本研究由广州医科大学附属番禺中心医院检验科的杨小燕、廖丽茵、梁紫甄、余胜龙及郭忠辉等人完成,发表于Journal of Inflammation Research,2024年第17卷,页码2327至2335。该研究是一项原创性临床研究,旨在探讨白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、白细胞介素-17(interleukin-17, IL-17)、白细胞介素-21(interleukin-21, IL-21)和白细胞介素-23(interleukin-23, IL-23)在非酒精性肝纤维化及肝硬化发生发展中的作用及其辅助诊断价值。
肝纤维化是一种可逆的病理过程,由持续性肝损伤引发免疫炎症反应,导致细胞外基质过度产生、肝细胞损伤和过度修复。肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSCs)的活化是肝纤维化的中心环节。肝纤维化可进展为不可逆的肝硬化,甚至肝细胞癌。目前,肝纤维化和肝硬化的诊断金标准是肝组织病理活检,但肝穿刺为有创操作且风险较高,不适合常规筛查和监测。影像学评估对肝硬化诊断准确性较高,但对肝纤维化诊断效能较低。临床上常用血清直接标志物如III型前胶原N端肽(collagen type III n-peptide, PIIINP)、IV型胶原(type IV collagen, CIV)、层粘连蛋白(laminin, LN)和透明质酸(hyaluronic acid, HA)来辅助诊断肝纤维化和肝硬化。辅助性T细胞17(T helper cell 17, Th17)是新发现的T细胞亚群,能够分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-23等细胞因子,在自身免疫病和机体防御反应中具有重要作用。已有研究表明Th17细胞可能通过增强成纤维细胞增殖和细胞因子产生而参与皮肤和肺纤维化的发病机制,并且转化生长因子-β(transforming growth factor β, TGF-β)和IL-6在受损肝脏中大量存在,可能优先促进Th17细胞分化,因此Th17细胞可能参与肝脏炎症和纤维化的发展。本研究旨在比较IL-6、IL-17、IL-21、IL-23在肝纤维化、肝硬化、肝炎患者和健康人群外周血中的水平差异,评估其诊断效能,并与传统肝纤维化四项指标进行比较,以期为临床提供更好的诊断和治疗方法。
研究纳入2021年8月至2023年4月在Y市X医院肝病科就诊的患者及同期健康体检者,共358例。其中肝纤维化组78例(A组)、肝硬化组80例(B组)、肝炎组100例(C组)、健康组100例(D组)。纳入标准依据《肝纤维化中西医结合诊疗指南(2019年版)》和肝硬化诊断标准,排除酒精性及药物性脂肪肝、肝血管瘤等其他慢性肝病以及合并心脑肺肾疾病或精神异常者。研究采集受试者外周静脉血3毫升,静置20分钟后以2359g离心5分钟分离血清。肝功能相关生化指标包括丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)、γ-谷氨酰转移酶(γ-glutamyl transferase, GGT)、总胆红素(total bilirubin, TB)、间接胆红素(indirect bilirubin, DB)、胆汁酸(bile acids, TBA)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)采用Beckman 5821生化分析仪检测。肝纤维化四项指标PIIINP、CIV、LN、HA采用Maglumi X8全自动化学发光分析仪及SNIBE Diagnostic试剂检测。细胞因子IL-21、IL-17、IL-23、IL-6采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测,酶标仪为Biotek ELx800,试剂盒由Elabscience公司生产。统计分析使用SPSS 26.0软件,计量资料符合正态分布者以均数±标准差表示,多组比较采用方差分析,非正态分布者以中位数(P25, P75)表示,多组比较采用Kruskal-Wallis检验,相关性分析采用Spearman相关分析,以P<0.05为差异有统计学意义。受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)使用GraphPad Prism 9.5软件绘制,曲线下面积(area under the curve, AUC)用于评估各指标的诊断效能,联合诊断通过SPSS二元Logistic回归分析实现。
研究结果显示,四组受试者年龄差异有统计学意义(P<0.0001),性别比例差异无统计学意义(P=0.902)。肝功能相关生化指标和肝纤维化四项指标在各组间差异均有统计学意义(P<0.0001)。A组和B组之间肝纤维化四项指标差异均有统计学意义(P<0.0001)。细胞因子检测结果显示,四组间IL-6水平差异无统计学意义(P=0.755),而IL-17、IL-21、IL-23水平差异均有统计学意义(P<0.0001)。随着肝脏病变加重,IL-17和IL-23水平逐渐显著升高;IL-21水平在肝纤维化组显著升高,但在肝硬化组较健康组显著降低。A组与B组比较,IL-6水平差异无统计学意义(P=0.3620),IL-17、IL-21和IL-23水平差异均有统计学意义(P=0.0003、P<0.0001、P<0.0001)。
ROC曲线分析显示,在诊断肝纤维化方面,IL-17的AUC为0.777,IL-21的AUC为0.814,IL-23的AUC为0.647;PIIINP、CIV、LN、HA的AUC分别为0.955、0.884、0.907、0.870。IL-21在细胞因子中具有最高的AUC值和最佳诊断效能,PIIINP在肝纤维化四项指标中AUC值最高。三种细胞因子联合诊断的AUC为0.852,敏感性和特异性均大于80%;四项肝纤维化指标联合诊断的AUC为0.909,敏感性和特异性均较高。在诊断肝硬化方面,IL-17的AUC为0.881,IL-21的AUC为0.644,IL-23的AUC为0.848;PIIINP、CIV、LN、HA的AUC分别为0.935、0.940、0.942、0.892。IL-17单独检测时在细胞因子中AUC值最高,LN在四项肝纤维化指标中AUC值最高。三种细胞因子联合诊断的AUC为0.926,敏感性和特异性均大于80%;四项肝纤维化指标联合诊断的AUC为0.991,敏感性和特异性均大于80%,联合诊断效能最佳。
Spearman相关分析显示,IL-17与PIIINP、CIV、LN呈正相关(P<0.05),与HA无相关性(P>0.05);IL-21与PIIINP、CIV、LN、HA均无相关性(P>0.05);IL-23与PIIINP呈负相关(P<0.05),与CIV、LN、HA均无相关性(P>0.05)。
研究结论认为,IL-17、IL-21和IL-23在肝损伤相关炎症通路中发挥关键作用,可作为识别肝纤维化和肝硬化的有效辅助诊断标志物。血清标志物诊断肝纤维化的优点在于采样方便、诊断效能较好、可操作性强。该研究的科学价值在于进一步揭示了Th17相关细胞因子在肝纤维化及肝硬化进展中的作用,为肝纤维化的免疫学机制提供了新的证据。其应用价值在于IL-17、IL-21等细胞因子检测简便,可与传统肝纤维化四项指标联合使用,提高非侵入性诊断的准确性,为临床早期筛查和监测肝纤维化及肝硬化提供了新的思路。
本研究的亮点包括:首次在中国人群中系统比较了IL-17、IL-21、IL-23与传统肝纤维化四项指标在肝纤维化和肝硬化诊断中的效能,发现IL-17和IL-21在肝纤维化诊断中的AUC均大于0.70,诊断效能与肝纤维化四项指标相近;研究发现IL-21在肝纤维化组显著升高而在肝硬化组降低,提示IL-21可能在肝纤维化早期阶段发挥更重要作用,而IL-17和IL-23则随病变进展持续升高,三者联合检测可提高诊断敏感性和特异性。此外,研究还通过Spearman相关分析揭示了IL-17与PIIINP、CIV、LN的正相关关系,提示IL-17可能与细胞外基质更新过程存在关联。研究的局限性包括未对肝纤维化和肝硬化患者进行疾病程度分级,未限制两组患者的病因,样本量相对较小,可能造成统计学偏倚。尽管如此,该研究为细胞因子作为肝纤维化辅助诊断标志物提供了有价值的临床证据。