蔡曉波， 王建香， 陸倫根

（上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化科，上海 200080）

膽汁淤積概述

膽汁的主要成分為膽汁酸,其由肝細(xì)胞合成并依次排入膽管、腸道。 約95%的膽汁酸可在腸道被重吸收, 形成膽汁酸的腸肝循環(huán), 維系膽汁酸的穩(wěn)態(tài)[1]。 膽汁酸循環(huán)的各個環(huán)節(jié)受不同致病因素的影響, 致使流入十二指腸的膽汁減少, 從而引起膽汁淤積。膽汁淤積按發(fā)生部位可分為肝內(nèi)膽汁淤積和肝外膽汁淤積。 肝內(nèi)膽汁淤積主要原因有藥物、酒精、病毒、細(xì)菌和自身免疫等，而肝外膽汁淤積多由于肝門部或肝外膽管良惡性狹窄、結(jié)石等原因引起的梗阻所致。 除外原發(fā)疾病引起的相關(guān)臨床癥狀，肝臟膽汁淤積本身可引起相關(guān)癥狀及繼發(fā)性改變。膽汁淤積相關(guān)的臨床表現(xiàn)主要有黃疸、 皮膚瘙癢、疲勞、脂肪瀉、黃色瘤和肝性骨營養(yǎng)不良等[2]。

生物標(biāo)志物簡介

生物標(biāo)志物是指可標(biāo)志系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能的改變或可能發(fā)生改變的生化指標(biāo)，是生物過程客觀、可量化的特征，代表從患者外部觀察到的醫(yī)療狀況的客觀指示， 在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的識別和應(yīng)用中具有巨大的影響力， 是生物醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐中不可缺的一部分。 一個最佳的生物標(biāo)志物需對生物和病理過程有高度的敏感性和特異性， 這意味著生物標(biāo)志物和臨床終點(diǎn)間需有明確的關(guān)系。 此外，用于臨床評估和分析的生物標(biāo)志物應(yīng)是低成本和非侵入性的。 理想的生物標(biāo)志物還應(yīng)具有對臨床結(jié)果、疾病進(jìn)展和病情預(yù)后的預(yù)測能力[3]。

膽汁淤積生物標(biāo)志物

一、傳統(tǒng)血清學(xué)標(biāo)志物

1. 堿性磷酸酶 (alkaline phosphatase，ALP)：ALP 是一組磷酸單酯酶， 在體外pH 為10 時具有最高的磷酸酯水解活性。 血清ALP 活性是膽汁淤積的傳統(tǒng)間接指標(biāo)，ALP 主要有肝臟、骨骼、腸道3 個來源[4]。 ALP 表達(dá)于肝細(xì)胞血竇側(cè)和毛細(xì)膽管側(cè)及膽管細(xì)胞微絨毛上，隨膽汁排入膽道系統(tǒng)。 當(dāng)膽汁排泄不暢，毛細(xì)膽管內(nèi)壓增高，可誘發(fā)ALP 產(chǎn)生增多；加之膽汁酸憑借表面活性作用將其從脂質(zhì)膜上溶析下來，使血清ALP 進(jìn)一步增高[5]。 肝內(nèi)膽汁淤積和肝外膽汁淤積的升高程度沒有明顯區(qū)別。ALP 的半衰期為7 d， 這導(dǎo)致其在膽管梗阻解除后可能繼續(xù)升高一段時間。ALP 還可存在于骨、胎盤、腎、脾、腦、心臟、肺、白細(xì)胞和腸道中，也可以在某些惡性腫瘤中被合成。 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、胰島素依賴型糖尿病、多發(fā)性硬化癥、骨軟化癥和妊娠可能會出現(xiàn)較長時間的ALP 升高。 此外，吸煙和鍛煉也可能導(dǎo)致ALP 輕微升高。 而缺鋅、肝豆?fàn)詈俗冃?、心臟手術(shù)、甲狀腺功能減退和妊娠可能會降低ALP水平。 因此，ALP 本身并不被認(rèn)為是膽汁淤積的特異性生物標(biāo)志物。

2. γ 谷氨酰轉(zhuǎn)移酶 (gamma glutamyl transferase，GGT)：GGT 是催化氨基酸從一種肽轉(zhuǎn)移到另一種多肽或氨基酸的一類酶，對于氨基酸和蛋白質(zhì)的吸收、分泌和合成都是必需的。 與ALP 一樣，GGT 廣泛分布在腎、肝、胰腺和腸道等組織中。盡管GGT 對膽汁淤積極為敏感，任何原因?qū)е碌母蝺?nèi)外梗阻時，均可明顯增加，并與疾病的嚴(yán)重程度和病情經(jīng)過呈一定的平行關(guān)系。 然而，其同樣特異性欠佳。 血清GGT 水平在胃腸道疾病、胰腺炎、心肌梗死、糖尿病、肥胖癥、甲狀腺功能亢進(jìn)等其他疾病情況下也可升高。 此外，抗驚厥藥物和口服避孕藥也可能導(dǎo)致血清GGT 水平顯著升高。

ALP 和GGT 均表達(dá)于肝細(xì)胞膜和毛細(xì)膽管絨毛上，ALP 主要分布于毛細(xì)膽管，而GGT 分布于整個膽管系統(tǒng)。膽汁淤積早期可表現(xiàn)為ALP 和GGT 升高， 治療后ALP 的下降與疾病的臨床結(jié)局相關(guān)[6]。目前，國內(nèi)外指南均僅納入ALP 和GGT 作為診斷膽汁淤積的標(biāo)準(zhǔn)， 對于早期無癥狀的膽汁淤積患者,GGT 大于參考范圍上限3 倍且ALP 大于參考范圍上限1.5 倍時,可考慮診斷膽汁淤積,但此臨界值仍存在一定的爭議[6-7]。 ALP 或GGT 單獨(dú)升高并不等同于膽汁淤積。

3. 膽汁酸：膽汁酸是一類含有親水(羥基和羧基)和疏水(烷基)基團(tuán)的兩性分子,具有表面活性功能,在十二指腸內(nèi)乳化脂肪,促進(jìn)脂質(zhì)和脂溶性維生素的消化吸收,還可通過激活特異性受體和信號通路調(diào)節(jié)膽固醇、 三酰甘油和葡萄糖等的代謝平衡[2]。膽汁酸在肝臟中合成，是膽汁中的主要成分[8]。某些膽汁酸在高濃度時具有細(xì)胞毒性，損傷肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞。膽汁淤積性肝病與膽汁流動障礙或膽汁產(chǎn)生缺陷導(dǎo)致的膽汁減少有關(guān)。 臨床研究表明，在各種肝病期間， 血液和尿液中的膽汁酸濃度增加可達(dá)100 倍。 在膽汁淤積癥大鼠、兔和人類中，膽汁酸濃度的升高被證明與肝臟和膽管損傷的進(jìn)展相關(guān)。但膽汁酸如何引發(fā)肝損傷的分子機(jī)制目前尚不清楚[8]。 正常膽汁酸在空腹時為 1.0～6.0 μmol/L，餐后2 h 為 6.0～9.0 μmol/L，膽汁淤積時超過 10 μmol/L。 膽汁酸 10～20 μmol/L 為輕度升高，20～40 μmol/L 為中度升高，40 μmol/L 以上為重度升高[2，9]。發(fā)生膽汁淤積時，膽汁分泌減少,并迅速改變膽汁酸貯存量的分布， 使得血清和尿液中的膽汁酸濃度顯著升高。血清膽汁酸對于診斷膽汁分泌受損較血清膽紅素敏感，但是對于大多數(shù)膽汁淤積不如ALP 敏感[2]。

4. 膽紅素：正常人生成膽紅素 250～350 mg/d，其中80%以上來自循環(huán)中衰老紅細(xì)胞。膽紅素大部分以膽紅素-白蛋白復(fù)合物形式在血中運(yùn)行， 此種膽紅素尚未與肝細(xì)胞中的葡萄糖醛酸結(jié)合，故稱非結(jié)合膽紅素。 非結(jié)合膽紅素在肝血竇與白蛋白分離，經(jīng)葡萄糖醛酸酶催化與葡萄糖醛酸作用形成結(jié)合膽紅素，結(jié)合膽紅素隨膽汁排到腸道，經(jīng)腸內(nèi)細(xì)菌作用成為尿膽原，大部分隨糞便排出[10]。 膽汁淤積和肝細(xì)胞病變可引起血清膽紅素升高，伴隨著相關(guān)酶水平升高。膽汁淤積引起的黃疸以直接膽紅素升高為主，肝細(xì)胞損害引起的黃疸因?yàn)橥瑫r有膽紅素攝取、結(jié)合、排泄的障礙，因此直接和間接膽紅素均可升高，但一般直接膽紅素升高比間接膽紅素升高的幅度大[2]。 在臨床環(huán)境中，總膽紅素濃度和結(jié)合、非結(jié)合膽紅素濃度均可測得，從而可以區(qū)分高膽紅素血癥的肝外原因。

二、其他血清學(xué)標(biāo)志物

1. 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase，AST) 和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 (alanine aminotransferase，ALT)：AST 和ALT 都被稱為轉(zhuǎn)氨酶，是肝細(xì)胞損傷的標(biāo)志。 AST 催化L-天冬氨酸與α 酮戊二酸間的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，存在于肝臟和其他器官中，包括心肌、骨骼肌、腎臟和大腦。ALT 是催化丙氨酸與α 酮酸間氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的酶， 是重要的氨基轉(zhuǎn)移酶之一，主要存在于肝臟，因此ALT 是肝細(xì)胞損傷更特異的標(biāo)志物。 與 ALP 和 GGT 相比，AST 和 ALT 更能提示肝細(xì)胞損傷，而提示膽汁淤積的特異性較低。

2. 5’-核糖 核 苷 酸 磷 酸 水 解 酶 (5’-nucleoticlase，5’-NT)：5’-NT 廣泛存在于人體組織中，如肝、膽、腸、腦、心臟、胰腺等，但主要來源于肝臟。5’-NT 在肝內(nèi)主要分布在毛細(xì)膽管和肝竇細(xì)胞膜，各種肝膽疾病時血清5’-NT 均可升高，其中以肝內(nèi)外膽汁淤積時升高最為明顯。其在骨病和妊娠時酶活力無明顯改變，因此靈敏度和特異度高于ALP。血清5’-NT 活力大于參考范圍2～3 倍以上，對于鑒別肝細(xì)胞性黃疸或膽汁淤積性黃疸 (肝內(nèi)或肝外性)有一定參考價值。 然而，目前臨床中應(yīng)用較少。

3. 石膽酸(lithocholic acid，LCA)和溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidyl choline，LPC)：LCA 是一種內(nèi)源性化合物，與膽汁淤積時的肝臟毒性有關(guān)，在肝病患者中增加[11]。 LPC 是磷脂的一種，具有多種生理功能，與糖尿病、動脈粥樣硬化、血脂異常等代謝性疾病和心血管疾病密切相關(guān)。LPC 主要在肝臟代謝，在肝臟疾病和肝毒性中可發(fā)生明顯變化[12]。LCA引起磷脂/鞘磷脂穩(wěn)態(tài)的改變， 提示血清LPC 作為膽汁淤積生物標(biāo)志物的可能性。膽汁淤積的動物模型顯示多個LPC 的穩(wěn)態(tài)被打亂， 但在不同的模型中，其變化趨勢不完全相同。 因此臨床實(shí)踐中無論LPC 升高還是降低， 都應(yīng)當(dāng)警惕膽汁淤積的發(fā)生。LCA 和LPC 作為膽汁淤積的生物標(biāo)志物尚需進(jìn)一步研究。

三、分子生物標(biāo)志物

1. 基因標(biāo)志物：隨著基因測序技術(shù)在臨床上的應(yīng)用，遺傳相關(guān)的膽汁淤積性肝病如進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積 (progressive familial intrahapatic cholestasis，PFIC) 和良性復(fù)發(fā)性肝內(nèi)膽汁淤積(benign recurrent intrahepatic cholestasis，BRIC)更容易診斷。然而，單基因肝病僅占肝臟疾病的一小部分，由于肝臟具有多方面功能，絕大多數(shù)膽汁淤積性疾病包含多個受影響的基因[13]，更多的膽汁淤積性肝病可能是多基因疾病或基因和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致，如人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen，HLA) 多態(tài)性可能與原發(fā)性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)、原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis，PSC)有關(guān)，但與其他免疫性疾病也同樣相關(guān)。 只有10%的PBC、PSC 患者攜帶易感基因，說明環(huán)境因素或者其他未知的基因變異與其發(fā)病有關(guān)。 在單基因疾病中，變異的基因可以作為有價值的生物標(biāo)志物，而在多基因復(fù)雜疾病中，僅基于基因生物標(biāo)志物的診斷較困難[14]。 即便如此，在探索膽汁淤積性疾病發(fā)生的原因和途徑方面，使用特定改變的基因作為遺傳學(xué)生物標(biāo)志物仍然非常有意義。

2. 表觀遺傳標(biāo)志物：表觀遺傳學(xué)是指研究基因組中不改變原始DNA 序列的可遺傳改變， 表觀遺傳對細(xì)胞的最終表型貢獻(xiàn)很大。在膽汁淤積性疾病中，以表觀遺傳模式及其改變作為疾病生物標(biāo)志物的研究受到越來越多的關(guān)注[15]。 如組蛋白H3 第4賴氨酸三甲基化(H3K4)與膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)子基因活化相關(guān)，并在膽汁淤積時減少，因此被研究用于膽汁淤積的標(biāo)志物。 微RNA(microRNA，miR)是一種由19～24 個核苷酸組成的單鏈非編碼RNA，可以與靶mRNA 結(jié)合，在生長、增殖、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮關(guān)鍵的基因表達(dá)調(diào)控作用。miR 性質(zhì)穩(wěn)定，易提取、純化并可進(jìn)行定量測定, 對膽汁淤積性疾病的診斷和監(jiān)測具有重要的臨床意義[16]。 在膽汁淤積癥小鼠中，miR-210 水平升高，并與其靶目標(biāo)結(jié)合， 導(dǎo)致膽鹽輸出泵 (bile saltexport pump,BSEP)水平降低，從而導(dǎo)致膽汁酸代謝紊亂[17]。 在PBC 患者中也發(fā)現(xiàn)肝臟miR-210 水平升高， 這為小的非編碼RNA 作為膽汁淤積性疾病的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)提供了可能性[17]。

3. 蛋白標(biāo)志物：蛋白質(zhì)組學(xué)分析的是細(xì)胞或組織的所有翻譯蛋白質(zhì)， 克服了在mRNA 水平檢測不到的生物過程影響，如乙?；?、糖基化和磷酸化，以及由于蛋白質(zhì)多態(tài)性或選擇性剪接造成的誤差。雖然蛋白質(zhì)組學(xué)前景良好，但目前以其作為生物標(biāo)志物來評估肝病的研究還很少。由于膽汁在膽汁淤積中的重要作用，少數(shù)利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)探索膽汁淤積相關(guān)疾病的研究主要集中在膽汁蛋白質(zhì)組學(xué)。 使用膽汁蛋白的好處在于，病變周圍病理相關(guān)蛋白質(zhì)濃度高于血漿或血清中的濃度，在血漿或血清中，膽汁被高度稀釋，甚至可能無法檢測到。然而收集膽汁樣本是一侵入性過程，樣本中存在的膽汁蛋白可能會在分析的過程中受膽汁酸或其他物質(zhì)干擾。 盡管如此，基于人體膽汁樣本的蛋白質(zhì)組學(xué)研究仍有應(yīng)用前景。如膽管癌可以根據(jù)膽汁蛋白模式與PSC 區(qū)分，與PSC 患者相比，膽管癌患者中的膽汁蛋白顯著升高[18]。

總結(jié)及展望

傳統(tǒng)生物標(biāo)志物ALP、GGT、膽汁酸、膽紅素在膽汁淤積性肝病的診斷中具有重要作用，雖然這些指標(biāo)在評估是否存在膽汁淤積時被作為推薦指標(biāo)，但是敏感性和組織特異性均存在一定的不足。其他血清學(xué)生物標(biāo)志物如LCA 和LPC 的組織特異度、敏感度可能更高，更能特異地反映膽汁淤積，可能發(fā)展為膽汁淤積生物標(biāo)志物，用于早期評價。 隨著高通量基因測序技術(shù)的發(fā)展及對代謝組學(xué)的研究深入，分子生物標(biāo)志物在膽汁淤積中的診斷及研究價值日趨重要。 在膽汁淤積的監(jiān)測中，應(yīng)聯(lián)合檢測多種相關(guān)生物標(biāo)志物，綜合判斷及預(yù)測肝損傷及膽汁淤積的發(fā)生、發(fā)展，以期在膽汁淤積的早期階段進(jìn)行診治，改善該類疾病的預(yù)后。