肝硬化門靜脈高壓癥的基礎研究進展

鄭磊，羅蒙

（上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院 普外科，上海 200001）

肝硬化門靜脈高壓癥（portal hypertension，PHT）是一種門靜脈壓力不斷升高的疾病，按照物理學上的歐姆定律，門靜脈壓力=門靜脈血流量×門靜脈血管阻力[1]。所以，血管生物學研究在其發生和發展中起到了重要作用。早期酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、病毒、血吸蟲、藥物、毒物等導致的慢性肝病，引起肝竇微循環的一系列病理生理學改變，如纖維化引起的肝臟骨架微結構的改變、假小葉的形成、血管微循環血栓、肝竇內皮細胞（liver sinusoidal endothelial cell，LSEC）功能紊亂、肝星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）的激活等，造成肝內血管阻力不斷升高，是肝硬化PHT發生的始動因素[2]。隨著肝硬化PHT進一步發展，會引起內臟動脈的舒張，導致向肝的內臟血流量的增加，雖然側支循環的形成分流了一部分向肝血流，但是門靜脈壓力仍然進一步增高，所以肝外高動力循環是維持肝硬化PHT肝外部分發生發展的重要因素。內臟循環特別是腸系膜動脈的過度舒張，直接加劇了肝硬化PHT患者肝外血流的高動力循環綜合征，而廣泛的門體側支循環血量增加了門靜脈血流量，二者共同引起一系列危及生命的并發癥，如胃底食管靜脈曲張破裂出血、肝性腦病、腹水、腎功能衰竭等[3-5]。因此，筆者總結近年來在肝硬化PHT領域基礎研究中出現的問題，并尋找未來研究的方向。

1 肝硬化PHT的發病機制研究——肝內部分

肝竇微循環由肝臟小血管構成。在慢性肝病時，異常的肝竇對于血流的阻斷作用和隨之升高的肝內血管阻力是肝硬化PHT形成的根本原因。肝竇主要成分包含肝細胞、HSC和LSEC等，其在肝硬化PHT形成中起到了關鍵作用。近年來發現，微血栓的形成同樣也是PHT形成的重要原因。

1.1 肝星狀細胞（HSC）

肝纖維化往往是肝硬化PHT形成的早期改變，近年來，越來越多的此領域學者將逆轉肝纖維化作為研究方向，為慢性肝病和PHT提供了很多潛在的治療和研究思路[6-7]。對于肝纖維化機制的探索，國內外相關學者做了大量研究，本文主要集中于PHT發病機制的產生，故不再贅述。

HSC是一類存在于肝竇間隙的細胞，不僅調節纖維化形成，而且發揮類肝內血管周圍非內皮細胞樣作用，通過平滑肌樣收縮、細胞外基質形成和調節內皮細胞增殖來影響肝內血流[8]。在大鼠肝損傷模型中，研究表明，激活后的HSC有肌成纖維樣和收縮兩種表型[9-10]。HSC因其存在血管周圍并能起收縮作用被認為是肝硬化PHT血流動力學研究的關鍵因子，因此成為PHT研究的熱點。

內皮素（endothelin，ET）信號通路是調節HSC收縮的關鍵通路。ETA和ETB分別為血管平滑肌細胞和內皮細胞表面結合ET的G蛋白偶聯受體，相比ET-2和ET-3，ET-1是最主要和肝臟疾病相關的亞型，其優先與ETA結合[11]。盡管在正常的LSEC也產生ET-1，但在肝損傷中，ET-1信號通路敏感性增加：ET-1的mRNA和蛋白表達水平明顯升高、HSC產生ET-1的量大大增加、ETA和ETB受體水平也明顯上調[12]。ET-1對于肝竇的脈管系統具有較強的收縮作用，在肝硬化PHT模型中，阻斷ETA受體能夠降低門靜脈壓力。此外，ET-1介導的HSC收縮機制同時引起了一系列通路的激活，如細胞內鈣離子的增多，肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light chain kinase，MYLK）的磷酸化激活，RhoA/ROCK通路以及蛋白酶C通路的激活，所以，圍繞ET-1相關的信號通路的研究一直是肝硬化PHT研究的熱點與重點[13-14]。

除了ET-1經典信號通路，近年也發現其他誘導HSC激活的信號通路，包括CXCR4（C-X-C chemokine receptor 4）相關通路。在肝硬化PHT中，趨化因子12號配基結合CXCR4后依賴RhoA酶產生MYLK的激活和收縮，同時可被RhoA酶抑制劑所逆轉[15]。另有研究發現，氨在HSC收縮的過程中起到了直接作用，HSC在氨作用下產生明顯的收縮，并且與其劑量成比例[16]。同時，臨床試驗運用松弛肽及其受體可明顯減少HSC激活和降低門靜脈壓力[17]。近來研究表明，在肝硬化PHT大鼠中，法尼酯衍生物X受體（farnesoid X receptor，FXR）參與調節HSC收縮和內皮信號通路，其可降低ET-1水平和HSC收縮的生物標志物——膜突蛋白磷酸化（phosphorylated moesin，p-moesin）水平，同時降低門靜脈壓力，但其具體機制未完全闡明，值得進一步探索[18]。

1.2 肝竇內皮細胞（LSEC）

窗孔是LSEC最具特征性的結構，而由其構成的肝竇內壁是全身毛細血管壁中唯一缺乏基膜的毛細血管。生理條件下，竇內的血細胞和血漿成分均能從窗孔進Disse間隙進行物質交換；在肝纖維化過程中，LSEC失去其窗孔結構而形成基膜，被稱作肝竇毛細血管化。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在其中發揮重要促進作用，同時，肝竇毛細血管化的維持依賴于一氧化氮（nitric oxide，NO）的產生量，并且能夠被NO合酶抑制劑L-NAME所抑制。在動物模型中通過敲除肝臟內皮源性VEGF基因后發現，LSEC窗孔消失，HSC激活，進而發生PHT，同時在修復VEGF后PHT發生逆轉。另外，膠原在Disse間隙的沉積，脂質等的作用均能對于LSEC的窗孔結構產生影響。

NO是調節肝內血管床、門靜脈壓力和LSEC的核心因子[19]。這些細胞均表達內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS），產生一定量的NO。研究表明，盡管肝硬化后肝臟表達的eNOS含量和正常肝臟無較大差別，但是NO的釋放卻明顯減少，且對于血管活性藥物的敏感性大大降低，肝內血管產生明顯的收縮作用，這種肝內微循環中血管舒張功能受損對于PHT的形成相當重要。研究表明，激活Akt蛋白酶磷酸化信號通路和G蛋白偶聯受體信號通路的激活，抑制caveolin-1信號通路對于調節eNOS酶活性，緩解PHT有積極作用[20-21]。

同時，由于內皮功能紊亂可導致肝內血管阻力增加和HSC激活，所以對于LSEC表型的藥理學研究可能會成為未來有效的治療手段。他汀類藥物動物模型和臨床試驗發現可通過改善內皮功能紊亂來調節NO活性，降低肝內血管阻力和門靜脈壓力，來減輕PHT[22]。關于他汀類藥物的具體作用機制，可能和抑制RhoA/ROCK信號通路、增加Akt信號通路的磷酸化有關。

1.3 血管生成

在PHT中，肝內血管生成可以造成肝內血液循環紊亂，增加肝內血管阻力。所以，在動物模型中，運用血管生成酶抑制劑索拉菲尼、舒尼替尼、伊馬替尼、吡格列酮和格列衛與雷帕霉素的聯合使用等，均能改善肝硬化PHT[23-25]。另外，由于病理性血管增生和纖維化進程相輔相成，Notch1信號通路的肝結節再生性增生作用在PHT中的作用同樣值得進一步研究[26]。

1.4 微血栓形成

近年來，微血栓及血小板的研究成為PHT發病機制研究的新興領域。盡管肝硬化患者通常表現為脾功能亢進，血小板減少，存在出血傾向，但是機體的代償機制使得血液中凝血和抗凝相互作用達到一個再平衡[27]。在CCl4誘導的肝損傷模型中，肝竇產生纖維蛋白（原）沉積，血凝塊長期作用可能對肝臟的纖維間隔產生阻礙作用，導致PHT的發生。運用抗血栓藥物SR182289能夠緩解肝纖維化，不僅如此，在纖維介素基因敲除的病毒性肝硬化模型中，肝竇纖維蛋白沉積和肝內壞死灶明顯減少。所以，低分子量肝素、阿司匹林、華法林、依諾肝素、利伐沙班等抗凝藥的運用能夠在各種動物模型，如CCl4誘導，膽管結扎（bile duct ligation，BDL）后膽汁淤積性肝硬化PHT中起到良好的緩解作用，其具體機制主要和降低HSC激活，改善內皮功能紊亂，減少微血栓的形成有關[28]。

2 肝硬化PHT的發病機制研究——肝外部分

PHT發病機制中，除了上述的肝內部分因素外，肝外部分尤其以脾臟和腸系膜系統血管對于PHT的發展和維持同樣起到了至關重要的作用[29-31]。PHT發生后，不僅門體側支循環增多，高動力循環綜合征形成，而且，肝外eNOS介導產生過多的NO，內臟動脈的過度舒張以及對于縮血管物質的低反應性共同導致門靜脈血流量的劇烈增加，門靜脈壓力增高，加劇PHT以及一系列并發癥的發生[32]。

在部分門靜脈結扎（partial portal vein ligation，PPVL）模型中研究發現，eNOS表達和活性增加，NO產生增多后形成PHT肝外的高動力循環，VEGF是eNOS激活的重要調節因子，其主要機制是通過Akt通路介導eNOS磷酸化增多。一直以來，PHT肝外部分研究集中于內臟舒張調節，如活性氧、環氧二十碳三烯酸、血管緊張素、一氧化碳、前列環素、內源性大麻素、腎上腺素和內皮源性超極化因子等均有良好的緩解動脈舒張、降低門靜脈壓力的作用[4-5，31-37]。近年來，本課題組集中于PHT肝外腸系膜動脈重構機制，動脈壁本身變薄的作用機制研究在國際上得到了較大的認可。綜上，PHT發生過程中，肝外部分血管發生兩種改變，一種為功能性改變，如血管舒張和對縮血管物質的低反應性；一種為結構性改變，如動脈重構以及本身肌源性反應的減弱。

除了上述血管因素以外，近年來神經系統在PHT肝外部分的研究逐漸增多，受損的交感神經系統與內臟血管的收縮舒張調控有很大的相關性。在PHT動物模型中發現，腸系膜動脈交感神經元出現萎縮和退化，運用辣椒素和藤黃安能夠改善這種神經性改變，減輕高動力循環。這些受損的神經系統功能和神經肽Y釋放減少有關，研究發現運用外源性的神經肽Y能夠改善這種血管對縮血管物質的低反應性[38]。目前，已有研究表明，運用薩利多胺和精氨酸加壓素受體部分激動劑也能夠改善肝外高動力循環和血管低反應性，具體機制需進一步闡明[39-40]。

3 展望

肝硬化PHT的發病機制十分復雜，因為其不僅和肝內循環有關，還和肝外內臟高動力循環，體循環均有不可分割的聯系，這也是肝硬化PHT一直以來內科治療治標不治本，外科治療力不從心的原因。除了上述相關發病機制的研究愈加深入以外，免疫細胞的功能，血小板的功能、骨髓干細胞治療以及淋巴系統相關的功能的研究也是未來的方向。全面深入地了解PHT的發病機制，對于提高PHT未來治療效果十分重要，需要我們不懈的努力。