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肝纖維化是指肝臟纖維結締組織的過(guò)度沉積,是纖維增生和纖維分解不平衡的結果。纖維增生是機體對于損傷的一種修復反應，各種病因所致反復或持續的慢性肝實(shí)質(zhì)炎癥,壞死可導致肝臟持續不斷的纖維增生而形成肝纖維化，從許多慢性肝病，特別是慢性病毒性肝炎的臨床及病理演變來(lái)看,肝纖維化和肝硬化是連續的發(fā)展過(guò)程，二者難以截然分開(kāi)。
肝纖維化是由什么原因引起的？
肝纖維化的發(fā)生機制
肝臟貯脂細胞是產(chǎn)生各種細胞外基質(zhì)的主要來(lái)源。在肝臟纖維化的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中貯脂細胞激活轉化為肌成纖維細胞樣細胞（Myofibrblast-like cells）和成纖維細胞（Fibroblast），因而貯脂細胞的激活過(guò)程已成為肝纖維化發(fā)生機制研究的焦點(diǎn)之一。調節貯脂細胞的因子可分為不溶性和可溶性?xún)深?lèi)，前者為各種細胞外基質(zhì)，后者包括各種生長(cháng)因子、細胞因子。
正常肝臟血竇內皮下的功能性基底膜（Ⅳ型膠原和層連蛋白）對于維持貯脂細胞的靜止狀態(tài)（貯存Vit. A，分泌Ⅳ型膠原）起重要作用，一旦基底膜遭到破壞，貯脂細胞的表型即可發(fā)生改變。
調節貯脂細胞的細胞因子和生長(cháng)因子很多。能夠促進(jìn)其增殖的有PDGF，EGF，IGF-1,FGF-2，TGF-α；能抑制其增殖的有視黃醇和維甲酸及內皮素；TGF-β本身對貯脂細胞的生長(cháng)有抑制作用，但通過(guò)刺激PDGF和FGF-2的表達又可促進(jìn)其生長(cháng)。在這些細胞因子中以TGF-β1和PDGF研究得較為深入。在肝臟中TGF-β1主要由貯脂細胞、Kupffer細胞、內皮細胞、血小板及肝細胞產(chǎn)生，通過(guò)旁分泌對其他細胞發(fā)生調節作用。TGF-β1可促進(jìn)貯脂細胞表達和分泌Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原、纖維連接蛋白、細胞粘合素、軟骨連接蛋白、血栓粘合素、Biglycan及Decrin。而且還可通過(guò)自分泌作用促進(jìn)TGF-β1自身的表達，它對金屬基質(zhì)蛋白酶（膠原酶、基質(zhì)分解素）和纖溶酶原激活物的表達有抑制作用，而且可促進(jìn)內皮細胞和貯脂細胞表達纖溶酶原激活物抑制因子（PAI-1）和金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMP）。因此，TGF-β1是目前發(fā)現的最重要的致纖維化細胞因子。PDGF可由多種細胞產(chǎn)生。是一種很強的致有絲分裂原，通過(guò)α和β型受體對貯脂細胞的增殖有促進(jìn)作用，而且TGF-β1可加強這一作用；它本身對細胞外基質(zhì)的表達無(wú)明顯影響。TNF-γ是由淋巴細胞產(chǎn)生的，它對貯脂細胞的激活、生長(cháng)和膠原分泌有抑制作用。在肝臟ET-1主要由血竇內皮細胞和激活的貯脂細胞產(chǎn)生。貯脂細胞表達高水平的ET-1受體，通過(guò)旁分泌和自分泌作用引起激活的貯脂細胞和膠原纖維束的收縮，從而導致血竇的血流改變和肝小葉結構扭曲。貯脂細胞激活的三階段假學(xué)。
一、炎癥前階段（Preinflammatory Phase）
當肝實(shí)質(zhì)受損傷時(shí)，細胞膜通透性增加，釋放出“損傷激素”（Wound Hormone），通過(guò)旁分泌作用激活貯脂細胞。體外實(shí)驗表明，大鼠肝細胞可釋放促進(jìn)貯脂細胞增殖的細胞因子-肝細胞性Ito細胞啟動(dòng)因子（Hepitoin，Hepatocellular Ito Cell Initiator）。同時(shí)肝臟間質(zhì)的損傷如果破壞了血竇內皮下的功能基底膜，亦可促進(jìn)貯脂細胞的表型改變而使其激活。
二、炎癥階段（Inflammatory Phase）
由于肝實(shí)質(zhì)損傷，Kupffer細胞和單核巨噬細胞、淋巴細胞、血小板被激活而釋放出各種的炎癥性介質(zhì)和細胞因子，如急性期蛋白（IL-1，IL-6，TNF-α）和TGF-1，EGF，PDGF，TGF-α，TGF-β等。這些因子也是通過(guò)旁分泌途徑促進(jìn)貯脂細胞的增殖及纖維增生。此階段貯脂細胞受Kupffer細胞分泌的某種細胞因子誘導而表達出PDGF受體，對PDGF發(fā)生反應而增殖活化為肌成纖維細胞樣細胞。TGF-β不僅能增加PDGF對貯脂細胞的增殖作用，而且能促進(jìn)其表達和分泌各種細胞外基質(zhì)并抑制其降解。
三、炎癥后階段（Postinflammatory Phase） 在上述兩個(gè)階段經(jīng)旁分泌途徑激活的貯脂細胞表達大量的TGF-α，TGF-β，FGF及其受體，通過(guò)自分泌作用不斷刺激自身的分裂增殖并大量合成和分泌膠原等各種細胞外基質(zhì)。同時(shí)還可通過(guò)旁分泌作用激活其他尚處于“靜止”狀態(tài)的貯脂細胞。這一機制可解釋即使原發(fā)的刺激因素解除，肝纖維化過(guò)程仍能繼續發(fā)展的現象。
在上述各個(gè)階段中基質(zhì)降解酶的作用可歸納為：貯脂細胞分泌的Ⅳ型膠原酶破壞正常的血竇內皮下功能性基底膜，促進(jìn)其增殖和活化；TGF-β抑制間質(zhì)性膠原酶的活性，刺激TIMP的活性，因而促進(jìn)細胞外基質(zhì)的沉積。
肝纖維化（Fibrosis）是指肝臟纖維結締組織的過(guò)度沉積，是纖維增生（ Fibrogenesis，即細胞外基質(zhì)合成增加）和纖維分解（Fibrolysis，即細胞外基質(zhì)降解）不平衡的結果。纖維增生是機體對于損傷的一種修復反應，一旦有害因素去除、細胞外基質(zhì)成分得到恢復則纖維增生停止。所以急性或一過(guò)性肝臟疾患即使很?chē)乐匾膊粫?huì )導致肝纖維化。但各種病因所致反復或持續的慢性肝實(shí)質(zhì)炎癥、壞死可導致肝臟持續不斷的纖維增生而形成肝纖維化，向前發(fā)展發(fā)生肝小葉結構的破壞及結節形成即成為肝硬化。從肝硬化的病理學(xué)的定義來(lái)看，僅有彌漫性肝纖維化而無(wú)結節形成（如先天性肝纖維化，心力衰竭所致的肝腺泡第三區纖維化）不能稱(chēng)為肝硬化；僅有結節形成而無(wú)彌漫性肝纖維化（如局灶性結節性肝細胞增生，結節性肝細胞再生性增生）也不是肝硬化。但是從許多慢性肝病，特別是慢性病毒性肝炎的臨床及病理演變來(lái)看，肝纖維化和肝硬化是連續的發(fā)展過(guò)程，二者難以截然分開(kāi)。近年來(lái)隨著(zhù)細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，人們對肝臟細胞外基質(zhì)的組成、代謝及其生物學(xué)功能的認識不斷深入，因而對肝纖維化的發(fā)生機理、診斷和治療的研究也有了較大的進(jìn)展。
一.細胞外基質(zhì)（Extracellular Matrix,ECM）的組成及其代謝和生物學(xué)功能
細胞外基質(zhì)一般包括膠原、非膠原糖蛋白、蛋白多糖及彈性硬蛋白。按照最新的觀(guān)點(diǎn)，ECM還應包括間質(zhì)金屬蛋白酶（MMP），金屬蛋白酶組織抑制物（TIMP），基質(zhì)粘附分子（即細胞外基質(zhì)受體），以及與間質(zhì)成分大分子結合的各種生長(cháng)因子和細胞因子�，F在認為ECM不是雜亂無(wú)章、僅起支架作用的靜態(tài)物質(zhì)，而是組織有序、代謝活躍，且對細胞、組織和器官的形態(tài)、生長(cháng)、分化和代謝等結構和功能有重要影響的生命分子。
�。ㄒ唬┠z原（Collagen）
膠原是細胞外基質(zhì)的最重要成分，目前已發(fā)現至少19型基因序列不同的膠原。在肝臟總含量較高的有5型，分別為Ⅰ型33%，Ⅲ型33%，Ⅳ型1%，Ⅴ型1%～10%，Ⅵ型0.1%～1%。正常人肝臟的膠原含量約為5.5mg/g肝濕重，Ⅰ/Ⅲ型膠原的比為1:1；肝纖維化和肝硬化時(shí)肝臟膠原含量可增加數倍，且Ⅰ/Ⅲ型的比值增加，到后期此比例可增至2.38。根據膠原的形態(tài)和結構特點(diǎn)及分布部位，可分為兩大類(lèi)：①纖維性膠原：包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ型，Ⅴ型膠原：去除C端肽后分布于血竇周?chē)烷T(mén)脈區，作為核心使Ⅰ、Ⅲ型膠原形成粗大的纖維。Ⅵ型膠原呈串珠樣結構分布于Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ型膠原形成的纖維束之間起粘附作用。②基底膜性膠原：即Ⅳ型膠原，它的端肽不去除而是借此相連形成三維網(wǎng)格狀結構，主要分布于肝血竇內皮下，為肝細胞和內皮細胞功能基底膜的主要成份。膠原的合成步驟包括基因轉錄、翻譯、翻譯后修飾（羥基化和糖基化）形成α肽鏈，三條α鏈形成三螺旋即膠原的基本單位-前膠原（Precollagen），經(jīng)微管排泌到細胞外切去N端和C端肽后相互交聯(lián)形成膠原纖維或網(wǎng)格狀結構。
�。ǘ┓悄z原糖蛋白（Noncollagenous Glycoproteins）
是細胞外基質(zhì)的另一重要組分，其分子中的多個(gè)功能區可與其他細胞外基質(zhì)及多種細胞膜的跨膜蛋白受體結合，從而影響細胞的生長(cháng)、分化、代謝等各種生物學(xué)行為。其種類(lèi)很多，現擇要列舉如下：
1.纖維連結蛋白質(zhì)（Fibrnectin）
可分為血漿性（可溶性）和細胞性（不溶性），前者主要由肝細胞產(chǎn)生，后者主要由貯脂細胞、巨噬細胞及血管內皮細胞產(chǎn)生。在肝纖維化早期其含量增多，作為以后膠原沉積的支架。
2.層連蛋白（Laminin）
是由三個(gè)亞單位（一條α鏈和兩鏈β鏈）組成的“十”字型結構，其分子內部有可與細胞表面受體和肝素結合的功能區。它和Ⅳ型膠原一起構成基底膜的主要成份，分布于血管、膽管基底膜上，肝血竇內皮下亦有少量分布，這對于維持細胞的分化狀態(tài)有重要意義。
3.細胞粘合素（Tenascins,Cytotactin,Bronionectin,Hexabronchions）
是由6個(gè)相同的亞單位組成的六聚體，由貯脂細胞產(chǎn)生。肝纖維化是沉積于細胞損傷嚴重的區域，如中央靜脈周?chē)图毜睦w維間隔中，可能在早期ECM的沉積中起作用。
4.粗纖維調節素（Undulin）
由3個(gè)亞基組成，其單體和層連蛋白相似，但少一個(gè)短臂，主要分別于緊密排列的Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維中，它對維持膠原的超分子結構起重要作用，其細胞來(lái)源尚不明了。
5.血栓粘合素（Thrombospondin）
由3個(gè)相同亞基的末端在中央形成一個(gè)小球體，能結合肝素、Ⅴ型膠原、纖維連結蛋白、血漿纖溶酶原和纖維蛋白原。其功能是防止細胞擴散。
6.副纖維連接蛋白（Vitronection,VN）
由肝細胞產(chǎn)生，其分布與纖維連接蛋白相似，具有結合膠原的功能。肝硬化時(shí)分布于膠原纖維沉積的部位。血漿VN水平和肝纖維化程度有一定的相關(guān)性。
7.副層連蛋白（Entactin,Nidogen）
呈不對稱(chēng)啞鈴形，它可與層連接蛋白中心部位特異性以共價(jià)鍵結合，從而調節后者與其受體的結合。其分布和層連蛋白的單位相似，主要分布于基底膜。
�。ㄈ┑鞍锥嗵牵≒roteoglycan）
蛋白多糖是一類(lèi)由蛋白質(zhì)作核心骨架，在N或O位上連有糖胺多糖（Glycosaminoglycan,GAG）側鏈的大分子物質(zhì)，它們與膠原一起分布于細胞外基質(zhì)和基底膜上，同時(shí)也分布于細胞膜上。其糖胺多糖可分為硫酸乙酰肝素（Heparan Sulfate）、硫酸皮膚素（Dermatan Sulfate）、硫酸軟骨素（Chondroitin Sulfate）及硫酸角質(zhì)素（Keratan Sulfate）。正常肝臟中硫酸乙酰肝素含量最多，占肝臟總GAG的60%；肝纖維化時(shí)其含量下降，而硫酸皮膚素和硫酸軟骨素的含量增加。透明質(zhì)酸（Hyaluronic Acid）是一特殊的多糖，未經(jīng)硫化亦不含蛋白骨架。近年已將許多蛋白多糖核心蛋白的cDNA克隆出來(lái)，對其生物學(xué)功能的了解也日趨深入。根據其分布不同大體可將蛋白多糖分為兩類(lèi)：
1.與細胞膜相關(guān)的蛋白多糖
其核心蛋白多有跨膜功能區，有的也可經(jīng)其GAG側鏈與細胞膜相連。它們含有大量的硫酸乙酰肝素和少量的硫酸軟素，可與細胞外基質(zhì)、生長(cháng)因子、細胞粘附分子（CAM）及蛋白酶抑制物結合，使這些物質(zhì)的活性增強或減弱。
Syndecan產(chǎn)生于肝組織和培養中的肝細胞（Hepatocyte），是一些細胞間質(zhì)的受體，可通過(guò)其GAG側鏈與Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型膠原，纖維連結蛋白及細胞粘合素相結合。同時(shí)還是bFGF的輔助受體（Coreceptor）。其主要功能是信號傳遞。
Thrombomodulin由血管內皮細胞產(chǎn)生，其GAG側鏈為硫酸軟骨素�？膳c凝血酶結合，抑制纖維蛋白原和因子Ⅴ的激活，從而調節血液凝固過(guò)程。
Betaglycan其GAG側鏈為硫酸軟骨素和硫酸乙酰肝素。是細胞膜受體，對TGF-β有高親和力，是它的Ⅲ型受體。
2.與細胞外基質(zhì)相關(guān)的蛋白多糖
它們主要分布于細胞外基質(zhì)中。
Fibromodulin其GAG側鏈為硫酸角質(zhì)素，可以調節膠原微纖維的形成。在肝臟中尚未發(fā)現。
Perlecan由非實(shí)質(zhì)細胞產(chǎn)生，分布于基底膜和膽管、血管�？膳c內皮細胞和肝細胞結合。
Decorin其 GAG側鏈為硫酸軟骨素和硫酸皮膚素�？膳cⅠ、Ⅳ膠原、纖維連結蛋白結合，延緩膠原微纖維的形成。TGF-β可使Decorin的表達增加，而Decorin可使TGF-β滅活。在富含維甲酸的貯脂細胞中Decorin表達較高，因而可抑制TGF-β的活性；而在失去維甲酸的貯脂細胞中，Decorin的表達減少，因而對TGF-β的抑制減弱。
Biglycan其GAG側鏈為硫酸軟骨素和硫酸皮膚素，由貯脂細胞和肌成纖維細胞產(chǎn)生。通過(guò)其核心蛋白與TGF-β結合，通過(guò)其GAG與bGFG結合。TGF-β可使其表達增高，而維甲酸可使其表達減低。
Versican其側鏈為硫酸軟骨素，PDGF和TGF-β可使其表達增加�？膳c透明質(zhì)酸結合。尚未確定肝臟細胞是否可產(chǎn)生Versican。
�。ㄋ模┘毎�-間質(zhì)粘附分子（Cell-Matrix Adhension Molecules）
細胞和細胞外基質(zhì)成份之間的分子相互作用是通過(guò)特定的質(zhì)膜蛋白即各種粘附分子來(lái)實(shí)現的。一些在其他上皮細胞和內皮細胞上經(jīng)常表達的粘附分子，在正常肝細胞和血竇內皮細胞中不表達，但在纖維化的發(fā)生過(guò)程中這些粘附分子的表達呈上調（Upregulation）改變。細胞一間質(zhì)粘附分子主要包括Integrin家庭和CD44蛋白家庭。
1.Integrin
是由α和β鏈非共價(jià)格結合組成的二聚體，現已知有17種α鏈和8種β鏈共組成21種有功能的二聚體。作為受體Integrin可以結合多種配體，而一種細胞外基質(zhì)成分可由多種Integrin通過(guò)不同的識別位點(diǎn)結合。最重要的識別位點(diǎn)是細胞外基質(zhì)分子中的R-G-D（精-甘-天）序列，大多數Integrin受體皆可識別之。各種Integrin有其特定的組織分布，一種細胞可以存在多種Integrin，其配體識別位點(diǎn)亦可有重疊。在非極性細胞上，Integrin分布于各個(gè)面，在極性細胞只分布于其底面和側面。它們不僅起粘附作用，而且因其細胞內功能區與細胞骨架相連，故可以傳遞信號，促進(jìn)細胞的增殖、分化和移行。根據β鏈可將Integrin分為3個(gè)亞族： β1（10種）、β3（2種）、β4（1種）其主要功能是介導細胞與間質(zhì)的粘附，分布于大多數體細胞�？膳c膠原和非膠原糖蛋白結合，尚未發(fā)現它們與蛋白多糖結合。
β2（3種）、β7（2種）主要表達與白細胞介導免疫系統內細胞與細胞之間的相互作用。
β6（1種）、β7（1種）、β8（1種）其分布范圍局限，功能尚不清楚。
2.CD44蛋白家族
是一類(lèi)大量糖基化的跨膜蛋白，廣泛分布于體細胞，可以介導細胞-細胞，細胞-間質(zhì)的相互作用。本家族的成員亦很多，在正常狀態(tài)下，肝細胞內檢測不到CD44蛋白的表達，但在血竇內皮細胞中可有表達。
粘附分子在肝纖維化過(guò)程中最顯著(zhù)的改變是肝細胞和血竇內皮細胞誘導表達Integrin家族中的層連蛋白受體，而且其表達上調改變早于肝硬化的形成。致纖維化的細胞因子如TGF-β和促進(jìn)炎癥的細胞因子如TGF-α、IL-1β、IFN-γ均可促進(jìn)Integrin受體和CD44蛋白的高表達。不管其基礎疾病如何，Integrin受體的誘導表達情形相似，提示這是一種對細胞相鄰細胞外基質(zhì)成分改變的非特異性反應。Integrin受體的激活可以直接和間接地觸發(fā)一系列的細胞內事件，如細胞的形態(tài)、生化、代謝、分泌、胞漿底物的酪氨酸磷酸化等，提示細胞外基質(zhì)對于調節肝細胞和血竇內皮細胞的結構和功能起重要作用。在肝纖維化的早期，Integrin受體的表達可能促進(jìn)細胞外基質(zhì)在局部的沉積和組織，因而這種細胞-間質(zhì)粘附分子的表達上調作用不僅是對細胞微環(huán)境改變的適應性反應，而且很可能在啟動(dòng)纖維化本身的過(guò)程中起主動(dòng)的作用。
�。ㄎ澹┗|(zhì)金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinases,MMP）
細胞外基質(zhì)主要被MMP所降解，到目前為止已發(fā)現了9種MMP，按其作用底物的不同可分為膠原酶、明膠酶、基質(zhì)分解素3大組。
這些基質(zhì)金屬蛋白酶都屬于一個(gè)基因家族，它們的結構中有數個(gè)氨基酸序列高度保守的共同功能區，例如它們都有對于維持酶原潛伏性的前肽功能區（含PRCGVPDV序列），120個(gè)氨基酸的N端功能區以及催化位點(diǎn)的鋅結合功能區（含HELGH序列），基質(zhì)金屬蛋白酶的調節可發(fā)生在基因轉錄調控、無(wú)活性酶原的激活及組織抑制物對已被激活酶的抑制三個(gè)水平上。
一些生長(cháng)因子、細胞因子和維甲酸共同調控多種基質(zhì)金屬蛋白酶的表達，有些則特異地對某種基質(zhì)金屬蛋白酶的表達有調控作用。
基質(zhì)金屬蛋白酶是以無(wú)活性的酶原形式分泌出來(lái)的，必須在細胞外間隙中經(jīng)過(guò)水解激活才能降解細胞外基質(zhì)。尿激酶纖溶酶原激活物（Urokinase-plasminogen Activator,UPA）或組織纖溶酶原激活物（Tissue-plasminogen Activator,TPA）將纖溶酶原轉化為纖溶酶，纖溶酶再激活基質(zhì)分解素，部分激活膠原酶前體，而被激活的基質(zhì)分解素又進(jìn)一步激活膠原酶。這一激活的瀑布系統受到纖溶酶原激活物抑制因子-1（PAI-1）的調節。合成基質(zhì)金屬蛋白酶的細胞往往同時(shí)也合成纖溶酶原激活物抑制因子，以防止基質(zhì)的過(guò)度降解。
�。┙饘俚鞍酌附M織抑制因子（Tissue Inhibitor of Metalloproteinases,TIMP）
已經(jīng)激活的基質(zhì)金屬蛋白酶在細胞外間隙又受到特異性金屬蛋白酶組織抑制因子的調節�，F已發(fā)現三種TIMP，每種TIMP都可與催化部位直接結合而抑制所有基質(zhì)金屬蛋白酶的活性，但TIMP-1主要抑制間質(zhì)性膠原酶、基質(zhì)分解素和明膠酶B（92KD Ⅳ型膠原酶），TIMP-2主要抑制明膠酶A（72KD Ⅳ型膠原酶）。最近又發(fā)現TIMP還能和某些金屬蛋白酶原的羧基末端結合而防止其被激活。
�。ㄆ撸┘毎蜃樱–ytokines）和生長(cháng)因子（Growth Factors）
細胞外基質(zhì)可作為貯存細胞因子和生長(cháng)因子的場(chǎng)所，當其他細胞外基質(zhì)成分發(fā)生改變時(shí)并通過(guò)各種細胞外基質(zhì)粘附分子對細胞因子的活性起調節作用，細胞因子又可促進(jìn)其他細胞外基質(zhì)的合成或降解。
二. 細胞外基質(zhì)的細胞來(lái)源
肝臟細胞（Liver Cells）可分為：①肝實(shí)質(zhì)細胞即肝細胞（Hepatocyte）；②非實(shí)質(zhì)細胞，包括貯脂細胞（Ito細胞）、血竇內皮細胞、Kupffer細胞和陷窩細胞（Pit Cell）。經(jīng)過(guò)體外細胞培養、免疫組織化學(xué)及分子原位雜交研究，對細胞外基質(zhì)的來(lái)源有了較多的了解。以前曾認為膠原主要由肝細胞合成，后來(lái)發(fā)現主要由貯脂細胞產(chǎn)生；而且其他細胞外基質(zhì)亦主要由貯脂細胞產(chǎn)生。
