儿童肝移植术后肝纤维化的研究进展

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随着儿童肝移植技术和围手术期管理水平的提高,儿童肝移植术后受者5年存活率可以达到90%以上,20年存活率可以达到80%以上[1]。目前针对儿童肝移植研究的焦点除了防治早期的急性排斥反应及外科并发症外,更关心儿童受者长期存活相关的问题,包括长期使用免疫抑制剂的副作用、操控性免疫耐受的实现以及在长期随访过程中发现的儿童肝移植受者肝功能正常情况下出现的肝纤维化问题,而且肝纤维化随着移植时间的延长肝纤维化的比例和严重程度会逐渐增加[2]。

儿童肝移植受者的适应证主要是胆道闭锁及代谢性肝病等良性疾病,而成人肝移植主要以乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎所致肝硬化、原发性肝癌,两者相比存在很大差异,因此儿童肝移植术后其原发疾病是能够治愈的,其术后原发疾病复发所致的肝纤维化较少,这和成人肝移植存在很大差异,有其特殊性。因此对其特点和机制以及检测方法进行研究探讨,以期早期干预,对提高儿童肝移植受者术后长期生存率很有必要。

儿童肝移植术后肝纤维化的发生率

Evans等[2]研究肝功能正常的例儿童肝移植术后长期肝脏组织病理学变化时发现儿童肝移植术后肝纤维化的比例1、5和10年分别为52%、81%和91%。肝纤维化随着时间延长严重化程度逐渐增加,术后10年时有15%儿童受者出现桥接纤维化甚至肝硬化。

Scheenstra等[3]研究发现儿童肝移植术后肝纤维化的比例术后第1年为31%,到术后5年显著增加到65%,而术后10年肝纤维化的比例为69%,与术后5年相比并未显著增加,但是肝纤维化的严重程度从10%增加到29%呈现显著加重趋势。

Ekong等[4]研究发现儿童肝移植术后3年以上的受者中存在门静脉周围肝纤维化的比例高达97%,而移植术后6年以上的受者容易出现3级(Stage3,S3)以上肝纤维化。随后的一些研究也都表明儿童肝移植术后受者1年以上肝纤维化的发生率为30%以上[5,6]。

Varma等[7]研究了89例长期平稳的儿童肝移植受者,对他们进行了次的常规肝穿刺活检,结果显示肝纤维化并未随着时间延长而加重,肝纤维化呈现动态的变化,有可能减轻甚至消失。他们认为肝纤维化随着时间延长加重的观点是因为所选受者中未能排除胆道并发症等容易导致肝纤维化的受者。也有研究者报道肝纤维化发生率并不高。

Sheikh等[8]研究了年至年接受肝移植的49例受者的常规定期肝穿刺病理结果,发现43例患者接受了术后1年的肝穿刺活检,44例受者接受了术后5年的定期肝穿刺活检,结果显示67.5%和71%的肝穿刺病理活检未发现异常,而1年肝穿刺病理显示43例中仅2例出现纤维化,而5年肝穿刺病理显示44例中仅仅1例出现肝纤维化,其纤维化的发生率远远低于其他报道,其作者认为可能和其中心应用1年含激素的免疫抑制剂方案有关。

术后肝纤维化的特点及分级

儿童肝移植术后的纤维化主要表现为门管区纤维化,窦周纤维化和小叶中央静脉周围纤维化[9](图1)。

有研究表明不同类型的纤维化和造成肝脏损伤的不同原因存在关联性。Baas等[9]发现门管区纤维化可能和缺血再灌注损伤所致的胆道病变相关,主要与胆红素和转肽酶的异常相关,他们认为存在的胆道并发症在给予治疗后仍可能存在亚临床性的损伤促进肝纤维化的进展,窦周纤维化主要与急性排斥反应相关,他们认为急性排斥反应的发生促进了小叶炎性细胞的浸润从而促进肝纤维化进展。Venturi等[5]发现门管区纤维化与缺血再灌注损伤、应用心脏死亡器官捐献供肝以及发生淋巴细胞增殖性病变相关,胆道并发症与窦周纤维化明显相关,但在他们的研究中并未阐述相关的原因。Varma等[7]发现慢性肝炎所致的门静脉周围的炎症及界板炎症会促进门静脉周围纤维化。Egawa等[10]发现免疫抑制剂的撤除与窦周非炎性浸润性纤维化明显相关。小叶中央静脉周围的纤维化可能与慢性肝炎和慢性排斥及HLA配型不合等导致的体液排斥相关[11,12]。儿童术后的肝纤维化还与巨细胞病毒性肝炎、药物因素、新发的肝炎病毒感染(包括新发的乙型病毒性肝炎,丙型病毒性肝炎及戊型病毒性肝炎)相关[13]。对于存在肝纤维化的受者来说,单纯的血液学生化检查并不能反映是否存在肝纤维化及肝纤维化的严重程度。

传统应用于肝纤维化的分级的评分包括Ishak和METAVIR评分(表1)。Ishak系统是在Knodell系统基础上进行修改而成的肝脏组织学半定量评估的积分系统,该系统最有意义的一点就是将纤维化作为一个分期标准,在纤维化评价的跨度为0~6,首次区分了早期肝硬化和完全肝硬化;法国METAVIR研究小组通过总结慢性丙型病毒性肝炎的病理特征,提出了另一种评价方法,根据决定疾病预后的病变特征来定义炎症活动度,纤维化评分跨度为1~4,对早期肝硬化没有进行归类。其对肝纤维化评分如表1[14]。

由于传统的评分标准并不能完全说明肝移植术后肝纤维化的特征,Venturi等[15]应用了新的肝纤维化评分标准-肝脏移植物肝纤维评分标准(LAFSc)对38例儿童肝移植术后肝纤维化进行评估,在这个评分标准中,分别考虑肝门静脉、窦周及小叶中央区肝纤维化的情况,根据肝纤维化程度分为0~3分,总分为0~9分(表2)。

肝脏移植物肝纤维化评分(LAFSc)与Ishak和METAVIR评分相比更能够体现移植物纤维化的特点,并能够应用定量分析去描述肝纤维化。Feng等[16]针对例完全停用免疫抑制剂的儿童肝移植受者进行研究发现,淋巴细胞的浸润大多数存在门静脉周围(59%轻度,5%中度),小叶静脉周围相对较少(17%轻度)。淋巴细胞的浸润与肝纤维化明显存在相关性,当样本表现为门静脉周围淋巴细胞浸润时其Ishak纤维化评分较高,但如果是小叶周围静脉浸润时Ishak不能完全反映出纤维化的程度,这时应用LAFSc评分就能得到较高的小叶中心静脉周围纤维化评分。Venturi等[5]研究发现应用LAFSc能够更好地反映儿童肝移植术后移植物纤维化的动态变化特点,其对54例接受肝移植的儿童在术后6个月、3年、7年接受肝组织活检,35例(65%)的LAFSc呈现增加趋势。其纤维化主要表现为门静脉和小叶中央静脉周围纤维化,而窦周并无明显纤维化改变。

术后肝纤维化的危险因素及相关机制

肝纤维化(HF)是多种慢性肝脏疾病(包括慢性病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝、自身免疫性肝病、代谢性肝脏疾病、寄生虫性肝病、中毒性肝病和药物性肝损伤)所致的慢性肝损伤的修复反应,有多种细胞及介质参与,肝星状细胞活化在肝纤维化中占主导地位,是慢性肝病向肝硬化发展的必经中间环节及可逆阶段[17]。各种损伤因素刺激肝脏时,会造成细胞死亡和炎性浸润及修复过程,在此过程中活化肝星状细胞转化为成纤维样细胞,产生大量的细胞外基质(ECM)和由基质金属蛋白酶(MMP)导致的纤维蛋白溶解出现失衡,从而导致ECM沉积及肝纤维化,其中,转化生长因子TGF-β及其受体、组织金属蛋白酶抑制剂(TIMP)等是重要的调节因子[18]。肝纤维化过程中,肝脏中固有的细胞和肝脏免疫细胞的功能和表型的改变,通过分泌各种细胞因子,参与病理状态下的免疫应答造成肝脏局部免疫稳态以及微环境的改变,进而导致疾病慢性化以致纤维化[19]。

对于儿童肝移植受者来说,其肝脏受到多个过程的损伤及影响,均可能导致肝纤维化的发生,包括供肝受到的缺血再灌注损伤,术后存在的胆道并发症、血管并发症等[5,8],以及术后的排斥反应等相关的免疫因素。目前针对儿童肝移植术后肝纤维化机制的研究主要在以下几个方面。

1.肝星状细胞(HSC)活化及其分泌的胶原蛋白及MMP参与的ECM降解作用对肝纤维化的影响:

*图片来源于网络

Venturi等[20]研究了54例儿童肝移植受者术后6个月、3年、7年肝穿刺病理标本,通过免疫组化α平滑肌肌动蛋白(ASMA)的表达来反应活化的肝星状细胞的比例,通过天狼星红法及LAFSc评价肝纤维化情况,并分析肝星状细胞活化与肝纤维化的关系,研究表明:肝纤维化随着时间延长逐渐进展,ASMA的表达随着时间延长逐渐降低,这个和肝纤维化程度并不一致。术后6个月时20例ASMA阳性-HSC表达比例大于8%的受者与34例比例小于8%相比,明显促进了纤维化的进展,包括肝纤维化的比例和程度。而术后3年时ASMA阳性-HSC表达比例大于8%与术后7年的肝纤维化进展有关。从而表明儿童肝移植术后存在活化的HSC,并且术后6个月时活化的HSC的比例超过8%是肝纤维化的独立危险因素,但是其活化比例随着时间延长逐渐降低,这和肝纤维化的发展并不完全一致。

Varma等[21]的研究同样发现通过肝组织定量ASMA的表达能够预测肝纤维化的进展。Voutilainen等[22]通过研究儿童肝移植术后肝脏及血液中MMP及TIMP的表达发现,肝纤维化的受者肝脏明显高表达MMP-2、MMP-9、MMP-14、TIMP-1和TIMP-2基因,但血液中基因变化并不能反映肝纤维化的进展。

2.儿童肝移植术后新发肝炎对肝纤维化的影响:

由于儿童肝移植的原发疾病绝大多数是非肝炎性疾病,术后出现的肝炎基本上为新发肝炎,包括乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎、戊型病毒性肝炎以及自身免疫性肝炎,对于术后新发乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒导致的肝纤维化与术前导致肝纤维化机制类似,不过由于免疫抑制剂的使用会加快纤维化的发生,对于其机制本文不进行探讨。

儿童肝移植术后可以新发戊型肝炎病毒(HEV)感染,Halac等[13]研究80例接受肝移植的儿童受者戊型病毒性肝炎的情况,他把受者分为2组,一组为肝功能正常组66例,另一组为转氨酶升高组14例,发现在术后肝功能正常组受者中HEV-IgG阳性率为15%,未发现IgM阳性;而肝功能异常组有86%HEV-IgG阳性,7例(58%)HEV-IgG阳性受者同时伴有IgE阳性,其肝组织存在纤维化,其中1例受者在术后10年时从肝纤维化进展到肝硬化。Laverdure等[23]研究了法国96例接受肝移植或者肝肾联合移植的儿童受者,发现8例(8.3%)儿童肝移植受者术后HEV血清学阳性,但是并未出现慢性HEV的病例。

儿童肝移植术后新发自身免疫性肝炎(DAIH)是年Kerkar等[24]最早报道的,例接受肝移植的儿童中在术后5年有7例受者被诊断为新发自身免疫性肝炎。研究显示儿童肝移植术后DAIH的发生率为5%~10%,出现自身免疫抗体的比例更高,可达26%~74%。DAIH的病理表现主要包括门脉及门脉周围以淋巴细胞、浆细胞浸润为主的界面性肝炎,也可见小叶性肝炎,门静脉纤维化,带状坏死,中央小叶纤维化[25]。儿童肝移植术后出现DAIH的危险因素与接受女性供肝和高龄供肝相关,同时受到术后免疫抑制剂方案的影响[26]。对于儿童肝移植术后发生DAIH对肝脏影响早期的研究[27]显示DAIH会造成非常严重的后果,80%的DAIH受者出现纤维化进展,在接受激素和硫唑嘌呤治疗的情况下33%受者最终出现肝功能衰竭。

随着对DAIH的认识,Ekong等[28]的报道显示DAIH的预后较前有了好转,例儿童肝移植受者中31例(1.7%)诊断为DAIH,其中52%的受者未出现排斥反应,这些受者在接受激素等治疗后肝功能逐渐好转,有4例受者由于严重肝纤维化及肝硬化出现了门静脉高压的表现,2例受者由于慢性排斥反应及严重肝硬化行二次移植。

3.细胞免疫和体液免疫对儿童肝移植术后肝纤维化的影响:

儿童肝移植术后可以发生急性排斥反应和慢性排斥反应,可由细胞或者体液因素介导。早期的急性细胞性排斥反应发生于肝移植术后3~6个月内,在儿童肝移植的发生率可高达66%[29],一般通过积极的治疗不会对受者的预后产生不良影响。迟发的急性排斥反应,一般发生于移植术后6个月以上,在儿童肝移植中迟发急性排斥反应的发生率为8%%~32%,并可导致慢性排斥反应和移植物纤维化甚至移植物功能丧失[30]。

其主要的病理表现为中央小叶静脉炎所导致的中央小叶的损伤及坏死。中央小叶的损伤导致中央小叶以淋巴细胞为主的炎性浸润,进而导致慢性排斥反应的发生,同时因为炎性浸润也可能加重肝纤维化的进展[31]。亚临床排斥反应是指临床上生化指标正常但是肝穿刺病理结果显示有排斥反应,研究发现亚临床排斥反应不会增加慢性排斥反应及肝纤维化的发生率,亚临床排斥反应时浸润的细胞显示T调节细胞与细胞毒T细胞的比值增高被认为是不增加肝脏损伤的原因[32]。虽然这些研究发现了炎性细胞的浸润与肝纤维化存在关联,但是并未阐明炎性浸润导致肝纤维化的具体机制。

Feng等[16]针对肝移植术后肝脏慢性损伤的研究发现,肝纤维化与门管区抗原呈递细胞(CD34-/CD45-/Ⅱ+)的数量相关,淋巴细胞的数量增加会加重肝纤维化,但差异并无统计学意义,而抗原呈递细胞(CD34-/CD45+/Ⅱ+/-)的数量与淋巴细胞的比值与肝纤维存在关联。这在一定程度上说明了抗原呈递细胞在肝纤维化中的作用,但仍需进一步明确其具体机制。体液免疫可以促进肝纤维化的进展,Miyagoma-Hayashino等[11]对79例肝移植肝功能正常的儿童肝移植受者进行常规肝穿刺活检以明确肝脏病理情况,并进行了相应的人类白细胞抗原(HLA)抗体的检测,结果显示:49例(62%)受者发现HLA抗体,其中31例为HLAⅡ类抗体,3例有HLAI类抗体,15例有HLAI类和Ⅱ类抗体。79例受者中有32例(41%)受者存在供者特异性抗体(DSA),其中I类2例,Ⅱ类有30例。这些DSA阳性受者(88%)肝纤维化程度明显高于DSA阴性受者(17%),肝纤维化表现为中央小叶型。同时DSA阳性受者中内皮CD4的染色明显增加,并且排斥反应明显增加。

Varma等[7]的研究同样发现DSA促进肝纤维化的进展,他们发现HLA-DRB1*03/04等位基因和II类DSA与肝门管区纤维化明显相关,主要是II类DSA和非HLA抗体导致的肝门管区炎性浸润有关。小叶纤维化与非HLA抗体相关。近来Tokodai等[33]的研究发现了类似的结果,他们发现II类DSA抗体中HLA-DR抗体的荧光值和阳性率与肝纤维化明显相关,而HLA-DQ抗体虽然在肝纤维化组中相对值与非纤维化组相比有一定升高,但差异并无统计学意义。这就是说HLA-DR抗体促进儿童肝移植术后肝纤维进展。Ohe等[34]的研究同样发现HLA-DR促进肝纤维化的进展,而且他们发现抗血管紧张素2受体1抗体的升高也与肝纤维化的进展相关。

综上所述,儿童肝移植术后肝纤维化的比例随着时间的延长有增加的趋势,但是肝纤维化是个动态的过程。由于肝移植的特殊性,存在免疫性因素和非免疫性因素参与肝纤维化的过程,目前对于其机制的研究尚不完全明确。在肝纤维化的过程中肝星状细胞的活化是关键性的步骤,免疫因素是促进肝纤维化的重要原因,但需要对其机制进行进一步的研究。

参考文章:

[1]DuffyJP,KaoK,KoCY,etal.Long-termpatientout

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