肝纖維化是指肝臟纖維結(jié)締組織的過(guò)度沉積，是纖維增生（即細(xì)胞外基質(zhì)合成增加）和纖維分解（即細(xì)胞外基質(zhì)降解）不平衡的結(jié)果。纖維增生是機(jī)體對(duì)于損傷的一種修復(fù)反應(yīng)，一旦有害因素去除、細(xì)胞外基質(zhì)成分得到恢復(fù)則纖維增生停止。所以急性或一過(guò)性肝臟疾患即使很嚴(yán)重也不會(huì)導(dǎo)致肝纖維化。但各種病因所致反復(fù)或持續(xù)的慢性肝實(shí)質(zhì)炎癥、壞死可導(dǎo)致肝臟持續(xù)不斷的纖維增生而形成肝纖維化，向前發(fā)展發(fā)生肝小葉結(jié)構(gòu)的破壞及結(jié)節(jié)形成即成為肝硬化。從肝硬化的病理學(xué)的定義來(lái)看，僅有彌漫性肝纖維化而無(wú)結(jié)節(jié)形成（如先天性肝纖維化，心力衰竭所致的肝腺泡第三區(qū)纖維化）不能稱為肝硬化；僅有結(jié)節(jié)形成而無(wú)彌漫性肝纖維化（如局灶性結(jié)節(jié)性肝細(xì)胞增生，結(jié)節(jié)性肝細(xì)胞再生性增生）也不是肝硬化。但是從許多慢性肝病，特別是慢性病毒性肝炎的臨床及病理演變來(lái)看，肝纖維化和肝硬化是連續(xù)的發(fā)展過(guò)程，二者難以截然分開。近年來(lái)隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，人們對(duì)肝臟細(xì)胞外基質(zhì)的組成、代謝及其生物學(xué)功能的認(rèn)識(shí)不斷深入，因而對(duì)肝纖維化的發(fā)生機(jī)理、診斷和治療的研究也有了較大的進(jìn)展。

　　一、細(xì)胞外基質(zhì)的組成及其代謝和生物學(xué)功能

　　細(xì)胞外基質(zhì)一般包括膠原、非膠原糖蛋白、蛋白多糖及彈性硬蛋白。按照最新的觀點(diǎn)，ECM還應(yīng)包括間質(zhì)金屬蛋白酶（MMP），金屬蛋白酶組織抑制物（TIMP），基質(zhì)粘附分子（即細(xì)胞外基質(zhì)受體），以及與間質(zhì)成分大分子結(jié)合的各種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子?，F(xiàn)在認(rèn)為ECM不是雜亂無(wú)章、僅起支架作用的靜態(tài)物質(zhì)，而是組織有序、代謝活躍，且對(duì)細(xì)胞、組織和器官的形態(tài)、生長(zhǎng)、分化和代謝等結(jié)構(gòu)和功能有重要影響的生命分子。

　　（一）膠原

　　膠原是細(xì)胞外基質(zhì)的最重要成分，目前已發(fā)現(xiàn)至少19型基因序列不同的膠原。在肝臟總含量較高的有5型，分別為Ⅰ型33%，Ⅲ型33%，Ⅳ型1%，Ⅴ型1%～10%，Ⅵ型0.1%～1%.正常人肝臟的膠原含量約為5.5mg/g肝濕重，Ⅰ/Ⅲ型膠原的比為1：1；肝纖維化和肝硬化時(shí)肝臟膠原含量可增加數(shù)倍，且Ⅰ/Ⅲ型的比值增加，到后期此比例可增至2.38.根據(jù)膠原的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分布部位，可分為兩大類：①纖維性膠原：包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ型，Ⅴ型膠原：去除C端肽后分布于血竇周圍和門脈區(qū)，作為核心使Ⅰ、Ⅲ型膠原形成粗大的纖維。Ⅵ型膠原呈串珠樣結(jié)構(gòu)分布于Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ型膠原形成的纖維束之間起粘附作用。②基底膜性膠原：即Ⅳ型膠原，它的端肽不去除而是借此相連形成三維網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，主要分布于肝血竇內(nèi)皮下，為肝細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞功能基底膜的主要成份。膠原的合成步驟包括基因轉(zhuǎn)錄、翻譯、翻譯后修飾（羥基化和糖基化）形成α肽鏈，三條α鏈形成三螺旋即膠原的基本單位-前膠原，經(jīng)微管排泌到細(xì)胞外切去N端和C端肽后相互交聯(lián)形成膠原纖維或網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。

　?。ǘ┓悄z原糖蛋白

　　是細(xì)胞外基質(zhì)的另一重要組分，其分子中的多個(gè)功能區(qū)可與其他細(xì)胞外基質(zhì)及多種細(xì)胞膜的跨膜蛋白受體結(jié)合，從而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、代謝等各種生物學(xué)行為。其種類很多，現(xiàn)擇要列舉如下：

　　1.纖維連結(jié)蛋白質(zhì)

　　可分為血漿性（可溶性）和細(xì)胞性（不溶性），前者主要由肝細(xì)胞產(chǎn)生，后者主要由貯脂細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生。在肝纖維化早期其含量增多，作為以后膠原沉積的支架。

　　2.層連蛋白

　　是由三個(gè)亞單位（一條α鏈和兩鏈β鏈）組成的“十”字型結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)部有可與細(xì)胞表面受體和肝素結(jié)合的功能區(qū)。它和Ⅳ型膠原一起構(gòu)成基底膜的主要成份，分布于血管、膽管基底膜上，肝血竇內(nèi)皮下亦有少量分布，這對(duì)于維持細(xì)胞的分化狀態(tài)有重要意義。

　　3.細(xì)胞粘合素

　　是由6個(gè)相同的亞單位組成的六聚體，由貯脂細(xì)胞產(chǎn)生。肝纖維化是沉積于細(xì)胞損傷嚴(yán)重的區(qū)域，如中央靜脈周圍和細(xì)的纖維間隔中，可能在早期ECM的沉積中起作用。

　　4.粗纖維調(diào)節(jié)素

　　由3個(gè)亞基組成，其單體和層連蛋白相似，但少一個(gè)短臂，主要分別于緊密排列的Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維中，它對(duì)維持膠原的超分子結(jié)構(gòu)起重要作用，其細(xì)胞來(lái)源尚不明了。

　　5.血栓粘合素

　　由3個(gè)相同亞基的末端在中央形成一個(gè)小球體，能結(jié)合肝素、Ⅴ型膠原、纖維連結(jié)蛋白、血漿纖溶酶原和纖維蛋白原。其功能是防止細(xì)胞擴(kuò)散。

　　6.副纖維連接蛋白

　　由肝細(xì)胞產(chǎn)生，其分布與纖維連接蛋白相似，具有結(jié)合膠原的功能。肝硬化時(shí)分布于膠原纖維沉積的部位。血漿VN水平和肝纖維化程度有一定的相關(guān)性。

　　7.副層連蛋白

　　呈不對(duì)稱啞鈴形，它可與層連接蛋白中心部位特異性以共價(jià)鍵結(jié)合，從而調(diào)節(jié)后者與其受體的結(jié)合。其分布和層連蛋白的單位相似，主要分布于基底膜。

　?。ㄈ┑鞍锥嗵?

　　蛋白多糖是一類由蛋白質(zhì)作核心骨架，在N或O位上連有糖胺多糖側(cè)鏈的大分子物質(zhì)，它們與膠原一起分布于細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜上，同時(shí)也分布于細(xì)胞膜上。其糖胺多糖可分為硫酸乙酰肝素醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理、硫酸皮膚素、硫酸軟骨素及硫酸角質(zhì)素。正常肝臟中硫酸乙酰肝素含量最多，占肝臟總GAG的60%；肝纖維化時(shí)其含量下降，而硫酸皮膚素和硫酸軟骨素的含量增加。透明質(zhì)酸是一特殊的多糖，未經(jīng)硫化亦不含蛋白骨架。近年已將許多蛋白多糖核心蛋白的cDNA克隆出來(lái)，對(duì)其生物學(xué)功能的了解也日趨深入。根據(jù)其分布不同大體可將蛋白多糖分為兩類：

　　1.與細(xì)胞膜相關(guān)的蛋白多糖

　　其核心蛋白多有跨膜功能區(qū)，有的也可經(jīng)其GAG側(cè)鏈與細(xì)胞膜相連。它們含有大量的硫酸乙酰肝素和少量的硫酸軟素，可與細(xì)胞外基質(zhì)、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞粘附分子（CAM）及蛋白酶抑制物結(jié)合，使這些物質(zhì)的活性增強(qiáng)或減弱。

　　Syndecan產(chǎn)生于肝組織和培養(yǎng)中的肝細(xì)胞，是一些細(xì)胞間質(zhì)的受體，可通過(guò)其GAG側(cè)鏈與Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型膠原，纖維連結(jié)蛋白及細(xì)胞粘合素相結(jié)合。同時(shí)還是bFGF的輔助受體。其主要功能是信號(hào)傳遞。

　　Thrombomodulin由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，其GAG側(cè)鏈為硫酸軟骨素?？膳c凝血酶結(jié)合，抑制纖維蛋白原和因子Ⅴ的激活，從而調(diào)節(jié)血液凝固過(guò)程。

　　Betaglycan其GAG側(cè)鏈為硫酸軟骨素和硫酸乙酰肝素。是細(xì)胞膜受體，對(duì)TGF-β有高親和力，是它的Ⅲ型受體。

　　2.與細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)的蛋白多糖

　　它們主要分布于細(xì)胞外基質(zhì)中。

　　Fibromodulin其GAG側(cè)鏈為硫酸角質(zhì)素，可以調(diào)節(jié)膠原微纖維的形成。在肝臟中尚未發(fā)現(xiàn)。

　　Perlecan由非實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，分布于基底膜和膽管、血管。可與內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞結(jié)合。

　　Decorin其GAG側(cè)鏈為硫酸軟骨素和硫酸皮膚素。可與Ⅰ、Ⅳ膠原、纖維連結(jié)蛋白結(jié)合，延緩膠原微纖維的形成。TGF-β可使Decorin的表達(dá)增加，而Decorin可使TGF-β滅活。在富含維甲酸的貯脂細(xì)胞中Decorin表達(dá)較高，醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理因而可抑制TGF-β的活性；而在失去維甲酸的貯脂細(xì)胞中，Decorin的表達(dá)減少，因而對(duì)TGF-β的抑制減弱。

　　Biglycan其GAG側(cè)鏈為硫酸軟骨素和硫酸皮膚素，由貯脂細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。通過(guò)其核心蛋白與TGF-β結(jié)合，通過(guò)其GAG與bGFG結(jié)合。TGF-β可使其表達(dá)增高，而維甲酸可使其表達(dá)減低。

　　Versican其側(cè)鏈為硫酸軟骨素，PDGF和TGF-β可使其表達(dá)增加。可與透明質(zhì)酸結(jié)合。尚未確定肝臟細(xì)胞是否可產(chǎn)生Versican.

　　（四）細(xì)胞-間質(zhì)粘附分子

　　細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)成份之間的分子相互作用是通過(guò)特定的質(zhì)膜蛋白即各種粘附分子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一些在其他上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞上經(jīng)常表達(dá)的粘附分子，在正常肝細(xì)胞和血竇內(nèi)皮細(xì)胞中不表達(dá)，但在纖維化的發(fā)生過(guò)程中這些粘附分子的表達(dá)呈上調(diào)改變。細(xì)胞一間質(zhì)粘附分子主要包括Integrin家庭和CD44蛋白家庭。

　　1.Integrin

　　是由α和β鏈非共價(jià)格結(jié)合組成的二聚體，現(xiàn)已知有17種α鏈和8種β鏈共組成21種有功能的二聚體。作為受體Integrin可以結(jié)合多種配體，而一種細(xì)胞外基質(zhì)成分可由多種Integrin通過(guò)不同的識(shí)別位點(diǎn)結(jié)合。最重要的識(shí)別位點(diǎn)是細(xì)胞外基質(zhì)分子中的R-G-D（精-甘-天）序列，大多數(shù)Integrin受體皆可識(shí)別之。各種Integrin有其特定的組織分布，一種細(xì)胞可以存在多種Integrin，其配體識(shí)別位點(diǎn)亦可有重疊。在非極性細(xì)胞上，Integrin分布于各個(gè)面，在極性細(xì)胞只分布于其底面和側(cè)面。它們不僅起粘附作用，而且因其細(xì)胞內(nèi)功能區(qū)與細(xì)胞骨架相連，故可以傳遞信號(hào)，促進(jìn)細(xì)胞的增殖、分化和移行。根據(jù)β鏈可將Integrin分為3個(gè)亞族： β₁（10種）、β₃（2種）、β₄（1種）其主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞與間質(zhì)的粘附，分布于大多數(shù)體細(xì)胞?？膳c膠原和非膠原糖蛋白結(jié)合，尚未發(fā)現(xiàn)它們與蛋白多糖結(jié)合。

　　β₂（3種）、β₇（2種）主要表達(dá)與白細(xì)胞介導(dǎo)免疫系統(tǒng)內(nèi)細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用。

　　β₆（1種）、β₇（1種）、β₈（1種）其分布范圍局限，功能尚不清楚。

　　2.CD44蛋白家族

　　是一類大量糖基化的跨膜蛋白，廣泛分布于體細(xì)胞，可以介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞，細(xì)胞-間質(zhì)的相互作用。本家族的成員亦很多，在正常狀態(tài)下，肝細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)不到CD44蛋白的表達(dá)，但在血竇內(nèi)皮細(xì)胞中可有表達(dá)。

　　粘附分子在肝纖維化過(guò)程中最顯著的改變是肝細(xì)胞和血竇內(nèi)皮細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá)Integrin家族中的層連蛋白受體，而且其表達(dá)上調(diào)改變?cè)缬诟斡不男纬伞Ｖ吕w維化的細(xì)胞因子如TGF-β和促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子如TGF-α、IL-1β、IFN-γ均可促進(jìn)Integrin受體和CD44蛋白的高表達(dá)。不管其基礎(chǔ)疾病如何，Integrin受體的誘導(dǎo)表達(dá)情形相似，提示這是一種對(duì)細(xì)胞相鄰細(xì)胞外基質(zhì)成分改變的非特異性反應(yīng)。Integrin受體的激活可以直接和間接地觸發(fā)一系列的細(xì)胞內(nèi)事件，如細(xì)胞的形態(tài)、生化、代謝、分泌、胞漿底物的酪氨酸磷酸化等，提示細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)于調(diào)節(jié)肝細(xì)胞和血竇內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能起重要作用。在肝纖維化的早期，Integrin受體的表達(dá)可能促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)在局部的沉積和組織，因而這種細(xì)胞-間質(zhì)粘附分子的表達(dá)上調(diào)作用不僅是對(duì)細(xì)胞微環(huán)境改變的適應(yīng)性反應(yīng)，而且很可能在啟動(dòng)纖維化本身的過(guò)程中起主動(dòng)的作用。

　　（五）基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）

　　細(xì)胞外基質(zhì)主要被MMP所降解，到目前為止已發(fā)現(xiàn)了9種MMP，按其作用底物的不同可分為膠原酶、明膠酶、基質(zhì)分解素3大組。

　　這些基質(zhì)金屬蛋白酶都屬于一個(gè)基因家族，它們的結(jié)構(gòu)中有數(shù)個(gè)氨基酸序列高度保守的共同功能區(qū)，例如它們都有對(duì)于維持酶原潛伏性的前肽功能區(qū)（含PRCGVPDV序列），120個(gè)氨基酸的N端功能區(qū)以及催化位點(diǎn)的鋅結(jié)合功能區(qū)（含HELGH序列），基質(zhì)金屬蛋白酶的調(diào)節(jié)可發(fā)生在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、無(wú)活性酶原的激活及組織抑制物對(duì)已被激活酶的抑制三個(gè)水平上。

　　一些生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和維甲酸共同調(diào)控多種基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)，有些則特異地對(duì)某種基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)有調(diào)控作用。

　　基質(zhì)金屬蛋白酶是以無(wú)活性的酶原形式分泌出來(lái)的，必須在細(xì)胞外間隙中經(jīng)過(guò)水解激活才能降解細(xì)胞外基質(zhì)。尿激酶纖溶酶原激活物（UPA）或組織纖溶酶原激活物（TPA）將纖溶酶原轉(zhuǎn)化為纖溶酶，纖溶酶再激活基質(zhì)分解素，部分激活膠原酶前體，而被激活的基質(zhì)分解素又進(jìn)一步激活膠原酶。這一激活的瀑布系統(tǒng)受到纖溶酶原激活物抑制因子-1（PAI-1）的調(diào)節(jié)。合成基質(zhì)金屬蛋白酶的細(xì)胞往往同時(shí)也合成纖溶酶原激活物抑制因子，以防止基質(zhì)的過(guò)度降解。

　?。┙饘俚鞍酌附M織抑制因子（TIMP）

　　已經(jīng)激活的基質(zhì)金屬蛋白酶在細(xì)胞外間隙又受到特異性金屬蛋白酶組織抑制因子的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)三種TIMP，每種TIMP都可與催化部位直接結(jié)合而抑制所有基質(zhì)金屬蛋白酶的活性，但TIMP-1主要抑制間質(zhì)性膠原酶、基質(zhì)分解素和明膠酶B（92KDⅣ型膠原酶），TIMP-2主要抑制明膠酶A（72KDⅣ型膠原酶）。最近又發(fā)現(xiàn)TIMP還能和某些金屬蛋白酶原的羧基末端結(jié)合而防止其被激活。

　?。ㄆ撸┘?xì)胞因子和生長(zhǎng)因子

　　細(xì)胞外基質(zhì)可作為貯存細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的場(chǎng)所，當(dāng)其他細(xì)胞外基質(zhì)成分發(fā)生改變時(shí)并通過(guò)各種細(xì)胞外基質(zhì)粘附分子對(duì)細(xì)胞因子的活性起調(diào)節(jié)作用，細(xì)胞因子又可促進(jìn)其他細(xì)胞外基質(zhì)的合成或降解。

　　二、細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞來(lái)源

　　肝臟細(xì)胞可分為：①肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞即肝細(xì)胞；②非實(shí)質(zhì)細(xì)胞，包括貯脂細(xì)胞（Ito細(xì)胞）、血竇內(nèi)皮細(xì)胞、Kupffer細(xì)胞和陷窩細(xì)胞。經(jīng)過(guò)體外細(xì)胞培養(yǎng)、免疫組織化學(xué)及分子原位雜交研究，對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的來(lái)源有了較多的了解。以前曾認(rèn)為膠原主要由肝細(xì)胞合成，后來(lái)發(fā)現(xiàn)主要由貯脂細(xì)胞產(chǎn)生；而且其他細(xì)胞外基質(zhì)亦主要由貯脂細(xì)胞產(chǎn)生。