放射性肝損傷相關(guān)因素研究進(jìn)展*

趙增虎 劉靜 雒書鵬 賈士棟

1.解放軍第251醫(yī)院腫瘤科 (河北 張家口， 075000) 2.解放軍海軍總醫(yī)院干部病房 3.解放軍66503部隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)

·綜 述·

放射性肝損傷相關(guān)因素研究進(jìn)展*

趙增虎1劉靜2雒書鵬1賈士棟3

1.解放軍第251醫(yī)院腫瘤科 (河北 張家口， 075000) 2.解放軍海軍總醫(yī)院干部病房 3.解放軍66503部隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)

放射性肝損傷(RILI)又稱放射性肝病(RILD)，是肝癌放療常見并發(fā)癥，主要是由射線直接對(duì)肝細(xì)胞DNA不可逆轉(zhuǎn)的損傷，嚴(yán)重干擾新陳代謝引起細(xì)胞死亡，也可由射線電離肝組織中的水分子形成羥基、氧自由基和過氧化物等自由基，自由基再進(jìn)一步損傷肝組織，導(dǎo)致生物膜正常結(jié)構(gòu)及功能喪失，最終出現(xiàn)肝細(xì)胞壞死崩解[1]。同時(shí)在大量細(xì)胞因子的作用下激活肝星狀細(xì)胞(HSC)分泌細(xì)胞外基質(zhì)，并在壞死區(qū)沉積形成肝纖維化。損傷的早期病理表現(xiàn)為肝組織、肝小葉中央靜脈及肝竇淤血擴(kuò)張，竇壁內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，匯管區(qū)炎細(xì)胞浸潤(rùn)，肝細(xì)胞大片水腫、變性、壞死；晚期表現(xiàn)為肝小葉中央靜脈及小肝靜脈形成特征性靜脈閉塞征(VOD)并出現(xiàn)肝纖維化。早期超微結(jié)構(gòu)變化為肝細(xì)胞線粒體水腫，核糖體、枯否氏細(xì)胞增多，dise間隙增寬；晚期則表現(xiàn)為肝細(xì)胞內(nèi)可見較多脂肪小體，肝星狀細(xì)胞激活產(chǎn)生膠原纖維，竇腔毛細(xì)血管化，最終形成肝纖維化[2]。有資料顯示約60%肝癌患者接受了不同程度的放射治療[3]?；诖嗽颍R床中放射性肝損傷的發(fā)生也逐漸增加。放射性肝損傷與患者年齡、腫瘤大小、照射劑量、正常肝組織的耐受劑量體積、HBV感染、肝功能狀態(tài)及多種細(xì)胞因子等因素密切相關(guān)。

1.肝臟受照劑量與體積及分割劑量

肝臟屬晚反應(yīng)組織，其劑量曲線彎度大，α/β值較低(1～5Gy)，具備較強(qiáng)的亞致死性損傷的修復(fù)能力，但增殖能力較弱，因而對(duì)分割劑量更敏感，單次分割劑量越大肝臟耐受劑量越小，放射性肝損傷程度越重。成年人無HBV感染、肝功能child-pugh A級(jí)單次劑量1Gy，全肝最大耐受劑量為36Gy；單次劑量2Gy，全肝最大耐受劑量為30Gy；單次劑量3Gy，全肝最大耐受劑量為18～20Gy[4]。肝臟是典型的"并型"器官，由不同的功能單元以并列方式構(gòu)成，有著顯著的體積效應(yīng)，肝臟耐受劑量除了與受照射總劑量、分割劑量和照射時(shí)間有關(guān)外，還與受照射體積有關(guān)。黃華忠等[5]對(duì)114例肝硬化child-pugh A級(jí)原發(fā)性肝癌患者GTV(378.3±308.1)cm3采用8MV X線直線加速器三維適形放療，分割劑量4～6Gy/次(中位4.6Gy/次)，3次/周，腫瘤劑量40～68Gy(中位53Gy)，對(duì)出現(xiàn)放射性肝病的劑量體積直方圖做了分析，發(fā)現(xiàn)單因素分析GTV、V5、V10、V15、V20、V30、V35、V40與RILD相關(guān)，但多因素分析GTV和V20是獨(dú)立影響因子(P=0.015和0.003)，V20=48.5%作為耐受劑量，預(yù)測(cè)RILD準(zhǔn)確度0.763、敏感度0.889、特異度0.752。訾瀅潔等[6]對(duì)114例肝硬化child-pugh A級(jí)原發(fā)性肝癌患者大分割3DCRT后放射性肝病發(fā)生的劑量因素分析得出了同樣的結(jié)論。蔣國(guó)梁[7]對(duì)109例原發(fā)性肝癌患者child-pugh A級(jí)93例，child-pugh B級(jí)16例做了三維適形放療，分割劑量5Gy/次，隔日1次，腫瘤劑量54Gy(38～68Gy),對(duì)出現(xiàn)放射性肝病患者做了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果是：肝臟耐受劑量體積為V5<86%，V10<68%，V15<59%，V20<49%，V25<35%，V30<28%，V35<25%和V40<20%，用肝臟耐受量23Gy來推測(cè)RILD發(fā)生率敏感性0.875，特異性0.706，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率0.72。趙增虎等[1]采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)家兔肝臟給予50Gy6MV X線直線加速器照射，5Gy/次，3次/周，結(jié)果是肝臟安全受照體積為25%，如不出現(xiàn)嚴(yán)重的放射性肝損傷其最大受照體積不超過50%。

2.HBV感染及肝功能分級(jí)

據(jù)統(tǒng)計(jì)在亞州約60%肝癌患者存在HBV感染，同時(shí)合并肝硬化、肝功異常[8]。HBV感染并不直接損傷肝細(xì)胞，而是通過誘發(fā)宿主免疫應(yīng)答發(fā)生旁路免疫效應(yīng)損傷肝細(xì)胞。當(dāng)肝臟受到放射治療時(shí)，受照區(qū)域出現(xiàn)肝組織損傷，后續(xù)需通過未受照射的肝組織再生增殖實(shí)現(xiàn)代償，在HBV感染肝硬化的背景下肝臟再生增殖能力差，影響了代償性增生，接受照射時(shí)可誘導(dǎo)HBV活動(dòng)，加重肝炎及肝硬化病情，降低肝臟再生儲(chǔ)備能力，易誘發(fā)RILD，放療期間可口服抗病毒藥物，這有利于減少HBV活動(dòng)，降低RILD的發(fā)生率。目前對(duì)HBV感染是否是誘發(fā)RILD的獨(dú)立因素，文獻(xiàn)報(bào)道說法不一。陸籠輝等[9]報(bào)道46例原發(fā)性肝癌患者HBV-M(+)和HBV-M(-)各23例，分組行伽瑪?shù)吨委煟丈涮幏搅?0%劑量曲線包括至少90%的GTV，單次周邊劑量3.0～4.5Gy，1次/d，腫瘤總量30～42Gy，結(jié)果HBV-M(+)RILD發(fā)生率明顯高于HBVM(-)組，P<0.05。馬虹等[8]對(duì)5篇HBV感染與放射性肝損害有關(guān)文章中416患者做Meta分析，結(jié)果HBV感染并非是影響RILD發(fā)生的主要因素，而肝功能分級(jí)則是影響RILD發(fā)生的獨(dú)立預(yù)后因素，建議：child-pugh A級(jí)的患者肝臟平均耐受量23Gy，V30<28%， V40<20%，而child-pugh B級(jí)的患者肝臟平均耐受量為6Gy。

3.細(xì)胞因子

自肝臟受到射線照射發(fā)生炎癥反應(yīng)導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死，肝星狀細(xì)胞激活，細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)大量被分泌并沉積于壞死區(qū)，到最終導(dǎo)致肝纖維化形成，在整個(gè)過程中有多種細(xì)胞因子參與其中并發(fā)揮重要作用。其中腫瘤壞死因子-α(TNF-α),轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)和血小板源生長(zhǎng)因子( PDGF)與放射性肝損傷關(guān)系最為密切。

3.1 TNF-α 炎癥反應(yīng)是放射性肝損傷的初始事件，TNF-α是該事件的啟動(dòng)因子，當(dāng)肝臟受到照射后肝枯否氏細(xì)胞被激活，釋放大量的TNF-α，TNF-α可以趨化包括中性粒細(xì)胞在內(nèi)的炎癥細(xì)胞及血小板向受照射區(qū)聚集，中央小靜脈血管收縮，肝竇內(nèi)血流減慢，受照射區(qū)內(nèi)缺血缺氧加重，誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死[3]。TNF-α還具有免疫和促炎活性，能夠活化單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，提高其殺傷活性，直接損害肝細(xì)胞；也可誘導(dǎo)多種黏附因子的表達(dá)和細(xì)胞化學(xué)趨化素的產(chǎn)生，誘使肝細(xì)胞產(chǎn)生自由基，導(dǎo)致肝細(xì)胞變性和壞死，肝臟解毒功能下降，更易形成內(nèi)毒素血癥，促進(jìn)TNF-α的產(chǎn)生進(jìn)而加重肝損傷；TNF-α還能促進(jìn)小血管基底膜纖維蛋白粘連素含量減少，導(dǎo)致血管壁通透性增強(qiáng)，造成繼發(fā)性肝內(nèi)微循環(huán)障礙、微血栓形成和缺血性肝細(xì)胞壞死[10]；TNF-α能增強(qiáng)肝星狀細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝星狀細(xì)胞向肌成纖維母細(xì)胞轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)TGF-β1刺激ECM的合成，誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞的結(jié)締組織生長(zhǎng)因子mRNA表達(dá)，參與早期肝纖維化形成[11]。

3.2 TGF-β1 在放射性肝損傷形成過程中肝星狀細(xì)胞激活是肝纖維化發(fā)生的中心環(huán)節(jié)，激活的肝星狀細(xì)胞分泌并釋放TGF-β1、PDGF、TNF-α等細(xì)胞因子，該細(xì)胞因子又直接作用于肝星狀細(xì)胞形成正反饋放大效應(yīng)[12]，TGF-β1與活化的肝星細(xì)胞上的TGF-β受體結(jié)合，通過Ras/ERK途經(jīng)和STATS途經(jīng)發(fā)生磷酸化，使肝星狀細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子得到激活，形成受體型Smad和輔助型Smad異源復(fù)合體并由胞質(zhì)轉(zhuǎn)入胞核，刺激和調(diào)節(jié)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生大量細(xì)胞外基質(zhì)沉積[13]，上調(diào)的TGF-β1通過TGF-β/Smad，P13K/Akt等多條信號(hào)通路以最大程度介導(dǎo)肝星狀細(xì)胞的活化增殖調(diào)節(jié)膠原纖維的代謝，從而促進(jìn)放射性肝纖維化進(jìn)展[14]，TGF-β1在肝纖維化的發(fā)展過程起主導(dǎo)作用，通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶活性，促進(jìn)金屬蛋白酶組織抑制劑及纖溶酶原激活抑制因子生成，抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解[15]，從而導(dǎo)致肝纖維化的最終形成。

3.3 PDGF 當(dāng)肝臟受到照射，后在TNF-α作用下炎性細(xì)胞及血小板向照射區(qū)聚集，聚集的血小板分泌PDGF，肝臟受到照射后肝星狀細(xì)胞被激活，活化的肝星狀細(xì)胞及受損傷的內(nèi)皮細(xì)胞也分泌表達(dá)PDGF，PDGF有PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB、PDGF-CC、PDGF-DD五種結(jié)構(gòu)形式，其中以PDGF-BB作用最強(qiáng)，PDGF與其受體PDGFR結(jié)合后啟動(dòng)多種蛋白及磷酸化的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而引起細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)，進(jìn)入肝星狀細(xì)胞核內(nèi)，通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄促進(jìn)肝星狀細(xì)胞有絲分裂，防止肝星狀細(xì)胞凋亡，從而引起肝纖維化[16]。PDGF是目前肝星狀細(xì)胞的最強(qiáng)的絲裂原，能刺激肝星狀細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)化成肌纖維母細(xì)胞，該細(xì)胞可合成大量細(xì)胞外基質(zhì)并產(chǎn)生膠原，尤其是Ⅰ型和Ⅲ型膠原，細(xì)胞外基質(zhì)和膠原沉積于肝細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)，逐漸形成肝纖維化。PDGF還可通過上調(diào)組織金屬蛋白抑制劑而達(dá)到抑制膠原酶活性，減少細(xì)胞外基質(zhì)降解作用，細(xì)胞外基質(zhì)與PDGF結(jié)合又可阻止后者降解，延長(zhǎng)PDGF作用時(shí)間[17]，加重加快肝纖維化的形成。

4.其他因素

4.1 合并化療 肝臟接受放射治療后肝功能受損，使肝臟清除和降解化療藥物的能力下降，藥物代謝緩慢，增加了藥物對(duì)肝臟的化學(xué)毒性，同時(shí)化療藥物可抑制肝臟放射損傷的修復(fù)，加重放射性肝損傷。

4.2 年齡 兒童肝臟處于生長(zhǎng)發(fā)育期，增殖期細(xì)胞較多，對(duì)射線更為敏感，肝臟放射耐受性差，受到照射時(shí)更易發(fā)生RILD。

4.3 手術(shù) 手術(shù)切除后肝臟正常組織減少，殘余肝組織處于增生代償階段，肝細(xì)胞進(jìn)入分裂周期，對(duì)射線的敏感性提高，更容易出現(xiàn)RILD。

因此，造成放射性肝損傷因素是多方面的，在做肝癌放射治療時(shí)應(yīng)綜合分析患者身體狀況，給予合適放療劑量及放療時(shí)間，并利用細(xì)胞因子間的相互作用采用益氣活血中藥防治放射性肝損傷[18]。

[1] 趙增虎，馮有波，李鳳玉，等. 50Gy X線照射肝臟最大耐受體積的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 華南國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志，2011，25(4)：295-297.

[2] 張微，高東偉，朱向輝，等. 大劑量低分割照射大鼠局部肝臟的早期實(shí)驗(yàn)研究[J]. 西南國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志，2011，21(9)：936-939.

[3] 高東偉，于甬華. 細(xì)胞因子與放射性肝損傷[J]. 實(shí)用肝臟疾病雜志，2006，9(4)：249-251.

[4] 趙增虎，劉俊堂，范青健，等. 放射性肝損傷研究及防治進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué)，2011，19(10)：2110-2113.

[5] 黃華忠，李業(yè)飛，梁世雄. 肝癌適形放療后放射性肝病的劑量體積直方圖分析[J]. 中國(guó)癌癥防治雜志，2009，1(4)：313-317.

[6] 訾瀅潔，梁世雄，趙偉. 肝硬化child-pugh A級(jí)原發(fā)性肝癌患者大分割3DCRT后放射性肝病發(fā)生的劑量因素的預(yù)測(cè)[J]. 中國(guó)癌癥防治雜志，2012，4(3)：301-302.

[7] 蔣國(guó)梁. 原發(fā)性肝癌三維適形調(diào)強(qiáng)放療的基礎(chǔ)和臨床研究[J]. 中國(guó)工程科學(xué)，2009，11(10)：129-135.

[8] 馬虹，張盛，丁乾. HBV感染與放射性肝損害關(guān)系的Meta分析[J]. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012，19(7)：998-1000.

[9] 陸籠輝，王莉，丁滌非，等. 伽瑪?shù)读Ⅲw定向放療46例肝癌致放射性肝損傷觀察[J]. 解放軍醫(yī)藥雜志，2014，26(5)：34-37.

[10] 劉萍. TNF-α在肝衰竭疾病中作用的研究進(jìn)展[J]. 湖南中醫(yī)雜志，2016，32(9)：188-190.

[11] 葉國(guó)榮，舒建昌，何雅軍，等. 四氯化碳腹腔注射致大鼠肝纖維化機(jī)理研究[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26(2)：175-178.

[12] 劉學(xué)松，張錦生，張?jiān)露? 血小板源生長(zhǎng)因子對(duì)大鼠肝星狀細(xì)胞增殖和血小板源生長(zhǎng)因子基因表達(dá)的影響[J]. 中華病理雜志，2000，29(1)：27-29.

[13] 王云蓮，艾尼瓦爾·艾木都拉，肖雷，等. 血清轉(zhuǎn)化因子β1在大鼠放射性肝纖維化中的動(dòng)態(tài)表達(dá)及相關(guān)性研究[J]. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2014，30(14)：5829-5832.

[14] Kluwer J, Pradere JP, Gwak GY,etal. Modulation of hepatic fibrosis by C-Jan-N-terminal kinase inhibition [J]. Gastroenterology, 2010, 138(1)：347-359.

[15] Gressner AM, Weisk irchen R, Breitkopf K,etal. Roles of GF-beta in hepatic fibrasis [J]. Front Binsci, 2012,7(5)：793-807.

[16] 夏海珊，陳少茹，鐘月春，等. 肝纖維化的發(fā)病機(jī)制和藥物治療現(xiàn)況[J]. 中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2014，11(18)：162-165.

[17] 李國(guó)云，傅茂英，孟麗萍，等. 替米沙坦對(duì)肝纖維化大鼠肝組織TGF-β1、PDGF和PPAR-γ表達(dá)的影響[J]. 實(shí)用肝病雜志，2012，15(6)：520-523.

[18] 趙增虎，王明賢，李鳳玉，等. 益氣活血中藥對(duì)放射性肝損傷家兔血清轉(zhuǎn)化因子-β1和內(nèi)皮素-1的影響[J]. 解放軍醫(yī)藥雜志，2015，27(10)：39-41.

10.3969/j.issn.1005-0264.2017.04.022

全軍“十二五”醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)研究課題(No.CWS11J222)

2017-02-24 編輯：韋 怡)