曾陶飛， 陳光磊， 劉彩剛， 戴朝六， 徐 鋒

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院 普通外科， 沈陽 110004

肝切除手術(shù)是肝臟惡性腫瘤目前最主要且行之有效的治療手段。剩余肝臟(future liver remnant，F(xiàn)LR)體積大小很大程度地影響了肝切除術(shù)后肝衰竭的發(fā)生率，是肝切除術(shù)前評(píng)估的重要指標(biāo)[1]。標(biāo)準(zhǔn)化肝體積(standard liver volume，SLV)是基于體質(zhì)量和體表面積計(jì)算得出。肝臟正常者FLR/SLV>25%～30%即可耐受較大范圍的肝切除術(shù)，伴有肝硬化或肝實(shí)質(zhì)損傷者FLR/SLV則需>40%[2]。過去20年中，門靜脈栓塞術(shù)(portal vein embolization，PVE)和門靜脈結(jié)扎術(shù)(portal vein ligation，PVL)逐漸發(fā)展成為增加FLR的主要方法，但是通常需要等待3～6周甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能使FLR體積滿足手術(shù)要求。在此期間，患者常因腫瘤進(jìn)展等原因而失去二次手術(shù)機(jī)會(huì)[3]。

聯(lián)合肝臟離斷和門靜脈結(jié)扎的二步肝切除術(shù)(associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy，ALPPS)能使正常肝臟在1～2周提升FLR體積達(dá)47%～93%，是PVL的1.5～2倍[4]，為FLR體積不足的肝癌患者帶來了希望。然而，我國(guó)是肝炎大國(guó)，80%以上肝癌患者伴有不同程度的肝硬化，肝硬化患者ALPPS術(shù)后FLR再生速度明顯減緩，使其臨床價(jià)值大打折扣[5]。目前，ALPPS術(shù)后肝再生機(jī)制尚未完全闡述清楚，探明其機(jī)制將有助于解決FLR不足及肝再生速度緩慢等臨床問題。為此，學(xué)者們進(jìn)行了不懈探索，并取得了一些成果。筆者現(xiàn)就此相關(guān)研究進(jìn)展做一綜述，希望能為后續(xù)研究提供參考。

1 ALPPS誘導(dǎo)肝臟快速再生的機(jī)制學(xué)說

1.1 血流動(dòng)力學(xué)說 此學(xué)說認(rèn)為，ALPPS主要通過改變門靜脈血流量、門靜脈壓力梯度以及肝動(dòng)脈的血流供應(yīng)誘導(dǎo)肝臟快速再生。研究發(fā)現(xiàn)：ALPPS一期手術(shù)(門靜脈結(jié)扎+肝臟離斷)后門靜脈總血流量沒有發(fā)生明顯改變[6-8]或略有下降[4]，但未結(jié)扎側(cè)門靜脈壓力顯著升高，門靜脈發(fā)生擴(kuò)張，F(xiàn)LR單位組織內(nèi)血流量增加4～6倍，流向FLR的肝營(yíng)養(yǎng)因子顯著增加，促進(jìn)肝臟快速再生[4，8-9]。然而，F(xiàn)LR的灌注壓并非越高越有益，當(dāng)肝-門靜脈壓力梯度<15 mm Hg或門靜脈壓力<20 mm Hg時(shí)，F(xiàn)LR的體積增加和功能恢復(fù)程度最高[10]。另外，門靜脈側(cè)支形成的數(shù)量與FLR的再生速度呈顯著相關(guān)，側(cè)支形成的數(shù)目越少，F(xiàn)LR再生速度越快[8]。ALPPS完全阻斷了荷瘤肝臟與FLR之間門靜脈側(cè)支循環(huán)的形成。而在PVL和部分肝臟離斷的ALPPS中，荷瘤肝臟與FLR之間存在著大量新的門靜脈側(cè)支。因此，離斷荷瘤肝臟是ALPPS誘導(dǎo)FLR迅速增生肥大的關(guān)鍵所在，使得ALPPS術(shù)后FLR的再生速度與程度均顯著大于PVL[8]。

ALPPS不僅改變門靜脈血流供應(yīng)，還顯著影響肝動(dòng)脈血流。研究[4,10]發(fā)現(xiàn)，ALPPS一期手術(shù)后FLR的肝動(dòng)脈代償性收縮，肝動(dòng)脈血流量顯著下降，導(dǎo)致FLR發(fā)生嚴(yán)重的缺氧反應(yīng)。缺氧阻斷了脯氨酸羥化酶對(duì)缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factor，HIF)1的降解，導(dǎo)致HIF-1α及HIF-2α的核質(zhì)比顯著升高并激活缺氧信號(hào)通路，促進(jìn)FLR增殖；相反，對(duì)ALPPS術(shù)后的小鼠肝臟持續(xù)供氧，則FLR再生速率顯著下降[6]。此外，F(xiàn)LR缺氧信號(hào)激活還有助于保持肝竇形態(tài)的完整性，重建有效的肝竇床，維持肝小葉結(jié)構(gòu)，有利于維持肝細(xì)胞增殖功能[4]。因此，ALPPS引起的缺氧反應(yīng)可能是維持再生肝臟功能及其迅速再生的一個(gè)必要條件[4]。

1.2 體液學(xué)說 該學(xué)說認(rèn)為，體液因素在ALPPS誘導(dǎo)肝臟再生過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Schlegel等[11]對(duì)比分析了ALPPS和PVL附加其他臟器損傷(腎臟、脾臟或肺部分消融術(shù))后肝再生速度，發(fā)現(xiàn)四組間沒有明顯差別。而將ALPPS術(shù)后小鼠血漿注射到PVL小鼠體內(nèi)，結(jié)果PVL小鼠與ALPPS小鼠的肝再生速度也無明顯差異。這說明ALPPS促進(jìn)FLR快速再生可能是手術(shù)創(chuàng)傷引起的炎癥反應(yīng)所致，并且這些生長(zhǎng)因子不是肝臟所特異性產(chǎn)生的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ALPPS術(shù)后血漿和FLR中TNFα、IL-6、HIFα、轉(zhuǎn)錄活化因子(STAT)3、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、編碼細(xì)胞周期蛋白D1(CCND1)、中性粒細(xì)胞趨化因子-1、巨噬細(xì)胞炎性蛋白1α等細(xì)胞因子濃度均顯著升高[9,11-13]；高遷移率族蛋白B1、晚期糖基化終產(chǎn)物受體和Toll樣受體4等創(chuàng)傷相關(guān)因子的濃度也顯著升高；IL-6/TNFα/STAT3通路相關(guān)的基因表達(dá)顯著上調(diào)[11]；并且IL-6與HGF的表達(dá)呈正相關(guān)，F(xiàn)LR的體積增加與血漿HGF的濃度呈正相關(guān)，與IL-6、表皮生長(zhǎng)因子、TNFα以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (vascular endothlial growth factor，VEGF)的濃度無關(guān)[12,14]；ALPPS術(shù)后Wnt2的表達(dá)與Ki-67的表達(dá)呈正相關(guān)性[15]。此外，荷瘤肝臟中HGF等促進(jìn)肝細(xì)胞增殖的體液因子顯著升高，而Ki67卻沒有明顯增加，這說明荷瘤肝臟也可作為FLR的再生刺激物，通過體液途徑刺激FLR的增殖肥大[12]。這些數(shù)據(jù)表明ALPPS手術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞生長(zhǎng)因子和創(chuàng)傷相關(guān)因子在肝臟再生中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2 ALPPS對(duì)肝組織中細(xì)胞的影響

ALPPS術(shù)后FLR基因表達(dá)譜發(fā)生了改變，表現(xiàn)為細(xì)胞周期、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、有絲分裂和細(xì)胞器分裂等相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞黏附、免疫系統(tǒng)和細(xì)胞增殖相關(guān)基因顯著富集[16-17]。肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、非實(shí)質(zhì)細(xì)胞以及浸潤(rùn)的炎性細(xì)胞包括肝星狀細(xì)胞(HSC)、Kupffer細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和骨髓源性細(xì)胞協(xié)同參與了肝臟再生過程[9]，免疫系統(tǒng)在肝再生調(diào)節(jié)中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2.1 ALPPS促進(jìn)細(xì)胞增殖 ALPPS術(shù)后FLR體積在短期內(nèi)迅速增長(zhǎng)不是被動(dòng)充血或水腫所致，而是細(xì)胞增殖的結(jié)果[18]。體現(xiàn)在，F(xiàn)LR中Ki67和pH3陽性肝細(xì)胞數(shù)量顯著增加[4,6,8,11]。Ki67與pH3是公認(rèn)的細(xì)胞增殖活躍的標(biāo)志物，這充分說明ALPPS可促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。另外，絕大部分的細(xì)胞周期蛋白在術(shù)后早期顯著上升。CCND1是肝細(xì)胞周期的關(guān)鍵啟動(dòng)子，ALPPS術(shù)后8 h達(dá)特異性峰值，細(xì)胞周期抑制蛋白p21則顯著下調(diào)[19-20]。這也說明ALPPS可使肝細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期的時(shí)間顯著提前，最終使FLR在短時(shí)間內(nèi)迅速再生肥大。

2.2 ALPPS影響肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的線粒體功能 ALPPS一期術(shù)后FLR快速再生，對(duì)能量需求顯著增加，但ALPPS嚴(yán)重?fù)p傷了肝細(xì)胞能量再生過程，從而導(dǎo)致肝細(xì)胞能量的產(chǎn)生與消耗發(fā)生嚴(yán)重失衡，F(xiàn)LR的功能恢復(fù)明顯滯后[21]。肝衰竭是ALPPS術(shù)后患者死亡的主要原因，而線粒體功能障礙是術(shù)后肝衰竭的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這也可能是ALPPS術(shù)后肝衰竭發(fā)病率較高的重要原因之一[22]。

小鼠模型中，雖然ALPPS術(shù)后FLR耗氧量和ATP產(chǎn)生量暫時(shí)增加，但術(shù)后48 h，還原型輔酶Ⅰ(Ⅱ)水平明顯降低，氧化磷酸化內(nèi)源性底物供應(yīng)受到嚴(yán)重?fù)p害，線粒體橫斷面積明顯縮小，小線粒體所占比例明顯增加，過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)與核呼吸因子1 (Nuclear respiratory factors 1, NRF1)的表達(dá)水平低于PVL組，線粒體功能發(fā)生惡化[21,23]。ALPSS術(shù)后可產(chǎn)生大量的NF-κB p65、IL-6、TNFα等炎癥因子，TNFα在啟動(dòng)FLR再生的同時(shí)[11,21]，也可通過NF-κB和p38 MAPK途徑抑制NRF1和PGC-1α的表達(dá)[24-25]，使線粒體功能失調(diào)、生物合成受損，最終導(dǎo)致ALPPS術(shù)后肝細(xì)胞功能障礙[21]。在人體中，與肝部分切除患者相比較，盡管ALPPS術(shù)后線粒體功能發(fā)生惡化，但在ALPPS一期手術(shù)后至二期手術(shù)前，線粒體功能在不斷地改善；ALPPS二期手術(shù)后肝再生相關(guān)基因(如STAT3、ALR)、能量代謝相關(guān)基因(如COX、Nampt)以及線粒體合成相關(guān)基因(如PGC-1α)表達(dá)均顯著增加，COX1、PGC-1α、Nampt、SirT1等蛋白濃度在此期間也顯著升高[23]。這說明FLR可能是通過SirT1/IL-6-PGC-1α-COX1軸發(fā)生能量代謝適應(yīng)[23]。

2.3 非實(shí)質(zhì)細(xì)胞的作用

2.3.1 肝星狀細(xì)胞(HSC) HSC是肝組織最主要的非實(shí)質(zhì)細(xì)胞，在肝臟急性損傷后的肝再生過程中發(fā)揮著重要作用。肝部分切除術(shù)后早期HSC分泌高濃度的HGF通過p38信號(hào)途徑和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶刺激肝干/祖細(xì)胞增殖。在肝臟再生的終末階段，HSC則通過分泌大量的TGFβ1抑制肝干/祖細(xì)胞的DNA合成從而精確調(diào)控肝臟再生過程[26]。

在體外實(shí)驗(yàn)中，HSC激活缺氧信號(hào)通路后促進(jìn)VEGF的產(chǎn)生及肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的體外增殖[27]。因此，ALPPS術(shù)后引起的缺氧環(huán)境可能是通過激活HSC的缺氧信號(hào)通路從而促進(jìn)肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。最近的研究表明，HSC分泌的印度豪豬蛋白(Indian hedgehog，IHH)是ALPPS術(shù)后早期激活以及加速肝臟再生所必需的。通過分析ALPPS小鼠肝臟分化基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，絲裂原活化蛋白激酶8(Mapk8或JNK1)基因的mRNA表達(dá)高于對(duì)照組。ALPPS術(shù)后小鼠活化的HSC中可檢測(cè)到較高水平的非磷酸化JNK1、磷酸化JNK(活性JNK)及IHH蛋白，這種共定位也與CCND1和IHH下游轉(zhuǎn)錄因子GLI1 相關(guān)。ALPPS誘導(dǎo)JNK1活化后產(chǎn)生IHH并通過JNK-IHH-GLI1-CCND1途徑促進(jìn)cyclin D1的基因表達(dá)。ALPPS小鼠使用JNK抑制劑后發(fā)現(xiàn)GLI1、cyclin D1和其他組織增殖標(biāo)志物表達(dá)水平降低，肝臟再生顯著減慢。有趣的是，使用JNK抑制劑的ALPPS小鼠恢復(fù)IHH信號(hào)通路后，肝臟再生反應(yīng)回復(fù)到之前水平，GLI1和cyclin D1的表達(dá)水平也恢復(fù)，除此之外還增加了非磷酸化JNK和磷酸化JNK在細(xì)胞核中的表達(dá)水平，這說明IHH在ALPPS誘導(dǎo)肝臟再生JNK水平方面存在正反饋環(huán)，Hedgehog信號(hào)途徑是ALPPS促進(jìn)肝再生的關(guān)鍵介質(zhì)[20,28]。

2.3.2 巨噬細(xì)胞 在肝臟固有免疫系統(tǒng)中，肝巨噬細(xì)胞(Kupffer細(xì)胞)是肝臟再生過程中研究最廣泛的細(xì)胞。在肝臟中，巨噬細(xì)胞約占非實(shí)質(zhì)細(xì)胞的20%，部分肝切除術(shù)后，巨噬細(xì)胞分泌TNFα和IL-6為肝臟再生提供原始動(dòng)力，啟動(dòng)肝再生，是肝臟再生的有利因素[29-30]。倘若巨噬細(xì)胞減少或發(fā)生衰竭，缺乏巨噬細(xì)胞的小鼠不能產(chǎn)生類似的細(xì)胞因子反應(yīng)，從而導(dǎo)致肝部分切除術(shù)后肝再生遲緩，巨噬細(xì)胞集落刺激因子缺乏亦不利于肝臟再生[31]。巨噬細(xì)胞在不同的炎癥信號(hào)刺激下可以分為不同的極化類型。IFNγ和脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型活化(經(jīng)典活化途徑)，分泌TNFα、IL-6等促炎因子發(fā)揮抗炎作用；而IL-4和IL-13誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型活化(選擇性活化途徑)，分泌TGFβ、VEGF等因子發(fā)揮抗炎作用，促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)和纖維變性[31-32]。在經(jīng)典的肝切除模型中，肝巨噬細(xì)胞通常向M2型分化，然而ALPPS一期術(shù)后，肝巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著增加且高表達(dá)COX-2，COX-2促使巨噬細(xì)胞由M2型向M1型轉(zhuǎn)化。因此，巨噬細(xì)胞可能是ALPPS促進(jìn)肝再生過程中的有利因素。

2.3.3 其他免疫細(xì)胞 目前免疫細(xì)胞及其亞群在ALPPS誘導(dǎo)肝臟再生過程中所扮演的角色尚不完全清楚。Anantha等[33]對(duì)比分析了ALPPS術(shù)后患者的FLR和荷瘤肝臟中免疫細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化情況：ALPPS術(shù)后荷瘤肝臟中T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)數(shù)量有上升的趨勢(shì)，F(xiàn)LR中NK細(xì)胞有增加趨勢(shì)，但沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能與樣本量不足有關(guān)。NK細(xì)胞也是肝臟固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分，約占人類肝淋巴細(xì)胞的30%～50%[34]。與巨噬細(xì)胞相反，肝臟NK細(xì)胞不利于肝再生。部分肝切除術(shù)后肝臟NK細(xì)胞增多，激活的NK細(xì)胞分泌IFNγ，在肝細(xì)胞分泌的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和STAT1、干擾素調(diào)節(jié)因子1和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因(p21cipl/waf1)蛋白等抗增殖蛋白的介導(dǎo)下，抑制肝臟再生。而當(dāng)NK細(xì)胞減少或發(fā)生衰竭時(shí)小鼠肝臟再生增強(qiáng)[35]。最新研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞的共抑制受體TIGIT(T cell immunoreceptor with Ig and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory domains，帶有Ig和ITIM的細(xì)胞免疫受體)也參與了肝臟再生，TIGIT與其配體PVR(poliovirus receptor,即CD155)結(jié)合后介導(dǎo)共抑制信號(hào)，抑制NK細(xì)胞活化。肝部分切除術(shù)后，肝臟NK細(xì)胞選擇性上調(diào)TIGIT表達(dá)，最終通過TIGIT-PVR相互作用抑制NK細(xì)胞活化，最終促進(jìn)肝臟再生[35]。目前有關(guān)ALPPS誘導(dǎo)術(shù)后肝臟再生過程中NK細(xì)胞的作用研究尚無相關(guān)研究報(bào)道，但鑒于ALPPS手術(shù)包括部分肝臟切除，因此NK細(xì)胞也有可能參與調(diào)節(jié)ALPPS術(shù)后肝臟再生過程。另外，ALPPS與PVL等不同術(shù)式引起的免疫細(xì)胞變化差異目前也尚不清楚，有待更進(jìn)一步的研究。

2.3.4 其他非實(shí)質(zhì)細(xì)胞 肝臟其他的非實(shí)質(zhì)細(xì)胞包括肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、肝干/祖細(xì)胞等均參與肝臟再生過程。在人類肝臟中，大多數(shù)肝祖細(xì)胞產(chǎn)生于門靜脈周圍。肝祖細(xì)胞在正常肝臟中處于靜止?fàn)顟B(tài)，只有在嚴(yán)重肝損傷時(shí)才開始增殖[36]。研究[37]發(fā)現(xiàn)，肝祖細(xì)胞參與ALPPS促進(jìn)肝臟再生過程：1例轉(zhuǎn)移性肝腫瘤患者行ALPPS一期手術(shù)前，在肝組織終末門區(qū)中僅可觀察到少量的肝祖細(xì)胞；然而在二期手術(shù)前，每個(gè)區(qū)域的肝祖細(xì)胞數(shù)量增加了約3倍。國(guó)內(nèi)學(xué)者還發(fā)現(xiàn)：ALPPS 術(shù)后產(chǎn)生IL-6、HGF等炎癥因子可激活肝內(nèi)祖/干細(xì)胞，從而促進(jìn)肝臟快速再生[36]。

3 肝硬化條件下ALPPS術(shù)后肝再生

肝硬化條件下ALPPS術(shù)后FLR再生速度明顯減緩。王征等[38]報(bào)道肝癌合并輕到中度乙型肝炎肝硬化患者ALPPS術(shù)后，F(xiàn)LR的增生速度較無肝硬化的肝臟組織明顯減慢，平均12 d增長(zhǎng)58%，但ALPPS誘導(dǎo)的FLR體積增加和FLR再生率比PVE大得多[5]。在肝硬化大鼠模型中也證實(shí)了這一觀點(diǎn)，肝硬化大鼠ALPPS術(shù)后FLR再生速度明顯低于正常大鼠術(shù)后，PCNA、cyclin D1、Ki67等表達(dá)水平均顯著低于正常大鼠，Ki67峰值出現(xiàn)時(shí)間也晚于正常大鼠[39-40]，但ALPPS術(shù)后FLR再生速率顯著快于PVL、PVE術(shù)后。這些數(shù)據(jù)說明肝硬化肝臟ALPPS術(shù)后較正常肝臟再生機(jī)制啟動(dòng)延遲，且FLR的肥大主要是由于肝細(xì)胞的體積增大所致而非再生[39，41]。目前，ALPPS促進(jìn)肝癌合并肝硬化患者FLR再生機(jī)制的研究仍然較少，而我國(guó)是肝炎大國(guó)，原發(fā)性肝癌患者多數(shù)合并不同程度的肝硬化，進(jìn)一步探索肝炎肝硬化背景下ALPPS促進(jìn)肝再生研究有助于指導(dǎo)我國(guó)肝癌患者的臨床實(shí)踐。

4 小結(jié)

綜上所述，ALPPS誘導(dǎo)肝臟再生過程是一個(gè)多細(xì)胞、多因子參與的調(diào)控過程。不僅僅是肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞，HSC、Kupffer細(xì)胞、NK細(xì)胞等非實(shí)質(zhì)細(xì)胞在ALPPS術(shù)后肝臟再生過程中也發(fā)揮著重要作用。筆者認(rèn)為，未來應(yīng)更加關(guān)注“非實(shí)質(zhì)細(xì)胞-肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞”之間的相互作用在ALPPS誘導(dǎo)肝臟再生中的作用，進(jìn)一步明確ALPPS在肝硬化患者中的應(yīng)用價(jià)值，制訂符合我國(guó)國(guó)情的臨床實(shí)踐指南。

作者貢獻(xiàn)聲明：曾陶飛負(fù)責(zé)文獻(xiàn)的檢索與分析，撰寫論文；陳光磊參與檢索論文，修改論文；徐鋒、戴朝六、劉彩剛教授負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后修改定稿。