综述：成纤维细胞激活蛋白-α在肝纤维化与肝癌发生中的作用：基质重塑、分子影像与诊疗一体化靶向

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Fibroblast activation protein-α in liver fibrosis and hepatocarcinogenesis: Stromal remodeling, molecular imaging, and theranostic targeting

　　

肝纤维化将慢性肝损伤与肝硬化、肝功能失代偿及肝细胞癌(HCC)联系起来，而目前的无创检测主要评估纤维化负荷，未能完全捕捉活跃的基质生物学。成纤维细胞激活蛋白-α(FAPα)是一种富集于活化肝星状细胞(HSCs)、肌成纤维细胞和肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的细胞表面丝氨酸蛋白酶，由于其细胞外可及性以及与基于配体的成像、蛋白酶激活药物递送、放射性核素治疗和细胞治疗平台的兼容性，是一个具有生物学信息价值且药理学上可调控的基质靶点。本综述评估FAPα作为横跨纤维化-HCC连续体的候选可成药基质枢纽，同时区分FAPα表达、酶活性、FAPI示踪剂摄取和因果生物学功能。研究人员总结了其膜拓扑结构、二聚化、催化口袋、二肽基肽酶和内肽酶活性，以及在S9B丝氨酸蛋白酶亚家族中选择性靶向的结构基础。研究人员讨论了慢性肝损伤诱导的FAPα阳性HSC程序、细胞外基质(ECM)重塑、整合素介导的机械转导以及巨噬细胞-基质炎症放大。在纤维化-肝硬化-HCC界面，FAPα阳性CAF状态与空间肿瘤结构、免疫排斥和治疗抵抗相关，并在特定实验模型中有因果贡献。研究人员进一步评估了组织分析、研究性FAPα响应磁共振成像(MRI)、早期临床成纤维细胞激活蛋白抑制剂(FAPI)正电子发射断层成像(PET)、荧光引导手术、直接酶抑制、FAPα/整合素共靶向、蛋白酶激活前药、靶向纳米药物、放射性配体诊疗一体化、抗FAP细胞治疗以及与免疫治疗或抗血管生成治疗的联合策略。总体而言，FAPα是一个证据阶段依赖的基质靶点，可用于机制分层、分子影像和治疗开发；预防HCC和降低复发率仍是需要前瞻性验证的假设。

1. 引言

肝纤维化是慢性肝损伤后的伤口愈合反应，其生物学意义超出瘢痕沉积本身。纤维化肝脏包含活化间充质细胞、重塑的细胞外基质(ECM)、改变的窦周血流、炎症免疫龛及上皮再生压力，为肝硬化和肝细胞癌(HCC)创造允许性微环境。血清学指标、弹性成像和常规影像主要用于风险分层，却往往测量后果而非活跃生物学。成纤维细胞激活蛋白-α(FAPα)是一种II型跨膜丝氨酸蛋白酶，在活化肝星状细胞(HSCs)、肌成纤维细胞及肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)中诱导表达，其胞外结构域可被小分子配体结合、切割设计底物、激活前药、蓄积成像示踪剂并作为细胞治疗抗原，因此成为跨越纤维化-HCC连续体的候选基质靶点。本综述围绕五个核心问题展开：FAPα的结构生化特性、在HSC活化与ECM重塑中的作用、在纤维化向HCC转化中的角色、诊断与影像应用价值，以及治疗策略。作者强调"FAP-rich HCC"为描述性术语，目前尚无统一验证的组织学或PET截断值。

1.1 文献检索与证据评估

作者在PubMed/MEDLINE和Europe PMC中进行目标性叙述性文献检索，检索时间截至2026年8月9日，优先纳入肝脏特异性机制与临床研究；肝外证据仅在缺乏肝脏证据时纳入并注明为外推性；评估转化成熟度时临床证据优先于临床前证据。本文为叙述性综述而非系统综述或荟萃分析。

2. FAPα的分子结构与生化药理学

2.1 结构拓扑、二聚化与催化口袋

FAPα由FAP基因编码，为II型跨膜糖蛋白，含短胞内N端、单一跨膜段及含催化结构域的胞外域。胞外域由β-螺旋桨区和α/β-水解酶催化域构成，以同源二聚体形式发挥催化功能，催化三联体通常定位于丝氨酸、天冬氨酸和组氨酸残基。FAPα属于S9脯氨酰寡肽酶家族的S9B丝氨酸蛋白酶亚家族，与二肽基肽酶4(DPP4)、DPP8和DPP9结构相关，故选择性设计需考虑口袋形状、底物通道尺寸、疏水接触及共价/可逆结合化学。催化域的胞外定位使小分子、肽、抗体、纳米颗粒和细胞治疗均可作用于同一分子靶点。FAPI示踪剂信号取决于配体亲和力、可及FAPα丰度、组织递送与灌注、非特异性分布、滞留和清除，不应直接等同于FAPα酶活性。

2.2 双重酶活性与ECM重塑中的底物逻辑

FAPα兼具二肽基肽酶和内肽酶活性，可切割含脯氨酸基序的底物。在纤维化肝脏中，ECM是信号平台，FAPα通过修饰局部底物库并与整合素、基质金属蛋白酶和转化生长因子-β(TGF-β)通路协同，改变基质组织、硬度及配体呈递，从而影响HSC的整合素感知与收缩表型。这一特性使FAPα在急性修复与慢性病理重塑中发挥情境依赖作用。底物逻辑对药物开发的意义在于：抑制剂需评估其对ECM结构和HSC行为的影响；前药需验证在纤维化组织中的切割特异性及血液稳定性；影像配体应视为活跃基质重塑的标志而非总瘢痕的标记。

2.3 FAPα表达调控与药效团设计逻辑

FAPα表达受TGF-β、白细胞介素-17A(IL-17A)、信号转导与转录激活因子3(STAT3)、缺氧、氧化应激、血小板衍生生长因子(PDGF)及代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)中脂质应激等信号汇聚诱导。不同疾病阶段FAPα阳性细胞的分布与生物学信息不同。药效团设计应区分三种用途：直接抑制（优化选择性与作用持续时间）、靶向定位（优化靶本比与清除）和蛋白酶激活（优化切割特异性和载荷约束）。

2.4 生理表达、稳态功能与安全性

FAPα在多数静息成人组织中低表达，但在胚胎间充质、妊娠子宫和伤口愈合部位有表达。Fap敲除小鼠可存活且有生育能力，无明显发育异常；FAP参与骨骼稳态，其缺失可增加骨形成。实验性清除FAPα阳性细胞可导致骨骼肌丢失、B淋巴细胞生成和红细胞生成减少及恶病质，提示催化抑制、配体导向递送与细胞耗竭在安全性上不可等同对待。

3. FAPα与肝纤维化发生

3.1 慢性肝损伤下的FAPα阳性HSC活化

静息HSCs储存维甲酸并维持窦周稳态；持续损伤促使其丢失脂滴、获得收缩性肌成纤维细胞表型，上调α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、I型胶原α1链(COL1A1)、血小板衍生生长因子受体-β(PDGFRβ)和periostin。FAPα出现于该活化基质程序中，是表面可及的蛋白酶相关活化标志，但与α-SMA等的重叠不完整且依赖情境。在MASH背景下，脂毒性肝细胞通过细胞外囊泡和炎性因子激活巨噬细胞与HSCs，FAPα阳性HSC在无法消退的修复尝试中持续存在。

3.2 新兴的FAPα–整合素α_vβ1信号

近期研究基于TGF-β1刺激的LX-2细胞、CCl₄诱导小鼠纤维化模型及多组学分析，报道FAPα与整合素α_vβ1协同调节HSC活化，双重抑制较单一干预产生更强抗纤维化效应，并涉及GPC3/FGF21相关信号及下游PI3K/AKT活性。但该机制主要来自永生化人HSC系和小鼠毒素模型，需在原代人HSCs及人纤维化肝脏中独立验证。基质硬度通过整合素、ROCK、YAP/TAZ和TGF-β活化形成正反馈，FAPα可能通过细胞表面ECM重塑维持该循环。

3.3 纤维炎症放大与巨噬细胞-基质串话

纤维化发生源于活化HSCs与炎性细胞的相互强化。巨噬细胞支持活化HSC存活，而活化HSCs通过趋化因子和基质相关信号招募并塑造巨噬细胞。FAPα依赖的基质重塑可暴露生物活性ECM片段或改变硬度信号。肝脏直接研究显示FAPα扰动可改变巨噬细胞活化和纤维化结局，支持FAPα在纤维炎症网络中的功能贡献。治疗策略需明确目标是清除、抑制、重编程还是利用FAPα阳性细胞作为递送门户。

3.4 标志物与因果介质：证据等级

人组织免疫组化、转录组和空间研究主要提供描述性或相关性证据；FAPI-PET反映配体可及的FAP丰度而非催化活性。因果证据来自实验干预：FAP药理学抑制或沉默在肝模型中减弱巨噬细胞活化、HSC活化和纤维化，但尚无前瞻性人体证据表明选择性FAPα抑制改变纤维化进展、HCC发生或治疗抵抗。因此本综述在描述人源相关性证据时使用"相关"或"标志"，仅将"促进"、"介导"等因果语言用于干预支持的情境。

4. FAPα在纤维化-肝硬化-HCC界面

4.1 FAPα阳性纤维化龛作为癌前土壤

纤维化龛通过结构扭曲、ECM硬度、氧化损伤、反复细胞死亡、代偿性增殖、血管重塑和免疫失调构成癌前土壤。实验HCC系统显示基质硬度可改变整合素信号及YAP相关程序，但FAPα本身驱动癌前肝细胞转化的直接人源证据仍有限。FAPα影像能否预测HCC发生、FAPα抑制能否降低HCC发生率，均缺乏前瞻性证据，预防应作为未来临床终点而非既定疗效。

4.2 HCC中FAPα阳性CAF的空间异质性

多组学和空间分析显示HCC中FAPα生物学由纤维化中心程序转向肿瘤基质程序。Cheng等人鉴定出两种成纤维细胞状态：CAF-FAP富集于瘤内炎症枢纽并与CD8_PDCD1 T细胞空间邻近，其丰度与不良预后相关；CAF-C7为C7/PDGFRA富集的边缘相关状态，与含SPP1阳性巨噬细胞的伤口愈合枢纽相关。在原位HCC模型中，CAF-FAP抑制联合抗PD-1较任一单药产生更强肿瘤消退。多数关于FAPα表达、免疫排斥和治疗抵抗之间关联的数据在人体样本中仍属相关性证据。

4.3 FAPα阳性CAF在免疫逃逸、治疗抵抗与癌症预防中的意义

FAPα阳性CAF状态通过改变基质结构和空间免疫组织与免疫逃逸相关，但因果证据等级不均；人HCC数据主要建立关联而非证明FAPα酶活性直接导致免疫排斥。FAPα富集基质可能损害免疫渗透并参与耐药，但缺乏FAPα抑制逆转抗VEGF或酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药的直接临床证据。FAPα靶向联合VEGF阻断在HCC中仍属前瞻性组合假设；抗纤维化获益、HCC预防和复发降低需分别设立前瞻性终点。

5. 诊断、预后与研究性伴随诊断价值

5.1 组织与多组学评估

免疫组化可定位FAPα于纤维化间隔、活化HSC区域、肿瘤基质及肿瘤-肝脏界面，但应结合α-SMA、COL1A1、PDGFRβ、periostin、LRRC15及免疫标志物综合判读。单细胞RNA测序(scRNA-seq)、空间转录组学、空间蛋白质组学和多重免疫荧光可定义FAPα阳性亚群及其与免疫细胞的空间关系。临床转化需标准化抗体克隆、评分方法、采样区域和阈值，并区分细胞密度、染色强度、空间富集、转录丰度、酶活性或FAPI摄取等不同读出。

5.2 FAPα响应MRI与FAPI-PET无创纤维化分级

FAPα激活的MRI纳米探针在动物纤维化模型和人肝标本中显示探针激活与纤维化严重程度相关，目前仍属临床前/离体人组织概念验证。FAPI-PET早期临床研究显示肝脏摄取与纤维化严重程度相关，但摄取受靶点丰度、递送、滞留和清除影响，不应自动等同于FAPα酶活性或活跃纤维化。MRI与PET/磁共振成像(PET/MRI)可作为互补工具，影像终点需与组织和临床结局验证后方可作为替代终点。

5.3 HCC中的FAPα靶向影像

FAPI-PET在试点和回顾性研究中可检测HCC病灶并补充常规影像；"FAPα高"或"FAPI高摄取"HCC应使用预设的检测和示踪剂特异性阈值定义。FAP靶向荧光引导手术在HCC中属临床前/早期转化。FAPα影像用于药效学监测和复发预测仍处研究阶段，尚无前瞻性证据支持FAP影像作为HCC复发预测指标。

6. FAPα的药理与诊疗一体化靶向

6.1 直接酶抑制与FAPα/整合素α_vβ1双重靶向

选择性小分子抑制剂可阻断FAPα催化口袋，但需考虑对DPP4、DPP8和DPP9的选择性。实验肝模型中FAP抑制可减弱HSC活化、巨噬细胞相关炎症和纤维化，但不能据此确定单药可逆转人肝纤维化。整合素α_vβ1双重靶向需在原代细胞、多种病因及人纤维化组织中复制验证。该策略的主要限制是安全性，需通过肝脏定向递送、间歇给药和影像引导患者选择进行前瞻性验证