肝部分切除術(shù)后影響肝再生的臨床病理學(xué)因素研究進(jìn)展

陳述海，董冰子，馮玉杰，鄒浩，康曉亮，張炳遠(yuǎn)，朱呈瞻

（青島大學(xué)附屬醫(yī)院，山東 青島 266003，1.肝膽胰外科，2.內(nèi)分泌與代謝性疾病科）

肝臟再生是肝臟組織損失后剩余肝臟組織恢復(fù)肝臟體積和功能的復(fù)雜有序的病理生理過程。肝臟是唯一具有再生能力的內(nèi)臟器官，手術(shù)切除后或化學(xué)損傷后肝臟均可以再生[1]。針對(duì)肝臟再生的研究已進(jìn)行了數(shù)十年，許多外在和肝臟內(nèi)在因素相互作用啟動(dòng)和調(diào)節(jié)了整個(gè)再生過程，如膽汁酸和循環(huán)生長因子等[2]。雖然正常肝臟具有極好的再生能力，但是肝臟的多種臨床病理學(xué)改變會(huì)影響肝臟再生過程，其中肝硬化、脂肪性肝病、高齡和大量肝損傷等均可抑制正常的再生程序。特別是存在各種急、慢性肝損傷的患者，常因肝再生能力不足而在肝部分切除術(shù)后發(fā)生肝功能衰竭，從而限制了肝切除手術(shù)的臨床應(yīng)用。

肝臟部分切除手術(shù)（partial hepatectomy，PH）是治療各種肝臟及膽道良惡性疾病的首選方案，殘肝體積不足而引發(fā)的肝功能衰竭是導(dǎo)致術(shù)后患者死亡的最主要原因。保留足夠的殘肝體積從而降低患者術(shù)后的死亡率以及并發(fā)癥發(fā)生率已成為肝切除術(shù)應(yīng)用的瓶頸。門靜脈栓塞（portal vein embolization，PVE）、門靜脈結(jié)扎術(shù)（portal vein ligation，PVL）、聯(lián)合肝臟分隔和門靜脈結(jié)扎的分階段肝切除術(shù)（associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy，ALPPS）、活體肝移植等技術(shù)的運(yùn)用也是基于肝再生的理論基礎(chǔ)。對(duì)肝臟再生能力的預(yù)測和評(píng)估直接影響上述臨床實(shí)踐，而影響肝切除術(shù)后肝再生的因素眾多，明確其具體影響對(duì)增強(qiáng)肝臟再生能力和水平，預(yù)防肝功能衰竭有重要意義。我們就最新研究進(jìn)展綜述如下。

1 肝硬化對(duì)肝再生的影響

我國80%～90%肝細(xì)胞肝癌患者伴有肝硬化，探究肝硬化對(duì)肝再生的影響會(huì)對(duì)預(yù)后的改善大有裨益。Nagasue等[4]曾對(duì)4例肝硬化肝癌患者行右半肝切除術(shù)，其中有2例患者的殘肝在術(shù)后9～12個(gè)月體積恢復(fù)至原來的大小，而另外2例患者的殘肝體積也有增大卻始終沒有能夠恢復(fù)至原來的大小。Yamanaka等[5]研究顯示肝硬化肝臟切除術(shù)后需5個(gè)月才能達(dá)到正常，甚至有些終身異常，明顯慢于正常肝臟。大量研究已經(jīng)證實(shí)肝硬化是影響肝切除術(shù)后肝再生的一個(gè)重要因素[6]，肝硬化的肝臟在術(shù)后再生的啟動(dòng)期、增殖期、終止期以及肝功能恢復(fù)水平有明顯改變，表現(xiàn)為再生功能受損、再生過程緩慢，且部分殘肝細(xì)胞不能夠完全再生發(fā)育成正常肝細(xì)胞，而是發(fā)生變性甚至壞死，喪失正常功能。其具體可能涉及如下機(jī)制[7-9]：肝硬化肝組織內(nèi)PIAS3（protein inhibitor of activated STAT3）增多導(dǎo)致STAT-3（signal trans-ducer and activator of transcription 3）蛋白與DNA結(jié)合的能力下降；肝再生起始階段的信號(hào)通路被表達(dá)上調(diào)的IκBα（NF-κB inhibitor-α）阻斷；IL-6、HGF等促進(jìn)肝再生分子的表達(dá)被抑制等。考慮到肝硬化患者肝再生能力差，對(duì)這部分患者行肝部分切除術(shù)時(shí)，我們需要在術(shù)前精準(zhǔn)地評(píng)估患者的剩余肝臟體積和肝臟質(zhì)量，預(yù)留足夠的殘余肝臟體積以避免術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生，利用吲哚氰綠（ICG）排泄試驗(yàn)對(duì)單位體積肝臟的“質(zhì)量”進(jìn)行評(píng)估，在預(yù)測肝臟切除術(shù)后殘肝衰竭導(dǎo)致的患者死亡具有優(yōu)勢[10]。

2 年齡對(duì)肝再生的影響

年齡也是影響肝再生的一個(gè)重要因素，研究證實(shí)年齡越大，肝切除術(shù)后殘余肝再生速度越慢[6]，且術(shù)后早期和晚期的肝臟再生能力均下降，這導(dǎo)致老年患者擴(kuò)大性肝切除術(shù)后更容易出現(xiàn)肝衰竭。Portolani等[11]研究老年患者和年輕患者組術(shù)后肝功能情況從而評(píng)價(jià)肝實(shí)質(zhì)損害和術(shù)后肝潛在再生能力是否與年齡相關(guān)，認(rèn)為老年患者手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)增加。老年患者肝臟發(fā)生細(xì)胞衰老并伴隨著一系列生理功能的改變，如細(xì)胞凋亡增多、自噬水平下降、促炎反應(yīng)蛋白慢性釋放[12]、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、脂肪毒性及肝前體細(xì)胞活性降低[13]等，影響肝細(xì)胞的增殖。越來越多的證據(jù)表明細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的多種因素相互作用導(dǎo)致了肝再生能力的年齡依賴性下降[14]。研究發(fā)現(xiàn)，老齡大鼠肝臟中表達(dá)年齡相關(guān)的C/EBPα-Brm-HDAC1蛋白復(fù)合物[15]，該蛋白復(fù)合物占據(jù)c-Myc和Foxm1b的啟動(dòng)子位點(diǎn)，從而阻止c-Myc、Foxm1b的表達(dá)活化，進(jìn)而影響細(xì)胞DNA的復(fù)制以及必需的細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，最終導(dǎo)致肝臟再生延遲和能力下降。人工合成的FXR（farnesoid X receptor）配體能夠通過誘導(dǎo)Foxm1b基因的表達(dá)從而促進(jìn)老年肝再生，這些調(diào)節(jié)因子可以激發(fā)老齡肝臟的再生潛能，這一論點(diǎn)也被老年肝臟再生能力的下降可以被生長激素或年輕動(dòng)物的血清所逆轉(zhuǎn)所證實(shí)。因此老年患者行擴(kuò)大性肝切除需十分謹(jǐn)慎，補(bǔ)充外源性肝再生促進(jìn)因子對(duì)預(yù)防老年人肝切除術(shù)后殘肝不足而引發(fā)的肝衰竭有幫助[2]。

目前也有關(guān)于年齡影響肝再生能力的不同研究結(jié)果，Russolillo等[16]分析高齡對(duì)門靜脈血流阻斷（portal vein occlusion，PVO）后的肝再生和早期預(yù)后的影響后，證實(shí)PVO后肝再生能力并不因高齡而減弱，但年齡≥70歲是肝切除術(shù)后肝功能衰竭的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Inoue等[17]將行肝切除術(shù)的患者以80歲為界限分為年輕組和年老組并比較了術(shù)后并發(fā)癥和殘肝再生的形態(tài)學(xué)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與年輕組相比，年老組中Clavien-Dindo分級(jí)在IIIa及以上的病例數(shù)目與年輕組并無差別，殘肝再生在形態(tài)學(xué)上也沒有延遲，這提示老年并不成為肝切除手術(shù)的禁忌證。導(dǎo)致此矛盾結(jié)果是因?yàn)橐恍┭芯康氖中g(shù)指征沒有標(biāo)準(zhǔn)化、患者基礎(chǔ)肝臟背景不同，且主要關(guān)注術(shù)后患者的短期并發(fā)癥發(fā)生率和病死率而忽視了肝臟的生理學(xué)功能恢復(fù)情況。我們期待更加嚴(yán)謹(jǐn)且大樣本量的臨床和基礎(chǔ)研究。

3 肥胖對(duì)肝再生的影響

高BMI指數(shù)及肥胖會(huì)引起肝臟的脂肪變性，從而引起機(jī)體一系列代謝改變，對(duì)肝臟的再生能力產(chǎn)生影響。目前大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)輕中度脂肪肝不會(huì)影響肝再生，而重度脂肪肝對(duì)于肝再生產(chǎn)生不利影響。Pagano等[18]研究發(fā)現(xiàn)低BMI指數(shù)患者在肝切除術(shù)后早期再生能力強(qiáng)。Kele等[19]研究顯示在肝切除術(shù)后的早期，脂肪變性的肝臟的再生情況與正常肝臟相近，但其再生能力隨著時(shí)間的延長明顯降低。?ivny等[20]和Linecker等[21]研究證實(shí)，高膽固醇餐飼養(yǎng)的小鼠肝再生能力減弱，小鼠肝臟的脂肪變性是代謝綜合征的表現(xiàn)，降低了肝臟應(yīng)對(duì)炎癥應(yīng)激或組織缺失后的再生能力。而Garnol等[22]發(fā)現(xiàn)肝臟脂肪變性的小鼠術(shù)后肝細(xì)胞的DNA合成量與無脂肪變性的小鼠無差別，Sydor等[23]研究顯示肝臟脂肪變性并不減弱肝切除術(shù)后肝再生能力，甚至發(fā)現(xiàn)輕度脂肪變性的肝臟還有較強(qiáng)的再生能力。目前仍需進(jìn)一步研究來解釋肝脂肪變性如何影響肝切除術(shù)后的肝臟再生。

4 脾臟體積、門靜脈高壓及脾切除對(duì)肝再生的影響

有報(bào)道顯示在行肝部分切除術(shù)時(shí)聯(lián)合脾切除可以通過降低門脈壓力促進(jìn)肝臟再生，預(yù)防術(shù)后肝功能衰竭[24]。Athanasiou等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與單純脾動(dòng)脈結(jié)扎相比，行脾切除時(shí)肝臟中反映肝臟再生活性的Ki-67指數(shù)和增殖細(xì)胞核抗原的表達(dá)明顯升高，肝臟DNA合成增強(qiáng)，肝再生能力及肝功能得到顯著改善。Yamada等[26]報(bào)道行肝部分切除術(shù)后再生肝臟體積與脾臟體積呈負(fù)相關(guān)。Liu等[27]觀察到再次肝切除動(dòng)物模型中，聯(lián)合脾切除可促進(jìn)肝臟早期功能恢復(fù)和再生。目前認(rèn)為，門靜脈的血流動(dòng)力學(xué)的改變激活了肝切除術(shù)后的肝臟的再生進(jìn)程[28]，但過高的門靜脈壓力導(dǎo)致肝臟的過度灌注，引起肝細(xì)胞的缺氧應(yīng)激損傷。脾靜脈血流量占門脈血流量的20%～40%，其在調(diào)節(jié)肝臟血流動(dòng)力學(xué)方面的意義不容小覷。Athanasiou等[29]證實(shí)，脾切除或給予特利加壓素可減少肝臟過度灌注，改善功能性肝臟體積過小和肝臟過度灌注引發(fā)的持續(xù)性門靜脈高壓，是防治小肝綜合征的有效外科處置方法。最新的研究認(rèn)識(shí)到切除脾臟可以通過改變肝臟血流減輕殘余肝臟的過度灌注，進(jìn)而平衡了肝臟的氧氣輸送和消耗；增加促進(jìn)肝臟再生的細(xì)胞因子；調(diào)節(jié)再生肝中肝細(xì)胞的定位和結(jié)構(gòu)；促進(jìn)再生肝細(xì)胞的緊密連接和細(xì)胞極性的形成等方面增加肝再生能力，從而促進(jìn)肝切除術(shù)后肝臟的再生[27，30]。這提示我們，脾臟切除，尤其是在合并肝硬化門靜脈高壓及脾功能亢進(jìn)時(shí)的脾切除；減輕肝切除術(shù)后的肝臟過度灌注；降低門靜脈壓力等策略可以促進(jìn)肝臟再生，預(yù)防殘肝體積不足引起的手術(shù)并發(fā)癥。

5 殘余肝臟體積對(duì)肝再生的影響

肝部分切除術(shù)后殘余肝臟的體積與肝臟的再生速度及程度有密切關(guān)系。Pagano等[18，31]研究發(fā)現(xiàn)，肝臟再生的體積與殘余肝臟體積（future remnant liver volume，F(xiàn)RLV）存在顯著的負(fù)相關(guān)。FRLV每減少100 mL，平均肝臟再生量增加大約15%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，切除較大體積的肝臟可能會(huì)導(dǎo)致更高濃度的細(xì)胞因子TNF-α和IL-6的釋放，進(jìn)而促進(jìn)殘肝的生長。Pagano等認(rèn)為，正是這種術(shù)后殘肝功能儲(chǔ)備量與機(jī)體代謝需求量的不平衡成為調(diào)節(jié)殘余肝組織再生的重要因素。Inoue等[32]的研究證實(shí)，肝部分切除后1周肝再生速度達(dá)到高峰，切除比例大的患者肝臟的再生時(shí)間明顯長于切除比例小的患者，前者在術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的殘肝再生率均顯著低于后者，聯(lián)合門靜脈部分切除的患者在術(shù)后1個(gè)月內(nèi)的肝功能指標(biāo)恢復(fù)較差。殘余肝再生的速度主要與切除門靜脈和肝實(shí)質(zhì)切除量密切相關(guān)，切除率越大，肝臟再生的時(shí)間越長。誠然，殘余肝臟體積過少會(huì)導(dǎo)致人體臟器功能的衰竭，從而影響肝再生，但在確定了避免“小肝綜合征”和其他相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生的FRLV下限值后，較低的FRLV對(duì)于肝再生是有促進(jìn)作用的[31]。

6 黃疸對(duì)肝再生的影響

膽道的通暢和膽汁向腸道內(nèi)的順利排泄對(duì)維持正常肝臟功能有重要意義。梗阻性黃疸時(shí)膽汁中的有毒物質(zhì)如膽紅素、膽鹽會(huì)返流入血并積聚于血液中，引起人體的營養(yǎng)缺陷、感染、急性腎功能衰竭、凝血功能障礙和心血管系統(tǒng)損害從而嚴(yán)重影響肝切除患者的肝功能恢復(fù)，結(jié)石或者膽道腫瘤等各種原因均可以引起術(shù)前黃疸，這部分患者在同時(shí)行肝臟部分切除手術(shù)后總并發(fā)癥和肝功能衰竭發(fā)生率高[33]。文獻(xiàn)證實(shí)，術(shù)前存在黃疸發(fā)生術(shù)后肝功能衰竭的危險(xiǎn)因素，將其納入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體積，在臨床中取得較好的驗(yàn)證效果[10]。金昌國[34]通過研究術(shù)前總膽紅素聯(lián)合殘肝體積與術(shù)后肝功能不全的關(guān)系提出了在梗阻性黃疽條件下肝切除后預(yù)測術(shù)后肝功能不全的標(biāo)準(zhǔn)殘肝率的臨界值為41.2%，術(shù)前總膽紅素水平＞186.7 μmol/L和標(biāo)準(zhǔn)殘肝率＜41.2%均為梗阻性黃疽狀態(tài)下肝切除術(shù)后肝功能不全的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)黃疸大鼠行肝切除術(shù)后TNF-α和IL-6的表達(dá)量顯著降低于正常大鼠組，術(shù)后早期肝再生啟動(dòng)延遲，肝細(xì)胞再生能力受損，這可能與營養(yǎng)不良、肝臟結(jié)構(gòu)和功能改變、肝細(xì)胞增殖障礙和凋亡增加、肝再生過程中能量供應(yīng)不足等原因有關(guān)[35-36]。近年最新研究發(fā)現(xiàn)膽汁酸和其受體FXR相結(jié)合后可以激活下游信號(hào)通路，從而對(duì)肝臟再生產(chǎn)生重要而復(fù)雜的調(diào)控作用。在大鼠的實(shí)驗(yàn)中，膽汁酸水平升高增加了FXR的表達(dá)，從而加速肝切除術(shù)后肝再生和肝功能的恢復(fù)。膽汁酸通過激活FXR及TGR5可以抑制腸道細(xì)菌的過度增殖并減輕肝臟和小腸的炎癥反應(yīng)從而減輕可能發(fā)生的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)綜合征或敗血癥。TGR5是膽汁酸的膜受體，在肝再生中有著獨(dú)特的作用，可通過控制膽汁酸的疏水性和抑制炎癥反應(yīng)來保護(hù)殘肝免受高負(fù)荷的膽汁酸影響而有利于肝細(xì)胞的再生[37]。黃疸時(shí)極易發(fā)生腸道菌群的改變，研究發(fā)現(xiàn)，腸源性內(nèi)毒素可以誘導(dǎo)肝臟DNA合成并釋放多種肝營養(yǎng)因子，內(nèi)毒素的脂多糖（LPS）可以通過增強(qiáng)HGF活性；上調(diào)c-JUN和STAT3；激活BAs-TGR5-cAMP信號(hào)通路；激活Kupffer細(xì)胞的吞噬功能等途徑促進(jìn)肝再生[38-39]。文獻(xiàn)指出，無論是術(shù)前還是術(shù)后膽道引流等各種原因引起的膽汁丟失可能降低肝臟的再生能力[28]，但也可能與膽鹽蓄積、電解質(zhì)的紊亂、腸道細(xì)菌移位等多個(gè)因素有關(guān)，其具體機(jī)制目前尚未完全明確，也有待于進(jìn)一步研究。

明確了黃疸對(duì)肝臟再生的不利影響后，我們對(duì)存在梗阻性黃疸的患者行肝部分切除術(shù)時(shí)要充分考慮到術(shù)后肝功能衰竭帶來的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。目前膽汁回輸、調(diào)節(jié)腸道菌群等方法已經(jīng)在臨床上被應(yīng)用于肝腸循環(huán)受損的患者，相信隨著基礎(chǔ)研究的加深，更多更加有效的干預(yù)措施將提高黃疸患者肝切除術(shù)后肝再生的能力，從而使得肝切除手術(shù)的適應(yīng)證不斷擴(kuò)大。

7 其他因素對(duì)肝再生的影響

大多數(shù)文獻(xiàn)證實(shí)化療對(duì)于肝切除術(shù)后肝臟的再生能力及肝功能的恢復(fù)沒有明顯不利影響[9、40]。我們?cè)谂R床中觀測到肝切除術(shù)后發(fā)生膽漏的患者肝功能恢復(fù)較慢，Bednarsch等[41]證實(shí)術(shù)后膽漏損害了肝臟手術(shù)后肝再生及肝功能的恢復(fù)，Lederer等[42]在大鼠的實(shí)驗(yàn)研究顯示存在腹腔膽漏的大鼠細(xì)胞有絲分裂指數(shù)降低了89%，而IbisC等[43]則報(bào)道術(shù)后膽漏對(duì)肝再生率無明顯影響。慢性酒精暴露可以通過改變肝細(xì)胞對(duì)TNF的反應(yīng)性，降低增殖細(xì)胞核抗原表達(dá)和阻斷HGF受體的自身磷酸化等途徑影響肝細(xì)胞的再生。在肝臟再生過程中，維生素C和E連用可以通過減少肝臟脂質(zhì)過氧化作用而顯著改善酒精性肝損傷，防止酒精介導(dǎo)的毒性作用[44]。乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染可通過促進(jìn)肝切除后早期IL-6的超表達(dá)，抑制胰島素受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等途徑抑制肝臟的再生[45-46]。Pagano等[18]研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后感染（healthcare-associated infections，HAI）與肝再生能力無關(guān)。Margonis等[47]研究發(fā)現(xiàn)，肝切除手術(shù)前低血糖與術(shù)后早期較低的再生體積相關(guān)。Andert等[48]發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物端粒的長度與肝臟再生能力顯著相關(guān)。在老年大鼠中，肝再生能力強(qiáng)的大鼠的端粒顯著長于普通再生能力的大鼠，這證實(shí)大鼠肝細(xì)胞中的端粒長度可以作為肝再生的一個(gè)可能的預(yù)測標(biāo)志物，并且可以幫助鑒定具有高肝再生能力的老年人。此外，最新研究還發(fā)現(xiàn)heme oxygenase 1（HO-1）的抑制劑SnPP（tin protoporphyrin IX）對(duì)小鼠的肝切除術(shù)后的肝再生具有促進(jìn)作用[33，49]。

綜上所述，肝硬化損傷了肝臟的再生能力；多數(shù)文獻(xiàn)證實(shí)高齡和肥胖不利于肝臟的再生；脾臟體積大和門靜脈高壓不利于肝臟的再生，而脾切除可以有效促進(jìn)肝臟的再生。在一定的FRLV范圍內(nèi)，較低的FRLV對(duì)于肝再生具有促進(jìn)作用；黃疸時(shí)肝再生能力下降，膽汁酸的丟失導(dǎo)致肝再生受損，而腸道菌群在肝再生中發(fā)揮重要作用；肝炎、酒精暴露、膽漏及端粒長度等因素都對(duì)肝切除術(shù)后肝再生具有影響。更多的臨床和基礎(chǔ)研究將會(huì)明確各種影響因素的具體作用和機(jī)制。未來我們可以構(gòu)建各種影響因素對(duì)肝臟再生作用的評(píng)估模型體系，從而量化預(yù)測肝切除術(shù)后肝再生水平，采取有針對(duì)性的干預(yù)措施提高肝臟再生的能力和水平，這對(duì)判斷、預(yù)防和降低肝切除手術(shù)后肝功能衰竭等并發(fā)癥的發(fā)生率，改善患者預(yù)后，促進(jìn)肝膽外科疾病的診治水平具有重要意義。此外，目前已闡明部分調(diào)控正常肝臟再生的生物學(xué)機(jī)制，對(duì)如何加快上述病理改變的肝臟術(shù)后再生具有重要價(jià)值。