HBV-HCC中HBx與免疫微環(huán)境的交互作用*

劉青青 王祥旭 紀(jì)洪辰 艾麗萍 綜述 張紅梅 審校

(空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院腫瘤科,陜西 西安710032)

肝細(xì)胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是原發(fā)性肝癌最常見的組織類型,乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)感染是HCC發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素[1]。在我國(guó),約85%的HCC患者與HBV感染相關(guān)[2]。HBV持續(xù)感染導(dǎo)致肝臟慢性炎癥、免疫功能障礙,促進(jìn)乙型肝炎病毒相關(guān)肝細(xì)胞癌(Hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma,HBV-HCC)發(fā)生、發(fā)展[3]。肝臟是機(jī)體重要的免疫器官,嗜肝性HBV和乙型肝炎病毒X基因(HBV X gene,HBX)在肝臟的表達(dá),受到包括線粒體介導(dǎo)的胞內(nèi)免疫、巨噬細(xì)胞的吞噬作用、T細(xì)胞和B細(xì)胞介導(dǎo)的特異性免疫反應(yīng)以及殺傷性細(xì)胞因子GzmH的分泌量等免疫系統(tǒng)全方位的調(diào)控[4-6]。乙型肝炎病毒X蛋白(Hepatitis B X Protein,HBx)亦可通過激活肝星狀細(xì)胞、參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、調(diào)控炎性細(xì)胞因子、誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)重塑等方式促進(jìn)和維持肝臟慢性炎癥、促進(jìn)抑制性免疫微環(huán)境形成,加速HBV-HCC進(jìn)展。本文就HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境研究進(jìn)展

HBV-HCC是我國(guó)常見的惡性腫瘤,其免疫微環(huán)境由腫瘤細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、基質(zhì)細(xì)胞(包括免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等)和細(xì)胞間通訊分子(趨化因子、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、外泌體等)組成[7]。微環(huán)境組分可通過促進(jìn)腫瘤免疫逃逸、抑制免疫應(yīng)答,加速HCC疾病進(jìn)程。

1.1 HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境 HBx是HBX編碼的多功能致癌蛋白,可通過多種方式促進(jìn)HBV-HCC進(jìn)展,包括改變基因表達(dá)、調(diào)節(jié)信號(hào)通路、破壞蛋白質(zhì)降解和失調(diào)非編碼RNA等[8]。HBx位于肝細(xì)胞的胞質(zhì)、胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體。位于胞質(zhì)的HBx參與調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路,包括Wnt/β-catenin、NF-κB、JAK/STAT、Ras-Raf-MAPK、粘著斑激酶(FAK)等,促進(jìn)HCC發(fā)生[9];位于胞核的HBx與HBV復(fù)制、基因調(diào)控相關(guān),是維持HBV持續(xù)感染的重要因素[10];位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的HBx可通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激維持肝臟慢性炎癥[11];而線粒體的HBx可促進(jìn)活性氧(ROS)產(chǎn)生、促進(jìn)脂質(zhì)過氧化、破壞線粒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲遷移[12]。HBx可通過影響HCC免疫微環(huán)境中的不同組分,包括免疫細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞因子、補(bǔ)體系統(tǒng)及外泌體等,促進(jìn)抑制性免疫微環(huán)境形成。

1.2 HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境細(xì)胞組分的研究進(jìn)展

1.2.1 HBx與T細(xì)胞 HBV感染后,肝組織中CD8+T細(xì)胞可產(chǎn)生γ干擾素(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α),發(fā)揮抗病毒活性,或直接殺死被感染的肝細(xì)胞[4]。HBx可促進(jìn)CD8+T細(xì)胞凋亡、減少IFN-γ產(chǎn)生,導(dǎo)致HBV持續(xù)感染和肝細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化[13]。在HBx高表達(dá)的HCC小鼠模型中,CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)顯著降低,反映腫瘤微環(huán)境免疫抑制狀態(tài)的PD-L1和CD163表達(dá)上調(diào)[14]。葡萄糖代謝失調(diào)是HBV感染期間肝臟損傷的關(guān)鍵機(jī)制,HBx可通過調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(GLUT1)促進(jìn)糖酵解,增加乳酸分泌,促進(jìn)肝臟微環(huán)境中CD4+T細(xì)胞分泌IL-17,減弱CD8+T細(xì)胞的殺傷活性[15]。HBx還可通過下調(diào)PTEN表達(dá),上調(diào)β-catenin/PD-L1,抑制HBV特異性T細(xì)胞活化,促進(jìn)免疫逃逸[16]。研究發(fā)現(xiàn)乙醇與HBV在肝臟脂代謝異常中具有協(xié)同作用,乙醇通過激活HBX/SP1/Swell1/花生四烯酸信號(hào)通路調(diào)節(jié)脂代謝異常,激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs),促進(jìn)肝臟抑制性免疫微環(huán)境形成[17]。此外,HBX可通過MEK-ERK信號(hào)激活增加IL-8分泌,增強(qiáng)內(nèi)皮通透性以促進(jìn)腫瘤血管侵襲,選擇性誘導(dǎo)肝竇內(nèi)皮細(xì)胞中GARP-latent-TGFβ,促進(jìn)肝內(nèi)Tregs聚集,介導(dǎo)局部微環(huán)境免疫逃逸并促進(jìn)HCC轉(zhuǎn)移[18]。

1.2.2 HBx與巨噬細(xì)胞 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)是HCC微環(huán)境中重要的免疫細(xì)胞,分為抗腫瘤的M1型巨噬細(xì)胞和促進(jìn)腫瘤的M2型巨噬細(xì)胞。M1型TAM產(chǎn)生NO、ROS、促炎因子如IL-1β、IL-6、IL-12、IL-23、CXCL9、CXCL10、TNF-α和MHC分子等,發(fā)揮抗炎、抗腫瘤作用[19]。M2型TAM可產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、趨化因子CCL2、CCL11、CCL22、CCL17、趨化因子受體2(CCR2)以及高水平PD-1,誘導(dǎo)HCC細(xì)胞外基質(zhì)重塑、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和抑制性免疫微環(huán)境形成,促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[20-21]。HBx可與M2型TAM通過交叉互作影響EMT促進(jìn)HBV-HCC侵襲和轉(zhuǎn)移[22]。

1.2.3 HBx與NK細(xì)胞 自然殺傷(NK)細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)防御病毒感染和腫瘤的主要效應(yīng)細(xì)胞[23],NKG2D是NK細(xì)胞表達(dá)的激活受體,通過識(shí)別其配體(包括人類MICA、MICB和ULBP1-4)控制病毒感染、抑制腫瘤發(fā)生[24]。研究發(fā)現(xiàn),HBV感染促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子GATA2、GATA3表達(dá),后者直接與肝細(xì)胞癌MICA/B啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合,特異性抑制MICA/B表達(dá)。HBx可與GATA2和GATA3形成三聚體,促進(jìn)GATA2或GATA3介導(dǎo)的MICA/B抑制,進(jìn)而逃避NK細(xì)胞監(jiān)視[5]。

1.2.4 HBx與肝星狀細(xì)胞 肝星狀細(xì)胞(HSC)的主要功能是儲(chǔ)存及釋放維生素A、合成細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)、維持竇狀循環(huán)、免疫調(diào)節(jié)[25]?；罨腍SC是腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞的主要來源,與腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和耐藥相關(guān)[26]。HBx可通過HSC中NADPH氧化酶4(NOX4)上調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA),促進(jìn)HSC活化[27]。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)是HSC活化過程中的關(guān)鍵調(diào)控因子,而HBx可通過激活旁分泌、上調(diào)TGF-β1,進(jìn)一步激活Smad通路從而活化HSC。HBx還可通過血小板來源的生長(zhǎng)因子β信號(hào)通路(PDGF-β/PDGFR-β)活化HSC并促進(jìn)其增殖與遷移[28-29]。活化的HSC通過增加抑制性免疫細(xì)胞聚集、促進(jìn)免疫逃逸,促進(jìn)HCC進(jìn)展[30]。

綜上,HBx通過促進(jìn)CD8+T細(xì)胞凋亡、抑制其功能,激活并募集Tregs,與M2型巨噬細(xì)胞互作影響EMT,介導(dǎo)機(jī)體逃避NK細(xì)胞監(jiān)視、激活HSC等機(jī)制,促進(jìn)HBV-HCC抑制性免疫微環(huán)境形成。

1.3 HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境中的非細(xì)胞成分

1.3.1 HBx誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)重塑 細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)由膠原蛋白、蛋白多糖、彈性蛋白、纖維連接蛋白﹑層粘連蛋白等多種糖蛋白組成,負(fù)責(zé)細(xì)胞間通信、細(xì)胞黏附和增殖[31]?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)通過降解ECM、破壞局部組織結(jié)構(gòu)﹑誘導(dǎo)ECM重塑,促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。研究證實(shí)HBx可通過影響MMP-9、MMP-3、MMP-14表達(dá)而促進(jìn)HCC細(xì)胞的侵襲能力[32]。HCC中缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1ɑ)過表達(dá),與患者預(yù)后不良相關(guān)[33],賴氨酰氧化酶(LOX)是HIF-1α的靶基因,通過交聯(lián)膠原蛋白促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[34]。研究表明,HBx可通過促進(jìn)HIF-1α/LOX途徑重塑ECM,促使HCC發(fā)生轉(zhuǎn)移[35]。

1.3.2 HBx與細(xì)胞因子 HBV-HCC是典型的炎癥相關(guān)腫瘤。在乙型肝炎早期,HBx將肝內(nèi)TGF-β信號(hào)通路的抑瘤靶點(diǎn)pSmad3C轉(zhuǎn)型為促瘤pSmad3L,誘導(dǎo)HBV-HCC發(fā)生[36]。HBx可通過toll樣受體接合蛋白髓樣分化因子88(MyD88)激活NF-κB和MAPKs,促進(jìn)IL-6合成和分泌,促進(jìn)HCC進(jìn)展[37]。HBx還可上調(diào)TNF-α表達(dá),降低炎癥抑制因子IL-10表達(dá),介導(dǎo)肝臟炎癥反應(yīng)進(jìn)而發(fā)揮促癌作用[38]。微粒體前列腺素E合成酶-1(MPGES-1)是炎癥介質(zhì)前列腺素E2(PGE2)的終末限速酶,PGE2是免疫抑制因子,可促進(jìn)CD8+T細(xì)胞衰老[39]。HBx可通過轉(zhuǎn)錄因子EGR1上調(diào)MPGES-1表達(dá),增加PGE2分泌[40]。HBx通過調(diào)控上述炎性細(xì)胞因子表達(dá),維持肝臟炎性微環(huán)境,加速HBV-HCC疾病進(jìn)展。

1.4 HBx與HBV-HCC免疫微環(huán)境中的其他成分

1.4.1 HBx與補(bǔ)體系統(tǒng) 補(bǔ)體系統(tǒng)是天然免疫系統(tǒng)的重要組成部分,由補(bǔ)體、補(bǔ)體受體和調(diào)節(jié)蛋白組成。HBx可上調(diào)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD59,抑制HCC細(xì)胞膜攻擊終末復(fù)合物C5B-9形成,保護(hù)癌細(xì)胞免受補(bǔ)體攻擊[41]。HBx可通過NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)miR-146a表達(dá),后者可下調(diào)補(bǔ)體因子H,促進(jìn)肝臟慢性炎癥的形成[42]。

1.4.2 HBx與外泌體 外泌體是HCC微環(huán)境中的重要組分,是一種富含蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的膜性囊泡,可在細(xì)胞間進(jìn)行信號(hào)傳遞。在癌癥中,外泌體可通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、阻斷EMT和促進(jìn)血管生成參與腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[43]。microRNAs是由18～25個(gè)核苷酸的非編碼小RNA,miR-155作為一種多功能microRNA,其異常表達(dá)在腫瘤細(xì)胞增殖、分化、遷移、凋亡以及機(jī)體的腫瘤免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用[44]。研究發(fā)現(xiàn),HBx可通過上調(diào)miR-155表達(dá),進(jìn)而抑制PTEN/PI3K-AKT通路,促進(jìn)HCC細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化、抑制癌細(xì)胞凋亡、促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲和遷移;阻斷miR-155表達(dá)可減弱HBx的促增殖和侵襲作用[45]。HBx在病毒復(fù)制和HCC發(fā)展中起至關(guān)重要的作用,過氧化物還蛋白1(Prdx1)是一種HBx互作蛋白,在HCC患者中過表達(dá)。外泌體組分5(Exosc5)是RNA外泌體復(fù)合物成員,研究發(fā)現(xiàn)Prdx1可通過與HBV RNA和Exosc5的相互作用促進(jìn)HBV RNA衰變,從而導(dǎo)致HBV RNA下調(diào),進(jìn)而保護(hù)宿主細(xì)胞[46]。

2 HBx相關(guān)HBV-HCC的治療研究進(jìn)展

HBx與HBV-HCC的發(fā)生密切相關(guān),在HBV-HCC免疫微環(huán)境的形成和維持過程中扮演重要角色,調(diào)節(jié)其功能有望成為治療HBV-HCC的潛在新策略。

2.1 直接抑制HBx 體外研究顯示,干擾小RNA可抑制HBx表達(dá),減弱其在HBV-HCC中的致癌作用。靶向HBx的干擾小RNA(3p-siHBx)可顯著抑制HBV復(fù)制,增強(qiáng)NK細(xì)胞活化,逆轉(zhuǎn)CD8+T細(xì)胞衰竭并增強(qiáng)其功能,破壞髓源性抑制細(xì)胞(MDSC)和Tregs分化,改善肝臟免疫微環(huán)境[47]。有研究開發(fā)靶向HBx的細(xì)胞穿透全分子抗體,該抗體可內(nèi)化到活細(xì)胞中抑制HBV復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)產(chǎn)生[48]。此外,NAD(P)H:醌氧化還原酶1(NQO1)的抑制劑雙香豆素可降低HBx表達(dá),減少HBx與共價(jià)閉合環(huán)狀DNA(cccDNA)結(jié)合,抑制cccDNA轉(zhuǎn)錄和HBV復(fù)制,為HBV-HCC治療提供新策略[49]。

2.2 抑制HBx相關(guān)分子通路 TGF-β在高分化HBV-HCC中誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)阻滯,HBx在早期慢性乙型肝炎中使TGF-β信號(hào)的腫瘤抑制作用減弱?；诖?有研究報(bào)道了抑制HBx引起的激活JNK/pSMAD3L信號(hào)通路是一種潛在治療HBV-HCC患者的方法,發(fā)現(xiàn)JNK抑制劑SP600125能顯著逆轉(zhuǎn)HBx的致癌作用,恢復(fù)TGF-β在表達(dá)HBx的HBV-HCC細(xì)胞中抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的能力[50]。2,5-二甲基塞來昔布(DMC)是mPGES-1的靶向抑制劑,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明DMC可提高HBx高表達(dá)HCC移植小鼠模型中腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T細(xì)胞水平,抑制腫瘤中PD-L1和CD163表達(dá),DMC聯(lián)合阿替利珠單抗抗腫瘤作用更顯著,可改善HBV-HCC免疫微環(huán)境[14]。

2.3 HBx疫苗 研究表明,HBx疫苗在攜帶HBV小鼠中可誘導(dǎo)系統(tǒng)性HBx特異性CD4+和CD8+T細(xì)胞反應(yīng),顯著消除HBV DNA,在動(dòng)物模型中成功消除持續(xù)性HBV[51],有潛力發(fā)展成為針對(duì)慢性HBV感染的治療性疫苗。探索HBx在HBV-HCC免疫微環(huán)境中的確切作用機(jī)制,有望減少HBx在HBV慢性感染過程中的致癌性,在HBV-HCC患者中減緩疾病進(jìn)展、為患者的治療提供新的思路和方向。

目前雖已有研究設(shè)計(jì)針對(duì)HBx的小干擾RNA,發(fā)現(xiàn)可抑制HBx表達(dá)的小分子藥物以及針對(duì)HBx的治療性疫苗,但此類藥物目前都未能在臨床上得到應(yīng)用。深入探索HBx在HBV-HCC發(fā)生發(fā)展中的確切機(jī)制,有效阻斷其在腫瘤發(fā)生中的作用,設(shè)計(jì)針對(duì)HBx的藥物并將其有效應(yīng)用于臨床,有望給HBV-HCC患者帶來生存獲益。

3 小結(jié)

HBx是HBV感染后啟動(dòng)和維持病毒復(fù)制必不可少的致癌蛋白,可通過激活肝星狀細(xì)胞、調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)、誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)重塑、促進(jìn)肝臟慢性炎癥形成和維持,形成利于癌細(xì)胞生存的抑制性免疫微環(huán)境,加速HBV-HCC疾病進(jìn)展。以HBx為靶點(diǎn),抑制其功能有望成為HBV-HCC治療的潛在新策略。