肝纤维化、肝硬化与乙型肝炎重症化
解曼 贾继东
乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染的临床结局中包括乙型肝炎慢性化或重症化。乙型肝炎重症化是指乙型肝炎从轻症(轻中度炎症)发展至重症(肝衰竭)的过程。其病理学基础是肝组织在短期内出现大块、亚大块坏死或者桥接坏死，临床上主要表现为转氨酶升高、胆红素升高，并快速出现凝血功能异常、肝性脑病、腹水等肝功能衰竭征象，其临床过程和亚太地区包括我国的慢加急性肝衰竭(acute-on-chronic liver failure，ACLF)有一定相似之处，但欧美学者定义的ACLF需要在肝硬化基础上发生。乙型肝炎重症化的发病机制尚未完全阐明，但目前认为是宿主和HBV相互作用的结果。其中病毒复制在发病机制中占有重要地位，而宿主的免疫应答则起着桥梁作用。各种致病因素引起HBV高复制及其病毒蛋白抗原在靶细胞(主要是肝细胞)表面表达，募集激活多种免疫效应细胞并产生大量炎性细胞因子，从而诱导细胞坏死/凋亡、抑制肝细胞再生、促进纤维增生。
肝纤维增生是肝脏对损伤的一种修复反应。急性肝损伤后的纤维增生有利于肝组织的修复，而且是一个可逆过程；而慢性肝损伤则导致持续性肝纤维增生，同时伴降解活性不足，因而可导致肝脏弥漫性纤维化甚至肝硬化。肝硬化的形态学表现包括广泛的纤维化、再生结节形成及其所导致的肝小叶结构改变。此外，肝窦内皮毛细血管化和微血栓形成也是肝硬化的特征性病理表现。这些改变一方面导致门静脉高压、侧支循环建立，造成全身血流动力学异常和肝脏合成及解毒等功能受损，另一方面加重了肝实质细胞的缺血、缺氧，并导致肝细胞对损伤因素的抵抗力明显下降、再生受抑制，肝功能储备降低。由此可见，肝硬化并不仅仅是加重了的肝纤维化，它还包括肝细胞坏死后纤维结缔组织塌陷和血管再生，以及血管结构异常所导致的门静脉-中央静脉分流(P-C分流)。以上这些病理生理改变对乙型肝炎重症化的发生、发展和预后具有很大影响。
一、原有肝脏病理改变严重程度影响慢性乙型肝炎重症化的发生、发展及预后
乙型肝炎重症化患者的基础疾病状态包括HBV携带者(免疫耐受期慢性乙型肝炎)、慢性乙型肝炎和肝硬化，乙型肝炎重症化可以发生于任何一种疾病状态下。我国学者对91例乙型重型肝炎肝衰竭患者进行病理检查，其中基础疾病为HBV携带、慢性乙型肝炎和肝硬化的所占比例分别为9.9%、7.7%和82.4%。提示乙型肝炎重症化主要发生于基础肝病严重的患者。发生在前二者基础上的病变比较均一，表现为肝脏出现大块、亚大块坏死，类似于急性或亚急性肝衰竭；而发生在肝硬化基础上的病理表现多样，在肝脏坏死的背景下，仍可见部分肝硬化结节，且结节内也有不同程度的坏死。
目前国内外的研究均表明基础肝病可以影响乙型肝炎重症化的预后。多项研究均提示，在肝硬化基础上的乙型肝炎重症化预后更差。Sun Q F等报道，在204例HBV相关性ACLF中，112例临床诊断为肝硬化，其3个月总体生存率较低(57.8%)，多因素分析也表明肝硬化是预后不良的独立预测因素(p=0.009)。另一项包括50例ACLF(其中32例为HBV相关性肝病)的病理学研究发现，不同病因导致的ACLF的病理变化大致相同，主要表现为肝细胞嗜酸性变、胆管胆汁淤积、肝纤维化、胆管增生、大量肝细胞凋亡、桥接坏死和融合坏死；多因素分析表明，严重纤维化、胆管细胞增生、肝细胞凋亡是预后不良的独立预测因素，而肝细胞气球样变和残余肝实质体积较大是预后良好的独立预测因素。
一项针对酒精性肝炎引起的ACLF研究表明：无肝硬化和有肝硬化者ACLF的临床表现相同，但前者生存率高达100%，而后者未接受肝移植情况下的3个月生存率仅为44.2%。近期我国学者开展的一项关于乙型肝炎相关的ACLF的大规模研究(709例患者)也表明，有肝硬化基础者的并发症发生率和病死率明显高于没有肝硬化基础者。一项研究对466例肝硬化患者进行平均45个月的随访，其中118(25%)例患者在随访期间出现了不同程度的ACLF，并且平均动脉压低、血红蛋白水平低、腹水、终末期肝病模型(model of end-stage liver disease，MELD)评分高的患者更容易发生肝衰竭。
但有学者观察了曾诊断为酒精性肝硬化、近期出现肝功能急性恶化需住院治疗的68例患者的病理学改变，结果显示组织学上有肝硬化、肝硬化前期和肝纤维化的比例分别为76%、16%和9%，但并未发现肝纤维化程度与患者预后有明确关系；但是发现，脂肪性肝炎合并全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)的患者病死率最高，肝静脉压力梯度(hepatic vein pressure gradient，HVPG)与生存率呈负相关。考虑到肝炎性反应是肝纤维化进展的独立预测因素，相同的刺激因素在肝硬化患者更容易产生SIRS，并且肝纤维化程度与门静脉压力呈正相关，因此不能完全排除肝纤维化的程度与重症化的预后可能相关。
二、肝纤维化和肝硬化时的肝脏免疫状态有利于乙型肝炎重症化的发生
肝脏是一个独特的免疫器官。一方面，肝脏富含NK细胞、NKT细胞、Kupffer细胞、树突状细胞，同时门静脉血液内脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)浓度明显高于机体其他部位。另一方面，肝内大量免疫细胞高表达LPS受体，且长期暴露于低浓度LPS中，故肝脏容易形成免疫耐受。但在慢性肝病导致肝纤维化和肝硬化时，肝脏星状细胞及Kupffer细胞等大量免疫细胞激活，免疫耐受状态被打破。此时机体处于促炎状态，中性粒细胞吞噬功能受损，肝脏对LPS的敏感性增加，对细菌感染的抵御能力下降，可以出现低毒力的大肠杆菌感染。近期一项研究表明，血清C反应蛋白(C-response protein，CRP)水平和肝硬化的病情相关：代偿期肝硬化患者的CRP水平仅轻度升高，但随着门静脉压力增加，CRP水平逐渐升高，故CRP水平可以预测失代偿期肝硬化的发生；而在失代偿期肝硬化患者中，CRP水平可以预测患者的生存率。
在乙型肝炎重症化过程中，宿主的免疫应答发生较大变化，SIRS及 “免疫麻痹”是这一过程的特征性改变，并与预后密切相关。首先表现为TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IFN-γ等炎症相关细胞因子水平明显升高，TLR-4表达上升，而单核细胞表面HLA-DR表达下降；随着疾病的进展，这些细胞因子及细胞表面标志物的水平会发生改变，并与预后相关。目前有研究表明，肝硬化时肝细胞对炎症因子的应答也发生了改变。TNF-α可以诱导肝细胞凋亡，在生理情况下，由NF-κB介导的抗凋亡信号转导通路可以抵御TNF-α的作用。但动物实验表明，肝硬化时，由于肝细胞内质网应激、蛋白质合成功能下降、抗凋亡信号转导通路受损，TNF-α诱导的肝细胞凋亡作用更强。
三、肝纤维化及肝硬化时感染和炎症反应可诱发或加重乙型肝炎重症化
在乙型肝炎重症化过程中，感染既可以是导致重症化的诱因，也可以是促进病程进展的主要因素，甚至能决定其预后。肝硬化时，门体分流、肝细胞解毒功能异常、体循环免疫细胞效应因子功能缺陷和中性粒细胞吞噬功能缺陷等，导致肝硬化患者对感染的敏感性增加。肝硬化患者发生细菌感染后炎症反应明显增强，表现为在细菌感染早期促炎因子如TNF-α、IL-6等较对照组明显升高；在体外用LPS刺激外周血单个核细胞时，进展期肝硬化患者单个核细胞分泌的TNF-α明显升高。同时，肝硬化患者单个核细胞分泌抗炎因子IL-10减少，因此肝硬化患者更容易出现全身炎症反应综合征(SIRS)及代偿性抗炎反应综合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome，CARS)，导致免疫麻痹。
以上这些因素共同导致肝硬化患者较其他人群更易在感染后出现脓毒血症，更易发展至器官功能衰竭甚至死亡。中国学者进行的一项研究显示，在404例ACLF患者中，有113例(27.9%)可能存在感染诱因；近期德国学者进行的一项研究也表明，由感染诱发的ACLF病死率较其他诱因导致的ACLF病死率更高，由感染诱发的ACLF患者30天的生存率仅为33.8%，而非感染因素诱发的ACLF患者30天的生存率为71.6%。
四、肝纤维化和肝硬化患者的血流动力学异常在发生乙型肝炎重症化时进一步恶化
在乙型肝炎重症化过程中，基础肝病所形成的循环异常更加明显，并向失代偿性肝病循环异常方向进展。其主要表现为门静脉压力明显升高、高动力循环加重、门体分流明显增加，心输出量提高、血管舒张、平均动脉压下降，心脏、肾脏、脑、肝脏灌注不足，最终多器官功能衰竭。目前国外针对ACLF血流动力学变化的研究显示，经病理诊断为ACLF的患者中，平均肝静脉压力梯度为15mmHg(10～23mmHg)，明显高于急性肝炎患者的平均肝静脉压力梯度(7mmHg，5～10mmHg)。目前认为，不同阶段的肝硬化患者有着不同的病理学基础和门静脉压力。随着肝纤维化和肝硬化病情加重，门静脉压力逐渐升高；基础肝病引起的循环异常越明显，在乙型肝炎重症化过程中患者的门静脉压力就越高。一项研究发现，ACLF患者的肝静脉压力梯度(hepatic vein pressure gradient，HVPG)高于代偿期肝硬化患者，而低于失代偿期肝硬化患者；但在合并大直径的食管静脉曲张的ACLF患者中，其HPVG则和失代偿期肝硬化相似。另一项研究表明，在发生ACLF后存活下来的患者中，HPVG随着病情的稳定而下降，从肝衰竭时的16mmHg(12～30mmHg)下降至恢复期的13mmHg(6～21mmHg)。因此不难推测，肝硬化进展程度可以影响乙型肝炎重症化过程中血流动力学变化情况，进而影响其临床病程及生存率。
五、肝纤维化和肝硬化时肝细胞再生受抑因而影响乙型肝炎重症化的预后
肝细胞再生是决定乙型肝炎重症化病情转归的重要因素。在肝硬化特别是进展期肝硬化时，肝细胞再生功能受损，导致病情进一步加重。急性肝损伤时，肝再生依赖于成熟肝细胞的分裂复制。肝细胞的生命周期很长(6～12个月)，故增殖活性很低，任一时间点只有1/10000的肝细胞在分裂，因此正常情况下罕见肝细胞的分裂增生。相反，当急性肝损伤导致肝细胞丧失时，整个肝细胞群体可即时进入细胞周期和分裂，以近似于同步应答的方式迅速复制增殖，以补偿缩小的肝脏体积。但是，当肝细胞数目损失过多或慢性肝损伤造成肝细胞再生能力受损时，成熟肝细胞的分裂不足以代偿，因而肝脏前体细胞被激活。有病理学研究提示，重型肝炎时肝细胞坏死、凋亡与肝细胞再生之间失去平衡，融合坏死区域附近可见活跃的小胆管反应，此时不仅出现肝细胞再生，也出现肝脏前体细胞的分化。
肝硬化时，纤维组织大量沉积、微环境改变、肝细胞端粒酶功能异常等，均可导致肝细胞再生能力下降。有研究将失代偿肝硬化和肝衰竭小鼠的肝细胞移植到肝功能正常的小鼠体内，发现此类肝细胞的增殖能力及合成分泌功能均减弱，而代偿期肝硬化患者的肝细胞在受体小鼠内的合成和分泌功能正常，提示肝脏的微环境对肝细胞的再生至关重要。相反，将成熟的肝细胞、肝干细胞和祖细胞移植进入肝纤维化或者肝硬化小鼠体内，可促进修复晚期肝纤维化/肝硬化肝环境中的肝实质损伤，并显示出抗纤维化作用。在急性肝衰竭、慢性肝衰竭及ACLF时均有肝脏前体细胞活化，但再生的肝细胞数量相对较少，可能是因为此时这些前体细胞主要向成纤维细胞方向转化。
六、乙型肝炎重症化对肝纤维化和肝硬化的影响
在乙型肝炎重症化过程中，大量肝细胞坏死、凋亡，导致纤维组织增生活跃，反过来又加速了肝纤维化和肝硬化的进程。一项研究表明，在急性肝衰竭的背景下，患者血清高迁移率族蛋白B1(HMGB1)表达上升，肝脏病理显示有不同程度肝纤维化，而体外试验表明HMGB1可导致星状细胞活化并诱导其自噬，从而有利于肝纤维化的发生和发展。有学者利用肝脏瞬时弹性技术测量急性肝衰竭患者的肝脏硬度，同时测定其血清纤维化指标，并观察了肝脏病理组织学情况；结果发现，肝衰竭时肝硬度增加、血清肝纤维化指标升高、肝星状细胞激活、胆管源性的前体细胞增生，提示急性肝衰竭时肝纤维化作为一种组织再生手段起保护肝脏的作用。另外，该研究还发现，入院时肝硬度和血清肝纤维化指标(MMP-2，TIMP-1，HA)间并无对应关系，但入院7天后两者关系密切，即肝硬度增加者的血清肝纤维化指标水平更高，而死亡均发生在肝硬度增加的患者中，因而推测纤维组织过度增生可能对预后有不良影响。
以上研究表明，在急性肝损伤的早期，肝纤维增生有利于组织修复；但是持续进展的纤维增生及肝细胞再生不足，将严重影响乙型肝炎重症化患者的预后。如能进一步阐明肝脏严重损伤后修复过程中纤维化的形成机制，在促进肝细胞再生的同时调节肝纤维增生过程，将有助于进一步改善重型肝炎患者的预后。
综上所述，肝纤维化和肝硬化是乙型肝炎重症化的重要病理学基础；肝纤维化程度与乙型肝炎重症化的预后有关，有肝硬化者预后更差。在乙型肝炎重症化过程中，过度纤维化和肝细胞再生不足可能是肝功能恶化的一个重要因素；肝硬化相关的肝脏免疫状态改变、全身及门静脉系统血流动力学变化、感染及炎症反应亢进状态，是导致SIRS及多器官功能衰竭的重要病理生理基础。应充分利用新型标志物和无创检查手段，动态监测不同阶段HBV感染患者的肝纤维化程度，尽可能及时予以相应的病因学治疗以减缓或阻止肝纤维化进展，从而减少乙型肝炎重症化的发生并改善其预后。
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