急性間歇性卟啉病并發(fā)肝細胞癌的發(fā)病機制與預防策略

曹茜茜，任 毅，劉思敏，楊 靜

1 山西醫(yī)科大學 a.第一臨床醫(yī)學院，b.麻醉學院，太原 030001； 2 山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院 內(nèi)分泌科，太原 030001

急性間歇性卟啉病(acute intermittent porphyria，AIP)是最常見的一型卟啉病，是因血紅素合成步驟中第3個酶羥甲基雙烷合酶(porphobilinogen deaminase，PBGD)基因突變導致尿卟啉原Ⅲ合成障礙，體內(nèi)卟膽素原(porphobilinogen，PBG)及δ-氨基-γ酮戊酸(δ-aminolevulinic acid, ALA)生成增多而引起的一類疾病。繼骨髓(80%)后，肝臟(15%)是人體內(nèi)第二大合成血紅素最多的器官[1]，血紅素代謝障礙會影響肝臟正常生理功能，導致肝損傷。作為全球發(fā)病率第6、死亡率第2的癌癥，肝細胞癌(HCC)是原發(fā)性肝癌中最常見的類型，占肝癌總數(shù)的90%[2]。在肝癌發(fā)病的病因中，除去病毒感染因素，有15%～50%新發(fā)肝癌患者的病因未明，提示其他病因在HCC的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。研究[3-4]顯示，AIP是促使HCC發(fā)生發(fā)展的危險因素。本文就AIP并發(fā)HCC發(fā)病機制及預防策略作一綜述。

1 概述

AIP是急性肝卟啉病(acute hepatic porphyria, AHP)中最常見的類型。AIP患者按臨床表現(xiàn)分為2種類型，顯發(fā)型 (manifest AIP, MAIP) 和隱匿型 (latent AIP, LAIP) 。顯發(fā)型指目前有癥狀或者經(jīng)歷急性發(fā)作后恢復期的患者，占比15%～20%；隱匿型指具有進展為急性發(fā)作的高風險患者，占比80%～85%[5]。AIP為常染色體顯性遺傳，外顯率極低，且80%～85%AIP患者為LAIP，提示普通人群中HMBS基因的無癥狀攜帶者較多，人群中存在較多潛在AIP患者。

早在1984年，瑞典已首次報道了AIP與HCC的關(guān)聯(lián)性[6]，后續(xù)亦有大量報道[3,7]證實二者的聯(lián)系。Kauppinen等[8]對芬蘭245例AHP(184例AIP及61例混合型卟啉病)隊列研究發(fā)現(xiàn)，7例AHP(6例AIP及1例混合型卟啉病)患者合并有HCC，相較于普通人群，AHP患者發(fā)生HCC的風險增加了61倍。Andant等[9]對法國650例AIP患者進行長達7年的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，4例MAIP及3例LAIP患者合并有HCC。Andant等認為AIP患者并發(fā)HCC的原因可能為：ALA的慢性積聚導致自由基產(chǎn)生，進而導致HCC。Schneider-Yin等[10]對瑞典111例AIP患者隨訪發(fā)現(xiàn)，2例AIP在后續(xù)15年間并發(fā)了HCC。迄今為止，研究[11]發(fā)現(xiàn)p.W198X突變AIP患者更易并發(fā)HCC。

Andersson等[12]對8例AIP合并HCC患者及4例僅有HCC患者行肝組織活檢，其中高、中、低分化者分別有4例、3例、1例。而4例僅有HCC的患者中，中、低分化者分別占3例、1例。此外，AIP合并HCC患者肝活檢發(fā)現(xiàn)了顯著的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體超微結(jié)構(gòu)改變，而其他病因如病毒、酒精所致HCC未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)超微結(jié)構(gòu)改變。

通常情況下HCC患者中，男性發(fā)病率更高，男女比為2∶1～4∶1[2]。而AIP并發(fā)HCC患者中，女性更為常見，男女比約為1∶2，且MAIP多于LAIP，二者之比為2∶1[12]。其次，大多數(shù)HCC患者肝硬化比例很高，而AIP并發(fā)HCC大多不伴肝硬化[13]。因此，對于HCC不伴肝硬化患者應(yīng)考慮到合并AIP的可能；反之亦然，對AIP患者應(yīng)警惕HCC的發(fā)生發(fā)展[14]。

AIP患者并發(fā)HCC的概率很高，老年AIP患者尤甚[3,7]。據(jù)Kauppinen等[8]統(tǒng)計，在82例死亡AHPs患者中，7例死于HCC，且其中6例為AIP患者。針對AIP患者HCC的早期篩查尤為重要。Stewart[3]推薦對于>50歲AIP患者可行每年1次的肝臟超聲檢查篩查HCC。而Andersson等[12]推薦對于≥55歲的AIP患者應(yīng)行HCC篩查。值得注意的是，任意形式的篩查手段均存在潛在風險，如假陽性結(jié)果的產(chǎn)生。

2 發(fā)病機制

多因素作用導致AIP并發(fā)HCC，發(fā)病機制尚不十分明確。目前AIP并發(fā)HCC主要發(fā)病機制如下：氧化應(yīng)激、p53基因突變、Bcl-2下調(diào)、致炎細胞因子增多、鐵超載等。

2.1 氧化應(yīng)激 卟啉代謝障礙可阻礙肝臟細胞色素P450及重要抗氧化酶活性，導致活性氧(ROS)及肝細胞突變率大大增加，誘導肝組織損傷，甚至發(fā)展為HCC[12]。此外，ALA+PBG的細胞毒性作用會導致ROS生成增加，ROS可對肝細胞核DNA及線粒體DNA造成損傷，導致肝細胞突變率增加，進一步發(fā)展為HCC[12]。值得注意的是，ALA對肝細胞核及線粒體DNA的損傷呈劑量依賴性，ALA濃度越高，肝細胞核及線粒體DNA損傷越重[15]。而AIP患者血漿ALA水平通常為正常人(0.1 μmol/L)的4～100倍[15]，提示AIP患者肝細胞核及線粒體DNA損傷更重，更易發(fā)生HCC。

2.2 p53突變 p53是一種重要的抑癌因子，在介導DNA損傷修復、抑制突變、阻斷細胞周期抑制生長、細胞凋亡、衰老等方面發(fā)揮重要作用[16]。P53在正常細胞內(nèi)表達量很低，而在細胞發(fā)生DNA損傷時表達量顯著上調(diào)。Menezes等[15]對經(jīng)ALA處理的原發(fā)性肝癌細胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，ALA所誘導的細胞內(nèi)氧化環(huán)境會導致p53基因的異常表達率明顯增加，且p53基因的異常表達率隨ALA濃度的增加而增加，呈現(xiàn)明顯的ALA濃度依賴性，提示p53基因突變?yōu)锳IP并發(fā)HCC的可能機制之一。AIP肝細胞內(nèi)增加的ROS可誘導p53基因發(fā)生突變，導致p53功能喪失，抑癌癥因子減少，使癌變概率增加[17]。據(jù)統(tǒng)計[18]，人類50%以上的癌癥，尤其癌癥進展期，均存在p53基因突變或功能喪失。

2.3 B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2, Bcl-2)下調(diào) Bcl-2家族蛋白是線粒體凋亡通路的核心調(diào)控因子，通過直接抗氧化、抑制Bax和Bak的促凋亡作用、抑制線粒體內(nèi)促凋亡蛋白的釋放等機制發(fā)揮其抗腫瘤效應(yīng)[19]。研究[20]顯示，隨著Bcl-2表達量的增加，腫瘤增殖速度隨之下降。在藥物誘導的HCC小鼠模型中，Bcl-2通過抑制腫瘤細胞增殖發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)[21]。前文所述Menezes等[15]發(fā)現(xiàn)ALA所誘導的細胞內(nèi)氧化環(huán)境會導致p53上調(diào)的同時，亦會導致Bcl-2下調(diào)。Bcl-2的下調(diào)可能是AIP并發(fā)HCC的機制之一。

2.4 致炎細胞因子增多 ALA及PBG的毒性作用可激活炎癥細胞，增加致炎細胞因子的表達。Pallet等[22]發(fā)現(xiàn)ALA+PBG增加多種細胞因子的表達，如：表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)、TGFβ等。EGF通過誘導纖維連接素參與表皮細胞增殖、促進癌組織新生血管的形成，與HCC發(fā)生、轉(zhuǎn)移及侵襲密切相關(guān)[23]。TGFβ通過誘導肝組織上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，參與HCC的發(fā)生及侵襲[24]。

2.5 線粒體能量代謝障礙 血紅素合成過程的起始步驟及ALA的生成均發(fā)生于線粒體。ALA直接及間接(ROS增加)損傷線粒體，造成線粒體能量代謝障礙。而線粒體能量代謝障礙與HCC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[25]。研究[15,26]顯示，ALA通過Ca2+依賴機制影響線粒體跨膜電位，并對線粒體DNA及內(nèi)膜造成損害，導致線粒體能量代謝障礙。Menezes等[27]發(fā)現(xiàn)ALA可下調(diào)羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶，影響脂代謝，線粒體內(nèi)膽固醇含量的增加，亦會影響線粒體能量代謝。

2.6 鐵超載 據(jù)統(tǒng)計[28]，約45%血色素沉積病患者合并有HCC，且遺傳性血色素沉積癥患者發(fā)生HCC的風險是普通人群的200倍，提示鐵超載在肝硬化及HCC發(fā)生發(fā)展中的重要作用。鐵離子在肝組織內(nèi)的積聚導致大量ROS產(chǎn)生，誘發(fā)氧化應(yīng)激，導致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，并對肝細胞DNA及蛋白質(zhì)造成損傷，產(chǎn)生致癌效應(yīng)[29]。長期接受血紅素輸注治療的AIP患者較易發(fā)生鐵超載，導致繼發(fā)性血色素沉積病，通過上述機制引發(fā)肝硬化及HCC[30]。

3 預防策略

AIP并發(fā)HCC的預防策略涉及以下幾種：他汀類藥物的應(yīng)用、嚴格管理、肝移植和基因及酶替代治療。

3.1 他汀類藥物 ALA可下調(diào)HMG-CoAR，導致細胞內(nèi)膽固醇水平升高[27]。研究[15]顯示，腫瘤細胞內(nèi)的膽固醇水平較外周非腫瘤細胞內(nèi)膽固醇水平高，且細胞增殖水平及腫瘤生長速度與膽固醇需求量正相關(guān)。HCC表現(xiàn)出明顯的膽固醇依賴性，HCC相關(guān)代謝模型顯示：在與HCC發(fā)生發(fā)展的101種相關(guān)代謝物中，高達30%代謝物與膽固醇生物合成相關(guān)[31]。因而，有學者[32]指出，他汀藥物的應(yīng)用可能對預防HCC起到一定作用。

3.2 嚴格管理 AIP患者應(yīng)嚴格自我管理，平素高碳水化合物飲食，避免大量飲酒，尤其避免應(yīng)用容易誘發(fā)AIP急性發(fā)作的藥物，以期降低AIP緩解期血漿ALA濃度，從而降低并發(fā)HCC的風險。急性發(fā)作期，靜脈輸注葡萄糖、高碳水化合物飲食、腸內(nèi)營養(yǎng)、靜脈輸注血紅素均可通過下調(diào)ALA合成酶1(ALAS1)水平，降低ALA、PBG。為避免誘發(fā)卟啉病急性發(fā)作，美國卟啉病基金會所創(chuàng)立的藥物指引網(wǎng)站 (https://porphyriafoundation.org/drugdatabase/)及歐洲國家創(chuàng)立的急性卟啉病藥物數(shù)據(jù)庫(http://www.drugs-porphyria.org/)均為AIP患者及臨床醫(yī)務(wù)工作者提供了AIP患者可用藥物指引。

3.3 肝移植 Dar等[33]對2例AIP患者行肝移植后，糾正了患者的卟啉代謝紊亂，并顯著提高了其生存質(zhì)量。肝移植有望通過糾正AIP患者體內(nèi)卟啉代謝紊亂，降低ALA毒性產(chǎn)物水平而降低HCC的發(fā)生率。目前發(fā)現(xiàn)可用于AIP肝移植術(shù)后排異反應(yīng)的藥物包含：他克莫司、霉酚酸、甲基強的松龍、潑尼松[34]。

3.4 基因及酶替代 一些基因治療、酶替代治療有望從基因或分子水平降低ALA/PBG水平，從而實現(xiàn)AIP患者血漿卟啉水平的降低，降低其毒性作用對肝臟的損害，而起到預防HCC發(fā)生的作用。基因治療手段包括通過基因增補技術(shù)增加PBGD基因的表達，減少ALA、PBG堆積[35-37]；其次引入特異性小干擾RNA,干擾ALAS1合成，從而降低ALA、PBG合成[38-39]。相關(guān)研發(fā)藥物Givosiran療效確切、安全可靠，于2019年11月經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局批準上市[40]。酶替代治療手段即外源性酶替代治療，通過靜脈/皮下注射人PBGD,補充因PBGD基因缺陷導致的PBGD酶缺乏，可恢復正常卟啉代謝而降低ALA、PBG水平[41]。

4 小結(jié)

AIP是一種罕見病，外顯率極低，約為1%[42]，且其發(fā)作時癥狀不典型，誤診率、漏診率較高[43]。對于AIP患者，臨床醫(yī)師應(yīng)警惕HCC的發(fā)生發(fā)展；對于不明原因HCC，尤其不伴肝硬化的HCC，臨床醫(yī)師也應(yīng)意識到AIP并發(fā)HCC的可能性。目前AIP并發(fā)HCC確切的發(fā)病機制尚不十分清楚，可用于預防AIP并發(fā)HCC的策略相對有限，AIP相關(guān)基因及酶替代治療、肝移植治療、他汀類藥物的應(yīng)用尚需要大規(guī)模循證醫(yī)學研究來評估確切療效。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：曹茜茜負責資料收集，撰寫論文；任毅、劉思敏參與資料收集，修改論文；楊靜負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。