急性间歇性卟啉病并发肝细胞癌的发病机制与预防策略

曹茜茜，任 毅，刘思敏，杨 静

1 山西医科大学 a.第一临床医学院，b.麻醉学院，太原 030001； 2 山西医科大学第一医院 内分泌科，太原 030001

急性间歇性卟啉病(acute intermittent porphyria，AIP)是最常见的一型卟啉病，是因血红素合成步骤中第3个酶羟甲基双烷合酶(porphobilinogen deaminase，PBGD)基因突变导致尿卟啉原Ⅲ合成障碍，体内卟胆素原(porphobilinogen，PBG)及δ-氨基-γ酮戊酸(δ-aminolevulinic acid, ALA)生成增多而引起的一类疾病。继骨髓(80%)后，肝脏(15%)是人体内第二大合成血红素最多的器官[1]，血红素代谢障碍会影响肝脏正常生理功能，导致肝损伤。作为全球发病率第6、死亡率第2的癌症，肝细胞癌(HCC)是原发性肝癌中最常见的类型，占肝癌总数的90%[2]。在肝癌发病的病因中，除去病毒感染因素，有15%～50%新发肝癌患者的病因未明，提示其他病因在HCC的发生发展中起重要作用。研究[3-4]显示，AIP是促使HCC发生发展的危险因素。本文就AIP并发HCC发病机制及预防策略作一综述。

1 概述

AIP是急性肝卟啉病(acute hepatic porphyria, AHP)中最常见的类型。AIP患者按临床表现分为2种类型，显发型 (manifest AIP, MAIP) 和隐匿型 (latent AIP, LAIP) 。显发型指目前有症状或者经历急性发作后恢复期的患者，占比15%～20%；隐匿型指具有进展为急性发作的高风险患者，占比80%～85%[5]。AIP为常染色体显性遗传，外显率极低，且80%～85%AIP患者为LAIP，提示普通人群中HMBS基因的无症状携带者较多，人群中存在较多潜在AIP患者。

早在1984年，瑞典已首次报道了AIP与HCC的关联性[6]，后续亦有大量报道[3,7]证实二者的联系。Kauppinen等[8]对芬兰245例AHP(184例AIP及61例混合型卟啉病)队列研究发现，7例AHP(6例AIP及1例混合型卟啉病)患者合并有HCC，相较于普通人群，AHP患者发生HCC的风险增加了61倍。Andant等[9]对法国650例AIP患者进行长达7年的随访研究发现，4例MAIP及3例LAIP患者合并有HCC。Andant等认为AIP患者并发HCC的原因可能为：ALA的慢性积聚导致自由基产生，进而导致HCC。Schneider-Yin等[10]对瑞典111例AIP患者随访发现，2例AIP在后续15年间并发了HCC。迄今为止，研究[11]发现p.W198X突变AIP患者更易并发HCC。

Andersson等[12]对8例AIP合并HCC患者及4例仅有HCC患者行肝组织活检，其中高、中、低分化者分别有4例、3例、1例。而4例仅有HCC的患者中，中、低分化者分别占3例、1例。此外，AIP合并HCC患者肝活检发现了显著的内质网及线粒体超微结构改变，而其他病因如病毒、酒精所致HCC未发现相应超微结构改变。

通常情况下HCC患者中，男性发病率更高，男女比为2∶1～4∶1[2]。而AIP并发HCC患者中，女性更为常见，男女比约为1∶2，且MAIP多于LAIP，二者之比为2∶1[12]。其次，大多数HCC患者肝硬化比例很高，而AIP并发HCC大多不伴肝硬化[13]。因此，对于HCC不伴肝硬化患者应考虑到合并AIP的可能；反之亦然，对AIP患者应警惕HCC的发生发展[14]。

AIP患者并发HCC的概率很高，老年AIP患者尤甚[3,7]。据Kauppinen等[8]统计，在82例死亡AHPs患者中，7例死于HCC，且其中6例为AIP患者。针对AIP患者HCC的早期筛查尤为重要。Stewart[3]推荐对于>50岁AIP患者可行每年1次的肝脏超声检查筛查HCC。而Andersson等[12]推荐对于≥55岁的AIP患者应行HCC筛查。值得注意的是，任意形式的筛查手段均存在潜在风险，如假阳性结果的产生。

2 发病机制

多因素作用导致AIP并发HCC，发病机制尚不十分明确。目前AIP并发HCC主要发病机制如下：氧化应激、p53基因突变、Bcl-2下调、致炎细胞因子增多、铁超载等。

2.1 氧化应激 卟啉代谢障碍可阻碍肝脏细胞色素P450及重要抗氧化酶活性，导致活性氧(ROS)及肝细胞突变率大大增加，诱导肝组织损伤，甚至发展为HCC[12]。此外，ALA+PBG的细胞毒性作用会导致ROS生成增加，ROS可对肝细胞核DNA及线粒体DNA造成损伤，导致肝细胞突变率增加，进一步发展为HCC[12]。值得注意的是，ALA对肝细胞核及线粒体DNA的损伤呈剂量依赖性，ALA浓度越高，肝细胞核及线粒体DNA损伤越重[15]。而AIP患者血浆ALA水平通常为正常人(0.1 μmol/L)的4～100倍[15]，提示AIP患者肝细胞核及线粒体DNA损伤更重，更易发生HCC。

2.2 p53突变 p53是一种重要的抑癌因子，在介导DNA损伤修复、抑制突变、阻断细胞周期抑制生长、细胞凋亡、衰老等方面发挥重要作用[16]。P53在正常细胞内表达量很低，而在细胞发生DNA损伤时表达量显著上调。Menezes等[15]对经ALA处理的原发性肝癌细胞培养发现，ALA所诱导的细胞内氧化环境会导致p53基因的异常表达率明显增加，且p53基因的异常表达率随ALA浓度的增加而增加，呈现明显的ALA浓度依赖性，提示p53基因突变为AIP并发HCC的可能机制之一。AIP肝细胞内增加的ROS可诱导p53基因发生突变，导致p53功能丧失，抑癌症因子减少，使癌变概率增加[17]。据统计[18]，人类50%以上的癌症，尤其癌症进展期，均存在p53基因突变或功能丧失。

2.3 B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2, Bcl-2)下调 Bcl-2家族蛋白是线粒体凋亡通路的核心调控因子，通过直接抗氧化、抑制Bax和Bak的促凋亡作用、抑制线粒体内促凋亡蛋白的释放等机制发挥其抗肿瘤效应[19]。研究[20]显示，随着Bcl-2表达量的增加，肿瘤增殖速度随之下降。在药物诱导的HCC小鼠模型中，Bcl-2通过抑制肿瘤细胞增殖发挥抗肿瘤效应[21]。前文所述Menezes等[15]发现ALA所诱导的细胞内氧化环境会导致p53上调的同时，亦会导致Bcl-2下调。Bcl-2的下调可能是AIP并发HCC的机制之一。

2.4 致炎细胞因子增多 ALA及PBG的毒性作用可激活炎症细胞，增加致炎细胞因子的表达。Pallet等[22]发现ALA+PBG增加多种细胞因子的表达，如：表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、TGFβ等。EGF通过诱导纤维连接素参与表皮细胞增殖、促进癌组织新生血管的形成，与HCC发生、转移及侵袭密切相关[23]。TGFβ通过诱导肝组织上皮间质转化，参与HCC的发生及侵袭[24]。

2.5 线粒体能量代谢障碍 血红素合成过程的起始步骤及ALA的生成均发生于线粒体。ALA直接及间接(ROS增加)损伤线粒体，造成线粒体能量代谢障碍。而线粒体能量代谢障碍与HCC的发生发展密切相关[25]。研究[15,26]显示，ALA通过Ca2+依赖机制影响线粒体跨膜电位，并对线粒体DNA及内膜造成损害，导致线粒体能量代谢障碍。Menezes等[27]发现ALA可下调羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶，影响脂代谢，线粒体内胆固醇含量的增加，亦会影响线粒体能量代谢。

2.6 铁超载 据统计[28]，约45%血色素沉积病患者合并有HCC，且遗传性血色素沉积症患者发生HCC的风险是普通人群的200倍，提示铁超载在肝硬化及HCC发生发展中的重要作用。铁离子在肝组织内的积聚导致大量ROS产生，诱发氧化应激，导致脂质过氧化反应，并对肝细胞DNA及蛋白质造成损伤，产生致癌效应[29]。长期接受血红素输注治疗的AIP患者较易发生铁超载，导致继发性血色素沉积病，通过上述机制引发肝硬化及HCC[30]。

3 预防策略

AIP并发HCC的预防策略涉及以下几种：他汀类药物的应用、严格管理、肝移植和基因及酶替代治疗。

3.1 他汀类药物 ALA可下调HMG-CoAR，导致细胞内胆固醇水平升高[27]。研究[15]显示，肿瘤细胞内的胆固醇水平较外周非肿瘤细胞内胆固醇水平高，且细胞增殖水平及肿瘤生长速度与胆固醇需求量正相关。HCC表现出明显的胆固醇依赖性，HCC相关代谢模型显示：在与HCC发生发展的101种相关代谢物中，高达30%代谢物与胆固醇生物合成相关[31]。因而，有学者[32]指出，他汀药物的应用可能对预防HCC起到一定作用。

3.2 严格管理 AIP患者应严格自我管理，平素高碳水化合物饮食，避免大量饮酒，尤其避免应用容易诱发AIP急性发作的药物，以期降低AIP缓解期血浆ALA浓度，从而降低并发HCC的风险。急性发作期，静脉输注葡萄糖、高碳水化合物饮食、肠内营养、静脉输注血红素均可通过下调ALA合成酶1(ALAS1)水平，降低ALA、PBG。为避免诱发卟啉病急性发作，美国卟啉病基金会所创立的药物指引网站 (https://porphyriafoundation.org/drugdatabase/)及欧洲国家创立的急性卟啉病药物数据库(http://www.drugs-porphyria.org/)均为AIP患者及临床医务工作者提供了AIP患者可用药物指引。

3.3 肝移植 Dar等[33]对2例AIP患者行肝移植后，纠正了患者的卟啉代谢紊乱，并显著提高了其生存质量。肝移植有望通过纠正AIP患者体内卟啉代谢紊乱，降低ALA毒性产物水平而降低HCC的发生率。目前发现可用于AIP肝移植术后排异反应的药物包含：他克莫司、霉酚酸、甲基强的松龙、泼尼松[34]。

3.4 基因及酶替代 一些基因治疗、酶替代治疗有望从基因或分子水平降低ALA/PBG水平，从而实现AIP患者血浆卟啉水平的降低，降低其毒性作用对肝脏的损害，而起到预防HCC发生的作用。基因治疗手段包括通过基因增补技术增加PBGD基因的表达，减少ALA、PBG堆积[35-37]；其次引入特异性小干扰RNA,干扰ALAS1合成，从而降低ALA、PBG合成[38-39]。相关研发药物Givosiran疗效确切、安全可靠，于2019年11月经美国食品药品监督管理局批准上市[40]。酶替代治疗手段即外源性酶替代治疗，通过静脉/皮下注射人PBGD,补充因PBGD基因缺陷导致的PBGD酶缺乏，可恢复正常卟啉代谢而降低ALA、PBG水平[41]。

4 小结

AIP是一种罕见病，外显率极低，约为1%[42]，且其发作时症状不典型，误诊率、漏诊率较高[43]。对于AIP患者，临床医师应警惕HCC的发生发展；对于不明原因HCC，尤其不伴肝硬化的HCC，临床医师也应意识到AIP并发HCC的可能性。目前AIP并发HCC确切的发病机制尚不十分清楚，可用于预防AIP并发HCC的策略相对有限，AIP相关基因及酶替代治疗、肝移植治疗、他汀类药物的应用尚需要大规模循证医学研究来评估确切疗效。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：曹茜茜负责资料收集，撰写论文；任毅、刘思敏参与资料收集，修改论文；杨静负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。