非酒精性脂肪性肝病相關(guān)性肝癌機(jī)制研究

王春妍，李嘉（天津市第二人民醫(yī)院慢性肝病科，天津市肝病研究所，天津 300192）

隨著糖尿病和肥胖等代謝性疾病的發(fā)病率升高， 非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease ，NAFLD）已經(jīng)成為越來越嚴(yán)重的健康問題。非酒精性單純性脂肪肝可發(fā)展為脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）、 肝 纖維化、肝硬化，最終發(fā)展為肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）。近年來，隨著乙肝疫苗廣泛接種、抗乙肝病毒及丙肝病毒治療的普及，病毒相關(guān)性HCC 的發(fā)病率未來將會(huì)逐漸減少。而非病毒相關(guān)性HCC 數(shù)量卻逐年升高，NAFLD 所致HCC 占比逐年增加。

非酒精性單純性脂肪肝患者進(jìn)展至肝硬化風(fēng)險(xiǎn)非常低，但NASH 患者進(jìn)展至肝硬化甚至肝癌的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加［1］。NAFLD-HCC 患者年齡更大，肝功能較好，腫瘤體積較大，可行手術(shù)切除治療［2-4］。此外，NAFLD-HCC 可發(fā)生在無肝硬化的患者，部分NASH 患者可以不經(jīng)過肝硬化階段直接演變?yōu)?HCC［5］。

到目前為止，從NAFLD 到NASH 的確切機(jī)制尚未完全明確，最初提出了一個(gè)“二次打擊假說”［6-7］。第一個(gè)打擊是胰島素抵抗，脂肪變性是NASH 進(jìn)展的最初原因［8］。胰島素抵抗促進(jìn)脂肪分解，增加血清游離脂肪酸水平。增多的游離脂肪酸可阻斷酪氨酸磷酸化的細(xì)胞信號(hào)，從而加重胰島素抵抗。同時(shí)，甘油三酯積累促進(jìn)了第二次打擊，出現(xiàn)氧化應(yīng)激［9］，引發(fā)脂質(zhì)過氧化、促炎因子釋放和線粒體損傷［10］，這是NASH 病理學(xué)中肝細(xì)胞損傷、炎癥和纖維化形成的細(xì)胞機(jī)制［11-12］。

盡管大量的研究支持二次打擊假說，但仍不清楚NASH 是如何在脂肪肝的背景下持續(xù)進(jìn)展至HCC。與二次打擊假說不同，多重打擊理論有了新的共識(shí)，它更好地解釋了NASH 的發(fā)展及其向HCC 的進(jìn)展［13］。這一理論認(rèn)為，NASH 是多種條件同時(shí)作用的結(jié)果，包括異常脂質(zhì)代謝、氧化和/或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、遺傳變異、線粒體功能障礙、免疫反應(yīng)改變和腸道菌群失衡［14］。

1 遺傳和表觀遺傳機(jī)制

肝細(xì)胞癌的基因組研究顯示突變經(jīng)常出現(xiàn)在肝細(xì)胞癌的染色質(zhì)調(diào)節(jié)因子。22 號(hào)染色體上編碼patatin 樣磷脂酶結(jié)構(gòu)域3（patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3）的基因突變是NASH 相關(guān)肝癌進(jìn)展的一個(gè)眾所周知的因素［15］。盡管PNPLA3 在肝臟中的生理和生物學(xué)功能尚未完全闡明，但PNPLA3 突變與HCC 的關(guān)聯(lián)是明顯的［16］。變異（rs738409c.444c ＞ G，p.I148M）引起胞嘧啶到鳥嘌呤的突變，導(dǎo)致異亮氨酸到蛋氨酸的轉(zhuǎn)化。這種突變與肝臟中脂質(zhì)積聚增加相關(guān)，并使個(gè)體易患脂肪肝相關(guān)疾病，從單純性脂肪肝進(jìn)展到NASH，甚至HCC［17］。研究表明，編碼膜結(jié)合O-酰基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域7（membrane bound O-acyltransferase domaincontaining 7，MBOAT7） 的 rs641738 基 因 型 與NASH 患者肝損傷嚴(yán)重程度和纖維化風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)［18-19］。然而，這些發(fā)現(xiàn)尚需要更多的研究以證實(shí)。

MicroRNAs（MicroRNAs，miRNAs）是一種內(nèi)源性、小的非編碼RNA，在基因表達(dá)調(diào)控中起著重要作用。在NASH-HCC 小鼠模型中顯示了miR-122 的下調(diào)，這表明 miR-122 在 NASH-HCC 中的直接作用［20］。到目前為止，大多數(shù)研究表明幾種miRNAs （miR-21，miR-29，miR-23，miR-155，miR-221，miR-222，miR-106，miR-93，miR-519） 在 NASH-HCC中的致癌作用［21］。值得注意的是，這些miRNAs 的表達(dá)改變與主要的肝癌途徑有關(guān)，包括TGF-β、Wnt/β-catenin、絲裂原激活蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）和調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和能量代謝的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/AKT/mTOR［22］。

另外，表觀遺傳變化，常常導(dǎo)致異常的DNA 甲基化，也被認(rèn)為是NASH 進(jìn)展的另一個(gè)重要機(jī)制［23］。它通過甲基轉(zhuǎn)移酶發(fā)生，導(dǎo)致與DNA 損傷和修復(fù)、脂質(zhì)和葡萄糖代謝以及纖維化進(jìn)展相關(guān)的基因沉默。

2 胰島素抵抗與氧化應(yīng)激

高脂飲食、肥胖和糖尿病與NASH-HCC 發(fā)病機(jī)制之間的關(guān)系表明，肝細(xì)胞能量平衡和細(xì)胞周期控制之間的分子聯(lián)系是NASH-HCC 進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，胰島素抵抗和高胰島素血癥增加了胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 的表達(dá)。胰島素或胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 與它們各自的受體，即胰島素受體和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 受體結(jié)合，通過胰島素受體底物-1 觸發(fā)信號(hào)級(jí)聯(lián)，激活其下游的PI3K 和MAPK 通路。這些途徑通過誘導(dǎo)細(xì)胞增殖和抑制凋亡在肝癌的發(fā)生中起著重要作用［24］。

線粒體中的胰島素信號(hào)、脂肪毒性與氧化及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等機(jī)制有關(guān)，這些機(jī)制可導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷并最終導(dǎo)致NASH 患者癌變［25］。活化氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生、氧化和/或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及細(xì)胞凋亡機(jī)制之間存在著明顯的相互作用，這與NASH-HCC 的發(fā)展有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，NASH患者的鐵水平升高被認(rèn)為是肝癌發(fā)展的一個(gè)危險(xiǎn)因素［26］。

缺氧誘導(dǎo)因子-2α（hypoxia-inducible factor-2α，HIF-2α）上調(diào)是否會(huì)加劇脂質(zhì)積聚，從而導(dǎo)致 NASH-HCC 的進(jìn)展尚不清楚。Chen 等［27］證明了HIF-2α 在NAFLD-HCC 患者的組織中升高，并且與生存率相關(guān)。HIF-2α 基因敲除可改善肝細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的積累和脂肪變性，從而減少HCC 的發(fā)生率。在缺氧微環(huán)境中，HIF-2α 表達(dá)上調(diào)，通過PI3K-AKT-mTOR 途徑激活脂質(zhì)合成，從而促進(jìn)了 NASH-HCC 的發(fā)展。因此，HIF-2α 可作為NAFLD-HCC 患者特異性治療措施的生物標(biāo)志物和靶點(diǎn)。

3 轉(zhuǎn)錄抑制因子

ZHX 蛋白家族在組織中廣泛存在，在組織中作為轉(zhuǎn)錄抑制因子發(fā)揮重要的病理生理功能。腫瘤抑制因子鋅指和同源盒2（zinc-fingers and homeoboxes 2，ZHX2）是ZHX 蛋白家族成員之一，是2003 年新克隆的轉(zhuǎn)錄抑制因子。ZHX2 和ZHX3參與正常肝細(xì)胞中肝癌標(biāo)志物的轉(zhuǎn)錄抑制，提示ZHX2 和（或）ZHX3 的表達(dá)缺失可能是肝細(xì)胞癌發(fā)生的關(guān)鍵因素。Wu 等［28］研究了 ZHX2 在 NAFLD 向HCC 進(jìn)展中的作用。ZHX2 在脂肪肝組織中的表達(dá)顯著降低，尤其是在NAFLD-HCC 的肝臟中；ZHX2 過表達(dá)干擾了體外培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)，抑制了肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)沉積；ZHX2 通過抑制脂質(zhì)脂酶來抑制外源性脂質(zhì)的攝取，導(dǎo)致HCC 細(xì)胞增殖遲緩；脂質(zhì)脂酶過表達(dá)顯著逆轉(zhuǎn)了ZHX2 介導(dǎo)的HCC 細(xì)胞增殖、異種移植瘤生長(zhǎng)、脂質(zhì)沉積和自發(fā)性肝腫瘤形成的抑制作用。故此，ZHX2 通過抑制脂質(zhì)脂酶的轉(zhuǎn)錄來保護(hù)肝細(xì)胞免受NAFLD 中異常脂質(zhì)沉積的影響，從而延緩細(xì)胞生長(zhǎng)和NAFLD-HCC 的進(jìn)展。這些發(fā)現(xiàn)闡明了NAFLD 進(jìn)展為HCC 的一種新機(jī)制。

4 細(xì)胞因子及炎癥通路

胰島素抵抗和氧化應(yīng)激激活了核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信 號(hào) 通 路，其在肝臟炎癥反應(yīng)中起到重要作用。研究表明，ROS 與脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增加了促炎細(xì)胞因子及抗炎細(xì)胞因子的釋放，如腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素- 6（interleukin-6，IL-6）、瘦素和脂聯(lián)素。TNF-α通過c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK） 和 IκB 激 酶 β（inhibitor kappa B kinaseβ，IKKβ）激活原癌途徑，促進(jìn)激活蛋白 -1（activator protein-1，AP-1） 和 NF-κB的合成。IKKβ 的磷酸化和隨后的降解導(dǎo)致NF-κB的核進(jìn)入，引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而加劇NF-κB的活化。細(xì)胞外脂質(zhì)還可通過激活Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLRs），從而進(jìn)一步激活I(lǐng)KKβ。 另 一 方 面，IL-6 激 活 STAT-3，STAT-3是一種致癌轉(zhuǎn)錄因子，可誘導(dǎo)細(xì)胞增殖和抗凋亡途徑，有研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)NASH-HC 的發(fā)展十分重要［29］。

瘦素被認(rèn)為是促炎癥因子（TNF-α 和IL-6）的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)，在肝癌發(fā)生過程中起到促血管生成的作用。此外，瘦素與肝癌細(xì)胞中各自受體的結(jié)合激活了 JAK2/STAT、MAPK 和 PI3K 信號(hào)通路［30］。脂聯(lián)素是一種抗炎細(xì)胞因子，在脂肪組織中特異性產(chǎn)生。在正常生理?xiàng)l件下，它通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡來抑制血管生成［31］。然而，胰島素抵抗降低了脂聯(lián)素水平和TNF-α 和IL-6 的釋放，從而進(jìn)一步抑制脂聯(lián)素的產(chǎn)生，從而促進(jìn)HCC 的發(fā)展［32］。

5 內(nèi)分泌途徑

無論病因如何，男性NASH-HCC 的發(fā)病率較高。提示不同內(nèi)分泌信號(hào)可能增加NASH 患者肝癌的發(fā)生率。雌激素和雄激素都是類固醇激素，通過與核受體結(jié)合來調(diào)節(jié)它們的作用，并作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)多基因的表達(dá)。研究表明，雄激素和雄激素受體（androgen receptor，AR）可能促進(jìn)肝癌的進(jìn)展，或雌激素和雌激素受體可能抑制肝癌的發(fā)生。AR 基因編碼AR 分子，AR 分子是一種轉(zhuǎn)錄因子，能夠?qū)NA 與DNA 結(jié)合域結(jié)合。AR 直接由雄激素激活，誘導(dǎo)細(xì)胞周期相關(guān)激酶的轉(zhuǎn)錄，上調(diào)β-連環(huán)蛋白/T 細(xì)胞因子信號(hào)，從而促進(jìn)HCC的發(fā)生［33］。ARs 也可以被其他信號(hào)通路激活，如MAPK 和PI3K，這在NASH-HCC 的發(fā)展中是眾所周知的［34］。

6 結(jié) 語

由于肥胖和糖尿病的日益流行，NAFLD 患病率正在逐漸增加。NASH 將成為未來幾年肝癌最常見的病因之一。目前認(rèn)為肥胖、糖尿病、鐵沉積等均為其發(fā)生的危險(xiǎn)因素，早期干預(yù)和密切監(jiān)測(cè)則可降低 NAFLD 相關(guān)肝癌的發(fā)生。目前，從各種臨床和體內(nèi)分子研究中獲得的數(shù)據(jù)已達(dá)成共識(shí)：基因組不穩(wěn)定、脂質(zhì)代謝異常、應(yīng)激介質(zhì)失控和免疫反應(yīng)改變而導(dǎo)致肝臟炎癥、肝損傷和肝纖維化是NAFLDHCC 發(fā)生的協(xié)同作用機(jī)制。參與NASH 發(fā)病機(jī)制的信號(hào)通路似乎在HCC 的發(fā)展中也起了作用。在這種復(fù)雜的情況下，參與多種途徑相互作用的關(guān)鍵分子導(dǎo)致原癌機(jī)制的過度激活，同時(shí)使抑癌機(jī)制失活。因此，更好地了解NASH 相關(guān)肝癌機(jī)制將有助于用于預(yù)防肝癌的發(fā)生。