李嘉妮， 韓 川， 王孝平， 湯善宏， 曾維政

1 西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 消化內科， 成都 610083； 2 西南交通大學， 成都 610083

肝再生系指各種肝臟細胞為使肝臟體積和功能恢復正常，在一系列因子共同調控下所進行的增殖、遷移和分化過程，各種因子通過多種生物效應的細胞信號通路在肝再生過程中發(fā)揮關鍵作用。肝損傷后，除殘余成熟肝細胞進行增殖外，肝臟內還含有表達胎兒肝細胞和膽管細胞標志物的肝干細胞，此類細胞具有分化為肝細胞和膽管上皮細胞的能力，在肝細胞增殖能力明顯受限時活化并參與肝再生[1]。此外，本課題組前期臨床實踐及研究發(fā)現(xiàn)AFP為肝再生的重要血清標志物及預后指標。本文就肝再生基礎及臨床研究作一綜述。

1 肝再生過程

肝再生的主要過程是肝細胞的增殖，而肝干細胞在其中發(fā)揮主要作用。肝干細胞是與肝臟發(fā)育和再生有關的具有干細胞特性并能分化為功能性肝細胞的細胞，位于鄰近肝小葉的中央靜脈周圍。根據(jù)其來源可分為肝源性和非肝源性兩種，肝源性肝干細胞包括肝細胞、肝祖細胞和小肝細胞等；非肝源性肝干細胞主要包括胚胎干細胞、骨髓間充質干細胞、造血干細胞等[2]。急性損傷后肝細胞驅動的肝再生是由殘存的成熟肝細胞增殖，而在慢性肝損傷過程中，當肝細胞增殖完全或部分受損時，肝再生便由肝祖細胞完成[3]。

1.1 肝細胞與肝再生 肝細胞作為維持肝臟功能和體積的主體，在肝再生過程中發(fā)揮重要作用。在肝部分壞死情況下，多種因子促使靜息肝細胞開始有絲分裂(起始)，同時誘導肝細胞增殖分化(增殖)，在肝臟達到適當體積和質量時終止細胞增殖(終止)，這是良性再生與惡性增殖最大的區(qū)別。

肝細胞增殖是一個有絲分裂的過程。第一階段是觸發(fā)階段，在此階段，源于腸道的脂多糖通過門靜脈血流到達肝臟，激活非實質細胞(例如Kupffer細胞和星狀細胞)，并增加細胞因子的產生，啟動肝再生。在第二階段也就是增殖階段，生長因子和幾種代謝途徑的激活導致肝細胞生長和增殖。最后是終止階段，肝臟恢復其原有大小后，TGFβ抑制肝細胞生長以維持恒定的肝臟質量。最新證據(jù)[4]表明，在人類肝硬化晚期和小鼠的慢性肝損傷中端?？s短，可導致肝細胞復制活性減弱，達到“復制衰老”狀態(tài)。端粒長度是影響肝細胞復制潛能的最重要因素，端粒酶缺陷會損害端粒并嚴重縮短細胞亞群中的DNA合成，從而縮短肝細胞壽命并導致肝再生受損。Malato等[5]發(fā)現(xiàn)在肝切除術后和CCl4所致急性肝損傷中，超過98%的肝細胞來源于殘存肝細胞的自我復制，表明殘存成熟肝細胞的增殖分裂仍然是最快速、最有效的肝再生方式。

1.2 肝祖細胞與肝再生 肝祖細胞系指人肝臟中可向肝細胞和膽道上皮細胞(biliary epithelial cells，BEC)分化的一類細胞，通常位于門靜脈區(qū)的膽小管和Hering管內。當肝細胞增殖能力明顯受限時，肝祖細胞可活化、增殖并向肝樣細胞分化，這一過程稱為“膽管反應”或“卵圓細胞反應”[6]。有研究[7]發(fā)現(xiàn)，患有急性肝衰竭的成年患者肝細胞丟失的嚴重程度與肝祖細胞數(shù)量呈正相關，肝損傷的嚴重程度也與受損肝中的肝祖細胞數(shù)量密切相關。逆轉急性肝衰竭可能需要持續(xù)激活大量的肝祖細胞直到成熟肝細胞充分再生。Hedgehog、Wnt、Notch通路在肝祖細胞向肝樣細胞分化過程中發(fā)揮重要作用。Tirnitz-Parker等[3]發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子樣凋亡的弱誘導劑僅在肝損傷和修復期間表達其受體FN14，可直接促進卵圓細胞有絲分裂。

Deng等[8]通過追蹤研究BEC的譜系，發(fā)現(xiàn)在晚期肝病中由非實質細胞分化而來的肝細胞可補充多達55.7%的肝實質。該研究不僅證明了BEC是慢性肝損傷后新生肝細胞的來源，還在孔周圍區(qū)域和纖維化隔中獲得Hnf4a+和CK19+雙表型細胞。這些雙表型細胞常出現(xiàn)在人類肝硬化標本中，提示此類細胞可能是促進人類肝細胞再生的新靶標，亦可能成為誘導體內轉換并生成用于移植治療的細胞的關鍵。

1.3 非肝源性干細胞與肝再生 胚胎干細胞具有無限增殖的特性及發(fā)育為各種功能細胞的全能性，能夠分化為內胚層，進而分化為肝細胞[9]。某些肝臟移植研究[10]表明，骨髓干細胞也可能具有分化為肝細胞的能力，目前已證實骨髓來源的肝血竇內皮細胞是肝切除術后肝細胞生長因子(hepatic growth factor，HGF)的主要內皮細胞來源。Tsolaki等[11]發(fā)現(xiàn)血管內皮生長因子表達的增加可促進骨髓造血干細胞分化為肝細胞并改善肝纖維化。骨髓間充質干細胞在體內和體外均能分化為肝細胞，并有研究[12]表明臍血間充質干細胞在植入發(fā)生肝硬化的大鼠肝臟以后也能分化為肝細胞。Elchaninov等[13]發(fā)現(xiàn)，臍帶來源的多能基質細胞對肝臟再生也有正性作用。

2 肝再生的調控

各種因子通過多種生物效應的細胞信號通路在肝再生的調控中起關鍵作用。

2.1 起始階段 炎癥參與肝臟損傷的全過程，并促進損傷肝臟的再生。炎癥誘導的再生主要是由炎癥細胞釋放的細胞因子觸發(fā)，最廣泛研究的促炎細胞因子是TNFα和IL-6[14]。

雖然IL-6在某些條件下促進炎性反應，但它在肝臟病理中卻具有正性效應：IL-6促進血管生成、細胞增殖和代謝，并抑制細胞凋亡和氧化應激。骨髓移植研究[15]表明，大部分IL-6由肝臟中的Kupffer細胞產生，而肝再生期間則主要被巨噬細胞分泌。IL-6缺陷小鼠肝切除術后，其肝再生功能受損，表現(xiàn)為肝衰竭或肝壞死、肝細胞DNA合成減慢及G1期異常[14]。肝細胞增殖是由TNF啟動的，它誘導NF-κB的核易位，觸發(fā)IL-6的產生并隨后激活信號轉導及轉錄激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription3， STAT3)[16]。通常，IL-6與IL-6受體(IL-6R)結合，并且IL-6/IL-6R復合物啟動共受體糖蛋白(gp)130，導致信號通路JAK/STAT、MAPK和PI3K/AKT的激活[15]。Kim等[17]最近發(fā)現(xiàn)，肝損傷后IL6-JAK-STAT3軸被含有PDZ結合模序轉錄共激活因子(Transcriptional coactivator with PDZ-binding motif, TAZ)激活，缺失TAZ的肝臟可通過減少巨噬細胞的浸潤及肝再生的活化來降低IL-6的分泌，表明TAZ刺激肝再生是通過IL-6介導的促進肝細胞增殖和抑制肝損傷后細胞凋亡來實現(xiàn)的。

最新研究[18]發(fā)現(xiàn)，gp130還啟動轉錄共激活因子Yes相關蛋白酶(Yes-associated protein，YAP)和Notch信號通路的激活，在黏膜損傷后促進了腸上皮細胞的生長和再生。在肝再生中，Notch信號分子的基因表達可以誘導肝祖細胞分化為膽管細胞，并促進膽汁再生，從而在多種途徑上調控肝再生的生理活性[19]。值得注意的是，Li等[20]在此處有新的研究突破，他們發(fā)現(xiàn)Arid1a基因控制與肝祖細胞樣細胞(liver progenitor cell-like cells，LPLC)有關的肝再生和基因表達。LPLC由肝損傷誘導產生，Arid1a促進了關鍵的再生信號通路YAP與富含LPLC的基因的結合，而Arid1a的缺失會阻止肝臟在損傷后與YAP相關的肝再生路徑。此外，天然產物薯蕷皂苷作為一種新型高效的γ-分泌酶激活劑、Notch1細胞內結構域核易位啟動子和細胞周期調節(jié)劑，可通過激活Notch1/Jagged1信號通路來促進肝細胞增殖[21]。此項研究提供了對薯蕷皂苷的新見解，為肝切除術后的肝再生提供了一種新的臨床思路。

2.2 增殖階段 增殖階段細胞將從G1期轉化為有絲分裂，參與此階段的分子主要被分成兩組，即完全有絲分裂原和輔助有絲分裂原[22]。在體內，HGF和表皮生長因子受體的配體作為肝細胞的主要完整有絲分裂原，主要通過激活RAS-MAPK和PI3K/AKT信號通路誘導肝細胞增殖[23]。

HGF通過MAPK家族成員P38來誘導細胞周期蛋白D1表達，是肝細胞G1-S期轉換的主要刺激物[24]。迄今為止，已知4種不同的蛋白酶在體外激活活化單鏈前體HGF，分別是uPA、tPA、血液凝固因子Ⅻa、HGF激活劑。uPA可能是肝再生早期主要的前體HGF激活劑，并且在早期產生HGF促進再生，在晚期產生TGF終止再生。因此，uPA/纖溶酶系統(tǒng)對肝再生早期肝細胞的生長及晚期細胞外基質的降解產生雙相作用[25]。

最新來自哈佛醫(yī)學院的研究[26]發(fā)現(xiàn)，雌二醇通過其G蛋白偶聯(lián)的雌激素受體1作用于肝硬化和肝癌。G蛋白偶聯(lián)的雌激素受體1在肝臟發(fā)育和修復過程中通過反饋雌二醇來調節(jié)PI3K/mTOR信號通路的活性及細胞增殖，因此它是肝癌防治的重要靶點。而其與肝損傷后肝再生的關系，尚有進一步研究的空間。

Wnt配體是一種糖蛋白，主要由肝非實質細胞分泌，為肝再生的必需物質。Wnt蛋白可以激活主要的下游效應因子β-catenin，啟動經典的WNT/β-catenin信號級聯(lián)，最終表達目標基因(如c-myc和cyclinD1)來促進肝細胞增殖[27]。

2.3 終止階段 TGFβ阻礙了肝臟的再生，并作為細胞凋亡的誘導劑活躍于細胞周期的G1期[28]。細胞因子信號轉導抑制因子1(suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)通過編碼肝細胞中的HGF信號來控制肝再生，是細胞因子信號傳導的重要負調節(jié)劑，可導致gp30信號下調，而STAT3能上調SOCS的表達[29-30]。SOCS過表達會減弱HGF所誘導的c-Met信號、Gab1和ERK1/2的磷酸化，并降低他們的增殖和遷移[31]。

3 血清標志物AFP在肝再生中的意義

3.1 AFP的來源與特征 AFP由卵黃囊和胎兒的肝細胞產生，胎兒中的血清AFP一直很高，在出生后數(shù)周內突然下降(逐漸被血清白蛋白替代)并始終保持較低水平活性[32]。

AFP水平和PT/INR分別被認為是肝祖細胞和成熟肝細胞增殖的生物標志物[7]。Frank等[33]發(fā)現(xiàn)，在肝損傷后第1天到第3天，存活患者中AFP的水平比未存活患者高很多。Schmidt等[34]就AFP對肝損傷患者的預后價值做了深入研究，已知AFP值與生存率獨立相關，持續(xù)性的AFP偏低提示著肝再生失敗。

3.2 AFP與肝再生的聯(lián)系 肝損傷后，肝細胞的再生使血清AFP水平升高，可能是由于未成熟的肝祖細胞具有類似于胎兒肝細胞的特征[35]。成年患者在急性肝衰竭和活動性肝硬化的恢復階段AFP水平升高，可能表明肝祖細胞的動員和增殖，其肝損傷的嚴重程度也與受損肝中的AFP水平有關[7]。

慢加急性肝衰竭(acute on chronic liver failure，ACLF)的肝功能與肝組織的修復和肝細胞再生緊密相關，人工肝支持療法是ACLF有效治療方法，當發(fā)生嚴重的肝功能衰竭時若不能及時進行肝移植，可采用人工肝系統(tǒng)暫時輔助或替代肝臟的主要功能，為肝再生提供良好環(huán)境[36]。本研究小組針對HBV相關性ACLF患者的AFP水平進行了長期的臨床觀察和隨訪，旨在評估AFP對其預后的預測價值。經過一系列的隨訪研究與生存分析，發(fā)現(xiàn)AFP可作為預測ACLF尤其是慢性HBV感染導致的急性肝功能衰竭預后的有用標志，高AFP水平往往提示更好的預后。因此，認為AFP水平是在排除癌癥之后，與急性肝損傷的肝再生能力呈正相關的[37]。近年來，各種預測模型被陸續(xù)提出，這些模型主要聚焦于肝儲備功能評估，未考慮對于患者預后更為關鍵的再生能力的評估。由此筆者研究團隊[38]將103例診斷為HBV-ACLF并接受人工肝血漿置換術治療的患者納入了為期3個月的隨訪研究，搭建了包括血清AFP水平在內的改良MELD模型，發(fā)現(xiàn)對于預測人工肝血漿置換術的預后，結合這兩個獨立因素的新模型比單獨使用效果更佳。AFP作為臨床上易獲得的生化參數(shù)，受臨床治療措施的干擾較小，MELD-AFP評分模型準確率更高且易于操作，可用作臨床上指導治療的有效方案。

4 結語與展望

在過去幾年里，肝再生一直是肝臟疾病研究治療的熱點與重點，了解人類肝再生的分子基礎、探尋肝細胞再生的來源與增殖過程，不僅有助于確定肝臟受損患者的病理狀況，還能為其提供新的臨床治療方案。與其他標志物相比，目前AFP作為肝再生標記物這一新角色正處于發(fā)展階段，相應研究尚未深入與完善，筆者研究小組將致力于更多肝再生血清標記物和細胞信號通路的探索，相信隨著各項研究的深入及人工肝設備的進步，肝再生及人工肝療法將在臨床診療中被更多應用。