吡咯生物堿相關(guān)肝竇阻塞綜合征發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

劉文成， 李 琰， 常 冰

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 消化內(nèi)科， 沈陽 110001

肝竇阻塞綜合征(hepatic sinusoidal obstruction syndrome，HSOS)是由各種原因?qū)е赂胃]、肝小靜脈和小葉間靜脈的內(nèi)皮細(xì)胞脫落從而阻塞肝竇的一種肝臟血管性疾病，伴有肝內(nèi)淤血、肝損傷和門靜脈高壓[1]。在我國(guó)，HSOS主要是由攝入含吡咯生物堿(pyrrolizidine alkaloid, PA)的土三七引起的，稱為PA誘導(dǎo)的肝竇阻塞綜合征(pyrrolizidine alkaloid-induced hepatic sinusoidal obstruction syndrome, PA-HSOS)[2]。臨床上以肝區(qū)疼痛、腹脹、黃疸、腹水、肝腫大為主要表現(xiàn)。全球范圍內(nèi)發(fā)病率最高可達(dá)70%[3]，嚴(yán)重的PA-HSOS常導(dǎo)致多器官衰竭，并伴有高病死率(30%～69.2%)[4]。肝活組織檢查是診斷PA-HSOS的金標(biāo)準(zhǔn)，目前該疾病的治療以立即停止服用含PA植物、對(duì)癥支持治療、糖皮質(zhì)激素治療、經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門腔分流術(shù)、肝移植術(shù)、抗凝、去纖苷等治療為主，重癥患者治療有限，故研究PA-HSOS的發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要[5]。

1 PA及代謝物對(duì)肝臟的毒性作用

PA主要由千里光次堿和千里光次酸構(gòu)成，有不飽和型和飽和型兩種。其中不飽和型PA對(duì)人和動(dòng)物具有遺傳毒性、致癌性和肝毒性[6]。不飽和型PA的原型化合物毒性較低，在肝臟中由CYP3A (P450細(xì)胞色素)介導(dǎo)下氧化、氮氧化、脫甲基化為脫氫吡咯生物堿(dehydropyrrolizidine alkaloids,DHPA)，再水解為脫氫倒千里光裂堿(dehydroretronecine,DHR)[7-8]。這兩者均可以與蛋白結(jié)合形成吡咯蛋白加合物(pyrrole-protein adducts,PPA)[9-10]，進(jìn)而損傷肝竇內(nèi)皮細(xì)胞(sinusoidal endothelial cell，SEC)。

SEC損傷標(biāo)志著PA-HSOS的開始[11]，保護(hù)SEC可以預(yù)防PA-HSOS[12-13]。SEC最初的損傷可以歸因于F-肌動(dòng)蛋白解聚[14]，該解聚是PA反應(yīng)性代謝物與F-肌動(dòng)蛋白共價(jià)結(jié)合所導(dǎo)致的。由于肌動(dòng)蛋白對(duì)維持SEC正常形態(tài)起主要作用，其解聚使SEC變得更加圓整，并誘導(dǎo)基質(zhì)金屬酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)釋放[15-17]。MMP-9上調(diào)導(dǎo)致SEC與肝細(xì)胞之間的狄氏間隙中細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)降解[18-19]。內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)改變和ECM降解使肝竇屏障破壞，紅細(xì)胞外流進(jìn)入狄氏間隙。隨后SEC壞死、脫落，并阻塞肝竇，形成PA-HSOS。此外，已知血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(ascular endothelial growth factor,VEGF)通過激活SEC也可使MMP-9表達(dá)上調(diào)[20-22]。并且MMP-9上調(diào)也可能與持續(xù)的ERK1/2磷酸化、肝靜脈NO濃度降低有關(guān)[18-19]。同時(shí)抑制MMP-9的產(chǎn)生也能作為防治PA-HSOS的靶點(diǎn)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種MMP-9抑制劑可以抑制野百合堿誘導(dǎo)的PA-HSOS動(dòng)物模型[14]。

此外，完整的微血管功能需要不同的肝竇內(nèi)皮細(xì)胞群[即Kupffer細(xì)胞、SEC和肝星狀細(xì)胞(HSC)]。SEC作為其中的一員，是一種獨(dú)特的內(nèi)皮細(xì)胞，其既具有血管內(nèi)皮的功能，又具有清除循環(huán)廢物分子和抗原的清道夫細(xì)胞的功能，在Kupffer和肝樹突狀細(xì)胞的協(xié)同作用下，它們可能參與肝臟的免疫調(diào)節(jié)功能[13]。SEC被損傷后，相關(guān)功能也會(huì)隨之被破壞，并參與PA-HSOS的發(fā)病過程。

由此可得，不飽和型PA進(jìn)入人體后通過CYP3A介導(dǎo)形成親電的DHPA和DHR，這兩者均可與蛋白結(jié)合形成PPA，PPA損傷SEC，成為誘導(dǎo)PA-HSOS的主要原因。在PA反應(yīng)性代謝物的作用下，F(xiàn)-肌動(dòng)蛋白解聚與MMP-9上調(diào)使SEC損傷、脫落并阻塞肝竇形成PA-HSOS。同時(shí)SEC功能失調(diào)也可能加重PA-HSOS。并且PA在損傷SEC的同時(shí)，也會(huì)通過細(xì)胞骨架壞死和崩潰[2]、誘導(dǎo)凋亡[11,23]等途徑損傷肝細(xì)胞，參與PA-HSOS的發(fā)展。

2 宿主因素：PA-HSOS的解毒機(jī)制是SEC更易受損的主要原因

由于肝腺泡Ⅲ區(qū)SEC含有豐富的 CYP3A，基礎(chǔ)谷胱甘肽(glutathione，GSH)水平明顯降低，GSH被嚴(yán)重消耗后，該區(qū)SEC更容易受損，這與PA-HSOS的臨床病理表現(xiàn)相符。GSH是一種還原劑，可以保護(hù)細(xì)胞免受有毒自由基和親電化合物的傷害[24-25]。PA-HSOS過程中DHPA和DHR分別與GSH作用形成吡咯-谷胱甘肽結(jié)合物，釋放到膽汁中排出體外，參與PA的解毒途徑[4]。體外研究[26]表明，引起PA-HSOS的藥物在毒性開始之前就開始消耗SEC內(nèi)的GSH。在反復(fù)暴露于PA后，很可能已經(jīng)超出了防止PA-HSOS發(fā)生的保護(hù)機(jī)制[27]，從而損傷SEC。因此選擇性耗竭SEC中具有保護(hù)作用的GSH是導(dǎo)致PA-HSOS發(fā)生的主要因素，同時(shí)外源性給予GSH可以起到預(yù)防PA-HSOS的作用[26]。

PA除GSH解毒途徑外，PA的氮氧化也常作為PA-HSOS的一種解毒機(jī)制，因?yàn)镻A-N-氧化物的毒性明顯較低，且會(huì)通過尿液快速排泄[28]。人體攝入的PA常以N-氧化物形式為主，但PA的N-氧化物可轉(zhuǎn)化為PA，然后通過與PA致肝毒性相同的機(jī)制，包括DHPA和DHR的活化、與蛋白反應(yīng)生成PPA，誘導(dǎo)PA的N-氧化物產(chǎn)生肝毒性，導(dǎo)致PA-HSOS[29]。故需進(jìn)一步研究PA-HSOS的解毒機(jī)制，這有助于為研究新的治療方式提供理論依據(jù)。

3 PA-HSOS的影響因素

3.1 PA-HSOS與炎癥反應(yīng) SEC損傷和白細(xì)胞-內(nèi)皮細(xì)胞平衡破壞[18]是PA-HSOS炎癥反應(yīng)的始動(dòng)因素，同時(shí)肝臟炎癥反應(yīng)在PA-HSOS的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[1]。該炎癥反應(yīng)以炎癥趨化細(xì)胞因子和中性粒細(xì)胞趨化因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞在竇狀區(qū)聚集為特征。中性粒細(xì)胞導(dǎo)致肝臟微循環(huán)惡化，并且當(dāng)中性粒細(xì)胞外溢到肝實(shí)質(zhì)后，激活的中性粒細(xì)胞介導(dǎo)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)肝細(xì)胞線粒體功能障礙，從而促進(jìn)肝損傷[30]。研究[31-32]顯示，抑制炎癥反應(yīng)有助于減輕野百合堿誘導(dǎo)的HSOS大鼠模型，但其具體藥物和應(yīng)用還有待進(jìn)一步通過臨床試驗(yàn)進(jìn)行探究。

PA-HSOS的炎癥反應(yīng)以中性粒細(xì)胞在竇狀區(qū)聚集為特征，中性粒細(xì)胞相較于SEC更傾向作用于肝細(xì)胞，肝實(shí)質(zhì)損傷加重，使PA-HSOS的病變范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，因此控制炎癥在理論上可以有效控制疾病發(fā)展。

3.2 一氧化氮(NO)濃度下降 在正常肝臟中，NO主要由SEC的結(jié)構(gòu)性NO合成酶合成。NO濃度下降可從以下幾個(gè)方面參與PA-HSOS的發(fā)生發(fā)展：(1)NO濃度下降誘導(dǎo)肝竇循環(huán)紊亂[33]。NO作為血管擴(kuò)張劑參與調(diào)節(jié)肝循環(huán)的血管張力，同時(shí)作用于HSC調(diào)節(jié)肝竇血流。(2)NO濃度下降通過正反饋增加MMP-9的表達(dá), MMP-9與ECM的降解有關(guān)[18]。(3)NO濃度下降誘導(dǎo)SEC和HSC的激活。肝細(xì)胞和SEC產(chǎn)生的VEGF及SEC自身釋放的NO能維持SEC的靜止?fàn)顟B(tài)。SEC的激活具有促炎、促凝的作用[34]。同時(shí)NO生成也維持HSC處于靜止?fàn)顟B(tài)，并促進(jìn)活化的HSC向靜止?fàn)顟B(tài)逆轉(zhuǎn)[35]。而NO的下降會(huì)使SEC和HSC處于活化狀態(tài)，參與疾病發(fā)展。因此，調(diào)節(jié)SEC的NO釋放能從肝竇循環(huán)、MMP-9、SEC和HSC三個(gè)方面改善PA-HSOS，但NO濃度下降的機(jī)制尚未明確，需進(jìn)行深入探究。

3.3 PA-HSOS過程中出現(xiàn)凝血-纖溶系統(tǒng)紊亂和肝纖維化

3.3.1 狄氏間隙中血小板聚集，釋放相關(guān)細(xì)胞因子 SEC的損傷可能破壞凝血-纖溶系統(tǒng)平衡[36]。PA-HSOS過程中狄氏間隙發(fā)生血小板聚集，被稱作外滲血小板聚集(extravasive platelet aggregation,EPA)[37]，主要發(fā)生在肝腺泡Ⅲ區(qū)。血小板形成白色血栓后，會(huì)分泌一些細(xì)胞因子，包括血栓素A2(TXA2)、VEGF-A、TGFβ和纖溶酶原激活物抑制物1(PAI-1)，這些細(xì)胞因子可以引起中心靜脈痙攣[37]。其中TGFβ可以引起狄氏間隙膠原沉積，抑制物質(zhì)交換，PAI-1和TGFβ通過抑制肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子干擾肝再生[38-39]。血小板是否參與HSC產(chǎn)生的膠原聚集，從而參與PA-HSOS的形成暫無直接證據(jù)。

3.3.2 肝纖維化 前文中提到NO濃度下降等因素會(huì)激活HSC，激活的HSC獲得肌纖維母細(xì)胞表型，這是肝纖維化的重要因素，包括分泌經(jīng)典標(biāo)志物α-平滑肌肌動(dòng)蛋白和TGFβ1。TGFβ1是PA-HSOS患者肝纖維化發(fā)生發(fā)展過程中最重要的細(xì)胞因子之一[39]，其上調(diào)是HSC活化的標(biāo)志[40]。體外研究[41]表明，TGFβ1的過表達(dá)可以特異性誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)，刺激成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的合成，直接導(dǎo)致肝纖維化。還有其他細(xì)胞因子促進(jìn)肝纖維化的形成，例如腫瘤壞死因子α、核因子-κB[19]。其中肝纖維化與氧化應(yīng)激也有關(guān)聯(lián)，但確切的機(jī)制尚不清楚。

根據(jù)以上研究可知，穩(wěn)定凝血-纖溶系統(tǒng)平衡、調(diào)節(jié)相關(guān)細(xì)胞因子有助于促進(jìn)肝再生、預(yù)防PA-HSOS過程中的肝纖維化。雖然已經(jīng)在臨床研究中證實(shí)使用低分子肝素和華法林抗凝治療能改善輕中度PA-HSOS患者的臨床表現(xiàn)和生存率[4]，但還需更多的基礎(chǔ)研究以確定凝血細(xì)胞因子在疾病中發(fā)揮的重要功能，以便于臨床靶向調(diào)控，改善治療效果。

3.4 骨髓祖細(xì)胞修復(fù)功能下調(diào) PA-HSOS中骨髓來源的SEC祖細(xì)胞在肝竇損傷時(shí)會(huì)取代被損傷的SEC，但其修復(fù)功能在PA-HSOS中并不充分，及時(shí)輸注骨髓有治療作用[12]。

4 總結(jié)

PA毒性損傷的主要部位是SEC，這種損傷將進(jìn)一步導(dǎo)致肝竇阻塞、ECM降解、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)、凝血-纖溶系統(tǒng)紊亂和肝纖維化等，最終形成PA-HSOS。其中還有很多機(jī)制尚未明確，尚需要更多臨床和基礎(chǔ)研究進(jìn)一步闡明，從而為臨床診斷與治療提供理論依據(jù)。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：劉文成負(fù)責(zé)資料分析、撰寫論文；李琰參與資料分析、修改論文；常冰負(fù)責(zé)擬定寫作思路、指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。