華支睪吸蟲與肝/膽癌發(fā)病機(jī)制

程艷潔(綜述),姚麗君(審校)

無論是機(jī)體自然發(fā)生的腫瘤,還是條件誘發(fā)的腫瘤,其病因有多因素、多步驟、多階段的特點(diǎn),是一個(gè)漫長復(fù)雜的作用過程,寄生蟲感染致瘤也不例外,是多因素多階段發(fā)展的結(jié)果〔1〕。膽管癌也是在丙型肝炎病毒HCV感染、膽石癥等基礎(chǔ)上合并多種因素如癌癥相關(guān)基因 P16、環(huán)氧酶-2〔2〕作用、多階段〔3〕發(fā)展的結(jié)果。流行病學(xué)調(diào)查華支睪吸蟲流行疫區(qū)(四川、珠江三角洲及東南亞地區(qū)),發(fā)現(xiàn)膽管癌發(fā)生率較高,推測肝吸蟲感染可能是其病因之一,而且在華支睪吸蟲流行區(qū),膽管癌變在肝細(xì)胞癌的演變中也起著很重要的作用〔4〕。

1 華支睪吸蟲致癌假說及理論依據(jù)

流行病學(xué)調(diào)查表明華支睪吸蟲終宿主貓、狗、豬等有不同的攜帶率〔5〕,而人感染后根據(jù)個(gè)體的情況將有不同的表現(xiàn)。早期或輕度感染可無明顯病理變化,感染較重時(shí),膽管可發(fā)生囊狀或圓柱狀擴(kuò)張,管壁增厚,周圍有纖維組織增生。嚴(yán)重感染時(shí),管腔內(nèi)充滿華支睪吸蟲和淤積的膽汁,鏡檢可見膽管上皮細(xì)胞增生重疊,形成腺瘤樣組織,向腔內(nèi)突起,管壁內(nèi)凹凸不平,并可有憩室形成。慢性感染可有大量的結(jié)締纖維組織增生,附近的肝實(shí)質(zhì)可見明顯萎縮膽道分泌糖蛋白的增多并附著于蟲卵表面作為結(jié)石核心起支架和粘附劑作用促進(jìn)膽紅素鈣的沉積最后導(dǎo)致色素類結(jié)石(即肝內(nèi)多發(fā)性結(jié)石)的出現(xiàn)〔6〕。嚴(yán)重感染的病例,肝細(xì)胞可有變性壞死。華支睪吸蟲在人體膽管內(nèi)最終能否引起癌變長期有爭議,但近年動物研究表明,在華支睪吸蟲感染而引起的上皮腺瘤樣增生的基礎(chǔ)上可以出現(xiàn)癌變,最后并發(fā)肝膽管癌〔7〕。

通過了解自然狀態(tài)下感染華支睪吸蟲的218只貓現(xiàn)狀及該病對肝臟/膽管及生理生化指標(biāo)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)8只貓的肝臟表面有明顯的黃豆粒大小的腫瘤;205只貓肝臟質(zhì)地變硬,結(jié)締組織增生;25只貓肝膿腫,肝色較黃,小葉結(jié)構(gòu)模糊;118只貓膽管內(nèi)上皮細(xì)胞增生,血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶顯著升高(P＜0.05),華支睪吸蟲對肝臟/膽管及膽囊造成了嚴(yán)重傷害,很可能是肝癌/膽管癌的誘因之一。華支睪吸蟲對自然感染動物模型貓肝臟/膽管及生理生化指標(biāo)的影響通過解剖及病理切片發(fā)現(xiàn)華支睪吸蟲病對肝臟/膽管和膽囊的損傷非常嚴(yán)重,除了上皮增生外,還發(fā)現(xiàn)有些組織已經(jīng)結(jié)締化,并有癌變的趨勢。近年來也有學(xué)者推測,華支睪吸蟲和膽管癌/肝癌有密切關(guān)系的假說〔8〕。有關(guān)華支睪吸蟲誘發(fā)肝癌/膽管癌的機(jī)理,目前還沒有定論,可能是華支睪吸蟲在長期的進(jìn)化過程中獲得了與宿主相近的一些功能基因,這些基因具有調(diào)控細(xì)胞生長發(fā)育的功能,它們作用于膽管上皮細(xì)胞和肝細(xì)胞,表現(xiàn)出與促癌或抑癌基因類似的調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞生長發(fā)育的活性,從而誘導(dǎo)或調(diào)節(jié)膽管上皮細(xì)胞和肝細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化〔9〕,這些假說還有待于進(jìn)一步深入研究探討。在研究華支睪吸蟲病與原發(fā)性肝/膽管癌關(guān)系時(shí),利用華支睪吸蟲誘發(fā)肝膽管癌成功,雖然沒有后人重復(fù),但從自然感染的貓模型上進(jìn)一步說明了華支睪吸蟲與肝癌/膽管癌的密切關(guān)系,一些尸檢及病例報(bào)道從另一方面證實(shí)了這種假說。

朱師晦〔10〕等(1982)報(bào)道經(jīng)尸檢證實(shí)的8例膽管癌中有華支睪吸蟲感染,而108例肝細(xì)胞癌中有華支睪吸蟲感染。其誘因是因?yàn)橄x體和蟲卵的機(jī)械刺激、代謝產(chǎn)物的作用、所致膽管上皮細(xì)胞呈腺瘤樣增生,以致間變成癌,這一病理變化在動物實(shí)驗(yàn)體內(nèi)也得到證實(shí)〔11〕。丘福禧〔12〕等報(bào)道廣州市華支睪吸蟲共存病中,有本蟲感染的10480例中患原發(fā)性肝癌者為0.35%;而對照組87 639例中患肝癌者僅有0.05%。侯寶璋報(bào)道香港200例原發(fā)性肝癌中有華支睪吸蟲感染者46例(23%),進(jìn)一步證實(shí)華支睪吸蟲與原發(fā)性肝癌有密切關(guān)系的假說。

泰國Thamavit〔13〕等早在 20世紀(jì)80年代的三次實(shí)驗(yàn)報(bào)告中證實(shí)華支睪吸蟲感染基礎(chǔ)上藥物干預(yù)更易誘發(fā)癌變。國外 Koo〔14〕報(bào)道3例少見的粘液表皮樣膽管癌同時(shí)存在肝吸蟲,指出該類膽管癌的發(fā)生可能與肝吸蟲病有關(guān)。韓國學(xué)者LeeWJ〔15〕、美國 Thuluvath〔16〕也研究認(rèn)為肝吸蟲是膽管癌的重要誘因,國內(nèi)王友順報(bào)道肝吸蟲病合并膽管癌發(fā)生率明顯高于非感染人群〔17〕。

2 華支睪吸蟲感染引起的肝/膽病理生理學(xué)變化

原發(fā)性肝癌/膽管癌的病因和機(jī)制尚未完全肯定,可能與病毒感染等多種因素綜合作用相關(guān),我國膽管癌多有結(jié)石病變基礎(chǔ)。但就華支睪吸蟲感染后作用而言其主要可能與長期刺激膽管上皮增生而產(chǎn)生膽管細(xì)胞癌。研究表明,華支睪吸蟲寄生在膽管內(nèi),蟲體及代謝物,感染等引起膽管機(jī)械和化學(xué)刺激,誘發(fā)膽管上皮增生和腺瘤的發(fā)生。肝吸蟲感染后誘發(fā)膽管癌是一個(gè)長期慢性的病程,從膽道肝吸蟲感染到膽管癌確診,平均潛伏期長達(dá)15年,其作用機(jī)制可能與提高機(jī)體對致癌因素的敏感閾有關(guān),Tesana〔18〕發(fā)現(xiàn)敘利亞金田鼠經(jīng)麝貓后睪吸蟲注射后,誘變劑亞劑量作用就可癌變,可能是吸蟲的初級抗原誘發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)而加速了腫瘤的生長。華支睪成蟲主要寄生終宿主肝內(nèi)二級以上分支膽管內(nèi),成蟲的機(jī)械刺激和代謝產(chǎn)物是致病主要因素。人體感染后由于華支睪吸蟲抗原的刺激,機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性IgG作用于肝內(nèi)膽管的同時(shí)也使鄰近肝細(xì)胞發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),不斷產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物(Lipoxygenase LPO),脂質(zhì)過氧化物L(fēng)PO的分解產(chǎn)物引起肝細(xì)胞損傷,導(dǎo)致肝功能改變,隨著肝細(xì)胞的損傷,外周血中LPO的含量逐漸增多,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)活性降低,肝清除過氧化氫H2O2的能力下降,加重了脂質(zhì)過氧化作用,形成惡性循環(huán)。

3 華支睪吸蟲感染引起免疫病理及刺激分泌細(xì)胞因子的作用

寄生蟲與宿主之間共進(jìn)化過程逐漸建立二者之間免疫學(xué)平衡,寄生蟲的致病性與宿主的易感性和抵抗力有密切的關(guān)系,寄生蟲的多樣性導(dǎo)致免疫應(yīng)答的多樣性,蟲體感染激活Th1同時(shí)也激活Th2,而后者產(chǎn)生的細(xì)胞因子IL-4、IL-5及 IL-6可抑制IFN激活巨噬細(xì)胞的免疫活性,加重感染擴(kuò)散,加重機(jī)體損害。吸蟲感染中,細(xì)胞因子IL-2、IL-5參與介導(dǎo)結(jié)節(jié)形成和纖維化,細(xì)胞因子可在局部介導(dǎo)免疫病理損害,過量的TNF、IL-1對血管內(nèi)皮也造成損害,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附,使感染惡化,機(jī)體損害加重。同時(shí)INF-γ可導(dǎo)致NO產(chǎn)生,引起另一途徑機(jī)體損害。吸蟲感染后持續(xù)的幼蟲移行,可引起持續(xù)的高度嗜酸性粒細(xì)胞反應(yīng),短暫移行可引起短暫的嗜酸性粒細(xì)胞增多,而慢性嗜酸性粒細(xì)胞增多可引起宿主持續(xù)的組織炎癥反應(yīng)。而這些免疫病理反應(yīng)將可能參與癌變途徑,分泌的細(xì)胞因子也可能參與癌變機(jī)制的調(diào)節(jié)。

4 多種因素結(jié)合的復(fù)雜致癌機(jī)制

在動物實(shí)驗(yàn)中,華支睪吸蟲感染作為肝膽致癌的機(jī)制可能有兩個(gè)方面:①致癌物質(zhì)投予時(shí)已有寄生蟲所致細(xì)胞壞死以及細(xì)胞增生,后者起了啟動作用。致癌物質(zhì)使細(xì)胞DNA發(fā)生損傷而發(fā)生癌的機(jī)制中,只有DNA損傷固定于細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)生基因變異、重組和轉(zhuǎn)位而引起癌基因被激活。在DNA損傷固定中,細(xì)胞增生是絕對必要的。由于生理?xiàng)l件下幾乎無肝細(xì)胞增生,但采取適當(dāng)方法,例如肝部分切除或予致肝壞死物質(zhì)以誘發(fā)肝再生,即在發(fā)生肝細(xì)胞增生的條件下投予哪怕是小量的致癌物質(zhì),也可以發(fā)揮啟動作用。②寄生蟲引起慢性細(xì)胞壞死和再生,從而對腫瘤發(fā)生具有促進(jìn)作用。慢性持續(xù)的炎癥壞死反應(yīng)以及繼之而來的細(xì)胞增生,也可能非特異性地對肝癌發(fā)生起促進(jìn)作用〔19〕。華支睪吸蟲感染相關(guān)性膽管癌的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過程,包括多種可能機(jī)制,根據(jù)已有的證據(jù)可能的發(fā)病機(jī)理概括如下:

4.1 膽管上皮細(xì)胞的超常增生和長期暴露于致癌物中 華支睪吸蟲成蟲主要寄生在肝膽管內(nèi),蟲體和蟲卵長期慢性機(jī)械刺激及代謝產(chǎn)物作用引起膽管上皮細(xì)胞脫落,膽管壁及周圍組織淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞浸潤,膽管上皮腺瘤樣增生,管壁結(jié)締組織增生。增生的細(xì)胞對致癌物敏感,在活躍的細(xì)胞增殖過程中,致癌物容易導(dǎo)致DNA的損傷。若損傷的DNA包括細(xì)胞周期控制因子,就會形成腫瘤,而華支睪吸蟲感染也會增加內(nèi)源性的亞硝基化作用,而后者也從另一方面參與癌變進(jìn)程。

4.2 內(nèi)源性致癌物形成增加 動物和人體感染華支睪吸蟲可引起內(nèi)源性的亞硝基化作用〔20〕。有研究報(bào)道感染華支睪吸蟲的倉鼠,該吸蟲寄生的膽管周圍炎癥區(qū)域巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞內(nèi)的一氧化氮合酶被活化,與對照組相比被感染的倉鼠體內(nèi)一氧化氮合酶的活性增加了2倍。該酶隨后會增加硫代脯氨酸的內(nèi)源性亞硝基化。從理論上講,高濃度的NO可產(chǎn)生細(xì)胞毒作用以及誘變效應(yīng)。此外,過多的NO在膽管癌的起始及發(fā)展過程中也發(fā)揮作用。在一項(xiàng)控制飲食(低亞硝酸鹽)的研究中,華支睪吸蟲病患者與對照組相比,華支睪吸蟲感染者增加了內(nèi)源性NO和亞硝基化合物的產(chǎn)生,表現(xiàn)為血漿和尿液中的硝酸鹽、唾液中的亞硝酸鹽濃度增加,脯氨酸和硫代脯氨酸的亞硝基化。腸胃外NO的氧化形成亞硝基化因子與胺反應(yīng),產(chǎn)生亞硝基化合物。此外,膽管周圍的慢性炎癥區(qū)域的炎性細(xì)胞產(chǎn)生NO也可導(dǎo)致該區(qū)域形成亞硝基化合物。膽管上皮細(xì)胞持續(xù)暴露于高濃度的亞硝基化合物,導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。

4.3 致癌代謝酶活化 感染華支睪吸蟲的雄倉鼠體內(nèi),肝細(xì)胞色素P450(cYP)的同工酶(特別是CYP2E1和CYP2A6)比對照組表現(xiàn)出更高的活性。緊鄰炎癥區(qū)域的肝細(xì)胞內(nèi)這兩種酶的活性最高。已證實(shí)伴有肝內(nèi)膽管纖維化的華支睪吸蟲病患者體內(nèi)誘導(dǎo)了CYP2A6的表達(dá),用吡喹酮驅(qū)蟲治療后2個(gè)月可觀察到該酶活性的顯著降低。DMN是組織內(nèi)的一種內(nèi)源性亞硝基化作用的產(chǎn)物,可由CYP2E1和CYP2A6兩種酶代謝。此代謝反應(yīng)的產(chǎn)物是一種DNA甲基化因子,可引起DNA的損傷,特別是在膽管上皮細(xì)胞的增殖過程中。用吡喹酮進(jìn)行驅(qū)蟲治療后,這兩種酶的水平明顯下降。然而,慢性肝吸蟲感染者該兩種酶的活化機(jī)制尚未明確,其在華支睪吸蟲感染后致癌作用也有待進(jìn)一步研究。

4.4 NO產(chǎn)物的增加 在華支睪吸蟲感染引起的慢性炎癥區(qū)域內(nèi),巨噬細(xì)胞以及其他類型的細(xì)胞(如肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等),被寄生蟲特異性的T細(xì)胞和細(xì)胞因子活化,誘導(dǎo)一氧化氮合酶表達(dá),從L-精氨酸產(chǎn)生NO〔21〕。NO介導(dǎo)抗感染的同時(shí)也危害機(jī)體,可通過兩個(gè)途徑作用。一作用于宿主細(xì)胞代謝關(guān)鍵酶,這些酶活性部位Fe-S基團(tuán)結(jié)合形成鐵-亞硝?；鶑?fù)合物,引起代謝酶中鐵的喪失,酶的活性受到抑制,進(jìn)而阻斷宿主細(xì)胞能量合成、DNA復(fù)制,NO引起的鐵丟失與細(xì)胞毒性呈平行關(guān)系;NO的另一個(gè)作用機(jī)制可能是NO與超氧陰離子(O2-)反應(yīng),生成過氧亞硝酸根(ONOO-),ONOO-質(zhì)子化后迅速分裂成高毒性的羥自由基OH.和穩(wěn)定的NO2,OH.活性很高體內(nèi)誘發(fā)細(xì)胞多方面的損傷,ONOO-本身亦能引起DNA的解鏈,直接破壞細(xì)胞膜,使細(xì)胞膜發(fā)生功能障礙。NO衍生物引起DNA的損傷,導(dǎo)致細(xì)胞突變〔22〕。膽管上皮細(xì)胞長期暴露于該種具有遺傳毒性的炎癥產(chǎn)物中,形成了腫瘤惡變的適宜環(huán)境。

此外,華支睪吸蟲感染后,可以引起細(xì)胞mRNA、caspase-3等的變化,這些變化在Fas/FasL介導(dǎo)的凋亡途徑中起著重要的作用,細(xì)胞程序性死亡。研究發(fā)現(xiàn)肝吸蟲感染后高水平Fas/FasL、caspase-3的mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá),介導(dǎo)的Fas信號,破壞肝臟解剖和功能機(jī)制〔23〕。Pinlaor〔24〕等發(fā)現(xiàn)華支睪吸蟲誘發(fā)的炎癥反應(yīng)通過TLP-2介導(dǎo)的途徑導(dǎo)致NF-kB介導(dǎo)的iNOS和COX-2表達(dá),可能參與該吸蟲感染相關(guān)的致病作用以及致癌作用。

上述幾種可能的致癌作用機(jī)制,并不是單一作用,而是在華支睪吸蟲相關(guān)性肝/膽管癌的發(fā)生過程中協(xié)調(diào)作用。單一的蟲體感染可能不會立刻產(chǎn)生明顯的腫瘤學(xué)變化。華支睪吸蟲感染后蟲卵及一些代謝產(chǎn)物和機(jī)械刺激,這種過程長期作用會加速肝/膽纖維化〔25〕、增生、癌變,尤其能加速已有病變組織惡變的進(jìn)程。臨床已有發(fā)現(xiàn)伴有血吸蟲感染的乙型肝炎、丙型肝炎患者,肝功能更易受損,也更容易發(fā)生肝癌〔26〕。

5 展 望

在發(fā)展中國家華支睪吸蟲感染所致的膽管癌仍是一個(gè)重要的健康問題〔27〕。為了降低這種影響,華支睪吸蟲感染致癌的機(jī)理需要進(jìn)一步的研究。盡管對華支睪吸蟲感染與肝膽疾病之間的關(guān)系早有認(rèn)知,并對肝吸蟲的致癌作用進(jìn)行了大量的臨床和實(shí)驗(yàn)研究,但機(jī)制仍未十分明確。廣大的學(xué)者正致力于其體外培養(yǎng),感染動物模型,乃至基因水平、蛋白質(zhì)組學(xué)分析華支睪吸蟲蛋白質(zhì)〔28〕、細(xì)胞學(xué)功能學(xué)等〔29〕各方的研究求證。正確的理論依據(jù)仍需大量準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持,隨著分子生物學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛速發(fā)展以及各科各領(lǐng)域的相互滲透,我們可以借助先進(jìn)的生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行大量嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)。敏感、特異、快速的分子生物學(xué)方法、實(shí)時(shí)定量PCR等已在華支睪吸蟲上廣泛應(yīng)用并取得豐碩的研究成果〔30〕,這為早日闡明華支睪吸蟲引起肝/膽癌機(jī)理、臨床診斷、治療以及藥物研制開發(fā)提供科學(xué)理論依據(jù)。

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