以 及 MMP-9(白 明 胶 酶 B)。 它 们 的 组 织 抑 制 剂 TIMP 1 和 TIMP2 与纤维增生有关。 在慢性 C 型肝 炎时，可见 TIMP 1 和 TIMP2 水平升高，且同纤维化 程度相关。 MMP 和 TIMP 在肝纤维化的发病机理中 有着关键性的作用。 此外，MMP 1 是 Leroy 评分系统 的组成成份，TIMP 1 也参与 ELF 和 FIBROSpect 评 分系统。 2.1.8 结 缔 组 织 生 长 因 子(CTGF) 大 多 数 CTGF 涉 及在旁分泌信号传输中，有一些溢出进入循环，它可 被检测及用作纤维化或坏死炎症的标志物。 结缔组 织 生 长 因 子 CCN2，依 赖 于 TGFβ(转 移 生 长 因 子 β) 的水平，在激活的肝星状细胞和肝细胞中合成[13]。 如 果发生纤维增生，在肝组织中这些生长因子的表达 上调， 在肝纤维化进展和血清 CTGF 水平之间显负 相关，终末期肝硬化时血清 CTGF 水平下降，诊断敏 感度为 84%，特异性为 85%[14]。 2.1.9 木 糖 酰 转 移 酶(XT) 此 酶 在 氨 基 葡 萄 糖 聚 糖 的生物合成中是一个关键酶，在慢性 C 型肝炎的病 人中血清 XT 活性显著升高， 且同纤维化程度呈相 关。 但是，在组织学上已证实肝硬化的病人中则下 降[15]。 作为生物标志物，它的价值甚至更大，因为 XT 的血清活性不因肾机能不全而改变[16]。 2.1.10 对 氧 磷 酶 1(PON-1) PON-1 是 一 种 能 水 解 脂质过氧化物的酶，有抗氧化剂的性质，能影响肝细
2.2 Ⅱ类纤维化生物标志物
Ⅱ类纤维化生物标志物是经验上界定，它们同
纤维增生的因果关系比Ⅰ类标志物了解的较少。 但
是，在肝纤维化或肝硬化存在时，它们的血清水平则
有改变。 这些生物标志物的大多数是肝功能的一个
尺度(如白旦白、胆红素)或结构损害的一个指征(如
AST 和 ALT)。 这些参数通常被联合，以建立评分系
这两组生物标志物对于区分目的是有用的。 Ⅰ 类标志物在确定纤维增生的强度或疾病的等级方面 通常更敏感。 Ⅱ类标志物能帮助我们估计纤维化的 程度或疾病阶段[5]。 由于这些标志物数量很多，本文 将集中介绍与临床应用有关的部份生物标志物。 2.1 Ⅰ类纤维化生物标志物
纤维组织病理性积累是许多病理过程的结果， 但是这些过程的直接效应是纤维组织的合成和沉积 及它的清除之间失去平衡。 在纤维组织沉积过程中 由 肝 星 状 细 胞 (HSC) 产 生 的 分 子 能 用 作 Ⅰ 类 生 物 标 志物 ，后 者 由 枯 否 氏 细 胞(Kupffer cells)或 窦 状 隙 内 皮细胞清除。 纤维化的Ⅰ类生物标志物的典型成员 是各种类型的胶原及它的前体，其他是涉及在基质 降解中的纤维蛋白质和酶。
预后价值已得到公认，AST/ALT 比率≥1，同存在肝
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胞凋亡。 在慢性肝炎时血清 PON 同血清白蛋白和胆
红素相关。 PON1 同一组标准的肝功能试验联合，用
于检测肝纤维化的敏感度为 96%，特异性达 97%[17]。
文献标识码 C 文章编号 1674-1129(2011)02-0138-04
doi:10.3969/j.issn.1674-1129.2011.02.015
关键词：肝 纤 维 化 ；生 物 标 志 物 ；实 验 诊 断
在世界范围内，大约 30 亿人受乙型肝炎病毒威 胁，3 亿人感染慢性乙型肝炎，1.8 亿人患慢性 C 型 肝炎[1]。 急性病毒性肝炎能进展到慢性，随后发展成 肝纤维化，最终导致肝硬化，肝硬化可产生严重的并 发症，可能需要肝移植，治疗费用昂贵，死亡率高。 不幸的是，至今没有可利用的及有效的抗纤维化治 疗。 因此，紧要的是在它的早期阶段认识肝纤维化， 过筛和监测处于肝硬化危险因素的病人，此时，最佳 的治疗方式能够防止进一步的发展。 过去十年，在 肝纤维化病理生理的研究中，有许多突破性的进展， 探查出了许多有效的非侵袭性纤维增生标志物，以 及将肝功能或结构损害的标志物组合用于不同的数 学模型或评分系统中。 在临床诊断中，应用这些生 物标志物或与评分系统联合使用，大大地改善了诊 断准确度，本文拟作简要介绍。 1 肝纤维化的诊断 到目前为止， 通常有三个可用 的方法检测肝纤维化。 1.1 肝活检 不管当前技术如何进步， 在评价纤维 增生强度及肝纤维化范围时，肝活检仍然是“金标 准”。 它是一个侵袭性的方法，因此，有它固有的缺 点，如重现性差，大约有 0.2%的病人会发生并发症。 最普通的并发症是低血压，由于血管迷走神经反应 所致。 其他并发症如胆血症以及较大的腹膜内出血 罕见发生。 此法的死亡率为 0.001%[2]。 1.2 瞬 时 弹 性 成 像 (Transient elastography) 此 法 经 由脉冲一回波超声手段测定由振动按摩引起的切变 波的传播速度， 此速度直接同组织的刚性 (弹性模 量)有关，较坚硬的组织，切变波的传播速度较快，用 于测量的组织体积比活检样本至少大 100 倍，因此， 它代表肝实质的状况要多得多。 因为它是无创性， 较 少 疼 痛 ，检 查 快 速 ，容 易 在 门 诊 或 床 旁 进 行[3]，最 近 Stebbing 等[4]根据对 22 份研究总计 4430 例病人 的资料进行 meta-分析， 结果显示， 在 7.7kPa 界值