乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的傳染病。乙型肝炎的發(fā)病是乙型肝炎病毒與機體之間相互作用的結(jié)果。目前研究證明,乙型肝炎病毒并非直接引起肝細胞的損傷,而是由于人體感染乙型肝炎病毒后,引起細胞免疫和體液免疫的應(yīng)答。因此,人們認為機體免疫應(yīng)答是引起肝細胞損害的重要原因。乙型肝炎病毒侵入機體后,在肝細胞內(nèi)進行復(fù)制繁殖。乙型肝炎病毒基因組DNA在肝細胞核內(nèi)進行復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,在合成核心顆粒后,被轉(zhuǎn)運到肝細胞漿內(nèi),在通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞膜時合成其外殼部分,并以發(fā)芽的形式釋放出肝細胞。Dane 顆粒的核心部分含有核心抗原(HBcAg),細胞核內(nèi)較多,尤其是免疫抑制者更明顯。在血清中,HbcAg總是與核心抗體(抗-HBc)形成復(fù)合物。故在循環(huán)血液中不存在游離的核心顆粒。Dane顆粒的外殼部分含有表面抗原(HBsAg),在釋出肝細胞過程中裝配上有肝細胞成分。HBcAg 和HBsAg都能引起細胞免疫及體液免疫反應(yīng),特別是HBsAg誘發(fā)的免疫反應(yīng)可以引起肝細胞的損害,以細胞免疫反應(yīng)起主要作用。近年來,對乙型肝炎病毒分子生物學(xué)研究證明,HBV基因組有4個可被轉(zhuǎn)錄的區(qū)域(或4個開放讀框),稱S,C,P和X區(qū)。S區(qū)又進一步分為前S1(pre-S1)前S2(pre-S2)和S基因區(qū),主要為組成病毒外殼的三種不同的蛋白編碼。前S1和前S2區(qū)肽段被認為和病毒對肝細胞的附著有關(guān)。目前已明確,HBV有5種抗原表達即HBsAg前S1,前S2,HBcAg(包括HBeAg)和HBxAg。它們在體內(nèi)均可產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,發(fā)生免疫反應(yīng)。
(一)乙型肝炎的免疫反應(yīng)發(fā)病機理
人體感染乙型肝炎病毒后,可引起細胞免疫及體液免疫應(yīng)答,并激發(fā)自身免疫反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié) 功能紊亂,致使病變的肝細胞產(chǎn)生或釋放大量正;虍惓5牡鞍踪|(zhì),進一步促使免疫損害加重,使病情不斷發(fā)展。
1.體液免疫反應(yīng)在乙型肝炎發(fā)病中的作用體內(nèi)發(fā)生HBV感染后,可以產(chǎn)生各種抗原,這些抗原激發(fā)機體免疫系統(tǒng)而產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,如抗-HBs,抗-HBc,抗-HBe,抗-HBs1,抗-HBs2和抗-HBx等。這些抗體能對血中的乙型肝炎病毒進行反應(yīng)加以殺滅。乙型肝炎病毒抗原大多位于胞漿內(nèi)(HBcAg主要位于核內(nèi)),部分亦位于胞膜上及核內(nèi)。因此在抗原抗體發(fā)生免疫反應(yīng)過程中,受病毒感染過的肝細胞亦遭到攻擊,使肝細胞受到損害。近來有人報道在肝細胞膜上存在著兩種不同的受體:一種受體是能直接和前S1抗原結(jié)合,另一種受體是通過多聚人血清白蛋白(PHSA)與前S2抗原結(jié)合。前S1或S2抗體出現(xiàn)于HBV感染的早期血清內(nèi),具有中和病毒及阻斷抗原和肝細胞結(jié)合的作用,在抗原抗體發(fā)生免疫反應(yīng)過程中引起肝細胞的損傷?乖涂贵w之間量的不平衡程度決定了乙型青炎病變的程度。當(dāng)抗原抗體過多時,則出現(xiàn)大量的抗原抗體復(fù)合物,可導(dǎo)致暴發(fā)型肝炎;當(dāng)抗原量少,體內(nèi)產(chǎn)生的抗體可以逐漸清除抗原,則表現(xiàn)為普遍型肝炎;當(dāng)體內(nèi)產(chǎn)生的抗體不足以清除抗原時出現(xiàn)抗原過剩,則表現(xiàn)為慢性肝炎;當(dāng)HBV進入機體后,機體不產(chǎn)生的抗體,無臨床癥狀,則為健康帶毒者。目前研究認為,無球蛋白血癥的患者(基本上無體液免疫反應(yīng)),不僅可以發(fā)生慢性肝炎,亦可以發(fā)生急性肝炎;有些乙型肝炎患者血清中抗原抗體復(fù)合物的含量與肝細胞損害的程度不一致,因此,乙型肝炎病毒對肝細胞的損害并非完全通過體液免疫反應(yīng)。
2.細胞免疫反應(yīng)在乙型肝炎發(fā)病中的作用目前研究認為,細胞免疫反應(yīng)是乙型肝炎病毒感染后引起肝細胞損害的主要機理。細胞免疫反應(yīng)是通過殺傷性T細胞(K細胞),自然殺傷細胞(NK細胞)及抗體依賴細胞毒作用而發(fā)生。近來研究表明,在細胞免疫反應(yīng)中,靶細胞抗原包括HBsAg,HBcAg,pre –S1,pre-S2及LSP(肝細胞膜脂蛋白)等。一般來說,急性肝炎靶細胞抗原可能主要為HBcAg,pre-S2,慢性活動性肝炎可能為HBcAg及LSP。近年來研究表明,HBcAg除位于肝細胞核內(nèi),也位于胞漿內(nèi)及胞膜上。HBcAg位于細胞膜表面,可提供為T細胞毒的靶抗原,而且血清中抗-HBc可以和特異性細胞毒性T細胞競爭結(jié)合在肝細胞膜上的HBcAg,阻斷T細胞的攻擊。有人提出,HBcAg的免疫應(yīng)答對HBV感染有保護作用。有人研究證明,在肝細胞膜上有HBcAg 表達者,細胞毒試驗為陽性,且可被抗-HBc封閉,用抗-HBs無效。這表明位于肝細胞膜表面的HBcAg為T細胞的靶抗原。亦有人提出在肝細胞膜上僅有HBsAg,而未發(fā)現(xiàn)HBcAg或HbeAg,因此認為HBsAg也是T細胞的靶抗原。在細胞免疫反應(yīng)中,T細胞要求對靶細胞的特異性抗原和組織相容性抗原(HLA)的雙重識別。HBeAg陽性的乙型肝炎患者,肝細胞膜上HLA僅為輕度陽性,而抗-HBe陽性患者則顯著增強,提高T細胞清除感染細胞的作用,這可能為干擾素抗病毒的療效機制之一。在細胞免疫反應(yīng)中,T細胞除細胞毒效應(yīng)外,還有淋巴因子效應(yīng)。致敏的淋巴細胞可以釋放各種淋巴因子,如淋巴毒素、細胞毒因子、趨化因子、巨噬細胞移動抑制因子、轉(zhuǎn)移因子等。有人發(fā)現(xiàn)淋巴因子可以引起肝細胞廣泛壞死,呈小葉中央性或中間帶分布。NK細胞在乙型肝炎發(fā)病機理中的作用仍不太清楚,亦可能參與細胞免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié) 作用。由于細胞免疫反應(yīng)的不同,就出現(xiàn)不同類型的肝炎,表現(xiàn)不同的臨床病理特點。如T細胞功能正常,感染病毒量多,毒力強,受感染的肝細胞多而嚴重,則受到免疫損傷的肝細胞多而且重,表現(xiàn)為急性重型(暴發(fā)型)肝炎;如果感染病毒量少,毒力較弱,則發(fā)生急性普通型肝炎;如果病毒量很少,毒力很弱,則表現(xiàn)為輕型或亞臨床肝炎。如果T細胞呈免疫耐受狀態(tài)或機體免疫機能缺陷,病毒與宿主共生,病毒在肝細胞內(nèi)不斷復(fù)制,感染的肝細胞不發(fā)生免疫損,則表現(xiàn)為無癥狀病毒攜帶者。如果在T細胞功能不足,免疫反應(yīng)僅能清除部分病毒及部分肝細胞受到免疫損傷,未被清除的病毒可以反復(fù)感染肝細胞并進行復(fù)制,于是不斷出現(xiàn)肝細胞的損害,表現(xiàn)為慢性肝炎,特別是慢性活動性肝炎。
(二)乙型肝炎與自身免疫反應(yīng)
正常人由于T細胞對自身抗體系統(tǒng)的調(diào)控,在清除老化或破壞的肝細胞時,雖可產(chǎn)生自身抗體,但并不發(fā)生自身免疫性疾病。在慢性肝炎,特別是慢性活動性肝炎時,由于T細胞免疫機能缺陷,乙型肝炎抗原(包括HBsAg,HBcAg及HBeAg)與宿主肝細胞表面或內(nèi)部的蛋白質(zhì)相互作用,形成含自身組織蛋白的抗原,具有較強的免疫原性,可引起持續(xù)的自身免疫反應(yīng);也可能由于病毒使機體免疫系統(tǒng)穩(wěn)定性發(fā)生紊亂,細胞免疫失去調(diào)控,體液免疫反應(yīng)亢進,對宿主的自身組織產(chǎn)生抗體,發(fā)生自身組織免疫反應(yīng),引起肝細胞損傷。有研究表明,慢性活動性肝炎的患者出現(xiàn)對肝細胞表面肝特異性脂蛋白的特異性細胞免疫反應(yīng)。有人報道,根據(jù)肝炎患者肝細胞上免疫球蛋白的沉積,提示存在與HBsAg無關(guān)的自身免疫機理。有人認為,肝炎患者病毒性損傷可釋放肝特異抗原,使宿主致敏,并使肝損傷持續(xù)存在。因此,自身免疫反應(yīng)在慢性活動性肝炎發(fā)病中具有一定的作用。目前已知在慢性活動性肝炎患者常出現(xiàn)某些自身免疫現(xiàn)象,如常伴有關(guān)節(jié) 炎、皮疹、腎小球腎炎、慢性甲狀腺炎及干燥綜合癥等自身免疫性疾病,患者血清中IgG、IgA及IgM明顯升高,血清中可查到抗平滑肌抗體、抗核抗體、抗線粒體抗體、抗肝細胞膜特異性脂蛋白抗體及類風(fēng)濕因子等自身抗體;有15~30%的患者可查到狼瘡細胞。
(三)乙型肝炎肝細胞內(nèi)病毒抗原的定位及分布
近年來,對乙型肝炎病毒(HBV)分子生物學(xué)研究表明,HBV基因組有四個開放讀框(Open reading frame, ORF),其中S基因區(qū)能編碼HBV外殼的結(jié)構(gòu)蛋白,即小S蛋白(主蛋白,HBsAg),中等S蛋白(前S2抗原)和大S蛋白(前S1抗原),它們都具有較高的免疫原性。P區(qū)編碼具有反轉(zhuǎn)錄酶活性的病毒DNA多聚酶。X區(qū)編碼145至154個氨基酸的多肽,編碼蛋白為HBxAg。C區(qū)編碼HBV的核心部分,即HBcAg 和HBeAg。目前通過免疫組化及免疫電鏡等技術(shù)均可觀察到HBV各種抗原在肝細胞定位及分布狀態(tài)。
1.HBsAg pre –S1,pre-S2在肝細胞內(nèi)的分布HBsAg ,前S1和前S2抗原在乙型肝炎,特別是慢性活動性肝炎的肝細胞內(nèi)檢出率為52~65%。HBsAg ,前S1和前S2抗原陽性經(jīng)常出現(xiàn)于同一部位,甚至同一細胞內(nèi)。前S1陽性反應(yīng)比HBsAg和前S2強。有的病例三者并非同時出現(xiàn),并非在同一位置。少數(shù)情況下,HBsAg 陽性,而前S1和前S2陰性,反之,HBsAg 陰性,而前S1和S2陽性;絕大多數(shù)情況下前S1和前S2并存在同一部位或同一細胞之內(nèi),少數(shù)情況下,HBsAg ,前S1陽性而前S2弱陽性或陰性。HBsAg、前S1和前S2抗原主要位于乙肝的肝細胞漿內(nèi),部分位于胞膜上,少數(shù)位于胞核內(nèi)。HBsAg ,前S1和前S2抗原陽性物質(zhì)在肝細胞內(nèi)的分布大致有三種形態(tài):①包涵體型:陽性物質(zhì)聚集成團塊狀,輪廓清楚,呈圓形或卵圓形,位于核的一側(cè),或者只占據(jù)胞漿的小部分,或占據(jù)胞漿的大部分,將核推向一側(cè),此型最為多見;②全胞漿型或彌漫型:陽性物質(zhì)均勻分布于肝細胞的胞漿內(nèi),核往往為陰性位于中央,此型亦較常見;③胞膜型或周邊型:陽性物質(zhì)沿著胞膜或胞膜內(nèi)側(cè)分布,有人把胞膜型再分為胞膜抗原I型和II型,前者主要表現(xiàn)為S抗原聚集在肝竇側(cè)的肝細胞膜上,呈線條狀排列;后者主要累及整個肝細胞膜,呈顆粒狀或串珠排列。上述S抗原在肝細胞內(nèi)分布的三種類型往往是兩者或三者聯(lián)合出現(xiàn),只是以某一種為主而已,單獨存在者少見。S抗原陽性細胞的分布有三種類型:1)散在型,在切片中只見少數(shù)散在的陽性細胞,此型多見于慢性遷延性肝炎或靜止期肝硬變組織內(nèi);2)局灶型,陽性細胞呈簇分布于切片的某一區(qū)域,此型多見于急性輕型肝炎或慢性活動性肝炎的組織內(nèi);3)彌漫型,多數(shù)陽性細胞彌漫分布于切片內(nèi),此型多見于慢性活動性肝炎,急性重型肝炎或肝硬變的整個結(jié)節(jié) 內(nèi)。不同病例S抗原反應(yīng)強度及陽性細胞檢出率是不同的,就是同一病例不同部位也不盡相同。S抗原陽性物質(zhì)反應(yīng)的強弱取決于S抗原的含量。
2.HBcAg 和HBeAg在肝細胞內(nèi)分布HBcAg多見于乙型肝炎、肝硬變的肝細胞內(nèi),特別是腎臟移植病人,有內(nèi)HBcAg檢出率特別高。一般來說,在慢性gydjdsj.org.cn肝炎HBcAg的檢出率在10%~30%不等,其檢出率明顯低于HBsAg。這可能是由于HBcAg和抗-HBc在核內(nèi)形成免疫復(fù)合物,HBcAg被封閉之故。HBcAg多位于肝細胞的胞核內(nèi),少數(shù)位于胞漿內(nèi)及胞膜上。HBcAg陽性物質(zhì)位于核內(nèi)常呈細顆粒狀均勻分布,少數(shù)為斑點狀或網(wǎng)狀;而在胞漿內(nèi)則為細顆粒狀或絮狀;在胞膜上則為均勻細顆粒狀。經(jīng)常出現(xiàn)的是以核型、漿型和膜型同時存在于一個肝細胞內(nèi),亦可單獨存在。HBcAg陽性肝細胞的分布和HBsAg相似,亦分散在型、局灶型和彌漫型。局灶型經(jīng)常見于慢性活動性肝炎;彌漫型經(jīng)常見于腎移植的肝;散在型經(jīng)常見于急性肝炎或遷延性肝炎。HBeAg陽性物質(zhì)在肝細胞內(nèi)的分布狀態(tài)與HBcAg相似。HBeAg 和HBcAg經(jīng)常位于同一細胞核內(nèi),用羅達明標記雙染色證明HBcAg和HBeAg之間有密切關(guān)系。HBeAg陽性主要見于HBsAg陽性的慢性活動性肝炎的肝細胞內(nèi)。
3.HBxAg在肝細胞內(nèi)分布HBxAg經(jīng)常見于慢性肝炎的肝細胞內(nèi),其檢出率為65%左右,比HBcAg和HBsAg高。特別在慢性活動性肝炎檢出率更高,約73%;而慢性遷延性肝炎則為43%左右。HBxAg陽性物質(zhì)為均勻細顆粒狀,主要位于肝細胞的胞漿內(nèi),少數(shù)位于胞核內(nèi)及胞膜上。不同病例HBxAg陽性物質(zhì)的分布及陽性反應(yīng)強度不同,就是同一病例不同部位其結(jié)果亦不盡相同。HBxAg陽性肝細胞的分布狀態(tài)和HBsAg相似,亦呈散在型,局灶型和彌漫型。在慢性活動性肝炎以局灶型多見,其次為彌漫型。有些病例,HBxAg陽性細胞圍繞小血管分布,有的則沿著纖維隔分布。HBxAg陽性物質(zhì)亦見于少數(shù)肝內(nèi)膽管上皮內(nèi)及kupffer細胞內(nèi)。
4.IgG(抗-HBc)在肝細胞內(nèi)分布用免疫熒光及免疫酶技術(shù)證實在肝炎組織中存在Igg ,這種IgG 可能就是抗-HBc,該抗體經(jīng)常和HBcAg以復(fù)合物的形式存在于肝細胞核內(nèi),少數(shù)也見于胞漿內(nèi)及胞膜上。Rey(1979)還證明這些IgG只見于含有HBcAg 的肝細胞核內(nèi)。IgG(抗-HBc)陽性物質(zhì)的分布及其陽性細胞的分布同HBcAg。
肝硬變或稱肝硬化(liver cirrhosis)是多種原因引起的慢性肝臟疾病,其中原因之一是和HBV慢性感染有關(guān),特別在中國HBV可能是引起肝硬變的主要原因。HBV感染引起乙型肝炎,部分病例變成慢性活動性肝炎,進而轉(zhuǎn)變成肝硬變。其中大部分為門脈性肝硬變(小結(jié)節(jié) 型肝硬變),小部分為壞死后性肝硬變(大結(jié)節(jié) 型肝硬變)。近年來在我國通過臨床、病理及免疫病理的研究證明,HBV感染與肝硬變的發(fā)生有十分密切關(guān)系,在肝硬變內(nèi)HBsAg檢出率為70%~90%。世界其它一些國家和地區(qū),如日本、印度、非州、香港等也有類似的報道。肝硬變的發(fā)生可能是由于機體免疫機能不足,不能將HBV完全殺滅和排除。在機體內(nèi)HBV不斷復(fù)制繁殖,并通過免疫機制使肝細胞反復(fù)遭受破壞,以及肝細胞結(jié)節(jié) 狀再生,纖維組織不斷增生,形成纖維隔,致使正常的肝小葉結(jié)構(gòu)破壞,最后形成肝硬變。下面用免疫細胞化學(xué)(PAP),親合免疫細胞化學(xué)(ABC)等方法對HBV抗原、纖維結(jié)合蛋白(FN)、III型膠原和細胞角蛋白在肝硬變組織內(nèi)定位及分布進行描述。
(一)肝硬變組織內(nèi)HBV抗原的定位及分布
用免疫細胞化學(xué)(PAP)及免疫親合素(ABC)方法在肝硬變組織內(nèi)對HBV抗原(HBsAg ,pre –S1,pre-S2,HBcAgHBxAg)進行了檢測,觀察了它們在肝細胞,kupffer 細胞內(nèi)等定位和其分布狀態(tài)。
1.HBsAg 、pre –S1和pre-S2在肝細胞內(nèi)分布HBsAg在肝硬變組織中檢測率為70%~80%,其中86%伴有肝細胞不典型增生;pre –S1和pre-S2的檢出率為60%~70%,其中84%伴有肝細胞不典型增生。HBsAg 、pre –S1和pre-S2抗原經(jīng)常出現(xiàn)于肝硬變組織的同一部位,甚至同一細胞內(nèi)。少數(shù)情況下,HBsAg陽性,而pre –S1或pre-S2陰性,反之,HBsAg 陰性,而pre –S1或pre-S2陽性。HBsAg 、pre –S1和pre-S2抗原主要位于肝細胞漿內(nèi),部分位于膜上,少數(shù)位于核內(nèi)。在部分肝硬變病例中,HBsAg 、pre –S1和pre-S2在也見于kupffer細胞內(nèi)及肝內(nèi)膽管上皮細胞內(nèi)。
2.HBcAg 在肝細胞內(nèi)的分布HBcAg 在肝硬變組織內(nèi)的檢出率為20%左右,其中82%伴有肝細胞不典型增生。HBcAg 陽性檢出率明顯低于HBsAg 、pre –S1和pre-S2,這可能是由于HBcAg 和抗-HBc在核內(nèi)形成免疫復(fù)合物,以至HBcAg 被封閉之故。HBcAg 主要位于肝細胞核內(nèi)的形態(tài)表現(xiàn)為分布與肝炎的相似。在少數(shù)病例HBcAg 陽性物質(zhì)也見于匯管區(qū)的纖維組織內(nèi)及肝竇壁上。
3.HBxAg 在肝細胞內(nèi)的分布HBxAg在硬變組織的檢出率為80%左右,其中85%伴有肝細胞不典型增生。HBxAg的檢出率和HBsAg相似。HBxAg陽性物質(zhì)呈細顆粒狀。主要位于肝細胞漿內(nèi),少數(shù)位于胞核內(nèi)及胞膜上。HBxAg在肝細胞內(nèi)的形態(tài)表現(xiàn)及陽性細胞的分布狀態(tài)與HBsAg相似。有部分病例HBxAg沿著肝硬變的纖維隔分布。HBxAg陽性物質(zhì)也見于肝內(nèi)膽管上皮細胞及kupper細胞內(nèi)。
4.IgG(抗—HBc )在肝細胞內(nèi)的分布在肝硬變組織內(nèi)可觀察到抗-HBc的存在,其陽性率與HBcAg相似。該抗體經(jīng)常和HBcAg以復(fù)合物的形式存在于肝細胞核內(nèi),少數(shù)也見于胞漿內(nèi)及膜上?-HBc陽性物質(zhì)在肝硬變細胞內(nèi)的存在和陽性細胞的分布狀態(tài)與HBcAg相同。
(二)肝硬變組織內(nèi)纖維結(jié)合蛋白(FN)的定位及分布
纖維結(jié)合蛋白(fibronectin, FN)是一個非膠原性的大分子糖蛋白。近年來研究發(fā)現(xiàn)它與損傷修復(fù)及器官硬化有密切關(guān)系。在肝硬變及慢活肝的組織內(nèi)FN沉積增加,可能與肝硬變時纖維組織隔形成有關(guān)系。在肝硬變組織內(nèi),F(xiàn)N陽性物質(zhì)位于肝細胞內(nèi)及kupffer細胞內(nèi),其陽率分別為59%、65%。FN陽性物質(zhì)彌漫分布于胞漿內(nèi),陽性細胞多呈三五成群地分布于假小葉邊緣、中央靜脈旁及肝實質(zhì)內(nèi)灶(片)狀杯死區(qū)域的附近。匯管區(qū)及纖維隔內(nèi)可見數(shù)量不等的FN陽性的組織細胞和纖維母細胞。此外。有的病例肝竇壁、血管內(nèi)皮及小膽管基底膜也呈陽性反應(yīng)。FN陽性檢出率和HBsAg陽性呈正相關(guān),在FN陽性病例中有80%HBsAg陽性。而活動性肝硬變FN陽性明顯高于非活動性肝硬變(P<0.01)。上述結(jié)果表明,在由HBV感染引起的肝硬變過程中,F(xiàn)N參與了肝硬變的形成。
(三)肝硬變組織內(nèi)III型膠原的定位及分布
在肝硬變時,I、III型膠原增加,這與肝纖維化有密切關(guān)系。實驗結(jié)果證明,在慚性遷延性肝炎→慢性活動性肝炎→肝硬變之間,Ⅰ、Ⅲ型膠原的分布呈逐漸增加的趨勢。除匯管區(qū)Ⅰ、Ⅲ型膠原增多外,中央靜脈周圍及小葉內(nèi)壞死區(qū)、炎癥區(qū)也增多,形成小葉內(nèi)纖維化與從匯管伸向小葉內(nèi)纖維組織相連形成纖維隔。在部分肝硬變病例,肝細胞內(nèi)有Ⅲ型膠原陽性反應(yīng)。在纖維隔及假小葉的竇壁上Ⅲ型膠原陽性率為100%,在肝細胞內(nèi)為34%。Ⅲ型膠原在寬大纖維隔內(nèi)呈彌漫密集分布,在竇壁上為連續(xù)線狀分布,在肝細胞漿內(nèi)呈彌漫分布。陽性肝細胞主要位于小葉邊緣或近纖維隔處。動物實驗證明Ⅰ、Ⅲ膠原是由肝細胞合成產(chǎn)生的,并參與肝硬變的形成。
(四)肝硬變組織內(nèi)角蛋白定位及分布
在正常肝臟中肝細胞和膽管上皮細胞各有其特征性的細胞角蛋白(CK)組型,它們是各自形態(tài)發(fā)生的過程中建立的。研究結(jié)果表明在肝硬變組織中有81%呈角蛋白陽性反應(yīng),但陽性反應(yīng)程度各病例是不相同的。CK陽性的肝細胞主要位于匯管區(qū)周圍。尤其是碎屑狀肝細胞壞死附近,并常伴有肝細胞小管狀化生、弧立肝細胞團塊形成及膽管或膽小管增生,它們之間在細胞形態(tài)和陽性強度上有移行關(guān)系,有的病例整個假小葉CK陽性。部分肝小多角型細胞也呈陽性反應(yīng)。在肝硬變組織內(nèi)CK陽性反應(yīng)與HBsAg陽性呈正相關(guān)。CK陽性的肝硬變中絕大多數(shù)HBsAg也陽性,這一結(jié)果HBV感染所致的慢性肝臟病變可引起CK的異常表達。
原發(fā)性肝細胞癌(簡稱肝癌)是世界上較常見的惡性腫瘤之一,特別在非洲和亞洲一些地區(qū)肝癌發(fā)病率較高。自從發(fā)現(xiàn)乙型肝炎抗原(HBAg)以來,給HBV與肝癌發(fā)病關(guān)系的研究開辟了新的途徑。近年來用免疫細胞化學(xué)技術(shù)及分子雜交技術(shù)對HBV與肝癌發(fā)病關(guān)系的研究更加深入和廣泛,并取得一定成果。全世界各地通過大量的流行病學(xué)、免疫病理學(xué)、分子遺傳學(xué)等研究結(jié)果表明,HBV感染與肝癌的發(fā)病有密切關(guān)系,普遍認為HBV是肝癌發(fā)病的主要原因。目前尚不完全清楚HBV致癌機理,是具有直接致癌作用或間接致癌作用,這有待進一步研究。
(一)HBV與原發(fā)性肝癌的流行病學(xué)證據(jù)
HBV與原發(fā)性肝癌關(guān)系的研究已有20余年,目前對HBV作為肝癌病因的證據(jù)日益增多,特別是對HBV的分子生物學(xué)的研究表明,HBV可能具有直接致癌作用。如下事實可作為臨床學(xué)和流行病學(xué)的證據(jù):
(1)原發(fā)性肝癌常發(fā)生在HBV流行區(qū),而非流行區(qū)則發(fā)病率很低。
(2)血清學(xué)研究表明:生活在HBV流行區(qū)的肝癌病人50%~90%HBsAg陽性,而對照組僅為5%~15%;抗-HBc為80%~90%,而對照組為15%~35%。近年來研究表明,肝癌病人抗-GBx的檢出率在85%左右。而對照組很低。些標志物被認為是目前正在發(fā)生HBV感染或先前有HBV持續(xù)感染的證據(jù)。甚至在歐美肝癌發(fā)病率很低的國家,肝癌病人HBsAg,抗-HBc和抗-HBx檢出率也明顯比對照組高。從大量的研究結(jié)果表明,在HBV流行區(qū)HBV攜帶者肝癌發(fā)病的相對危險性比非攜帶者高十倍,甚至幾百倍。
(3)在HBV流行的人群中,HBV攜帶者與肝癌家庭聚集性的早期觀察,生活早期嬰兒從母親傳播感染是HBV慢性攜帶者,后代亦易成為慢性攜帶者。Larouze 等發(fā)現(xiàn)塞內(nèi)加爾患肝癌的母親中71%HBsAg陽性,而相應(yīng)的對照組僅為13%,在朝鮮和我國臺灣省也觀察到同樣的現(xiàn)象。預(yù)防母-嬰的HBV傳播,對預(yù)防肝癌的發(fā)生具有重要意義,從研究家族病例來看,大多數(shù)最終發(fā)生肝癌的個體在出生時或是出生后第一年內(nèi)從攜帶HBV的母親或兄弟姐妹間獲得感染。
(4)約80%的肝癌病例發(fā)生在肝硬變或慢性活動性肝炎的基礎(chǔ)上,而肝硬變和慢性活動性肝炎雙往往由HBV慢性持續(xù)性感染引起的。在亞洲和非洲一些地區(qū),肝硬變病人90%以上HBsAg陽性,慢性活動性肝炎病人75%以上HBsAg陽性,而對照組只有6%~14%HBsAg陽性。
(二)肝硬變與肝癌的關(guān)系
大多數(shù)肝癌病合并有肝硬變,部分肝硬變病人可發(fā)展為肝癌,這一事實早已被人們所注意。大多數(shù)報道肝癌合并肝硬變?yōu)?0%~90%。肝癌合并肝硬變的類型主要為壞死后大結(jié)節(jié) 型肝硬變,約占70%~80%,少數(shù)為混合型,合并小結(jié)節(jié) 型肝硬變少見。肝硬變發(fā)展為肝癌的百分率,各報道差別較大,但大多數(shù)報道為20%左右。壞死后大結(jié)節(jié) 型肝硬變與乙型肝炎病毒感染有密切關(guān)系,HBsAg陽性率很高,達70%~80%。Blumberg等(1977)報道在84例肝硬變中有24例HBsAg陽性,其中6例(25%)發(fā)展成肝癌。Obata(1980)指出,HBsAg陽性的肝硬變有23%發(fā)生癌變,Nayak(1977)報道,肝硬變發(fā)生癌變的機會和其HBsAg陽性有關(guān),HBsAg陽性的肝硬變發(fā)生肝癌的機會為51%,而與HBsAg陽性的大結(jié)節(jié) 型肝硬變有密切關(guān)系。大結(jié)節(jié) 型肝硬變常伴有肝細胞的不典型增生,而伴有不典型增生的肝硬變HBsAg陽性檢出率很高,表明肝細胞不典型增生與HBsAg慢性持續(xù)感染有密切關(guān)系。有人認為不典型增生的肝細胞是一種癌前期病變。
(三)肝細胞肝癌及癌周肝組織內(nèi)HBV抗原的分布
目前用組織化學(xué)、免疫組織化學(xué)及免疫電鏡等技術(shù)可以在人肝癌及癌旁肝細胞內(nèi)檢測到HBsAg、前S1、前S2、HBcAg(HBeAg)及HBxAg等。
1.肝癌及癌周肝組織內(nèi)HBsAg定位及分布在肝癌組織內(nèi),HBsAg陽性率一般來說比較低,大多數(shù)報道其陽性率在10%~15%,少數(shù)報道陽性率可高達25~44%。肝癌細胞內(nèi)HB-sAg陽性主要見于分化好的肝癌病例,少數(shù)亦見于中度分化及分化差的肝癌病例。一般來說,癌周肝組織內(nèi)HBsAg陽性率明顯高于癌組織。大多數(shù)文獻報道,癌周肝組織內(nèi)HBsAg陽性率為60%~80%,少數(shù)報道在90%以上。癌周肝組織內(nèi)HBsAg陽性主要見于癌周肝硬變中,特別是大結(jié)節(jié) 肝硬變中。這一結(jié)果表明,HBV與肝癌的發(fā)生有密切關(guān)系。肝癌及癌周肝組織內(nèi)HBsAg陽性的形態(tài)和分布狀態(tài),不同病例表現(xiàn)不同,就是同一病例不同部位也有很大差異。HBsAg陽性細胞分布亦不規(guī)律。絕大多數(shù)HBsAg陽性物質(zhì)位于胞漿內(nèi),部分位于胞膜上,少數(shù)位于核內(nèi)。HBsAg陽性物質(zhì)呈細顆粒狀、絮狀或網(wǎng)狀。HBsAg陽性物質(zhì)在細胞內(nèi)分布有三種類型:全胞漿型,陽性物質(zhì)充滿整個胞漿;包涵體型,陽性物質(zhì)集聚成團,位于核旁一側(cè);胞周型或核周型,陽性物質(zhì)沿著泡膜或核膜分布,呈環(huán)狀。在肝癌及癌周肝組織內(nèi)包涵體型或全胞漿型較多見。HBsAg陽性細胞的分布有三種類型:彌漫型,多數(shù)陽性細胞彌漫分布于切片內(nèi);局灶型,少數(shù)陽性細胞集聚于某一區(qū)域;散在型,陽性細胞較少,孤立的或零散的分布于切片內(nèi)。一般來說,癌周肝組織HBsAg陽性反應(yīng)強度和陽性細胞檢出率比癌組織高。癌組織檢出率低的原因,可能是由于癌組織不適于HBsAg的復(fù)制,或是由于HBv DNA和宿主DNA發(fā)生整合,而HBsAg不易表達所致。至于HBsAg在肝癌發(fā)病中的作用,目前尚不清楚。一般認為HBsAg作為靶抗原,通過免疫反應(yīng),造成肝細胞的損傷,肝細胞增生,不典型增生,最終可能導(dǎo)致癌變。
2.肝癌及癌周肝組織內(nèi)前S抗原的定位及分布對肝癌及癌周肝組織內(nèi)前S(pre-S1和pre-S2)抗原的研究遠不及對HBsAg的研究。近來,國內(nèi)外文獻有少數(shù)報道。在肝癌組織內(nèi)前S1和前S2抗原的檢出率為20%左右,略比HBsAg檢出率高。在癌周肝組織前S1和前S2抗原的檢出率為60%左右,這個和Hgydjdsj.org.cn/kuaiji/BsAg的檢出率基本相似。在絕大多數(shù)HBsAg陽性的病例前S1和前S2抗原亦陽性,而在部分前S1和前S2陽性病例,HBsAg卻呈陰性反應(yīng)。因為在基因構(gòu)成上,前S1包括前S2和HBsAg,前S2包括HBsAg的部分,故前S1和前S2的表達要比HB-sAg強。用免疫組化方法染色,前S1和前S2陽性物質(zhì)呈棕紅色呈均勻細顆粒狀,主要位于癌細胞及肝細胞的胞漿內(nèi),有些病例則和/或位于胞膜上及核內(nèi)。陽性物質(zhì)反應(yīng)的強弱和前S1或前S2抗原的含量有關(guān)。一般來說,前S1或前S2陽性反應(yīng)強度和陽性細胞檢出率,癌周肝組織比癌組織強。這一規(guī)律和HBsAg相同。前S1或前S2陽性物質(zhì)在細胞內(nèi)的分布情況及其陽性細胞分布狀態(tài)和HBsAg的基本相似。目前對前S1或前S2抗原在肝癌發(fā)病中的作用尚不完全清楚。有人研究證明,在人肝細胞膜上存在兩種不同的受體,一種受體可以直接與前S1蛋白結(jié)合;另一種受體通過多聚人血清白蛋白(PHSA)與前S2蛋白結(jié)合。所以HBV通過PHSA介質(zhì)結(jié)合在肝細胞上,從而形成靶抗原,通過免疫反應(yīng)引起肝細胞的損傷,進而可能發(fā)生肝細胞的增生,不典型增生,最終導(dǎo)致癌變。
3.肝癌及癌周肝組織內(nèi)HBcAg(HBeAg)的定位及分布到目前為止,在肝癌細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)有HBcAg只有少數(shù)報道。所有的報道,HBcAg的檢出率都不太高,大多在10%~20%左右。HBcAg和HBeAg在肝癌及癌周肝組織內(nèi)不易檢出或檢出率較低的原因,可能是由于HBcAg 和抗HBc常以免疫復(fù)合物的形式存在于胞核內(nèi),HBcAg被封閉之故;亦可能由于HBcAg基因和宿主基因進行了整合,使HBcAg不再表達出來。HBcAg和HBeAg經(jīng)常并存,因此HBeAg亦經(jīng)常不易單獨檢出。HBcAg或HBeAg陽性物質(zhì)呈均勻細顆粒狀分布于胞核內(nèi),少數(shù)見于核仁內(nèi)。位于核內(nèi)常呈圓形或卵圓形,圍繞核仁占據(jù)整個核或占據(jù)核的大部分。少數(shù)病例HBcAg陽性物質(zhì)位于胞漿內(nèi)或胞膜上,有的病例核、膜及漿內(nèi)同時陽性。HBcAg陽性細胞的分布與HBsAg的分布相似。
關(guān)于肝癌的免疫學(xué)方面的研究,血清學(xué)方面的研究較多,組織學(xué)研究的較少。大量的流行病學(xué)和臨床學(xué)方面的資料表明,肝癌患者血清中抗-HBc明顯高于對照組,其陽性率高達70%~95%。用免疫組化技術(shù)在肝癌及癌旁肝組織內(nèi)亦發(fā)現(xiàn)有抗-HBc的存在。有人證實抗-HBc為IgG,這種IgG經(jīng)常和HBcAg以復(fù)合物的形式存在于細胞核內(nèi),少數(shù)也見于胞漿及胞膜上。并證實,IgG只見于含有HBcAg的胞核內(nèi),而無核內(nèi)HBcAg,就無抗-HBc存在。因此,如果能測出IgG(抗-HBc),也就間接地證實了HBcAg的存在。IgG(抗-HBc)陽性呈圓形或卵圓形位于核內(nèi)或以包涵體位于胞漿內(nèi)。IgG陽性細胞的分布狀態(tài)和HBcAg的分布相同。IgG(抗-HBc)在肝癌發(fā)病中起何作用,目前尚不清楚,有人認為IgG和HBcAg形成免疫復(fù)合的,由于免疫反應(yīng),在慢性活動性肝炎發(fā)病中和肝硬變形成中起重要作用,而慢活肝和肝硬變又是肝癌發(fā)生的重要環(huán)節(jié) 。HBcAg和抗-HBc形成的免疫復(fù)合物是否為癌變的始動因素,還有待進一步研究。
4.肝癌及癌周肝組織內(nèi)HBxAg的定位及分布近年來,對HBV分子生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了HBV另一種抗原,即HBxAg。HBxAg和肝癌發(fā)生的關(guān)系密切,已引起人們廣泛的重視。目前,國內(nèi)外已有少數(shù)文獻報道關(guān)于HBxAg和肝癌發(fā)病的關(guān)系的研究。在人原發(fā)性肝癌組織內(nèi)HBxAg的檢出率大約為60%~80%,這明顯高于HBsAg的檢出率。在癌周肝組織內(nèi)HBxAg陽性檢出率在70%~80%,這和HBsAg的檢出率基本相似。用PAP或ABC方法檢測HBxAg,其陽性物質(zhì)呈棕褐色均勻細顆粒狀,主要位于癌細胞和肝細胞胞漿內(nèi),部分病例除胞漿陽性外,胞膜或核亦陽性(約20%),單獨膜型或核型少見。不同病例HBxAg陽性物質(zhì)的分布及陽性反應(yīng)強度是不同的,就是同一病例不同部位,其結(jié)果也不盡相同。一般來說,癌周肝組織內(nèi)HBxAg陽性檢出率及陽性反應(yīng)強度比癌組織內(nèi)高。其反應(yīng)強弱與HBxAg含量多少有關(guān)。HBxAg陽性細胞分布與HBsAg陽性細胞分布相似,亦分為散在型,局灶型和彌漫型。在癌周硬變組織內(nèi),HBxAg陽性細胞有時圍繞小血管分布。有的則沿著纖維膈分布。在HBxAg陽性病例,有24%在癌組織內(nèi)伴有HBsAg和/或HBcAg,有72%在癌周肝組織內(nèi)伴有HBsAg和/或HBcAg。HBx-Ag在肝癌發(fā)病中的作用,目前尚不完全清楚。有人報道在肝癌患者血清中含有較高的抗-HBx,其檢出率高達85%。Miyaki等(1986)發(fā)現(xiàn)在所檢查的原發(fā)性肝細胞癌組織中都存在和HBV的X基因相同的DNA序列。有些作者認為,宿主細胞DNA和HBv DNA的整合是通過X基因區(qū)特殊的重組來完成的,其翻譯產(chǎn)物-HBx蛋白(HBxAg)對癌基因具有反式激活作用,而引起細胞癌變。最近有人通過HBV的X基因在轉(zhuǎn)基因小鼠中誘發(fā)肝癌的動物實驗證明,HBx蛋白能夠改變宿主基因的表達,并導(dǎo)致肝細胞癌的發(fā)生。因此,有些作者認為HBxAg在肝癌發(fā)生中具有重要作用,并認為HBV可能具有直接致癌作用。
(四)肝內(nèi)膽管細胞癌及癌周肝組織內(nèi)HBV抗原的分布
在原發(fā)性肝癌中,最常見的是肝細胞肝癌,而肝內(nèi)膽管細胞癌比較少見,在我國大約為10%。長期以來,人們對肝內(nèi)膽管細胞癌的病因及發(fā)病機理研究甚少,認識不清。早年候?qū)氳霸鴪蟮,膽?nèi)提管細胞癌的發(fā)生與中華分枝睪吸蟲感染有關(guān)。最近有文獻報道,在肝內(nèi)膽管細胞癌及其癌周肝組織內(nèi)檢測出HBv 5中抗原(HBsAg、pre-S1、pre-S2、HBxAg和HBcAg),而且檢出的陽性率很高。王文亮等報道(1993),在20例肝內(nèi)膽管細胞癌中,HBxAg陽性檢出率為75%,pre-S1和S2各為40%,HBsAg為10%;在19例癌周肝組織中,HBxAg陽性檢出率為84%,pre-S1和S2各為47%,HBsAg t HbcAg分別為32%。在20例肝內(nèi)膽管細胞癌的病例中有17例(85%)有不同HBV抗原的表達,其中HBxAg陽性檢出率為80%。這一結(jié)果表明,肝內(nèi)膽管細胞癌的發(fā)生與HBV感染有密切關(guān)系。HBV5種抗原在肝內(nèi)膽管細胞癌及其癌周肝組織內(nèi)的陽性反應(yīng)及陽性細胞分布狀態(tài)與肝細胞肝癌相同。肝內(nèi)膽管細胞癌的發(fā)病過程可能與肝細胞肝癌不完全相同。肝細胞肝癌80%伴有肝硬變,特別是大結(jié)節(jié) 型肝硬變。一般認為大多數(shù)肝細胞肝癌是由于HBV感染→慢性肝炎→肝硬變→肝癌。而肝內(nèi)膽管細胞癌很少伴有肝硬變,它的發(fā)生過程主要不是通過肝硬變這一重要環(huán)節(jié) ,而是由慢性肝炎,肝細胞不典型增生或中間型細胞演變?yōu)楦伟。HBV是否有直接致癌的作用尚有等進一步研究。
(五)肝細胞癌中的HBV的分子生物學(xué)
近10年來,國內(nèi)外對原發(fā)性肝細胞癌中乙型肝炎病毒DNA的存在,分布及意義進行了廣泛的研究,并取得了可喜的成果。用southern blot 分子雜交技術(shù)及原位分子雜交技術(shù),在肝癌患者血清中和肝癌組織中檢測HBV-DNA的分布狀態(tài)。用HBV-DHA基因或其亞基因標記同位素(32P、35S等)及生物素地高辛等作為探針和肝癌及癌旁肝組織中的DNA進行雜交,通過放射自顯影法檢測HBV-DNA存在狀態(tài)(是整合或游離);原位分子雜交經(jīng)過染色反應(yīng)觀察細胞內(nèi)HBV-DNA的定位和分布狀態(tài)。有人用southern blot方法檢測肝癌病人血清中HBV-DNA的情況,只有少數(shù)病例血清中有微量的HBV-DNA,則慢性乙型肝炎患者血清卻多為陽性,提示在HBsAg陽性肝癌病人血清中很少或沒有可測出的HBV-DNA。目前,國內(nèi)外已有不少文獻報道,在肝癌組織中有整合的HBV-DNA。例如,Shafritz等(1981)檢測了20例來自南非的肝癌患者,有15例HBV-DNA整合人宿主細胞DNA中,其中12例HBsAg陽性,3例HBsAg陰性而抗-HBs陽性。Tiollais(1981)檢查了15例來自歐洲的肝癌標本,HBsAg或抗-HBs陽性病例,檢查結(jié)果HBV-DNA均以整合形式存在。他們還觀察了32例HBsAg陽性的肝癌病人,結(jié)果證明在所有肝癌組織中均有HBV-DNA。國內(nèi)大多數(shù)報道在肝癌組織中HBV-DNA檢出率為60%~80%。上述結(jié)果表明,人原發(fā)性肝細胞癌的發(fā)生和HBV感染有極為密切關(guān)系。
(六)肝癌發(fā)生中HBV分子遺傳學(xué)及免疫機理
免疫病理學(xué)及分子生物學(xué)的研究表明,HBV不僅有間接致肝癌作用,而且還可能有直接致癌作用。HBV致癌作用的分子機理目前集中對于HBV的分子遺傳學(xué)和分子免疫學(xué)的研究。在原發(fā)性肝細胞癌發(fā)生中,HBV致癌作用可能有兩個模式:一是病毒的癌基因模式,就是表達病毒的癌基因(HBV-DNA);另一個是細胞癌基因模式,在肝細胞癌變過程中,細胞癌基因可能發(fā)生啟動子插入,染色體異常(缺失、重復(fù)、易位)及點突變等。研究證明,機體感染HBV后,HBV將其本身的基因摻入到肝細胞核內(nèi),和宿主細胞基因發(fā)生整合,從而使正常的肝細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎。這需要經(jīng)過一個復(fù)雜的演變過程。在肝癌的HBV-DNA整合部位,常發(fā)生染色體缺失、重復(fù)或易位。Slagle等(1990)研究發(fā)現(xiàn),有44%的肝細胞癌病人發(fā)生染色體的丟失,而17P的丟失常包括抑癌基因P53的丟失,這可能是肝細胞癌發(fā)生的原因。Blum(1985)認為在HBV-DNA整合位點附近宿主細胞基因有重排現(xiàn)象。Tiollais等認為病毒DNA整合人宿主細胞DNA或與DNA發(fā)生重排,產(chǎn)生HBV激活的基因或激活細胞的原癌基因,進而導(dǎo)致細胞的轉(zhuǎn)化,最終發(fā)生肝癌。有人通過實驗研究證明病毒插入到細胞原癌基因附近,作為一種誘變劑,可能直接參與肝細胞癌的發(fā)生。Seifter等(1990)在體外進行X基因的轉(zhuǎn)化實驗,將HBV-DNA或X基因序列連在SV40早期啟動子的加強子上,用以轉(zhuǎn)化傳代鼠肝細胞及傳代鼠纖維母細胞,轉(zhuǎn)染成功的能穩(wěn)定復(fù)制HBV的肝細胞表現(xiàn)出惡性生長的特征,將其接種裸鼠,顯示出致癌性,并激活細胞原癌基因c-fos過量表達。這提示,HBV-DNA含有致癌基因序列,可以促進細胞向惡性轉(zhuǎn)化。HBV基因組中編碼加強子和X蛋白的堿基序列也有某些致癌活性。盡管如此,到目前為止,HBV致癌的分子機理尚不完全清楚,有待進一步研究。
(王文亮)