中国慢(加急)性肝衰竭联盟丨慢加急性肝衰竭(ACLF)主题月评：ACLF宿主遗传机制研究进展

健康健康 2024-10-31 18:37 北京

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前言

“慢加急性肝衰竭（ACLF）主题月评”是中国慢（加急）性肝衰竭联盟受《国际肝病》编辑部邀请，制作的ACLF相关学术月评专栏。本专栏每月以ACLF某一特定领域为主题展开，旨在普及ACLF的概念及意义、帮助读者快速了解有关领域的进展。希望本专栏对无论是需要了解相关领域热点的肝病专家及研究人员，或是需要实用知识、活跃于临床一线的医务工作者，均能有所裨益。

本期简要回顾了ACLF的宿主遗传机制，总结了学界近年来基于基因组分析及先进技术对ACLF遗传机制认识的重要进展。最后，对本月（2024.09.21-2024.10.20）PubMed 上更新的ACLF相关重要文献进行简评。

关于作者：

中国慢（加急）性肝衰竭联盟（Chinese Acute-on-chronic liver failure Consortium，Ch-CLIF-C）是由上海交通大学附属仁济医院消化内科李海教授牵头，由全国15家三甲医院感染科/肝病中心共同参与成立的肝病科研合作团队，致力于探索慢加急性肝衰竭（ACLF）的发病机制、制定基于高循证等级的乙肝高流行区ACLF诊断标准。目前团队开展了全球已报道入组数最多的ACLF前瞻性多中心队列研究“CATCH LIFE”（Chinese AcuTe-on-CHronic LIver FailurE），包含2个大型队列（入组2600的探索队列与入组1370例的验证队列）。

本期责任编辑

谭文婷

医学博士，硕士生导师，主任技师、副研究员，陆军军医大学西南医院感染科主任助理，英国医学科学院“牛顿国际学者”、英国伦敦大学学院（UCL）博士后。致力于慢性肝病重症化机制及诊断研究，先后主持国家自然科学基金在内的省部级以上课题6项、院校课题4项，作为骨干参与国家科技重大专项、国家自然科学基金重点及“973”课题共5项。在Gut、J Hepatol等本领域专业杂志以第一/通讯作者发表SCI论文17篇、中文论文7篇，参编中文专著1部、英文专著1部、译著4部，获国家发明专利授权8件，研发的新技术获得陆军军医大学二级临床新技术2项。入选英国牛顿国际学者人才计划、获重庆市优秀博士学位论文。目前兼任重庆市医学会临床流行病学和循证医学分会副主任委员、重庆市医学会肝病学分会青年委员会委员、重庆市遗传学会理事。

副责任编辑

张莹

陆军军医大学内科学（传染病学）专业在读直博生，师从陆军军医大学西南医院邓国宏教授，主要研究方向为慢性乙型肝炎的免疫遗传机制。以第一作者和共同第一作者发表SCI论文2篇。

主题述评

慢加急性肝衰竭（acute-on-chronic liver failure，ACLF）是我国及亚太地区肝病患者最主要的危急重症。ACLF是多因素致病的复杂疾病，其中宿主遗传背景也深刻影响其发病、病情进展以及临床转归。

2023年在Gastroenterology上发表的一项前瞻性队列研究探讨了遗传血统和种族与ACLF的关系，通过分析来自7个拉丁美洲国家的44家医院的1274例急性失代偿（AD）肝硬化患者的全面数据，发现在校正社会人口学因素和临床特征之后，基线时具有美洲原住民血统的患者ACLF风险比为1.08（95%CI：1.03-1.13)，美洲原住民罹患ACLF的风险是欧裔美国人的2.57倍（95%CI：1.84-3.58），而非裔美国人与欧裔美国人风险相当^[1]。

近年来，来自全球不同地区的研究者在HBV受体、宿主免疫等方面探讨了ACLF患者的遗传特征。彭亮等发现NTCP基因Ser267Phe变异显著降低慢性HBV感染者发生ACLF的易感性（OR=0.48，P=0.007）^[2]。我们团队前期揭示外周血单个核细胞特异性miRNA（Hsa-miR-16和hsa-let-7a）可能有助于ACLF的发展^[3]。另有研究对HBV相关ACLF患者外周血单个核细胞转录组学分析结果提示CYP19A1、SEMA6B、INHBA、DEFT1P、AZU1和DEFA4这6个基因可能作为HBV-ACLF的生物标志物^[4]。

图1. 不同族裔罹患ACLF的风险差异（引自Farias, et al. Gastroenterology 2023; 165: 696-716）

但遗传因素作用复杂，某一个单一的等位基因变异不足以支撑ACLF临床分型的多样性和复杂性，在全基因组范围内鉴定出ACLF的宿主遗传易感基因有助于更全面地识别和解析ACLF的遗传基础。因此，本课题组展开了对ACLF患者的全基因组关联研究（GWAS），成果分别于2018年和2020年发表在Gut和BMC Medical Genomics杂志上。

我们的研究发现，HLA-DR是全基因组范围内HBV相关ACLF的主要遗传易感位点，HLA-DRB1*1202是HBV-ACLF最显著的风险等位基因，与疾病进展显著相关，而HLA-DR等位限制性CD4 T细胞途径在HBV-ACLF的免疫病理过程中发挥驱动作用^[5]。

为进一步探究ACLF遗传因素全貌，我们进一步挖掘解析了ACLF-GWAS队列拷贝数变异（copy number variations，CNVs），发现在宿主基因组内炎症通路基因的拷贝数变异（gain or loss）可能通过改变表达量的方式，改变宿主的炎症反应，进而影响HBV-ACLF的发生发展^[6]。

2023年一项从meta-GWAS数据库提取的基于欧洲血统人群的细胞因子研究显示，较低的干细胞因子（SCF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）水平和较高的IL-13水平与ACLF风险增加相关，但双样本孟德尔随机化研究并未发现基因预测的ACLF与全身炎症调节因子的表达存在因果关系^[7]。

图2 全基因组关联研究显示HLA-DR基因与HBV-ACLF相关（引自Tan, et al. Gut 2018; 67: 757-766）

尽管GWAS研究有助于理解疾病与遗传相关性，但由于连锁不平衡和多效性的存在，遗传关联可能较为复杂，并在不同人群中存在异质性。另外，东西方ACLF的主要病因完全不同，我国和亚太地区ACLF主要发生于慢性乙肝病毒（HBV）感染者，而欧美人群ACLF的首要病因基础则是酒精性肝硬化，使得ACLF的机制更为复杂。

既往的研究表明，宿主CXCL10^[8]、IL-10^[9]、HLA-DR^[5]、CXCL16^[10]等基因上的遗传变异与慢性HBV感染相关肝衰竭显著相关，显示出HBV介导的特异性免疫损伤，而基于酒精性肝硬化的ACLF以急性肝损伤和脓毒症所致的全身炎症反应为显著特征，主要激发先天免疫损伤，如IL-1基因簇（IL-1β和IL-1ra）、NOD2、MBL和MASP2等基因变异与欧洲人群ACLF发病和预后密切相关^[11,12]。除病因上存在差别外，由于种族和地区的不同，某一基因位点频率在不同人群中也不完全相同，因此其变异在与疾病的关联性上可能存在差异。

目前尚无全球性的ACLF遗传背景研究，为此在研究中纳入不同群体或进行全球GWAS数据整合很有必要，以解决人群异质性问题，提升GWAS研究结果的可转移性和普遍性。但也应认识到，由于ACLF目前仍缺乏统一定义，基于遗传特征的风险预测评分在不同标准定义的ACLF患者中价值参差不齐，此外，GWAS研究也存在一些局限性，如大多数GWAS信号都位于基因组的非编码区域，样本量需求大且很难检测到罕见变异，其发现的最显著的SNP也不一定是真正造成影响的SNP。

综上，在今后研究中可考虑以下几个方面：1）尽量统一ACLF标准，在不同人群进行重复验证研究，构建具有广泛适用性的ACLF预测模型。2）可根据不同病因（HBV相关或酒精相关）、有无肝硬化基础等分亚群进行研究，鉴定出相应人群全基因组范围内ACLF的宿主遗传易感基因谱，再利用GWAS荟萃分析（meta-GWAS）和GWAS巨量分析（mega-GWAS）分别在汇总统计或个体数据层面整合来自多个人群的数据。3）注重后基因组关联分析（Post-GWAS），如基因优先排序、通路分析和基因相关性研究，以识别由遗传变异影响的生物学通路，并关注基因-基因和基因-环境的交互作用。

参考文献：（上下滑动查看更多）

1. Farias AQ, Curto Vilalta A, Momoyo Zitelli P, et al. Genetic Ancestry, Race, and Severity of Acutely Decompensated Cirrhosis in Latin America. Gastroenterology. 2023;165(3):696-716.

2. Peng L, Zhao Q, Li Q, et al. The p.Ser267Phe variant in SLC10A1 is associated with resistance to chronic hepatitis B. Hepatology 2015; 61: 1251-1260

3. Chen W, Yan ZH, Wang YM, Xu BY, Deng GH. Genome-wide microarray-based analysis of miRNAs expression in patients with acute-on-chronic liver failure. Hepatobiliary Pancreat Dis Int. 2014;13(1):32-39.

4. Zhou Q, Ding W, Jiang L, et al. Comparative transcriptome analysis of peripheral blood mononuclear cells in hepatitis B-related acute-on-chronic liver failure. Sci Rep. 2016;6:20759. Published 2016 Feb 10.

5. Tan W, Xia J, Dan Y, et al. Genome-wide association study identiﬁes HLA-DR variants conferring risk of HBV-related acute-on-chronic liver failure. Gut. 2018;67(4):757-766.

6. Sun F, Tan W, Dan Y, Wang X, Guo Y, Deng G. Copy number gain of pro-inflammatory genes in patients with HBV-related acute-on-chronic liver failure. BMC Med Genomics. 2020;13(1):180. Published 2020 Dec 1.

7. Wang S, Zhu H, Pan L, et al. Systemic inflammatory regulators and risk of acute-on-chronic liver failure: A bidirectional mendelian-randomization study. Front Cell Dev Biol. 2023;11:1125233. Published 2023 Jan 19.

8. Deng G, Zhou G, Zhang R, et al. Regulatory polymorphisms in the promoter of CXCL10 gene and disease progression in male hepatitis B virus carriers. Gastroenterology 2008; 134: 716-726

9. Yan Z, Tan W, Zhao W, et al. Regulatory polymorphisms in the IL-10 gene promoter and HBV-related acute liver failure in the Chinese population. J Viral Hepat 2009; 16: 775-783

10. Ajmera V, Huang H, Dao D, et al. Host Genetic Variant in CXCL16 May Be Associated With Hepatitis B Virus-Related Acute Liver Failure. Cell Mol Gastroenterol Hepatol 2019; 7(2): 477-479.e4

11. Alcaraz-Quiles J, Titos E, Casulleras M, et al. Polymorphisms in the IL-1 gene cluster influence systemic inflammation in patients at risk for acute-on-chronic liver failure. Hepatology. 2017;65(1):202-216.

12. Schaapman JJ, Amoros À, van der Reijden JJ, et al. Genetic variants of innate immunity receptors are associated with mortality in cirrhotic patients with bacterial infection. Liver Int. 2020;40(3):646-653.

近1月ACLF的研究统计及简评

2024.09.21-2024.10.20在PubMed 上共在线发表关于ACLF相关文献共23篇，涉及诊断及预后、治疗、与发病机制，具体分布见下图。

Liu T, Wu G, Gudd CLC, et al. Cis-interaction between CD52 and T cell receptor complex interferes with CD4+ T cell activation in acute decompensation of cirrhosis. EBioMedicine. 2024; 108: 105336. doi:10.1016/j.ebiom.2024.105336. （IF=9.7）

简述：本研究旨在探讨CD52对肝硬化急性失代偿患者外周血CD4⁺T细胞的作用。本研究招募了49名肝硬化患者，包括急性失代偿（AD，n=28，包括伴或不伴有器官衰竭的急性失代偿患者）和慢性失代偿肝硬化（CD，n=21，包括需要再入院的不稳定失代偿肝硬化和需要选择性手术的稳定失代偿肝硬化），并选取17名健康志愿者作为对照，先检测各组CD52表达情况，再利用邻位标记技术、荧光共振能量转移（FRET）和AlphaFold蛋白质折叠预测分析等手段找寻与CD52相互作用的膜配体，最后采用CRISPR-Cas9基因编辑系统敲低CD4⁺T细胞CD52的表达，以研究CD52缺失对T细胞的影响。

结果：与对照组和CD组相比，AD患者外周血CD4⁺T细胞CD52中位荧光强度（MFI）和mRNA表达显著上调。在AD和CD组中，CD4⁺T细胞中的CD52 MFI与MELD-Na评分呈正相关。AD组存活者CD4⁺T细胞中的CD52 MFI显著低于入院后90天内死亡或接受肝移植的患者，而培养结果阳性的感染者CD4⁺T细胞中的CD52 MFI显著高于培养阴性者，且与C反应蛋白水平相关（P均<0.05）。AD患者CD4⁺T细胞上CD52与CD4、TCRβ、CD3ε胞外结构域之间存在顺式相互作用。CD52敲除CD4⁺T细胞在CEFT病毒肽刺激下HLA-DR、CD25和CD40L的表达上升，IFN-γ和IL-2分泌增加（P均<0.05），而加入重组CD52可逆转此效应。CD52敲除CD4⁺T细胞增殖、分裂和扩增指数也明显升高（P<0.01）。

简评：免疫功能障碍是肝硬化急性失代偿患者感染率高的原因之一。本研究表明，AD患者CD4⁺T细胞中上调的CD52通过与T细胞受体顺式相互作用干扰TCR信号传导，从而抑制抗原特异性T细胞反应，导致这些患者对感染的易感性。目前靶向CD52的单克隆抗体阿仑单抗可致T淋巴细胞减少而增加感染风险，为此，开发一种新的靶向CD52的抗体而不消耗T细胞可能是免疫治疗预防肝硬化患者继发感染的潜在方向。然而，本研究只进行了体外细胞实验，可进一步利用动物模型进行体内实验验证。此外，本研究样本量较少，且纳入的多为酒精性肝硬化患者，未来可扩大样本量，并在感染性疾病队列（如HBV相关肝硬化或脓毒症患者）中进一步研究CD52的免疫调节作用。

Verma N, Roy A, Valsan A, et al. Liver Dysfunction and Systemic Inflammation Drive Organ Failures in Acute Decompensation of Cirrhosis: A Multi-Centric Study. Am J Gastroenterol. Published online October 4, 2024. doi:10.14309/ajg.0000000000003115（IF=8.0）

简述：本研究通过对印度多中心625例急性失代偿（AD）患者（基于EASL标准诊断）在住院不同时间点的病情发展轨迹进行前瞻性分析，兼顾最优性能和简化原则，成功构建并验证了一种基于3项变量的院内ACLF预测模型：PRE-ACLF模型，即ACLF发生概率P=1/1+e^-Z，z=[1.912+0.768log（胆红素mg/dL）+0.551log（白细胞计数/mm³）-0.075×（血钠 mEq/L）]，该模型显著提升了对院内AD患者发展为ACLF的预测能力，其AUC在开发队列和验证队列分别为0.71和0.82，均超越了现有的MELD 3.0及CLIF-C AD评分体系。此外，为平衡AD诱因在开发和验证队列中的不一致性，对模型进行重调后得到z=[-8.442+0.592log（胆红素mg/dl）+0.030log（白细胞计数/mm³）-0.043×（血钠mEq/L）]+1.634×1（若为酒精相关性肝炎），总体AUC为0.82。最后，研究者基于两个分层的关键因素（诱因和MELD评分）分亚组进一步验证了PRE-ACLF模型的预测效能和稳定性。

简评：该研究首次描述了住院期间AD发展为ACLF的关键因素，基于胆红素、白细胞计数和血钠等易获得的参数生成预测模型，有利于早期确定最需要监测和干预治疗的患者。但本模型的公式复杂，不利于简易快速得到结果，可能需要建立一个基于Web或基于移动端的小程序来实现便捷性。另外，该模型预测的是ACLF概率，那么临床需要响应的概率阈值、以及基于阈值和等级的响应措施等有待探讨。

Li ZW, Tu S, Yu X, et al. Hepatic and extrahepatic metabolic modulation in hbv-related decompensated cirrhosis and acute-on-chronic liver failure. Virulence. 2024; 15(1): 2404953. doi:10.1080/21505594.2024.2404953. （IF=5.5）

简述：本研究旨在捕获HBV感染时肝内和肝外环境中与失代偿期肝硬化（DC）-慢加急性肝衰竭（ACLF）相关的代谢变化，并评估肝脏和全身代谢调节与HBV-DC/ACLF发病机制的关联性。为此，本研究连续招募了30例HBV相关DC患者和30例HBV相关ACLF患者（COSSH标准），对照组为同期入院的30例无基础慢性肝病患者，分别收集三组人群肝静脉（Hep）、门静脉（Port）和外周静脉（Peri）血清代谢物进行代谢组学分析，另各采集10例肝组织样本进行RNA测序和液相色谱-质谱(LC-MS)分析。最后，利用THP-1巨噬细胞模型初步研究了氧化脂质对激发免疫炎症反应的作用。

结果：肝组织RNA测序和LC-MS联合分析显示，HBV-ACLF/DC患者中心能量途径、戊糖途径、氨基酸和嘧啶代谢降低。与DC相比，HBV-ACLF与糖酵解、氨基酸、甘油酯、类固醇和胆汁酸代谢相关的基因下调更显著。DC/ACLF患者门静脉和肝静脉代谢组具有较高的一致性，与对照组相比，DC/ACLF患者肝内β-氧化受损（酰基肉碱和脂肪酸酰胺Hep/Port比值较高）、血红素和胆汁酸代谢失调（葡萄糖醛酸胆红素Hep/Port比值较低，而血卟啉、胆红素和胆汁酸比值较高）。与对照组相比，DC/ACLF患者色氨酸等微生物代谢物Port/Peri比值较高，而主要结合胆汁酸的比值较低。相较DC患者，ACLF患者炎性氧化脂质Peri/Hep比值更高。ACLF 1级患者外周血氧化脂质谱显著升高，但在大多数2-3级ACLF患者中下降。血栓素B2、花生四烯酸中间体单独或与LPS协同刺激下能增强THP-1细胞炎症反应。

简评：既往研究表明ACLF的发病机制与复杂的代谢调节密切相关，但多限于分析外周血样本代谢组学变化，DC-ACLF进展过程中肝内和肝外环境特异性代谢重编程有待进一步阐明。本研究巧妙利用代谢物在出肝血流（肝静脉）与入肝血流（门静脉）之间、外周血与出肝血流（肝静脉）之间、入肝血流（门静脉）与外周血之间的差异分别反映肝脏代谢状况、肝外代谢事件以及受肠道微生物组影响的肝前代谢改变，从代谢组学角度揭示肝脏功能障碍、系统性炎症以及肠道菌群失调在ACLF/DC发展中的协同作用，为未来研究ACLF/DC致病过程中的代谢调节机制和探寻反映ACLF/DC疗效的代谢标志物提供数据基础。但本研究样本量有限，且仅研究了氧化脂质对巨噬细胞炎性反应的影响，未来可扩大样本量，并进一步研究ACLF相关代谢产物对其他免疫细胞增殖、分化和效应发挥的作用。

Burke L, Bernal W, Pirani T, et al. Plasma exchange does not improve overall survival in patients with acute liver failure in a real world cohort. J Hepatol. Published online October 1, 2024. doi:10.1016/j.jhep.2024.09.034. （IF=26.8）

简述：本研究通过对英国7家三级肝移植中心378例入住ICU的急性肝衰竭（ALF）患者（EASL标准）展开回顾性真实世界研究，比较了在入院期间接受了至少一次血浆置换（PEX）治疗的患者和只接受标准药物治疗（SMT）的患者疗效和预后的差异，进而评估PEX在ALF治疗中的价值。结果显示，纳入患者的中位年龄为36岁（IQR：28-48岁），其中64%为女性，61%患者为扑热息痛所致ALF，共120人接受了PEX治疗。与仅接受SMT的患者相比，PEX组患者需要器官支持的比例和使用去甲肾上腺素平均剂量更高，乳酸、INR、SOFA评分也更高。除胆红素和白细胞计数外，PEX治疗后患者的所有生理和生化参数均有显著改善，对血管活性药物的需求下降。在使用PEX治疗ALF的单位，PEX的使用和年龄增长、扑热息痛病因、达到国王学院标准（KCC）、接受更高剂量的去甲肾上腺素和更高的MELD评分有关。运用倾向评分匹配年龄、病因、KCC状态、移植状态、SOFA评分和去甲肾上腺素剂量后，PEX组和SMT组在总生存率、无移植生存（TFS）和住院时间方面差异无统计学意义。Logistic回归分析显示，TFS与年龄（OR 1.05）、KCC状态（OR 2.80）和pH（OR 0.01）相关，但与PEX不相关。

简评：该研究为迄今为止规模最大的PEX治疗ALF的随机对照试验，结果虽未显示出PEX相较标准治疗组的生存益处，但发现它可以作为血流动力学不稳定的ALF患者有效的辅助治疗手段。但该研究也存在几点不足，作为回顾性多中心研究，各中心在患者管理、抗生素使用、PEX剂量和置换液选择等方面均没有标准化，倾向匹配和多因素逻辑回归模型也可能漏掉潜在的混杂因素，难以完全平衡PEX组和SMT组的基线差异。此外，本队列大多数为扑热息痛所致的ALF患者，对于PEX在其他病因所致ALF中的作用有待进一步验证。未来可开展相关前瞻性研究，以规范PEX在ALF患者中的适应证和指导实际应用。

各研究中心PI

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往/期/回/顾

2024年慢加急性肝衰竭主题月评：

◆贫血与住院肝硬化患者死亡风险的关系

◆sTREM-1作为生物指标预测肝硬化急性失代偿患者短期预后的效果

◆AST/ALT比值与慢性肝病急性加重患者90天不良结局的关系

◆慢加急肝衰竭的定义及相关诊断标准——东方视角

◆慢加急性肝病的临床特征

◆慢加急性肝衰竭前期（pre-ACLF）和其他不同病程的急性失代偿期肝硬化

◆乙肝相关慢加急性肝衰竭循环微生物组的特征分析

◆肝脏体积在乙肝相关慢加急性肝衰竭中的预测作用