非酒精性脂肪性肝病相關(guān)肝細(xì)胞癌發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

朱光曦 綜述，文良志，陳東風(fēng) 審校

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指以肝細(xì)胞內(nèi)異常脂質(zhì)沉積為主要病理特征的臨床綜合征，不伴有過(guò)度飲酒史。其疾病譜包括從單純性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver，NAFL）到非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、非酒精性脂肪性肝炎相關(guān)肝纖維化（non-alcoholic steatohepatitis-liver fibrosis，NASH-LF）及非酒精性脂肪性肝炎相關(guān)肝硬化（non-alcoholic steatohepatitis-liver cirrhosis，NASH-LC），最終可發(fā)展成肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[1]。有研究報(bào)道全世界約有25%的成人患有 NAFLD，南美洲以31%居于第一，亞洲人群患病率也高達(dá)27%，高于世界平均水平[2]。而肝細(xì)胞癌的發(fā)病率位居世界第五位，其病死率更高居世界第二位。有研究報(bào)道80%的肝癌病例發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家，特別是東亞和亞撒哈拉地區(qū)，這些地區(qū)的慢性乙肝和丙肝的流行與其高肝癌發(fā)生率息息相關(guān)[3]。但近些年來(lái)，由于人們生活水平改善及生活習(xí)慣改變引起的肥胖、糖尿病和代謝綜合征非常普遍，NAFLD引起的HCC正逐年上升。在美國(guó)SEER登記處統(tǒng)計(jì)的2004-2009年間4929例HCC病例中，有14.1%的HCC是由NAFLD引起的，并且在這6年間NAFLD-HCC患者數(shù)量保持著9%的年增長(zhǎng)率[4]。美國(guó)的另一項(xiàng)調(diào)查顯示，NAFLD的肝移植候補(bǔ)名單注冊(cè)人數(shù)從2004年的804人增加至2013年的2174人，使其迅速成為美國(guó)肝移植的第二大疾病[5]。目前由NAFLD引發(fā)的健康問(wèn)題引起了社會(huì)和醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注，改變不良的生活方式、減少誘因在控制NAFLD-HCC發(fā)生中起著不容小覷的作用。

1 NAFLD相關(guān)肝癌的發(fā)病機(jī)制

NAFLD和HCC有許多共同的病理生理機(jī)制和危險(xiǎn)因素，但目前關(guān)于NAFLD相關(guān)肝癌的具體發(fā)病機(jī)制并不明確，主要有以下幾種學(xué)說(shuō)。

1.1 胰島素抵抗與NAFLD-HCC 目前，有研究報(bào)道NAFLD按其來(lái)源可分為兩種類(lèi)型，“代謝型”和“遺傳型”。“代謝型”NAFLD 與胰島素抵抗（insulin resistance，IR）相關(guān)，而“遺傳型”NAFLD不一定與IR或脂毒性相關(guān)，但過(guò)量的熱量攝入和體內(nèi)總脂肪的增多可加重“遺傳型”NAFLD進(jìn)一步發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。目前胰島素抵抗被公認(rèn)為是“代謝型”NAFLD的危險(xiǎn)因素[6]。胰島素不僅調(diào)控葡萄糖，還參與血管的動(dòng)態(tài)平衡，保證器官血流灌注。已有研究報(bào)道在NAFLD動(dòng)物模型上研究了胰島素對(duì)肝微血管系統(tǒng)的影響以及IR對(duì)竇狀內(nèi)皮細(xì)胞的影響[7]。而對(duì)于胰島素抵抗在NAFLD相關(guān)肝癌中的作用也有研究證明胰島素抵抗和游離脂肪酸的增加能發(fā)揮協(xié)同作用增加瘦素等細(xì)胞因子的釋放，降低脂聯(lián)素的水平，從而促進(jìn)NAFLD的進(jìn)展。除此之外，與這些釋放的炎癥因子相關(guān)的細(xì)胞間相互作用也能加重肝臟的損傷，引起肝細(xì)胞的壞死、增殖，甚至癌變[8]。最近有研究報(bào)道，肝臟脂肪酸轉(zhuǎn)位酶FAT/CD36的上調(diào)與胰島素抵抗、高胰島素血癥顯著相關(guān)，而且有助于NAFLD患者肝臟脂肪的積累，從而促進(jìn)疾病發(fā)展[9]。另有研究證據(jù)表明，胰島素敏化劑的使用，主要是甲福明二甲雙胍，能降低糖尿病相關(guān)的NAFLD患者發(fā)展為HCC的風(fēng)險(xiǎn)[10]。從以上內(nèi)容可知，胰島素抵抗能聯(lián)合其他多種因素導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生發(fā)展，甚至發(fā)生癌變。

1.2 氧化應(yīng)激與NAFLD-HCC 氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）是由于機(jī)體受到內(nèi)源性或外源性的傷害性刺激時(shí)所引起的氧化與抗氧化作用的失調(diào)。氧化應(yīng)激時(shí)所產(chǎn)生的自由基蓄積，主要包括活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮，以及其誘導(dǎo)的DNA氧化損傷和異常蛋白表達(dá)均對(duì)機(jī)體有不良影響。氧化應(yīng)激可直接通過(guò)對(duì)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA分子的損傷觸發(fā)炎癥反應(yīng)和纖維化發(fā)生，從而促進(jìn)NAFLD的發(fā)展。其產(chǎn)生的大量ROS可以直接減少谷胱甘肽等抗氧化分子，抑制超氧化物歧化酶等抗氧化酶，從而加重機(jī)體的氧化損傷[11]。有研究報(bào)道在動(dòng)物模型上，異常的脂質(zhì)代謝可引起肝內(nèi)CD4+T淋巴細(xì)胞的選擇性丟失，從而加速肝細(xì)胞癌的發(fā)生。CD4+T淋巴細(xì)胞內(nèi)含有比CD8+T淋巴細(xì)胞更多的由線(xiàn)粒體來(lái)源的ROS積聚，通過(guò)特異性體內(nèi)阻斷ROS能夠逆轉(zhuǎn)NAFLD誘導(dǎo)的肝臟CD4+T淋巴細(xì)胞減少以及阻抑HCC的發(fā)生[12]。另外在NAFLD動(dòng)物模型上，氧化應(yīng)激可能通過(guò)激活G2/M DNA損傷檢查點(diǎn)，阻止細(xì)胞周期蛋白B1/CDK1復(fù)合物的活化，從而導(dǎo)致肝實(shí)質(zhì)出現(xiàn)大量的病理性多倍體單核細(xì)胞，而這種病理性的多倍體化可能是促進(jìn)NAFLD發(fā)展為HCC的早期事件[13]。另有一項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn)肝組織中的8-OHdG含量可能是氧化應(yīng)激的標(biāo)志物，其在NASH-HCC的患者肝臟內(nèi)含量明顯高于沒(méi)有HCC的NASH患者，因此8-OHdG可能會(huì)成為預(yù)測(cè)HCC的一個(gè)有用指標(biāo)[14]。所以，氧化應(yīng)激過(guò)程中產(chǎn)生的ROS對(duì)NAFLD-HCC疾病的進(jìn)展具有重要作用，是NAFLD-HCC發(fā)生的重要機(jī)制。

1.3 腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）通路與NAFLD-HCC AMPK是高度保守的細(xì)胞內(nèi)腺苷核苷酸水平的感受器，能夠感知微量的ATP產(chǎn)物的減少，從而平衡ATP的產(chǎn)生與消耗。AMPK激活后，能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、凋亡、自噬、抑制脂肪酸從頭合成和蛋白質(zhì)合成等多種途徑來(lái)抑制細(xì)胞增殖[15]。最近有研究報(bào)道，目前可通過(guò)抑制線(xiàn)粒體功能、線(xiàn)粒體解偶聯(lián)、直接激活和AMP模擬物等藥理學(xué)策略來(lái)達(dá)到激活A(yù)MPK的目的。而肝臟和脂肪組織中AMPK的激活可能通過(guò)以下三條途徑來(lái)降低NAFLD的發(fā)生率，包括抑制肝臟從頭合成脂肪酸、增加肝臟脂肪酸氧化和增強(qiáng)脂肪組織線(xiàn)粒體功能[16]。另外有研究報(bào)道，HCC患者的AMPK功能是失調(diào)的，其低p-AMPK染色與HCC的侵襲性臨床病理特征及不良預(yù)后相關(guān)。而二甲雙胍能通過(guò)激活A(yù)MPK抑制體外和體內(nèi)的HCC細(xì)胞生長(zhǎng)，還能增強(qiáng)順鉑誘導(dǎo)的HCC細(xì)胞生長(zhǎng)抑制作用，提示二甲雙胍和AMPK活化在HCC的治療具有潛在重要價(jià)值[17]。以上研究結(jié)果提示AMPK作為許多通路的共同作用因子，其功能紊亂對(duì)NAFLD-HCC的發(fā)生發(fā)展具有重要影響。

1.4 自噬與NAFLD-HCC 自噬是指細(xì)胞在生理?xiàng)l件或饑餓、感染等應(yīng)激損傷狀態(tài)下內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部分膜脫落形成囊泡包被自身細(xì)胞質(zhì)蛋白或細(xì)胞器，再通過(guò)溶酶體降解其所包裹內(nèi)容物的過(guò)程，是細(xì)胞應(yīng)對(duì)損傷、平衡能量需求和更新自身細(xì)胞器的方式[18]。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)送到溶酶體的途徑不同，可將自噬分為三種形式，微自噬、巨自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬，目前研究最多的主要是巨自噬。有研究報(bào)道自噬受到PKA通路和TOR通路調(diào)控，其分別可感應(yīng)細(xì)胞環(huán)境中的碳和氮，且存在交互作用。在氮感應(yīng)通路中，MTORC1則受到氨基酸、生長(zhǎng)因子和缺氧的調(diào)控，而AMPK可直接或間接地抑制MTORC1[19]。在NAFLD中，肝細(xì)胞自噬反應(yīng)受限，這會(huì)引起錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)聚集體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累，導(dǎo)致氧化應(yīng)激、DNA損傷和基因的不穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而促進(jìn)肝癌發(fā)生[20]。一定程度的可控性自噬誘導(dǎo)則可以改善NAFLD的肝損傷情況[21]。自噬在肝癌的發(fā)生發(fā)展中起雙重作用。一方面，自噬在正常組織中起著抑制腫瘤的作用。自噬可通過(guò)消除衰老損傷的細(xì)胞，限制染色體的不穩(wěn)定性，來(lái)抑制健康細(xì)胞突變?yōu)槟[瘤細(xì)胞[22]。beclin 1基因是一種腫瘤抑制基因，通過(guò)調(diào)控細(xì)胞自噬、凋亡和分化來(lái)發(fā)揮腫瘤抑制作用，其單等位基因缺失可導(dǎo)致細(xì)胞增殖增加和自噬活動(dòng)減少，從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。有研究報(bào)道HCC組織的beclin 1 mRNA表達(dá)顯著低于慢性肝炎和肝硬化組織[23]。另一方面，越來(lái)越多的研究證據(jù)表明，一旦腫瘤發(fā)展，自噬可通過(guò)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)幫助腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[24]。自噬可以通過(guò)降解受損傷的細(xì)胞器、DNA、蛋白質(zhì)和病原體來(lái)提供能量，從而有助于腫瘤內(nèi)部細(xì)胞在缺氧缺血環(huán)境下的存活[22]。因此，自噬根據(jù)腫瘤發(fā)展的階段而發(fā)揮其抗腫瘤或促腫瘤作用，從而對(duì)NAFLD-HCC的發(fā)展起著雙重調(diào)控作用。

1.5 腫瘤代謝、干細(xì)胞與NAFLD-HCC 在上個(gè)世紀(jì)20年代，由Warburg最早觀察到腫瘤細(xì)胞能量代謝的異常狀態(tài)，腫瘤細(xì)胞對(duì)糖酵解產(chǎn)能的依賴(lài)性增強(qiáng)的現(xiàn)象，即“Warburg效應(yīng)”。近些年來(lái)，腫瘤能量代謝的重編程已經(jīng)被認(rèn)為是腫瘤的一個(gè)新的特征。不管是有氧還是缺氧的條件下，癌細(xì)胞都更依賴(lài)糖酵解，而不是在線(xiàn)粒體內(nèi)進(jìn)行的氧化磷酸化作用。即使糖酵解使癌細(xì)胞獲得的能量比正常的三羧酸循環(huán)少了18倍，但糖酵解增加使得糖酵解的中間產(chǎn)物參與到核苷酸、氨基酸等各種生物大分子的合成通路中，從而加速腫瘤細(xì)胞的合成[25]。而在NAFLD-HCC中，有研究報(bào)道當(dāng)健康肝臟向NAFLD轉(zhuǎn)變時(shí)，就已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生代謝重塑了。而在NAFLD階段，則開(kāi)始發(fā)生從線(xiàn)粒體呼吸到胞質(zhì)糖酵解的Warburg轉(zhuǎn)換和脂肪酸β-氧化的增加，并且這種代謝重塑將一直持續(xù)到HCC發(fā)生和發(fā)展階段[26]。另有研究報(bào)道，相比與肝硬化肝癌的高水平的β-羥基丁酸，酪氨酸，苯丙氨酸和組氨酸，NAFLD-HCC表現(xiàn)出高水平的谷氨酰胺/谷氨酸。提示谷氨酰胺合成酶途徑的活化可能是NAFLD致癌過(guò)程的一部分[27]。另有研究報(bào)道在患者標(biāo)本和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，肝祖細(xì)胞在具有誘因的肝臟微環(huán)境中可能發(fā)生多能基因（c-Myc，Oct-4，KLF-4 和 Nanog）和形態(tài)發(fā)生基因（Gli-1）的活化，而這可能使肝祖細(xì)胞重新編程而變成一種具有部分多能性的腫瘤干細(xì)胞，從而成為NASH-HCC的腫瘤起源細(xì)胞，促進(jìn)NASH向癌前病變及腫瘤進(jìn)展[28]。

1.6 腸道菌群與NAFLD-HCC 以往被忽視的腸道菌群如今已成為大眾焦點(diǎn)。眾所周知，微生物是自然界中種類(lèi)最多、數(shù)量最大的生物類(lèi)群，其龐大的基因組被稱(chēng)為“宏基因組”，也稱(chēng)為“微生物環(huán)境基因組”。而腸道微生物的數(shù)量是人體細(xì)胞總數(shù)的10倍，其更擁有100倍于人類(lèi)的基因總數(shù)[29]。近年來(lái)，有大量研究報(bào)道腸道菌群與NAFLD之間存在著緊密聯(lián)系。其中，有研究發(fā)現(xiàn)NAFLD患者的腸壁通透性明顯高于健康人，這種通透性增加可能跟小腸壁細(xì)胞間緊密連接的破壞有關(guān)，而NAFLD患者的小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO）程度也較健康人高[30]。還有研究報(bào)道腸道菌群失調(diào)能夠通過(guò)增加肝臟內(nèi)源性酒精產(chǎn)物、TNFα產(chǎn)物和TLR信號(hào)通路活化以及改變膽汁酸成分來(lái)影響NAFLD的發(fā)生發(fā)展[31]。與健康人相比，NAFLD患者腸道菌群的多樣性降低，其腸道菌群的成分也發(fā)生變化。有研究發(fā)現(xiàn)在NAFLD患者的排泄物中，毛螺菌科、布勞特氏菌屬、大腸志賀氏桿菌屬、腸桿菌科等腸道細(xì)菌數(shù)量增加，而普雷沃菌屬、擬桿菌門(mén)、瘤胃菌科等腸道細(xì)菌數(shù)量降低[32]。這些腸道菌群成分的變化可能在NAFLD進(jìn)展中起到重要作用。而關(guān)于腸道菌群在NAFLD-HCC中的作用也有相關(guān)報(bào)道，Loo TM.最近研究發(fā)現(xiàn)，革蘭氏陽(yáng)性腸道細(xì)菌成分脂磷壁酸，能夠與腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物脫氧膽酸共同作用促進(jìn)HCC的發(fā)展，其主要通過(guò)促進(jìn)肝星狀細(xì)胞的衰老相關(guān)分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）轉(zhuǎn)化，從而上調(diào)環(huán)氧化酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達(dá)，而 COX-2 介導(dǎo)的前列腺素E2具有抑制抗癌免疫的作用[33]。以上說(shuō)明腸道菌群也作為NAFLD相關(guān)HCC的發(fā)生機(jī)制之一，其更具體的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

1.7 表觀遺傳學(xué)修飾與NAFLD-HCC 雖然HCC基因組改變能解釋腫瘤發(fā)生的許多問(wèn)題，但現(xiàn)代基因組學(xué)現(xiàn)況提示不能僅著眼于DNA水平的改變而忽視了表觀遺傳修飾的改變。最近有證據(jù)表明，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩和代謝途徑可通過(guò)染色質(zhì)修飾因子的失調(diào)而引發(fā)表觀遺傳修飾，從而導(dǎo)致致癌過(guò)程中異常增高的轉(zhuǎn)錄活性。表觀遺傳修飾主要包括microRNA調(diào)控，DNA甲基化，組蛋白修飾和泛素化等[34]。最近有研究報(bào)道，組蛋白去乙?；窰DAC8能夠通過(guò)抑制p53/p21介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡、抑制G2-M期細(xì)胞周期停滯和刺激b-catenin信號(hào)傳導(dǎo)而促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，并且在細(xì)胞和動(dòng)物模型中均可促進(jìn)胰島素抵抗。而下調(diào)HDAC8可以抑制NAFLD-HCC的發(fā)展[35]。組蛋白H4K16的去乙?；侨祟?lèi)癌癥的共同表觀遺傳特征，有研究報(bào)道組蛋白H4K16的去乙?；赡芡ㄟ^(guò)下調(diào)自噬相關(guān)基因而抑制自噬依賴(lài)性細(xì)胞死亡，也可能參與下調(diào)凋亡相關(guān)基因而抑制肝癌細(xì)胞的凋亡發(fā)生，并且這些組蛋白修飾變化從腫瘤前期開(kāi)始一直存在于整個(gè)肝癌發(fā)生過(guò)程。所以H4K16去乙?；豢醋魇荖ASH發(fā)展為HCC的一個(gè)關(guān)鍵病理生理機(jī)制[36]。同樣地，泛素化修飾也與NAFLD-HCC有著密切的關(guān)系。Gp78是一種E3連接酶，主要通過(guò)對(duì)錯(cuò)誤折疊的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白進(jìn)行泛素化修飾來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解。而有研究報(bào)道Gp78的表達(dá)與NASH-HCC的臨床肝癌分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，Gp78可能作為NASH-HCC發(fā)生的抑制因子而發(fā)揮作用[37]。從以上研究結(jié)果來(lái)看，表觀修飾的改變可以影響NAFLD-HCC的進(jìn)展，也可以為NAFLD-HCC提供新的診療方向。但考慮到細(xì)胞內(nèi)表觀修飾作用網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，還需要大量深入的研究才能闡明它們之間的關(guān)系。

2 NAFLD相關(guān)肝癌防治展望

HCC是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，其病死率高居所有惡性腫瘤里的第二位。HCC最初主要被歸因于慢性HBV和HCV感染人群，但現(xiàn)在隨著肝炎疫苗的普遍應(yīng)用，HBV、HCV相關(guān)肝癌正逐漸減少，而由于現(xiàn)階段人們生活水平的改善以及飲食習(xí)慣的改變，肥胖、糖尿病、代謝綜合征和NAFLD等逐漸上升為全球性的健康問(wèn)題，與之相關(guān)的HCC的發(fā)病率也日益成為醫(yī)學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前關(guān)于NAFLD-HCC的發(fā)病機(jī)制還遠(yuǎn)未闡明，其可能的發(fā)病機(jī)制包括胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、自噬、AMPK、腸道菌群、表觀修飾改變，以及腫瘤代謝和腫瘤干細(xì)胞等，但還需深入進(jìn)行大量的研究和探索工作。

針對(duì)NAFLD患者，除了提倡人們恢復(fù)健康的飲食習(xí)慣和日常鍛煉之外，積極開(kāi)發(fā)可靠的HCC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)和預(yù)防工具，進(jìn)一步探索NAFLD-HCC的發(fā)病機(jī)制，以確定有效治療HCC的新分子靶點(diǎn)和特異性藥物將是下一步防治工作的重點(diǎn)。除此之外，在今后還需要針對(duì)具有風(fēng)險(xiǎn)因素的NAFLD患者提供長(zhǎng)期的隨訪(fǎng)和監(jiān)測(cè)，以便即時(shí)早期診斷及早期治療，進(jìn)一步改善NAFLD-HCC患者的預(yù)后。