非酒精性脂肪性肝病对结直肠癌肝转移的影响

贺礼琴，张双双，李 敏，宋清莲, 冯义朝

延安大学附属医院消化内科，陕西 延安 716000

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是全球第三大常见的恶性肿瘤，在全球癌症相关死亡原因中排名第二[1]。近年来其发病率在亚洲国家呈上升趋势[2]。据统计到2030年，CRC的负担预计将增加近60%，新增病例将超过220万，癌症死亡人数将达到110万[3]。肝脏是CRC最常见的转移部位，50%的患者在其发病过程中出现肝转移[4]。手术切除是提供治愈和长期生存机会的主要治疗方法，5年生存率为40%～60%，在未根治的情况下，转移到肝脏的患者5年生存率低于5%[5-6]。因此早期识别CRC肝转移(colorectal liver metastasis，CRLM)的危险因素可能是降低肝转移发生率的有效策略。非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一种异质性疾病，涵盖了一系列肝脏疾病，包括肝脂肪变性(non-alcoholic fatty liver，NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)[7-8]。随着人们生活方式和饮食结构的改变，NAFLD已成为慢性肝病最常见的病因，其发病率在全球呈上升趋势[9]。研究表明，靶组织的微环境是决定转移细胞侵袭和存活能力的重要因素[10-11]，肝脏是CRC最常见的转移部位，肝脏微环境(liver microenvironment，LME)在肝转移瘤的形成和生长过程中起着重要作用，提示肝脏疾病可能影响CRLM的发生率。然而，关于NAFLD对CRLM发展的影响仍存在争议。

1 NAFLD与CRC

NAFLD是一组与男性、肥胖、胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)、血脂异常、2型糖尿病和代谢综合征(metabolic syndrome，MetS)相关的肝病[12]。同时也是一种多系统疾病，影响许多肝外器官系统，并与多种代谢途径的调节相互作用。它与肝脏疾病的发病率和死亡率相关，同时也增加了肝外疾病的风险，如心血管疾病、肝外恶性肿瘤、2型糖尿病、慢性肾脏病和其他肝外慢性疾病[13]。目前认为CRC的发生是包括遗传、环境因素(如肥胖、缺乏运动、不良饮食、饮酒和吸烟)、炎症性肠病、人口日益老龄化等多种因素共同作用的结果[14-15]。肥胖是NAFLD和CRC共同的危险因素，研究表明这两者之间存在相关关系。Wu等[16]对3 262例Ⅰ～Ⅲ期CRC患者回顾性分析发现，既往存在NAFLD的CRC患者预后较非NAFLD患者差。Tee等[17]发现，患CRC的风险随着NAFLD的严重程度的增加而增加。Wong等[18]研究发现，与健康对照组相比，经磁共振波谱和肝活检确诊的NAFLD和NASH患者患结直肠腺瘤和晚期结直肠肿瘤的风险显著增加且NAFLD和NASH患者通常在右侧结肠发展成结肠腺瘤和晚期肿瘤。Cho等[19]研究发现，经活检证实的NASH的存在与NAFLD患者晚期结直肠肿瘤风险增加显著相关，且晚期CRC患者的脂肪变性程度和肝纤维化程度高于结肠镜检查正常或低级别腺瘤性息肉患者。与先前的研究相似，一项Meta分析显示，NAFLD的存在和严重程度与发生结直肠腺瘤/癌症的风险增加有关[20]。Choi等[21]发现，经肝脂肪指数确诊的NAFLD患者与接受筛查的无症状患者中CRC有显著相关性。

2 NAFLD与CRLM

肝脏是CRC最常见的转移部位，NAFLD是其发生的危险因素[20]，而靶组织的微环境又是决定转移细胞侵袭和存活能力的重要因素[10]，提示NAFLD可能影响CRLM，目前就二者关系的研究结果尚不一致。Murono等[22]通过计算机断层扫描将肝脏脾脏衰减率低于1.1的患者定义为肝脂肪变性(hepatic steatosis，HS)，HS中CRC的转移率较低，提示HS可能是肝转移形成的不利微环境。小鼠模型显示，高脂饮食诱导的HS增加了转移到肝脏的CRC的肿瘤转移负担。但在其他动物模型中发现了相反的结论，这种差异可能与不同实验条件的应用有关，如不同的肿瘤细胞系、小鼠类型、注射部位、注射方法等[23]。Ohashi等[24]发现，HS促进转移瘤的发展。一项荟萃分析显示，与未发生肝转移的患者相比，肝硬化或病毒性肝炎患者发生肝转移的几率更低[25]。Molla等[26]研究NAFLD对CRLM肝切除术后复发率及肝再生的影响发现，肝细胞膨胀与CRC复发风险增加有关，而脂肪变性的程度不能预测复发的风险，也不能预测肝脏再生能力。Kondo等[27]发现，肝纤维化明显促进CRC术后肝脏特异性复发(HR=2.98，95%CI：1.23～7.21，P=0.02)。Lv等[28]发现，NAFLD患者的同步CRLM患病率明显高于非NAFLD患者(18.33%vs7.42%，P=0.006)，当NAFLD发展到晚期纤维化或肝硬化时，同步CRLM发生率降低，经多因素分析后显示，NAFLD、癌胚抗原、糖类抗原19-9和淋巴结状态与CRC患者同步肝转移的发生率增加有关。动物模型显示，高脂肪饮食诱发的NASH与CRLM呈正相关[29]。

3 NAFLD与CRLM的病理生理机制

NAFLD与CRLM之间的发病机制目前尚不清楚，可能与以下几个因素有关：

3.1 炎性细胞因子和生长因子研究表明，NAFLD患者脂联素水平降低，瘦素水平升高。高血清瘦素水平和低血脂联素水平均与肥胖密切相关，两者均由脂肪组织产生，可能以相反的方式影响CRC的致癌途径[30]。瘦素是结肠上皮细胞的生长因子，促进肿瘤细胞的生长、增殖、免疫应答、迁移和血管生成，抑制细胞凋亡，瘦素受体也被证明在CRC中过度表达，因此容易发生远处转移。脂联素具有抑制癌细胞生长和诱导细胞凋亡的抗肿瘤作用。动物模型显示，缺乏脂联素会促进脂肪变性、肝纤维化的发展，进而有利于肝肿瘤的形成[31]。脂联素直接调控多个参与CRC发生的细胞内信号通路。低血脂联素浓度、脂联素受体减少被认为是CRC的危险因素。此外，诊断前低血浆脂联素浓度与CRC特异性和总死亡率的增加有关[32-33]。肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)诱导IR的发生，高血TNF-α浓度是CRC发展的危险因素，同时也与更严重的CRC和预后不良有关[34]。与之前的研究结果一致，Tojek等[32]研究发现，Ⅳ期CRC(转移性)患者血清TNF-α水平高于早期CRC患者和对照组。胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor，IGF-1)是一种有丝分裂因子，它可以减少癌细胞死亡，促进细胞增殖，影响宿主微环境。研究表明，IGF-1影响肥胖小鼠LME并调节肝脏内的促炎反应以促进肝转移。缺乏IGF-1的小鼠可减少原发性肿瘤的大小和肝转移的负荷[31]。

3.2 慢性炎症炎症是肿瘤发生的一个强有力的推动者，促进肿瘤的发生、生长和转移[35]。肥胖是NAFLD和CRC已知的危险因素，是一种慢性低度炎症状态，表现为脂肪组织释放的促炎症标志物和细胞因子水平升高，这些细胞因子和生长因子在胃肠道有直接的促癌作用，促进细胞增殖、血管生成，抑制细胞凋亡。肥胖还与先天性免疫激活有关，涉及巨噬细胞激活和其他机制，导致持续性脂肪组织炎症反应[36]。此外，肥胖患者体内游离脂肪酸水平升高，诱导炎症，导致胰岛素和瘦素抵抗的发生[31]。

3.3 组织微环境组织微环境是决定转移细胞侵袭和存活能力的重要因素。NAFLD是CRLM发生的危险因素，其中NAFLD的疾病谱包括NAFL、NASH、肝纤维化、肝硬化和HCC，不同时期的NAFLD对肝转移的影响可能不同。NAFLD发病的最初阶段是肝细胞内甘油三酯的聚集，高浓度的游离脂肪酸和之后的脂毒性、胰岛素抵抗、外周脂肪组织功能障碍和胃肠源性内毒素共同起激活和维持促炎细胞因子的产生和释放，促进NAFLD发展[37]。先前有研究表明，NAFL促进转移性肿瘤的发展[24],表明NAFL提供了一个可育的微环境。研究表明，肝脏微环境提供来自促进肝转移发展的实质细胞和非实质细胞的自分泌和旁分泌信号。肝细胞是肝脏中主要的非实质细胞。静止的肝星状细(hepatic stellate cells，HSCs)可被细胞因子或肝损伤激活[38]。HSCs可以从静止状态转化为高度增殖和活动的肌成纤维细胞。肿瘤相关的细胞外基质被活化的HSCs重塑和沉积，将促进转移细胞的迁移和生长[39]。活化的HSCs还通过释放多种细胞因子导致肝纤维化，同时与CRC细胞相互作用，增强癌细胞的侵袭性[38]。在小鼠模型中，抑制肝纤维化可以减少肝转移的发生，这表明结缔组织基质在肝脏的过度沉积可能加速癌细胞的侵袭和增殖[27]。此外，在肝纤维化环境中，多种血管生成因子也促进了肿瘤血管的生成[40]。纤维化进一步发展为肝硬化时，导致肝内血管重建影响肝脏的血液供应，使肿瘤细胞难以进入肝脏，不利于转移瘤的生长。随着肝硬化程度的加重，门静脉压力随之升高，可能会进一步阻滞肿瘤细胞到达肝脏[28]。

3.4 高脂血症高脂肪饮食是导致NAFLD和NASH的主要风险因素，也是CRC发生的危险因素。研究表明，高脂饮食诱导的NAFLD显著增加CRLM的数量和大小[24]。高胆固醇血症诱导的氧化应激降低造血干细胞Tet1的表达，导致DNA高甲基化和组蛋白修饰增加。最终导致自然杀伤细胞和γδT细胞的功能障碍和分化减少，从而导致免疫监视不足，增强癌细胞的转移[41]。高脂肪饮食的生活方式还可以增强CRC细胞干细胞的强度，促进其迁移能力[42]。在体内，肿瘤相关的中性粒细胞促进CRC细胞黏附和外渗，高脂血症可以增强血小板活化和中性粒细胞数量，以保护CRC细胞免受免疫攻击，从而使癌细胞更易逃离血管系统发生转移。此外，在转移性微环境中，高水平的血浆甘油三酯、血清总胆固醇和饱和脂肪酸有助于活性氧诱导的氧化应激，氧化应激和炎症之间的相互作用可以刺激转移[43]。

3.5 肠道微生物群肠道微生物是CRC发生、发展的参与者，它通过诱导大肠组织发生异常免疫反应，可形成特殊的免疫微环境，削弱肠上皮屏障，产生肿瘤毒素，可作用于肠上皮细胞，引起细胞增殖。此外，这些毒素会产生致癌代谢物、活性氧和其他自由基，导致宿主细胞DNA损伤并诱发突变来促进CRC的发生、发展[44]。肠道微生物群也是NAFLD发病机制中的关键介质[29]。肝脏和肠道通过肠-肝轴高度相连，这对维持两个器官的稳态功能非常重要。当肠道微生物组分改变时会影响肠-肝轴的稳态功能。肠上皮屏障的主要功能是保护肠道不受外界环境的影响，调节肠道对营养物质、电解质和水分的吸收，维持环境与宿主之间的稳态。在NAFLD存在的状态下，肠道微生物、脂多糖、鞭毛蛋白和雷公藤酸等模式相关分子模式在屏障功能受损的情况下通过肝肠循环转移到肝脏，使肝脏暴露于这些病原体中引发慢性感染，为癌细胞转移创造了一个肿瘤微环境[45]。维持肠-肝轴稳态的另一个重要因素是肝源性抗微生物菌群和胆汁酸，它们通过进入十二指肠的胆管和Vater壶腹的胰管汇合进入肠道。研究表明，CRC患者肠腔内胆汁酸水平升高[44]。高水平的胆汁酸对肝脏和肠道细胞都有毒性作用，胆汁酸池的改变，伴随着菌群失调，影响肝脏和肠道黏膜，进一步产生炎症反应促进肿瘤发展[46]。此外微生物群平衡紊乱可改变肠屏障功能，增加脂多糖的吸收，导致IR和炎症反应，导致脂质代谢异常，促进癌细胞的转移[47]。

4 结论

总之，NAFLD是CRC发生、发展的危险因素，同时不同状态的NAFLD也可能促进CRLM的发展。近年来在阐明驱动CRLM的细胞、分子和信号途径程序方面取得了重大进展。但由于研究方法和潜在干扰因素的不同，目前尚无统一的结论。NAFLD是一种异质性疾病，从单纯性脂肪变性、脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化发展到HCC。疾病的不同状态和相关的微环境变化可能对转移的形成有不同的影响。未来的研究应着重分析NAFLD的不同状态及相关的调控分子机制能否控制CRC和CRLM的发生，NAFLD的干预治疗是否降低肝转移的发生率。此外，除NAFLD外不同的肝病及其微环境的改变对肝转移的发生是否有影响，如酒精性肝病、病毒性肝炎、药物性肝损伤、自身免疫性肝病等仍有待进一步研究。