劉雅靜(綜述),夏金榮(審校)
(東南大學附屬中大醫(yī)院消化內(nèi)科,江蘇南京210009)
·綜 述·
肝纖維化診斷方法研究
劉雅靜(綜述),夏金榮*(審校)
(東南大學附屬中大醫(yī)院消化內(nèi)科,江蘇南京210009)
肝硬化;肝纖維化:診斷
在各種致病因子(病毒感染、酒精中毒、膽汁郁積、循環(huán)障礙、免疫紊亂、代謝障礙和寄生蟲感染等)作用下,受損的肝細胞、庫普弗細胞和內(nèi)皮細胞等釋放大量的炎性因子,激活肝星狀細胞,使其向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化和增殖,合成和分泌大量細胞外基質(zhì),并沉積于肝臟,最終導致肝纖維化(hepatic fibrosis,HF)的形成[1-3]。HF繼續(xù)進展導致肝小葉結(jié)構(gòu)和血液循環(huán)改建,炎癥遷延不愈,進而發(fā)生彌漫性、結(jié)節(jié)性增生,形成假小葉而發(fā)展成為肝硬化(liver cirrhosis,LC)。一旦形成LC,其過程是不可逆的。有研究[4]表明,在HF階段進行適當干預,可以減緩甚至逆轉(zhuǎn)HF。因此,早期發(fā)現(xiàn)HF,預防LC的發(fā)生,減緩HF向LC轉(zhuǎn)變的進程,有效保護肝臟的功能,提高患者的生存質(zhì)量,是臨床診斷和治療HF及LC的主要目的。本文就近年來有關(guān)HF診斷方法的研究新進展綜述如下。
1.1 活檢組織常規(guī)病理學檢查:目前經(jīng)皮肝組織穿刺病理學檢查仍是診斷HF及LC的可靠方法和“金標準”[5-6]。此外,廣義的組織學檢查還包括以下幾個方面。①膠原特殊染色;②組織生化檢查;③細胞生物學檢查;④免疫組織化學檢查;⑤分子生物學檢查;⑥相關(guān)病因?qū)W檢查。常規(guī)病理學檢查與后幾種方法結(jié)合則更有助于HF病因、病情和療效的判斷。盡管如此,仍有以下不足之處。①由于病理活檢為有創(chuàng)檢查,患者有發(fā)生出血、感染等并發(fā)癥的風險;②活檢標本僅占肝臟極小部分,取樣存在局限性,不能反映整體肝臟病變狀況,存在漏診可能;③HF是一個動態(tài)的發(fā)展過程,單次活檢結(jié)果參考價值有限,但若多次復查,多數(shù)患者依從性差。
1.2 Masson染色:Masson三色法是膠原的一種特殊染色方法,能輔助組織標本HE染色準確判斷纖維化程度。
1.3 炎癥活動度分級和纖維化程度分期:一般采用Scheuer改良評分系統(tǒng)[7]進行分級和分期。分級是根據(jù)壞死和炎癥的程度,評估病變的活動程度;分期是根據(jù)纖維化的程度和有無LC的形成,評估病情的進展情況。
與肝組織活檢相比,血清標志物的檢測費用低,創(chuàng)傷小,無操作相關(guān)并發(fā)癥及取樣誤差和觀察誤差,可反復進行,能用來動態(tài)監(jiān)測纖維化程度的變化。
2.1 透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA):HA是一種糖胺多糖,與膠原結(jié)構(gòu)蛋白、蛋白多糖等一起構(gòu)成結(jié)締組織的主要組成成分,主要是由肝星狀細胞合成,后經(jīng)血液循環(huán)至肝竇內(nèi)皮細胞中降解。在各種病因所致的慢性肝病向HF和LC發(fā)展的過程中,血清HA水平可隨著HF程度的增加而逐漸升高,并在LC時達到最高水平,可作為肝臟受損和纖維化程度的早期診斷指標[8]。
2.2 三型前膠原肽(procollagenⅢN-terminal peptide,PⅢNP):在HF和LC早期,PⅢNP是肝內(nèi)膠原蛋白增加的主要成分,并可隨著HF程度的增加而增高,尤以LC時最高。因此,PⅢNP可作為HF活動性的指標[9],但其無特異性,肢端肥大癥、其他器官纖維化、慢性胰腺炎和類風濕疾病患者,PⅢNP也同樣升高[10-11]。
2.3 Ⅳ型膠原(typeⅣcollagen,Ⅳ-C):Ⅳ-C是最早增生的纖維,也是HF過度增生時基底膜的主要成分,且隨著HF程度的加重而逐漸升高,其血清含量與HF肝內(nèi)炎癥反應、壞死程度及肝竇壁Ⅳ-C免疫組織化學染色反應程度顯著相關(guān)[11-12]。因此,血清Ⅳ-C不僅是HF診斷的重要指標,而且能反映肝竇毛細血管化的程度。
2.4 層黏連蛋白(laminin,LN):LN是一種肝星狀細胞合成的非膠原性結(jié)構(gòu)蛋白,肝臟中正常含量很低,主要分布于血管、淋巴管及膽管的管壁,起到細胞間黏連的作用,并且對于細胞分化和基因表達也有較為重要的意義。HF或LC時,血清LN增高并在肝竇沉積,形成肝竇毛細血管化,且與纖維化程度和門脈高壓呈正相關(guān)[13]。因此,血清LN水平是反映肝損害嚴重程度、判斷有無活動性HF的指標之一。
2.5 基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs):是一類介導細胞外基質(zhì)和基底膜降解的蛋白水解酶家族,其中3種最常見的酶是MMP-2、MMP-3和MMP-9。MMP-2由活化的肝星狀細胞分泌,在各種慢性肝病均升高,在HF形成階段,MMP-2表達顯著增高,但其預測HF的能力目前仍然存在爭議。MMP-9主要用于對肝細胞癌的輔助診斷。
2.6 基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase,TIMPs):TIMPs是一類調(diào)節(jié)MMP活性和功能的蛋白,TIMP-1能調(diào)控大多數(shù)MMP的活性,而TIMP-2僅能抑制MMP-2,慢性肝病時,TIMPs水平升高,TIMPs抑制細胞外基質(zhì)的降解可能促進了HF的發(fā)生[14]。
2.7 轉(zhuǎn)化生化因子β(transforming growth factor-β,TGF-β):TGF-β是組織生長、分化和細胞外基質(zhì)產(chǎn)生及與免疫反應密切相關(guān)的多效能細胞因子,其有3種亞型,但僅TGF-β1與HF的形成有關(guān)。在各種病原引起的肝病至HF的過程中,其表達均上調(diào),其與纖維化之間的相關(guān)性已得到公認。
2.8 結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF):CTGF是在致纖維化因子TGF-β1作用下、由肝星狀細胞和庫普弗細胞共同合成的與纖維化程度密切相關(guān)的細胞因子,但在終末期肝病反而下降[15]。
3.1 腺苷脫氨酶(adenosine deaminase,ADA):ADA的活性可隨著HF程度的加重而遞增,其水平的升高與HF程度一致,可在一定程度上作為HF和早期LC診斷的敏感性指標。
3.2 N-乙酰β-葡萄糖醛酸苷酸(N-acetyl-βglucuronidase acid,β-NAG):LC患者的β-NAG明顯高于正常人群,能很好地反映HF的程度。
3.3 單胺氧化酶(Monoamine oxidase,MAO)、脯氨酰羥化酶(Prolyl hydroxylase,PH):血清MAO、PH水平與HF程度呈正相關(guān),目前認為可作為初步估計HF程度的指標。
近年來的研究[16]表明,血清中蛋白質(zhì)組學和糖組學對于區(qū)分HF各個階段有較為理想的診斷靈敏度和特異度,對這些模型的進一步研究有助于深入了解HF發(fā)生的機制,并發(fā)現(xiàn)新的血清學標志物。
4.1 蛋白組學:Poon等[17]利用表面增強激光解析電離飛行時間蛋白質(zhì)序列構(gòu)建的蛋白質(zhì)組指紋模型對纖維化進行評估,得出的實驗結(jié)果,當診斷纖維化(Ishak評分>3)時其曲線下面積為90.6%,而診斷肝硬化(Ishak評分>5)時曲線下面積則為92.1%。Morra等[18]通過將蛋白質(zhì)組和多個高峰模型聯(lián)合起來的方法進行實驗得到的進展期HF的曲線下面積為88%,而這明顯高于FibroTest實驗所得到的81%。Gobel等[19]運用表面增強激光解析離子化時間飛行質(zhì)譜技術(shù)對F1~F2級和F3~F4級HF進行比較后發(fā)現(xiàn),5個蛋白質(zhì)譜峰診斷重度HF的靈敏度和特異度分別為67%、80%。Cao等[20]利用基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)及LC-NB、LC-MLP 2種分級器,針對乙型肝炎后肝硬化進行研究發(fā)現(xiàn),其對乙型肝炎后肝硬化診斷的靈敏度為86.4%~90.9%,特異度為94.9%~96.6%。而Bozdayi等[21]基于MALDI-TOF-MS的研究結(jié)果提示F0、F1、F2三級之間蛋白質(zhì)譜峰值之間差異無統(tǒng)計學意義,在F4級以及其他各種階段的肝硬化患者中峰值大于30可差異有統(tǒng)計學意義。以上研究對評估HF及LC具有積極意義。
4.2 糖組學:Callewaert等[22]通過以DNA序列/片段分析為基礎(chǔ)的臨床糖組學分析對肝病患者進行臨床研究,獲得了血清蛋白N-聚糖的剖面圖(稱為lycoCirrhoTest),由此可快速區(qū)分LC患者與非LC患者,其靈敏度和特異度分別為79%和86%(對失代償期LC的診斷靈敏度和特異度均可達到100%)。如果同時利用lycoCirrhoTest與FibroTest 2種方法,對代償期LC診斷的特異度會更高。
但因蛋白質(zhì)組學和糖組學目前仍處于起步階段,檢測方法復雜、費用高,現(xiàn)主要用于實驗研究,確定這些新技術(shù)的臨床應用價值還需要大量的前瞻性研究。
5.1 超聲檢查:包括常規(guī)二維超聲(type-B ultrasonic,BUS)、高頻超聲、超聲組織定征(ultrasound tissue characterization,UTC)、瞬時彈性成像、三維超聲成像和超聲造影。
5.1.1 BUS:HF常規(guī)BUS檢查主要表現(xiàn)肝實質(zhì)回聲點狀增粗。LC常規(guī)BUS檢查主要表現(xiàn)為肝包膜欠光滑,肝實質(zhì)回聲不均勻、粗糙甚至呈結(jié)節(jié)樣改變,門靜脈增寬,肝靜脈變細變窄和脾臟腫大。常規(guī)BUS診斷HF的靈敏度和準確率分別為53.3%和76.7%。
5.1.2 高頻超聲:高頻超聲具有更高的分辨率,對于慢性肝病纖維化進程中的細微差別進行區(qū)分。高頻超聲可觀察到肝表面被膜形態(tài)的異常,并對其進行程度評價以及半定量化分級,由此靈敏地反映HF和LC病理學的異常改變,對提高HF和早期LC的診斷有參考價值。
5.1.3 UTC:UTC通過對組織結(jié)構(gòu)的聲學特征和超聲表現(xiàn)二者之間的關(guān)系進行研究,定量評價組織細微結(jié)構(gòu)變化的聲學特征,由此反映組織和病灶的性質(zhì),對肝臟彌漫性病變的診斷及評價有重要的意義,為臨床診斷HF提供了一種新的定量指標。常用的方法有背向散射積分和視頻法,前者定量分析組織散射射頻信號的聲學密度,反映組織結(jié)構(gòu)的超微變化,對組織病理變化類型及程度進行診斷評價,隨著HF程度的增加,背向散射值也相應增高;后者則為測定的肝臟灰度值,研究肝臟灰階分級水平和分布情況。
5.1.4 瞬時彈性成像:彈性成像系統(tǒng)是近年來研究出的一種新的評價HF的方法,其原理是根據(jù)肝臟的瞬時彈性變化來評價HF的程度。瞬時成像檢查以超聲為基礎(chǔ),收集肝臟組織受外加機械振動而發(fā)生變形反應的某時間段內(nèi)的各個片段信號,用自相關(guān)法綜合分析,對肝臟硬度進行定量分級,達到測量肝硬度的目的[23]。肝臟的彈性模量與HF不同階段(F0,F(xiàn)1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4)有很好的相關(guān)性,因而瞬時彈性成像是一種無創(chuàng)、快速、價廉、可重復性高的定量檢測HF的方法,對于病情判斷、早期干預治療和隨訪療效有重要意義[24]。吳小霞等[25]證實,肝臟瞬時彈性值與HF分期呈正相關(guān)關(guān)系,即HF化程度增加,瞬時彈性值隨之增長。
5.1.5 三維超聲成像:三維超聲成像技術(shù)是將一系列按照一定規(guī)律采集的圖像利用計算機技術(shù)進行三維重建,較傳統(tǒng)二維超聲圖像更為直觀,具有精確測量結(jié)構(gòu)參數(shù)、定位病變部位等優(yōu)點。其對于肝臟表面形態(tài)、邊緣、分辨率和肝內(nèi)血管的連續(xù)性及周圍血管的關(guān)系等方面的顯示均優(yōu)于二維超聲成像。
5.1.6 超聲造影:超聲造影劑經(jīng)外周靜脈注射后經(jīng)循環(huán)進入肝臟,造影劑微泡在超聲作用下發(fā)生振動,增強超聲背向散射信號,其明顯高于正常肝組織的反射信號,從而達到超聲增強的目的。因造影劑存在于血循環(huán)中,故肝組織中微泡的多少也可以反映其血流灌注狀況,血供越豐富,進入的微泡就越多,超聲信號也就越強。彌漫性肝病的纖維化程度加重,肝竇毛細血管化越重,門脈壓力增大,肝血流減少,故而肝靜脈通過時間(hepatic vein transit time,HVTT)和頸動脈延遲時間(carotid delay time,CDT)縮短。因此,可應用超聲造影通過檢測肝臟HVTT和CDT對肝臟供血進行評估。
5.2 CT檢查:包括常規(guī)CT檢查和CT灌注成像(CT perfusionimaging,CTP)。
5.2.1 常規(guī)CT:常規(guī)CT檢查僅能發(fā)現(xiàn)肝包膜和脾臟體積與HF有關(guān),不能衡量HF的程度和分期。
5.2.2 CTP:CTP技術(shù)是指對比劑經(jīng)靜脈團注后,對選定的層面行動態(tài)掃描,獲得該層面每一像素的時間-密度曲線,依據(jù)該曲線,同時應用不同數(shù)學模型來計算出各種灌注參數(shù),進而對組織及器官灌注狀態(tài)作出評價。吳苾等[26]證實,CTP能在無形態(tài)改變的情況下較早地發(fā)現(xiàn)。但CTP仍具有一些不足,如顯示不夠全面、放射性損傷、受呼吸影響大易產(chǎn)生偽影等缺陷。因此,CTP還需要進一步的研究拓展。
5.3 磁共振檢查:包括常規(guī)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)、磁共振彈性成像(magnetic resonance elastography,MRE)和磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)。
5.3.1 常規(guī)MRI:常規(guī)MRI掃描技術(shù)主要是通過肝臟形態(tài)學的改變來診斷HF和LC,因此,評價HF及LC的意義不大。
5.3.2 MRE:MRE與超聲瞬時彈性成像具有相類似的原理,在常規(guī)MRI基礎(chǔ)上,加入一針對成像部位的剪切波,對剪切波圖像進行評價分析,從而評估肝臟組織的彈性和硬度。MRE對肝臟多個截面進行研究,收集的組織黏彈性參數(shù)三維信息較為完整,并且似乎MRE對纖維化的程度的判定不受個體體質(zhì)和體質(zhì)量的影響。有研究[27]發(fā)現(xiàn),MRE結(jié)果在HF早期(F0、F1、F2)變化不大,且各期之間有重疊;但在中晚期HF(F2、F3、F4)之間差別很大,且各期之間無重疊,即具有評估HF程度的意義。Yin等[28]在對慢性肝病患者與正常對照組的MRE的研究中發(fā)現(xiàn),其區(qū)別輕度和中重度HF的靈敏度為85%,而特異度則為86%。
5.3.3 DWI:是一種全新的、對組織內(nèi)水分子的運動具有高靈敏度的MRI技術(shù)。其在HF診斷中的意義主要為利用表觀擴散系數(shù)的變化對肝臟彌漫性病變進行評價。Guan等[29]通過對建立大鼠HF模型的研究發(fā)現(xiàn),隨著HF不斷進展,表觀擴散系數(shù)值出現(xiàn)持續(xù)減低。因此,可以有效地區(qū)分正常的肝組織與HF,并且評估HF的程度。
綜上所述,在當前條件下肝穿刺活檢診斷LC仍然是金標準;無論是血清學檢查還是影像學技術(shù),對HF的診斷主要集中在中晚期,對HF的預測及早期診斷,其意義尚不明確。尋求靈敏度和特異度高、能早期診斷、便捷、無創(chuàng)、可重復的HF診斷指標以及診斷標準仍是目前亟待解決的問題。肝臟蛋白質(zhì)組學及糖組學鑒定,對于明確肝病患者具體情況有重要的意義,將是今后研究的重點領(lǐng)域。
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(本文編輯:劉斯靜)
R575.29
A
1007-3205(2013)08-0982-05
2013-04-06;
2013-07-19
江蘇省自然科學基金資助項目(BK2009284)
劉雅靜(1988-),女,天津人,東南大學附屬中大醫(yī)院醫(yī)學碩士研究生,從事肝纖維化發(fā)生機制研究。
*通訊作者。E-mail:xjr049540@163.com
10.3969/j.issn.1007-3205.2013.08.052