非酒精性脂肪性肝病相关性肝癌机制研究

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

随着糖尿病和肥胖等代谢性疾病的发病率升高， 非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease ，NAFLD）已经成为越来越严重的健康问题。非酒精性单纯性脂肪肝可发展为脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）、 肝 纤维化、肝硬化，最终发展为肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）。近年来，随着乙肝疫苗广泛接种、抗乙肝病毒及丙肝病毒治疗的普及，病毒相关性HCC 的发病率未来将会逐渐减少。而非病毒相关性HCC 数量却逐年升高，NAFLD 所致HCC 占比逐年增加。

非酒精性单纯性脂肪肝患者进展至肝硬化风险非常低，但NASH 患者进展至肝硬化甚至肝癌的风险显著增加［1］。NAFLD-HCC 患者年龄更大，肝功能较好，肿瘤体积较大，可行手术切除治疗［2-4］。此外，NAFLD-HCC 可发生在无肝硬化的患者，部分NASH 患者可以不经过肝硬化阶段直接演变为 HCC［5］。

到目前为止，从NAFLD 到NASH 的确切机制尚未完全明确，最初提出了一个“二次打击假说”［6-7］。第一个打击是胰岛素抵抗，脂肪变性是NASH 进展的最初原因［8］。胰岛素抵抗促进脂肪分解，增加血清游离脂肪酸水平。增多的游离脂肪酸可阻断酪氨酸磷酸化的细胞信号，从而加重胰岛素抵抗。同时，甘油三酯积累促进了第二次打击，出现氧化应激［9］，引发脂质过氧化、促炎因子释放和线粒体损伤［10］，这是NASH 病理学中肝细胞损伤、炎症和纤维化形成的细胞机制［11-12］。

尽管大量的研究支持二次打击假说，但仍不清楚NASH 是如何在脂肪肝的背景下持续进展至HCC。与二次打击假说不同，多重打击理论有了新的共识，它更好地解释了NASH 的发展及其向HCC 的进展［13］。这一理论认为，NASH 是多种条件同时作用的结果，包括异常脂质代谢、氧化和/或内质网应激、遗传变异、线粒体功能障碍、免疫反应改变和肠道菌群失衡［14］。

1 遗传和表观遗传机制

肝细胞癌的基因组研究显示突变经常出现在肝细胞癌的染色质调节因子。22 号染色体上编码patatin 样磷脂酶结构域3（patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3）的基因突变是NASH 相关肝癌进展的一个众所周知的因素［15］。尽管PNPLA3 在肝脏中的生理和生物学功能尚未完全阐明，但PNPLA3 突变与HCC 的关联是明显的［16］。变异（rs738409c.444c ＞ G，p.I148M）引起胞嘧啶到鸟嘌呤的突变，导致异亮氨酸到蛋氨酸的转化。这种突变与肝脏中脂质积聚增加相关，并使个体易患脂肪肝相关疾病，从单纯性脂肪肝进展到NASH，甚至HCC［17］。研究表明，编码膜结合O-酰基转移酶结构域7（membrane bound O-acyltransferase domaincontaining 7，MBOAT7） 的 rs641738 基 因 型 与NASH 患者肝损伤严重程度和纤维化风险增加相关［18-19］。然而，这些发现尚需要更多的研究以证实。

MicroRNAs（MicroRNAs，miRNAs）是一种内源性、小的非编码RNA，在基因表达调控中起着重要作用。在NASH-HCC 小鼠模型中显示了miR-122 的下调，这表明 miR-122 在 NASH-HCC 中的直接作用［20］。到目前为止，大多数研究表明几种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，这些miRNAs 的表达改变与主要的肝癌途径有关，包括TGF-β、Wnt/β-catenin、丝裂原激活蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）和调节细胞增殖和能量代谢的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/AKT/mTOR［22］。

另外，表观遗传变化，常常导致异常的DNA 甲基化，也被认为是NASH 进展的另一个重要机制［23］。它通过甲基转移酶发生，导致与DNA 损伤和修复、脂质和葡萄糖代谢以及纤维化进展相关的基因沉默。

2 胰岛素抵抗与氧化应激

高脂饮食、肥胖和糖尿病与NASH-HCC 发病机制之间的关系表明，肝细胞能量平衡和细胞周期控制之间的分子联系是NASH-HCC 进展的关键机制。实验证据表明，胰岛素抵抗和高胰岛素血症增加了胰岛素和胰岛素样生长因子-1 的表达。胰岛素或胰岛素样生长因子-1 与它们各自的受体，即胰岛素受体和胰岛素样生长因子-1 受体结合，通过胰岛素受体底物-1 触发信号级联，激活其下游的PI3K 和MAPK 通路。这些途径通过诱导细胞增殖和抑制凋亡在肝癌的发生中起着重要作用［24］。

线粒体中的胰岛素信号、脂肪毒性与氧化及内质网应激等机制有关，这些机制可导致肝细胞损伤并最终导致NASH 患者癌变［25］。活化氧（reactive oxygen species，ROS）的产生、氧化和/或内质网应激以及细胞凋亡机制之间存在着明显的相互作用，这与NASH-HCC 的发展有关。研究发现，NASH患者的铁水平升高被认为是肝癌发展的一个危险因素［26］。

缺氧诱导因子-2α（hypoxia-inducible factor-2α，HIF-2α）上调是否会加剧脂质积聚，从而导致 NASH-HCC 的进展尚不清楚。Chen 等［27］证明了HIF-2α 在NAFLD-HCC 患者的组织中升高，并且与生存率相关。HIF-2α 基因敲除可改善肝细胞内甘油三酯的积累和脂肪变性，从而减少HCC 的发生率。在缺氧微环境中，HIF-2α 表达上调，通过PI3K-AKT-mTOR 途径激活脂质合成，从而促进了 NASH-HCC 的发展。因此，HIF-2α 可作为NAFLD-HCC 患者特异性治疗措施的生物标志物和靶点。

3 转录抑制因子

ZHX 蛋白家族在组织中广泛存在，在组织中作为转录抑制因子发挥重要的病理生理功能。肿瘤抑制因子锌指和同源盒2（zinc-fingers and homeoboxes 2，ZHX2）是ZHX 蛋白家族成员之一，是2003 年新克隆的转录抑制因子。ZHX2 和ZHX3参与正常肝细胞中肝癌标志物的转录抑制，提示ZHX2 和（或）ZHX3 的表达缺失可能是肝细胞癌发生的关键因素。Wu 等［28］研究了 ZHX2 在 NAFLD 向HCC 进展中的作用。ZHX2 在脂肪肝组织中的表达显著降低，尤其是在NAFLD-HCC 的肝脏中；ZHX2 过表达干扰了体外培养的肝癌细胞的脂质稳态，抑制了肝细胞内脂质沉积；ZHX2 通过抑制脂质脂酶来抑制外源性脂质的摄取，导致HCC 细胞增殖迟缓；脂质脂酶过表达显著逆转了ZHX2 介导的HCC 细胞增殖、异种移植瘤生长、脂质沉积和自发性肝肿瘤形成的抑制作用。故此，ZHX2 通过抑制脂质脂酶的转录来保护肝细胞免受NAFLD 中异常脂质沉积的影响，从而延缓细胞生长和NAFLD-HCC 的进展。这些发现阐明了NAFLD 进展为HCC 的一种新机制。

4 细胞因子及炎症通路

胰岛素抵抗和氧化应激激活了核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信 号 通 路，其在肝脏炎症反应中起到重要作用。研究表明，ROS 与脂质过氧化产物增加了促炎细胞因子及抗炎细胞因子的释放，如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素- 6（interleukin-6，IL-6）、瘦素和脂联素。TNF-α通过c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK） 和 IκB 激 酶 β（inhibitor kappa B kinaseβ，IKKβ）激活原癌途径，促进激活蛋白 -1（activator protein-1，AP-1） 和 NF-κB的合成。IKKβ 的磷酸化和随后的降解导致NF-κB的核进入，引发炎症级联反应，进而加剧NF-κB的活化。细胞外脂质还可通过激活Toll 样受体（Toll-like receptors，TLRs），从而进一步激活IKKβ。 另 一 方 面，IL-6 激 活 STAT-3，STAT-3是一种致癌转录因子，可诱导细胞增殖和抗凋亡途径，有研究发现其对NASH-HC 的发展十分重要［29］。

瘦素被认为是促炎症因子（TNF-α 和IL-6）的细胞内信号级联，在肝癌发生过程中起到促血管生成的作用。此外，瘦素与肝癌细胞中各自受体的结合激活了 JAK2/STAT、MAPK 和 PI3K 信号通路［30］。脂联素是一种抗炎细胞因子，在脂肪组织中特异性产生。在正常生理条件下，它通过调节细胞凋亡来抑制血管生成［31］。然而，胰岛素抵抗降低了脂联素水平和TNF-α 和IL-6 的释放，从而进一步抑制脂联素的产生，从而促进HCC 的发展［32］。

5 内分泌途径

无论病因如何，男性NASH-HCC 的发病率较高。提示不同内分泌信号可能增加NASH 患者肝癌的发生率。雌激素和雄激素都是类固醇激素，通过与核受体结合来调节它们的作用，并作为转录因子调节多基因的表达。研究表明，雄激素和雄激素受体（androgen receptor，AR）可能促进肝癌的进展，或雌激素和雌激素受体可能抑制肝癌的发生。AR 基因编码AR 分子，AR 分子是一种转录因子，能够将DNA 与DNA 结合域结合。AR 直接由雄激素激活，诱导细胞周期相关激酶的转录，上调β-连环蛋白/T 细胞因子信号，从而促进HCC的发生［33］。ARs 也可以被其他信号通路激活，如MAPK 和PI3K，这在NASH-HCC 的发展中是众所周知的［34］。

6 结 语

由于肥胖和糖尿病的日益流行，NAFLD 患病率正在逐渐增加。NASH 将成为未来几年肝癌最常见的病因之一。目前认为肥胖、糖尿病、铁沉积等均为其发生的危险因素，早期干预和密切监测则可降低 NAFLD 相关肝癌的发生。目前，从各种临床和体内分子研究中获得的数据已达成共识：基因组不稳定、脂质代谢异常、应激介质失控和免疫反应改变而导致肝脏炎症、肝损伤和肝纤维化是NAFLDHCC 发生的协同作用机制。参与NASH 发病机制的信号通路似乎在HCC 的发展中也起了作用。在这种复杂的情况下，参与多种途径相互作用的关键分子导致原癌机制的过度激活，同时使抑癌机制失活。因此，更好地了解NASH 相关肝癌机制将有助于用于预防肝癌的发生。