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非酒精性脂肪性肝病與門靜脈高壓

蘭州大學第一醫院

甘肅省衛生行業科研計劃項目

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD

是代謝綜合征在肝臟的表現形式,與腹型肥胖、胰島素抵抗以及內皮功能障礙密切相關。NAFLD的疾病譜包括包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、NASH相關肝纖維化、肝硬化及肝癌。單純性脂肪肝對肝臟相關的病死率影響不大,但10%~25%的NASH患者在8~14年的時間裡進展至肝硬化,且發生門靜脈高壓症、肝衰竭和肝癌的風險也增加。雖然大量證據表明纖維化是NAFLD患者長期預後的最終預測指標,但與疾病進展有關的危險因素尚未完全確定。

門靜脈高壓(PHT)

與進展期NAFLD的大部分併發症有關。對於長期慢性肝病患者,肝實質和血管重塑形成肝硬化,引起門靜脈壓力(PVP)升高,因此PHT通常被作為肝硬化晚期的一種臨床表現。然而,針對NAFLD的臨床和實驗研究表明NAFLD可能在進展至肝纖維化的最初階段甚至還沒有出現纖維化時即已經出現PHT的升高。這些肝竇病理學的早期變化的重要性以及PVP增加在NAFLD的病程進展和臨床結局中的作用依然不清楚。

非肝硬化NAFLD的門靜脈高壓症40多年前的一項經典實驗以脂肪肝、脂肪肝伴纖維化以及脂肪肝性肝硬化的大鼠為研究對象,研究者分析了膽鹼缺乏飲食對各組大鼠PVP的影響。令人驚訝的是,在脂肪肝組,雖然沒有出現明顯的門靜脈血流量減少和肝竇的狹窄,但PVP增高已經出現,這表明單純脂肪變性足以在此模型中產生PHT。

另一項研究以大塊脂肪變性為特徵但無肝硬化的Zucker肥胖大鼠為研究對象,結果發現與非脂肪肝組相比,脂肪肝組大鼠的全肝血流及門靜脈血流量分別減少了35%和38%,同時,研究者發現這組大鼠的IHVR較對照組增加,兩者結果相一致。

同樣,在人類脂肪肝中IHVR的增加與血流動力學改變也是一致的。PHT在多普勒超聲上的特徵是門靜脈流速降低,肝動脈血流量代償性增加。因此,由於門靜脈峰值最大速度減小,門靜脈搏動指數[定義為(峰值最大速度-峰值最小速度) /峰值最大速度]降低,而由於肝動脈舒張末期流速增加,肝動脈阻力指數[定義為(收縮末期速度-舒張末期速度峰值) /收縮期峰值速度]也降低。肝動脈-門靜脈血流比值綜合反映了上述血液動力學的變化情況。來自土耳其的一項研究比較了35例非肝硬化NAFLD患者和35例健康對照者,發現門靜脈搏動指數和平均流速與超聲顯示的脂肪肝分級呈負相關。

在最近的一項觀察性研究中,作者分析了354例接受肝活組織檢查進行NAFLD分期的患者中PHT的發病率。研究發現有100例患者伴有食管靜脈曲張、肝性腦病、脾腫大或腹水,均與臨床顯著的PHT表現相一致。而這100例患者中大多數病例確定已發生肝硬化,但有12例患者(12%)僅發生輕度的甚至沒有肝纖維化。此外,非肝硬化NAFLD患者是否出現PHT取決於脂肪變性的程度。這些發現表明NAFLD患者即使沒有進展至肝硬化,但如果脂肪變性非常嚴重,也會出現臨床顯著的PHT。然而,本研究的普遍性非常有限,因為PHT診斷需要通過臨床,實驗室和成像標記來建立。

隨著PVP監測技術的不斷改進,越來越多的證據表明非肝硬化NAFLD中PHT的存在。在最近的研究中發現,經肝活組織檢查證實無肝硬化的40例肥胖患者中有8例(20%)HVPG>5 mm Hg,並且有1例患者HVPG>10 mm Hg,提示存在臨床顯著的PHT。另一項研究對50例非肝硬化NAFLD患者進行分析,發現27例PVP正常的受試者和23例PVP增高的受試者的平均纖維化得分是一樣的,而脂肪變性、腰圍和胰島素抵抗指數均為PVP升高的獨立預測因素。這些觀察結果進一步表明當NAFLD患者僅有脂肪變性或者輕度的纖維化時,PHT也可能會發生,而過多的內臟脂肪堆積和胰島素抵抗在這一過程中發揮重要作用。

NAFLD患者PHT發生的細胞和分子機制

肝細胞脂肪變性和氣球樣變

在NAFLD患者中,由於細胞內脂質聚集引起肝細胞體積增大,使得肝竇太空減少高多達50%,因此這可能是最早影響肝竇血流的機械屏障。對545例NAFLD肝臟標本進行組織學分析,結果顯示輕度脂肪變性主要發生在小葉中央區域。而在該區的肝細胞中檢測到脂質生成基因表達增強,故上述觀察結果是一致的。這些結果提示在NAFLD的最早階段肝竇血流主要在小葉中心區域受到干擾。

脂質分子和它們的衍生物在肝細胞內持續積累可引起脂毒性,進而影響基因轉錄、細胞信號傳導途徑、活性氧簇形成、內質網應激和脂質細胞凋亡。肝細胞氣球樣變是脂肪性肝炎的一個特徵,與脂毒性有關。氣球形肝細胞中的脂質空泡中不僅氧化磷脂醯膽鹼水準增加,而且脂肪液滴相關蛋白如perilipin-2的表達也發生改變。這些變化同時伴隨著內質網的擴張和細胞骨架的混亂(如細胞角蛋白18缺陷)。氣球樣變肝細胞的直徑可以是正常肝細胞的1.5~2倍,這進一步促進了肝竇受壓和IHVR升高。值得注意的是,氣球樣變肝細胞可以產生更多的與肝纖維化進展有關的音蝟因子。

肝內細胞-細胞相互作用

肝竇內皮細胞(LSECs)是一氧化氮(NO)的主要來源,而NO是調節肝竇血流關鍵的血管舒張劑。通常情況下,內皮NO的產生受到Kruppel樣因子2的調節,該因子也抑製血管收縮介質的表達,並且在LSECs暴露於剪應力時Kruppel樣因子2的表達會上調。這種血管調節反應在肝損傷時會受到破壞,導致血管收縮性和IHVR的增加。在這些情況下,LSECs會產生更多的血管細胞黏附分子1和其他因子促進門靜脈血細胞黏附至竇狀內皮。一部分肝竇會變得足夠狹窄,這些變化最可能發生在小葉中心區域,進一步加重肝脂肪變性的影響。內皮型一氧化氮合酶的活化是通過胰島素誘導的Ser-1176殘基處的磷酸化來實現,給W- K大鼠餵食飽和脂肪酸1個月以上可誘導出脂肪肝,這與內皮型一氧化氮合酶活性降低有關,上述結果提示在這些條件下存在胰島素抵抗和LSECs釋放NO的能力受損。這些大鼠肝臟的門靜脈灌注壓較高,血管舒張劑對乙醯膽鹼的反應減弱。由於上述變化是在沒有炎症和纖維化的情況下觀察到的,因此這些結果提示內皮功能障礙是與NAFLD脂肪變性相關的早期特徵。

肝星狀細胞(HSC)位於Disse間隙,通過長的細胞突起圍繞起一個或多個肝竇。在正常情況下,一部分HSC受到來自LSECs釋放的NO的強烈的抑製作用而保持靜止。為了應對肝損傷,HSC通過旁分泌或自分泌機制激活,在這一過程中血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、內皮素-1、類花生酸衍生物和細胞外基質組分例如纖連蛋白也參與其中。平滑肌蛋白肌動蛋白和肌球蛋白表達上調增加活化HSC的收縮力,進一步限制了肝竇血流。

Kupffer細胞是肝巨噬細胞,可以識別來自門靜脈循環的危險信號並且參與NAFLD的發病過程。 Kupffer細胞暴露於病原相關分子模式刺激模式識別受體如Toll樣受體4,使其可以結合脂多糖或內毒素。最近,在NAFLD中腸道微生態和肝竇穩態的這種複雜的關係已經越來越受到重視。Kupffer細胞可以被損傷和死亡肝細胞釋放的內源性損傷相關分子模式(DAMPs)激活,也可以被HSC通過趨化因子如巨噬細胞集落刺激因子和單核細胞趨化蛋白-1激活。活化的Kupffer細胞釋放趨化因子、類二十烷酸衍生物和活性氧簇,增強細胞間相互作用,促進肝臟炎症反應。與經典(M1)激活途徑相反,Kupffer細胞的旁路(M2)激活途徑可能抑製炎症,說明Kupffer細胞在肝病的發病機制中起著複雜的作用。

肝竇毛細血管化與肝纖維化

為了應對肝損傷,LSECs逐漸去窗孔並形成基底膜稱為肝竇毛細血管化。毛細血管化的LSECs開始在Disse間隙沉積細胞外基質蛋白如纖黏連蛋白和層黏連蛋白。這些形態改變會損害肝臟灌注並引起缺氧,導致缺氧誘導因子的激活,增加參與血管生成、代謝適應、細胞存活和增殖等過程基因的轉錄調控。研究顯示肝竇毛細血管化是內皮功能障礙的早期表現。毛細血管化已被視為脂肪性肝炎進展過程中的「守門人」,該過程在Kupffer細胞和HSC被協同激活之前即已發生。當HSC被激活時,膠原蛋白開始在Disse間隙積累,而肝細胞板仍保持其最初結構。在NAFLD,膠原蛋白沉積起始於中央靜脈周圍纖維化。隨著進一步發展,門靜脈發生纖維化,並且在臨近匯管區緻密纖維橋接或隔膜生長並跨過肝竇。這種過度纖維化,伴隨著肝細胞的破壞與再生,最終形成肝硬化結節。

肝臟新生血管形成和內臟血流動力學變化

越來越多的證據表明新生血管形成是NAFLD進展的關鍵因素。血管內皮生長因子是該過程的主要調節因子,在缺氧區域由缺氧誘導因子活化並介導促纖維化和促血管生成信號。重要的是,與健康對照相比,脂肪肝和脂肪性肝炎患者的血清血管內皮生長因子水準更高。

小葉內小動脈偶爾會在經典肝小葉的1區和3區之間中途流向肝竇。雖然這些「動脈細枝」可能代表壓力較高的區域,但它們對肝竇血流的影響尚不完全清楚。在最近針對脂肪性肝炎肝活檢組織的研究中發現,在高級別的肝纖維化患者中小葉中心動脈很常見,而在1b期肝纖維化的患者中約60%的病例可見到小葉中央動脈。最近的研究表明,脂肪變性的肝細胞可能釋放介導血管生成的微粒。而且,這些微粒存在於竇周間隙,並且annexin V陽性,表明這些微粒在聯繫脂毒性和血管生成中起關鍵作用。

在肝硬化患者中,內臟血管擴張通常與PHT有關。許多血管活性物質如NO、胰高血糖素、膽鹽、血小板活化因子、降鈣素基因相關肽、心房鈉尿肽、腎上腺髓質素和內源性大麻素等參與舒張引流入門靜脈循環的內臟血管床中的小動脈,導致門靜脈流入量增加。當肝臟代謝功能受損或門體靜脈分流增加時,這些介質在內臟可達到更高的濃度。最近的研究表明,在NAFLD進展至肝硬化之前,內臟血管舒張可能促進PVP升高。在甲硫氨酸膽鹼缺乏飲食誘導的單純性脂肪肝大鼠模型中,腸系膜動脈和門靜脈血流量較高,這一現象提示了全身代謝和激素因子在肝竇血管調節中的作用。

營養不良和腸-肝軸

腸道微生物與慢性肝病之間的雙向關係稱為腸-肝軸,在NAFLD的病理生理中起重要作用。腸道微生物群的組成紊亂(生態失調)可能與飲食改變、胃腸道動力障礙、藥物或其他環境因素有關。最近的證據表明在NAFLD中發生生態失調在肝臟生理過程中有潛在的不良反應。腸道膽汁酸代謝的改變會損害肝臟和肝外的信號通路,包括法尼醇X受體和G蛋白偶聯膽鹽受體1(其通常介導抗脂肪變性,抗炎症和抗纖維化作用)。此外,腸上皮屏障功能的減弱可能促進病原相關分子模式移位進入門靜脈循環,刺激肝臟的炎症反應和干擾肝竇穩態。反過來,NAFLD進展與全身釋放的促炎因子增加有關,放大了生態失調的影響,進一步損害腸道的緊密連接功能。越來越多的證據表明,腸-肝功能障礙的惡性循環可以通過腸道微生物群來阻斷。在膽管結紮術後的小鼠中應用利福昔明抗感染治療,可以減輕肝纖維化、血管生成和PHT,這與減少的脂多糖 / Toll樣受體4途徑活化和纖連蛋白產生相關。因此,腸-肝軸的調節或許是預防和管理NAFLD相關PHT的有效策略。

NAFLD進展至肝硬化通常伴有臨床顯著的門靜脈高壓症,其主要原因是肝內血管阻力增加。然而,有證據表明NAFLD可能在進展至肝纖維化的最初階段甚至還沒有出現纖維化時即已經出現PVP的升高。這些肝竇穩態早期變化的生物學和臨床意義仍不清楚。實驗和人類觀察研究表明在NAFLD發生過程中,主要受影響的肝細胞為竇狀內皮細胞、HSC和Kupffer細胞,上述細胞通過增強血管收縮力、毛細血管化作用、增加血細胞的黏附和包埋、細胞外基質沉積和新血管形成等作用促進內皮細胞功能障礙。腸-肝軸功能障礙和內臟血管調節異常進一步加劇這些生物力學和血流動力學變化,最終導致纖維化和臨床顯著的門靜脈高壓症。了解NAFLD患者PHT發生的細胞和分子機制,對深入研究新的預防和治療策略具有重要意義。

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引證本文:遊宇來, 鄧明華, 龔建平. 2型糖尿病與肝細胞癌的關係[J]. 臨床肝膽病雜誌, 2018, 34(8): 1793-1796.


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