肝纤维化组合分析（肝纤维化基础和临床未满足需求）
肝纤维化组合分析（肝纤维化基础和临床未满足需求）激活的肝星状细胞（HSC）、骨髓来源的细胞、汇管区成纤维细胞以及上皮细胞向间叶细胞转化（EMT）是肌成纤维细胞的来源。其中，HSC的持续激活是肝纤维化发生发展中的关键环节，包括启动和持续阶段。启动是由诸如毒素、HBV或HCV感染和氧化应激信号等可溶性刺激因子激发，这些肌成纤维细胞被激活后的特征为增殖和迁移能力增强，并且对凋亡有相对抵抗能力。金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP）-1和TIMP-2增加，金属蛋白酶（MMP）1、8、13减少，胶原合成增加，降解减少，导致肝纤维化、肝硬化和肝衰竭的发生。多种信号通路、分子或事件通过维持或抑制HSC激活，可以维持或抑制其增殖和（或）促纤维发生反应，从而对HSC激活起到调节作用。通过肽配体与其同源受体的相互作用，通过miRNAs、核受体、转录因子的作用或者表观遗传变化，可以对HSC的激活进行调控。肝纤维化的具体发病机制仍未阐明，尤其是关键靶点、细胞和分子还
中华医学会、中华医学会肝病学分会主办，中华医学会肝病学分会肝纤维化、肝硬化门脉高压学组承办的“中华医学会肝病学分会第十次全国肝纤维化、肝硬化及门脉高压学术会议”期间，上海交通大学附属第一人民医院陆伦根教授在“肝硬化专题报告”环节进行了题为“肝纤维化基础和临床未满足需求”的报告分享，《国际肝病》特整理报道，以飨读者。
肝纤维化的定义、流行病学和发生机制
定义
器官硬化和纤维化不仅是疾病长期进展的结果，也是机体发生衰老的过程，诸如肝、胰腺、肠、肺、肾、心、脑、血管、皮肤和关节等几乎所有器官均可发生纤维化和硬化。纤维化对机体的影响是一把“双刃剑”，其虽可以促进组织损伤的修复，但过度的纤维沉积会破坏组织结构和血管改建。
在国际疾病分类第十一次修订本（ICD-11）中，肝纤维化（Hepatic fibrosis）/肝硬化（cirrhosis）的疾病代码为DB93.0。肝内胶原、糖蛋白和蛋白多糖等细胞外基质成分的过度沉积称为肝纤维化，对肝损伤的这种反应是可逆的，相反，在大多数患者中，肝硬化则是不可逆的过程。因此，肝纤维化并非等同于肝硬化，不应作为肝硬化的同义词。
流行病学
因为肝脏是静默器官，有很大的代偿功能，尚不清楚肝硬化的确切患病率，估计为0.15%。在代偿期肝硬化患者中，无症状比例占30%~40%，常在体格检查或手术中，甚至尸检时才被发现。美国的肝硬化死亡率为10/10万~12/10万人。我国肝硬化患者占内科总住院人数的4.3%~14.2%，发病高峰年龄为35岁~48岁，男女比例为3:6~8:1。根据2004年WHO数据，我国肝硬化的年龄标准化死亡率为9.5/10万人。
发生机制
激活的肝星状细胞（HSC）、骨髓来源的细胞、汇管区成纤维细胞以及上皮细胞向间叶细胞转化（EMT）是肌成纤维细胞的来源。其中，HSC的持续激活是肝纤维化发生发展中的关键环节，包括启动和持续阶段。启动是由诸如毒素、HBV或HCV感染和氧化应激信号等可溶性刺激因子激发，这些肌成纤维细胞被激活后的特征为增殖和迁移能力增强，并且对凋亡有相对抵抗能力。金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP）-1和TIMP-2增加，金属蛋白酶（MMP）1、8、13减少，胶原合成增加，降解减少，导致肝纤维化、肝硬化和肝衰竭的发生。多种信号通路、分子或事件通过维持或抑制HSC激活，可以维持或抑制其增殖和（或）促纤维发生反应，从而对HSC激活起到调节作用。通过肽配体与其同源受体的相互作用，通过miRNAs、核受体、转录因子的作用或者表观遗传变化，可以对HSC的激活进行调控。肝纤维化的具体发病机制仍未阐明，尤其是关键靶点、细胞和分子还有待进一步研究证实。
除了病因之外，环境和宿主等其他多种因素也对肝纤维化的发展进程具有显著影响。诸如单核苷酸多态性（SNP）以及与非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）严重度有关的PNPLA3遗传背景，和肝纤维化的进展有关，然而，由于存在多种因素，尚不确定基因危险因素在肝纤维化发展进程的确切作用。在环境因素方面，饮酒会促进肝纤维化的进展，而喝咖啡可能对预防肝纤维化具有一定保护作用。性别、年龄等宿主因素也和肝纤维化的进展有关。
肝硬化/肝纤维化的诊断和评估
分期
在病因、病理生理机制、形态特点、预后发展等方面，肝纤维化和肝硬化并不一致。在组织学上，肝纤维化分为I~IV期，其中，IV期肝纤维化为早期肝硬化。在临床上，肝硬化分为代偿期和失代偿期，代偿期肝硬化患者往往没有明显症状，随着病情进展，发生食管胃静脉曲张，进而发生腹水、食管静脉曲张破裂出血、肝性脑病等失代偿并发症。肝硬化IV期分期法中，I~II期为代偿期，III~IV期为失代偿期，I期无食管胃静脉曲张和腹水，II期存在食管胃静脉曲张但无腹水，III~IV期发生腹水、食管静脉曲张破裂出血和肝性脑病等失代偿并发症。
根据肝静脉压力梯度（HVPG）进行分期，可以反映肝硬化发展过程中门静脉高压所致的血流动力学异常程度，HVPG>6 mmHg时，往往已经进展至肝硬化；HVPG>10 mmHg时，存在临床显著门脉高压，患者发生食管胃静脉曲张的风险显著增加；HVPG>12 mmHg时，提示进展至失代偿期肝硬化阶段。在生物学上，肝纤维化阶段的特征为纤维发生和血管形成，肝硬化阶段的特征为瘢痕形成和X连接，进而无细胞的瘢痕组织增粗增厚，形成肝硬化结节，最终进展至不可逆的瘢痕组织。
诊断和评估方法
现有的肝纤维化诊断方法包括临床检查、血液标志物、生化模型、肝穿病理学检查、肝脏硬度值检测以及超声、磁共振成像（MRI）等影像学检查和内镜检查等。
肝穿病理学检查
根据肝组织活检Metavir评分，可以将肝纤维化分为F1~F4期，其中，F4期的特征为弥漫性假小叶形成，可确诊肝硬化。病理组织学检查能直观地反映肝脏病理变化及分布特点，目前依然被认为是诊断肝纤维化和肝硬化的“金标准”，但是存在局限性：20%~30%患者发生明显疼痛，7%需要药物止痛治疗，0.3%发生脏器出血，0.01%~0.1%发生死亡，患者和医生的接受程度低，依从性差。另外，活检所取肝样本仅仅是全肝的1/50000，存在取样误差；在评价肝纤维化时，同一观察者不同次之间和不同观察者之间存在10%~20%的观察值变异，检测肝硬化存在20%~50%的假阴性。应用16G粗针穿刺，取样大于15 mm及6个汇管区，甚至有研究者推荐大于25 mm和11个汇管区，可以解决取样误差的问题。非染色成像技术结合数字病理的自动量化系统组织学指数，与病理医生评分高度一致，值得推广应用。
门静脉压力检测
由于门静脉高压贯穿于肝硬化发生发展的整个过程，通过检测门静脉压力，也可以对肝纤维化和肝硬化的程度进行评估。超声引导下门静脉穿刺测压（PVP），缺陷为发生出血、栓塞等并发症的风险；通过肝静脉导管测压术，检测HVPG，缺陷包括创伤性，其反映肝窦压，和肝静脉压力有偏差，并且有一定技术难度。另外，术中测压无法日常推广。
肝纤维化的非创伤性诊断包括：病史、症状和体征；血液学标志物检测；超声、CT和（或）MRI、FibroScan、FibroTouch和磁共振弹性成像（MRE）等瞬时弹性成像检测，声脉冲辐射力（ARFI）和二维剪切波弹性成像（2D-SWE）等影像学检查方法以及基于上述方法的综合判断模型。
血清标志物
用于评估和诊断肝纤维化的血清标志物包括：血小板计数、凝血酶原时间、球蛋白、白蛋白/球蛋白比、总胆红素、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、谷氨酰转肽酶（GGT）、α2巨球蛋白、载脂蛋白A1（ApoA1）、胆固醇、甘油三酯、胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）、铁蛋白、肝珠蛋白等常规生化指标；透明质酸、层黏蛋白、III型前胶原蛋白、IV型胶原、MMPs和TIMPs、转换生长因子（TGF）β1、人类软骨糖蛋白（YKL-40）（38KD糖蛋白）、N-聚糖蛋白等血清肝纤维化标志物；以及生化评分系统（无创诊断模型），常用的诊断指数包括AST/血小板比值指数（APRI）、FIB-4、Fibrotest、Forns指数、Fibrometer、Zeng指数、S指数、Hui指数、ELF评分和肝纤维化可能指数等（表1）。
表1.肝纤维化血清标志物评分系统的诊断价值
（引自会议报告幻灯）
研究工作
据介绍，陆伦根教授团队的工作包括常规指标的筛选、血清生化指标模型建立和验证、蛋白和糖组学研究、肝纤维化多肽鉴定和miRNA。
应用血小板计数（PLT）、α2巨球蛋白、GGT和年龄等指标，构建肝纤维化非创诊断模型（FPM），在HBeAg阳性慢性乙型肝炎（CHB）患者建模组中，该模型预测II~IV期肝纤维化的受试者工作特征曲线下面积（AUROC）为0.84，敏感性和特异性分别为94.8%和95.2%，在验证组中，用于预测II~IV期肝纤维化的AUROC为0.77，敏感性和特异性分别为98.0%和90.4%，约40%的患者可避免肝活检，便于临床动态观察。其研究成果于2005年发表于Hepatology杂志上。
另外一项研究纳入532例HBeAg阳性或阴性CHB患者，包括建模组386例患者和验证组146例患者，应用GGT、PLT和白蛋白（ALB）等指标建立S指数[S指数=1000×GGT/（PLT×ALB2）]，在验证队列中，预测显著肝纤维化、进展期肝纤维化和肝硬化的AUROC分别为0.812、0.890和0.890，优于SLFG模型、Fibrometer、Hepascore、Hui指数和Forns指数等其他肝纤维化评分系统。根据CHB患者的S指数，可以指导管理策略（图1），如果患者的S指数<0.1，表明没有显著肝纤维化，并且ALT低于2倍正常值上限的话，定期复查随访即可；如果患者的S指数为0.1~0.5，建议进一步肝活检，确定是否有显著肝纤维化，如果有显著肝纤维化，则考虑治疗；如果患者的S指数≥0.5，提示有显著肝纤维化，建议考虑治疗。研究成果于2010年发表于J Gastroenterol Hepatol杂志上。
图1.根据S指数确定CHB患者的管理策略 （引自会议报告幻灯）
应用HBeAg阴性CHB患者的性别、年龄、PT、PLT、总胆固醇和GGT等常规参数建立预测模型，Y=exp[-3.755 （0.742×性别）-（0.015×年龄）–（0.01×PLT）–（0.209×TC） （0.021×GGT） （0.379×PT）]，在建模组（n=200）和验证组（n=149）中，Y指数用于预测肝硬化的AUROC分别高达0.956和0.937，灵敏性和特异性均优于FIB-4、Forn指数、S指数、APRI等其他预测系统。研究成果于2013年发表于Hepatol Res杂志上。
对128例CHB患者，包括S0期10例、S1期54例、S2期24例、S3期27例和S4期13例患者的血清N-糖组学进行研究表明，不同纤维化分期的log（峰2/峰8）值分布不同，可以准确区分不同的肝纤维化分期。研究成果于2012年发表于Annal Hepatol杂志上。
另外一项研究应用双向凝胶电泳法（2-DE），对20例轻度肝纤维化（S0~S1期）和20例重度（S3~S4期）患者血清中差异表达的蛋白点进行鉴定，应用基于质谱分析（MS）的多反应监测（MRM）法，对86例不同肝纤维化分期（S0~S4）CHB患者血清中差异蛋白点的肽离子进行定量检测。结果发现，血清转铁蛋白肽离子可以准确预测肝纤维化分期，可望成为有前景的新型生物标志物，用于CHB患者的肝纤维化分期。研究成果于2013年B发表于iomed Pharmacother杂志上。
多肽组学的研究步骤主要包括：1）液相质谱法发现研究：检测差异多肽峰，进行质谱峰数值（SPI）统计分析，确认差异表达的多肽片段标志物；2）多反应检测法验证研究：筛选差异表达质谱多肽片段和相应的离子对，通过MRM定量分析以及多肽片段的离子对峰面积数值统计分析，确定诊断性多肽片段离子对；3）受试者曲线下面积计算和生物信息学诊断研究：确定有效的肝纤维化标志物，诊断模型建立和AUROC统计分析，多肽片段诊断标志物的生物信息学分析。
二羟丙酮激酶片段是一种新型血浆多肽组学指标，可用于CHB患者肝纤维化分期的预测。对上述研究中的患者进行多肽组学差异多肽谱分析，确认21个差异表达的多肽片段峰，在验证研究中，对11个多肽片段标志物进行MRM定量检测，API3200仪器成功检测出12个MRM转换离子对，并进行定量分析。结果发现，差异肽峰2130.0s的SPI特征：m/z 327.50。多肽片段m/z 520.3的4个离子对峰面积数值，对区分肝纤维化分期S0-S4具统计学意义，多肽片段m/z 520.3对于诊断肝纤维化分期具有较高的敏感性和特异性，诊断区分S2~S4期和S0~S1期的AUROC为0.872～0.955，诊断区分S3~S4期和S0~S2期的AUROC为0.862～0.932。研究成果于2013年发表于J Transl Med杂志上。
另外一项研究纳入889例CHB患者，随机分成建模组（489例）和验证组（400例），进行常规实验生化检查及肝活检病理学评估（Knodell HAI评分），应用Logistic回归等方法，进一步对建模组筛选优势组合，建立肝组织炎症的非创伤性诊断模型，并进行验证。建模组分为极轻炎症组（HAI积分为0～3分）和明显炎症组（HAI积分为4～18分），逐步回归分析最终筛选出ALT、GGT、PT和ALB这4个最具诊断价值的指标组合，建立模型G=EXP（-1.503 0.007×ALT 0.024×GGT 0.247×PT-0.078×ALB）。在建模组和验证组中，该诊断模型判断有无明显肝组织炎症坏死的AUROC分别为0.801（95% CI：0.762~0.840）和0.863（95% CI：0.826~0.900）。H指数=G/（G 1），H函数域为（0，1），H值越接近1，预测的肝组织炎症程度越重，反之，H值越接近0，则预测的肝组织炎症程度越轻，H值用于预测肝组织炎症程度的AUROC优于GGT或ALT水平。研究成果于2018年发表于J Transl Med杂志上。
应用血清诊断模型需要思考的问题：1）病因差异的影响，对单一病因的预测准确性优于复合病因，单一病因不同基因型（如HCV）或不同状态（如HBV）的影响；2）对于F2/F3的判别较差，F3以上无单独的临界值；3）实验室差异的影响：检测的标准化及正常上限值不一（如PT及PLT），基因依赖性影响—HCV基因3型的胆固醇水平改变，生理因素，尤其是BMI对多种生化指标水平的影响；4）多数模型未得到广泛认可。
影像学检查
常规超声、CT或MRI有助于诊断肝硬化和发现肝占位，但是，在早期肝纤维化无特征性发现，对肝纤维化早期诊断的意义不大。瞬时弹性成像检测（Fibroscan）测定肝脏瞬时弹性图谱反映肝实质硬度，来判断肝脏纤维化的程度，并对肝纤维化进行准确分级。瞬时弹性成像技术（FibroTouch）采用超声影像精确定位，测量结果更精确，可以作为肝脏组织形态（影像）、纤维化程度和脂肪肝程度的一体化检测和全方位评估方法。肝组织弹性分界范围与肝纤维化分期显著相关。
MRE利用振动装置在内脏器官中诱发剪切波，由改进的磁共振成像机器进行检测。硬度值越高，反映肝纤维化的程度越重，可以准确预测患者的肝纤维化分期。随着肝纤维化分期增加，肝脏摄取钆塞酸二钠减少，不同肝纤维化分期患者的肝细胞分数（HeF）分布图具有显著差异。另外，可以对3D MRE的肝脏弹性值进行自动计算。声脉冲辐射力（ARFI）弹性成像以及二维剪切波弹性成像（2D-SWE）等技术尚在临床开发研究阶段。
总之，肝纤维化的非创伤性诊断是今后的发展方向，目前的诊断方法离临床应用尚有一定的差距，临床和生化及影像学等综合诊断价值有很大提高和进展，肝组织炎症活动度评估需要进一步探索，预期不远的将来，随着新方法和新技术的应用，将会找到新的标志物，并应用于临床和新药评估。
肝纤维化和肝硬化的治疗
肝纤维化和肝硬化的治疗包括病因的治疗、肝纤维化的治疗、肝硬化并发症的治疗和肝癌的监测。
病因治疗的重要性及不足：病因治疗是根本，但是，病因治疗尚不能完全阻止肝纤维化的进展，诸如酒精性肝病患者戒酒后，肝病进展还在继续，慢性乙型和丙型肝炎抗病毒后，肝硬化和肝癌仍有发生。目前有些中药复方制剂已用于肝纤维化和肝硬化的临床治疗，但尚未有美国食品和药物管理局（FDA）或中国食品药品监督管理局（CFDA）等官方批准的化学药物和生物制剂的治疗应用。
目前，正在对一些药物用于治疗非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、原发性胆汁性胆管炎（PBC）等不同病因的肝纤维化进行研究，多数处于II期或III期临床试验阶段。
研究工作
2015年7月，由陆伦根教授和成军教授牵头，启动了一项治疗慢性乙型病毒性肝炎肝纤维化的随机、双盲、安慰剂对照、恩替卡韦基础治疗、多中心、剂量探索的II期临床试验（NCT02499562）。
该项试验总共纳入222例患者，排除54例不适合入选的患者后，其余158例患者随机分组至接受恩替卡韦单药治疗（43例）或恩替卡韦 羟尼酮联合治疗（125例），单药治疗组42例和联合治疗组105例患者已经完成52周治疗和再次肝活检，肝纤维化减轻的定义为Ishak评分下降≥1分。
经研究表明，羟尼酮胶囊（180~360 mg） 恩替卡韦（0.5 mg）治疗52周，约50% CHB患者的肝纤维化得到有效逆转。
随着肝纤维化基础和临床研究及其认识方面的进展，中华医学会肝病学分会、中华医学会消化病学分会和中华医学会感染病学分会组织国内本领域相关专家，就肝纤维化诊断和评估、肝纤维化治疗及肝纤维化治疗药物临床开发应用，制定了《肝纤维化诊断及治疗共识（2019年）》，以便更好地指导肝纤维化诊断和治疗及药物研发。
肝纤维化研究的挑战
在肝纤维化研究领域，存在一系列重要挑战。科学挑战包括：肝脏为什么会再生？肝脏再生的独特反应使得肝脏与其他的成体组织区分开来；肝纤维化和再生之间有什么联系？随着肝纤维化的进展，肝再生能力减弱，控制这两种不同反应的机制和可能关联是什么？肝纤维化和肝癌之间有什么联系？在明显肝纤维化时肝癌很易发生，这种关联的潜在机制是什么？干细胞在正常肝、肝纤维化、肝再生和肝癌中起什么作用？肝纤维化与免疫之间以及肝纤维化对肝损伤的保护意义？
临床挑战包括：肝脏炎症是肝纤维化进展的驱动力，抗炎症和肝细胞保护及肝纤维化的治疗是慢性肝病治疗的发展方向；肝纤维化是机体抗损害过程，早期对机体有利。在药物开发上新药的肝脏靶向性及治疗的时机尚需要积累更多的证据和经验；肝纤维化过程有多种细胞及因子参与，有时单一药物的疗效可能有限，可能需要联合及多靶点尝试治疗；联合治疗首先需要证据证明联合治疗各个组成部分都有一定疗效；药物试验仍需要肝活检判断疗效，亟需理想的生物标志和图像检测。
