中日友好医院 王泰龄 病变计分方案是针对研究目的而设的数学模型,它不是通过检测直接测得的数字,不是像血清胆红素值,直接反应出血清胆红素的高低,它代表的是病变的相对严重程度,是病理学家依据大量科学数据、随访资料,经反复验证,确定各类病变在疾病进展中的意义,然后依据病变程度、严重性予以的量化,这些量化的数值是可变量,依科学家对病变的确认而得出。所以,计分方案必然要随研究认识的深入不断修改、完善。相信这次通过各方面肝病专家的共同讨论,一定能使 肝纤维化计分方案更臻完善,现抛砖引玉谈三个问题: 一、 开展肝穿进行纤维化半定量计分的基础要求 1. 保证肝穿标本长度及切片质量 肝穿标本长度应在1cm以上,以保证观察计分的相对准确性,因为尽管慢性肝炎是弥漫性肝损伤,但并不是每处病变都均等,取材达一定长度有助减少一些标本的误差。 保证切片质量首先是在固定、脱水、包埋过程保持肝穿标本呈直条形状,以利于切全标本全长,全面展示病变;其次在染色中必须增加结缔组织染色,由于在HE染色,胶原纤维与肝细胞浆均着伊红染色,对纤细的肝窦网状纤维(直径0.2-1mm)或小叶内的轻度纤维化难于辨识,因此不能靠HE染色判断肝纤维化程度。目前国内外许多肝病实验室均采用连续切片,将结缔组织染色(网状纤维染色及/或Masson三色染色)与HE同时列入常规,或选用苦味酸天狼猩红染色。胶原纤维及网状纤维均被天狼猩红染成红色,胶原越粗着色越红。天狼猩红染色后在偏光镜下,I型胶原呈红或黄色,III型胶原呈绿色,色泽鲜明有利于辨识纤维化过程中I、III型胶原纤维成分的增减。此外,对肝内细胞外基质中各成分如I、III、IV、V、VI型胶原、非胶原糖蛋白LN、FN、Tenascin、蛋白聚糖(PG)及与ECM降解有关的酶类MMPs及其抑制物TIMP均可用其相应抗体经免疫组化染色显示。 总之,制片及切片染色的质量是保证准确观察与计分的前提,必须予以足够重视。 2. 半定量计分的基础是对病变的"定性",因此须具备较强的基本功,力求辨别病变准确,划分程度恰当。 3. 在进行治疗前后对比或疗效判定时,最好由二名以上医师共同观察评定,观察前要认真讨论标准,统一认识,评分时尽可能严格,并进行重复评分,仔细核对,而且最好取相对集中的时间完成每例治疗前后的观察计分。 4. 计分不能代替形态描述,也不宜代替病理诊断标准中的分级分期,因为同一总分的内涵可能完全不同。如以之作为对病变的量化描述,与分级分期相辅,可有利于比较。 二、 肝纤维化的基本病变及分期 肝纤维化是指过多的胶原纤维(细胞外基质)在肝内沉积,是慢性肝病所致肝损伤的一个重要部分,也是导致肝硬化的必经过程。过去曾片面认为肝纤维化是肝实质损伤后间质被动塌陷的后果,因此较长时期对病理变化的分析偏重于肝实质细胞的改变,对纤维化不够重视。二十年来,随着对结缔组织代谢及肝脏微环境中肝实质细胞与间质细胞(窦内皮细胞、Kupffer细胞、肝相关淋巴细胞及窦周肝星状细胞)间的相互作用的认识,现已明确肝纤维化是肝内纤维生成和纤维降解间失衡的一个复杂的动态过程。肝纤维化过程中过多的细胞外基质沉积主要与活化肝星状细胞(HSC)过度增生有关。大量研究还证实,经有效的抗纤维化治疗,随肝细胞再生,HSC凋亡,肝纤维化可以逆转、消退。因而在肝脏病变分析中,对肝纤维化的形成与逆转,形式与程度,已日益受到重视。 (一)基本病变 不同病因引起的肝内病变不同,但在各种病变过程所引起的肝纤维化基本形式不外七种。 1、汇管区纤维化,指汇管区内纤维组织增多,汇管区可呈不同程度扩大,但纤维组织未伸向周围肝实质。 2、汇管区周围纤维化,主要继于具有汇管区炎症及汇管区周围炎症的病变。如慢性肝炎的汇管周围碎屑坏死(PN)即界面炎或汇管区周围细胆管增生,均能激活局部 HSC,致汇管区周围胶原沉积,汇管区扩大,常形成星芒状或不规则细小不全间隔伸向小叶周围。 3、窦周纤维化(Perisinusoidal fibrosis)及窦毛细血管化(Sinusoid capillarization):慢性肝炎、肝硬化均可见窦周HSC增生,细胞外基质(ECM)合成增多,窦内皮下出现基底膜,内皮细胞窗孔消失,内皮表型改变,使肝窦呈毛细血管样,1963年Schaffner及Popper称之为窦毛细血管化,同时窦周胶原沉积,肝细胞表面微绒毛减少,这些改变不同程度地干扰肝细胞和血窦间的物质交换。窦周纤维化在酒精性肝病多见肝较广泛,结缔组织染色中增生的胶原纤维呈铁丝网格(Chicken wire)状环绕于肝细胞周围(故又称细胞周围纤维化)。随胶原沉积增多,被环绕的肝细胞成片萎缩、坏死、消失,以至纤维间隔形成。 4、静脉周围纤维化,主指终末肝静脉壁及其周围纤维增生,多见于酒精性肝病,重者致静脉闭塞、腺泡三带广泛纤维化。 5、纤维间隔,是指于小叶内连接贯穿于二个血管区之间的纤维化,故又称桥接纤维化。纤维间隔形成主要有三途径。一为汇管区周围的界面炎,随病变进展纤维沉积沿 1带形成P-P桥接纤维间隔;二为小叶内的坏死炎症,HSC增生,沿3带坏死融合,胶原纤维沉积,形成C-C或C-P桥接纤维间隔;三为多腺泡坏死,特别是多次发作后,形成宽带纤维瘢痕。这些纤维间隔或瘢痕内含有I、III、IV型胶原纤维及弹力纤维。纤维的收缩及存活肝实质的结节再生,导致肝小叶结构紊乱。继续进展可形成早期肝硬化。 6、早期肝硬化,肝实质广泛破坏、弥漫纤维增生,被分隔的肝细胞团呈不同程度的再生及假小叶形成。此期炎症多尚在进行,纤维间隔宽大疏松,改建尚不充分。 7、其它,肝内小纤维化灶可为肝实质内各种坏死灶的修复,也可由各种肉芽肿修复而来,较大不规则的纤维瘢痕可并发于较大的炎症坏死性病变,如梗死、脓肿、结核病、树胶肿或肝癌药物栓塞瘢痕修复形成。 (二)纤维化分期 根据胶原纤维沉积部位、范围、对肝结构破坏程度和对肝微循环的影响的大小将肝纤维化分为1-4期(S 1-4)。 S1包括汇管区和汇管区周围纤维化及限局窦周纤维化或小叶内小纤维瘢痕,以上纤维化形式范围小,不足以影响小叶结构的完整性或微循环。 S2小叶内有纤维间隔形成,S2可见到多条纤维间隔,但小叶结构大致保留。 S3大量纤维间隔,分隔并破坏肝小叶,致小叶结构紊乱,但尚无肝硬化。此期一部分患者可出现门脉高压,食管静脉曲张。 S4早期肝硬化,与经典的肝硬化的区别点是后者纤维间隔包绕于假小叶周围,间隔内胶原及弹力纤维经改建,多环绕假小叶成平行排列。 附:慢性肝炎分级、分期标准
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炎症活动度(G)级 |
纤维化程度(S)期 |
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汇管区及周围 |
小叶内 |
纤维化程度 |
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0 无炎症 |
无炎症 |
0 无 |
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1 汇管区炎症 (CPH) |
变性及少数点、灶状坏死灶 |
1 汇管区纤维化扩大,限局 窦周及小叶内纤维化 |
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2 轻度PN (轻型CAH) |
变性,点、灶状坏死或嗜酸小体 |
2 汇管区周围纤维化,纤维 间隔形成,小叶结构保留 |
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3 中度PN (中型CAH) |
变性、融合坏死或见BN |
3 纤维间隔伴小叶结构紊乱, (distortion)无肝硬化 |
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4 重度PN (重型CAH) |
BN范围广,累及多个小叶,(多腺泡坏死) |
4 早期肝硬化 |
三、国内外慢性肝炎纤维化分期(计分)标准的概况
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期 |
Knodell HAI1(1981) |
Sciot, Desmet(未发表) |
Scheuer(1991)2 Ludwig (1993)3 WCG (1994) 4 |
病毒性肝炎防治方案5,6(1995,2000修改) |
犬山新分类7(1995) |
METAVIR8,9(1994, 1996) |
Ishak修正HAI10(1995) |
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0 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
0 |
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1 |
FPE |
FPE |
FPE |
FPE 限局窦周及小叶内纤维化 |
FPE |
FPE 无间隔 |
FPEFPE 1
不全分隔 2 |
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2 |
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P-P,BF≥1 |
汇管区周围纤维化 P-P BF |
汇管区周围纤维化,BF形成,小叶结构保留 |
BF |
FPE+少数BF |
P-P BF 3 |
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3 |
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P-P,BF≥1 |
BF伴结构紊乱,无硬化 |
多数BF,伴结构紊乱,无肝硬化 |
小叶变形伴BF |
多数BF无硬化 |
P-C BF/ 限局不完全性肝硬化 4 |
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4 |
肝硬化 |
肝硬化 |
肝硬化 |
早期肝硬化 |
肝硬化 |
肝硬化 |
弥漫不完全性/限局完全性肝硬化 5 |
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肝硬化 |
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肝硬化 6 |
FPE:汇管区纤维化扩大(Fibrotic Portal tracts, enlarged) BF:纤维间隔(Bridging Fibrosis) (P-P, P-C) WCG:世界胃肠病学会 World Congression of Gastroenterology *早期肝硬化(Early Cirrhosis)见Scheuer, Liver biopsy interpretation 6th ed, 2000 P187
Chevallier肝纤维化组织学半定量计分系统(SSS)11
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计分 |
小叶中央静脉CLV |
窦周间隙 PS |
汇管区 PT |
纤维隔 |
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数量(NS) |
宽度(WS) |
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0 |
正常静脉或静脉消失(肝硬化) |
正常 |
正常 |
无 |
-- |
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1 |
中等度增厚(静脉壁呈星芒状) |
局限性纤维化 |
增大不伴有纤维隔 |
≤6个纤维隔/10mm |
薄和/或不完整 |
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2 |
显著增厚(静脉壁呈环状并有纤维伸展到临近的肝细胞之间) |
弥漫性纤维化 |
增大伴有纤维隔 |
> 6个纤维隔/10mm |
厚并有疏松的结缔组织 |
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3 |
-- |
-- |
肝硬化 |
结节状改变 |
很厚并有致密的结缔组织 |
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5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
>2/3活检标本面积 |
SSS=CLV+PS+PT+2(WS+NS)
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计分 |
小叶(L)静脉周、窦周 |
汇管区 (P) |
纤维间隔 |
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数量(N) |
宽度(W) |
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0 1 2 3 4 5 |
无 局限、少数 弥漫、多数 -- -- |
无 扩大无隔 扩大有隔 肝硬化 -- |
无 < 6/10mm > 6/10mm 肝硬化 - |
-- 细 疏松、宽 致密、宽 ≥2/3活检面积 |
计分:L+P+2(N ′ W)注:标本内仅一细纤维隔,W计分0.5
四、 对肝纤维化半定量计分方案的评价与应用 为了评价计分方案,我们用最近进行临床病理观察的253例慢性乙型肝炎的肝穿组织以网织染色加Masson三重染色切片,进行纤维化分期、半定量计分与图象分析的相关性发析,并与临床血清学纤维化、酶学指标作相关性统计分析,均采用SPSS10.0及Medcalc软件进行分析。 1. 纤维化分期与计分的相关性分析
纤维化分期与计分的相关性(r=0.886)
2. 纤维化分期半定量计分与胶原相对含量的比较 应用HPIAS-1000高清晰度彩色病理图文报告分析系统,对经过网织+Masson染色的切片进行了图像处理,在10×20倍下分别在5个不同的视野选取相同大小区域,测算其中胶原所占总面积的相对百分比,并将图像分析结果与病理分期及计分进行相关性分析,结果见下表:
纤维化分期、半定量计分及胶原相对含量的比较
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分期 |
半定量计分 |
胶原相对含量(%) |
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S1 |
2.034±0.856 |
3.633±1.503 |
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S2 |
7.297±2.452 |
11.732±3.173 |
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S3 |
10.860±1.841 |
18.290±3.632 |
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S4 |
17.200±4.091 |
29.489±5.036 |
从上表可以看出,随纤维化分期的加重,纤维化半定量计分与胶原相对含量逐渐升高,胶原相对含量与纤维化分期的相关系数为0.912,与半定量计分的相关系数为0.914。 3.纤维化分级、计分与纤维化血清指标相关性比较
纤维化分级、计分与肝纤维化血清指标相关性比较
由上图可见,纤维化血清学指标与纤维化的分期及计分均相关,其中PIIIP的相关性最好,其次为HA,最差为LN。
4. 纤维化分级、计分与血清TIMP1、MMP1相关性比较
纤维化分级、计分与血清TIMP1、MMP1相关性比较
对88例进行了血清胶原酶MMP1,MMP2(43例)MMP9及血清金属蛋白酶组织抑制物TIMP1,TIMP2的检测,TIMP1与纤维化分期、计分的相关系数分别为:0.540,0.567,MMP1与纤维化分期、计分的相关系数分别为:-0.495,-0.430,MMP2与纤维化分期、计分的相关系数分别为:0.314,0.307;血清MMP1,TIMP1,MMP2均与纤维化程度显著相关,其中MMP1为负相关,TIMP1,MMP2为正相关。根据ROC曲线分析酶学指标,对纤维化程度的诊断价值结果,MMP1及TIMP1对S2以上肝纤维化敏感性较高,对早期肝硬化(S4)TIMP1特异性最高。
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