乙型肝炎病毒相关肝细胞癌高危因素分析

邓霖霖 石清兰 韦华柱 莫展进 黄祖鸿

HCC属消化系统恶性肿瘤,发生率、病死率高。据统计,HCC年发病率为1%～6%,仅2020年就有905 677例新增病例及830 180例死亡病例[1],居癌症死因第四位[2]。目前HCC高病死率及有限临床治疗手段导致其成为威胁我国国民生命健康的重大疾病,因此积极寻找有效干预手段成为医学界亟待解决的问题。持续HBV感染为HCC主要始发因素,全世界约33%HCC由HBV感染发展而来[3];在亚洲及非洲区域,这一比例甚至高达60%[4]。HBV感染过程中,HBeAg状态、HBV DNA载量、HBV基因型、HBsAg水平及ALT水平持续异常均可独立预测HCC[5,6,7],同时男性性别、高龄、过量酒精摄入、高血糖水平等也是HCC发生风险上升的重要因素[8]。

一、HBV感染

HBV感染与HCC密切相关,全球约80%HCC患者有HBV感染史[9]。HBV难以从体内完全清除,HBV持续复制介导的免疫应答,导致炎性细胞、肝细胞再生速度增快,细胞突变率增高,最终诱发癌变。抗病毒治疗可有效抑制HBV复制,最大限度延缓肝纤维化、肝硬化进程,降低肝衰竭、HCC等终末期肝病风险。与未启动抗病毒治疗相比,核苷类抗病毒药物(nucleoside antiviral drugs,NAs)可使慢性乙型病毒性肝炎(chronic hepatitis B,CHB)进展至HCC风险降低5倍[10],因此持续有效的抗病毒治疗可大大降低CHB患者的HCC发生风险。此外,持续的抗病毒治疗可促使HBeAg血清学转换,干扰素(interferon,IFN)在促使HBeAg血清学转换方面比NAs更具优势[11],其主要通过激活免疫系统诱导机体对HBV实现长期控制。HBeAg血清学转换成功提示HBV复制减少,从而更易实现HBsAg清除。因此,HBeAg状态、HBsAg水平可反映HBV与宿主相互作用及病程所处阶段,能预测HCC发生。另外HBV DNA载量、HBV基因型也可独立预测HCC。

(一)HBeAg状态 HBeAg状态与HCC风险相关。与正常人相比,HBeAg阴性者与HBeAg阳性者HCC发生率分别为13.25%和28.05%[6]。HBeAg状态可反映HBV与宿主的相互作用,HBeAg阳性一般伴随着高HBV载量,大量病毒特异性抗原的刺激可使淋巴细胞功能紊乱,造成特异性T细胞和B细胞应答效应显著下降,同时血清高HBeAg水平也可引起T细胞亚群失衡[12]。

持续HBeAg阳性提示机体较差的免疫能力,长期炎性环境一方面加速了肝纤维化、肝硬化进程,另一方面形成了肿瘤生长的土壤。HBeAg血清学转换成功可使HBV处于少量复制状态,HBeAg血清转换发生年龄对CHB预后影响深远,HBeAg血清转换发生年龄越晚,HCC风险越高。低龄自发HBeAg血清学转换成功提示较好的免疫能力;NAs可促使HBeAg血清学转换,控制CHB病程进展。因此低龄自发完成HBeAg血清学转换及规范的抗病毒治疗均可降低CHB患者肝硬化、HCC风险。

(二)HBV DNA载量 高HBV DNA载量是HCC的独立危险因素。与低HBV-DNA水平患者相比,血清HBV DNA>2×104U/mL的患者HCC发生率将增加10倍[13]。发生HBV感染时,部分双链环状HBV DNA在肝细胞核内重新组装,形成共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA,cccDNA),由于cccDNA双链闭合结构的牢固性及其藏匿于肝细胞核内可容易地躲过机体免疫系统的攻击。cccDNA难以彻底清除,研究显示HBsAg消失10年后,约14%的患者肝脏中仍可检测出cccDNA[14]。HBV以cccDNA为模板,从肝细胞摄取营养物质,完成复制过程。

研究发现[15],HBeAg阳性CHB患者血清HBV DNA水平与炎症活动呈正相关。高HBV DNA载量可加重肝脏炎症损伤,加快肝纤维化、肝硬化进程,增加HCC风险。HBV持续复制可激活免疫系统,持续的免疫损伤导致肝脏再生速度加快,异常增生几率上升;同时大量炎症因子可激活原本处于静止状态的肝星状细胞,导致纤维因子的大量沉积;最后持续炎症可激活某些沉默的原癌基因如CyclinD1基因、P53基因等,促进异型增生甚至癌变。因此高HBV DNA载量意味着高HCC发生风险。

(三)HBV基因型 依据基因组核苷酸序列差异,目前HBV被分为A～J10个基因型,不同基因型HBV在感染、致病等方面存在差异。HBV基因型与HCC风险密切相关,C基因型HCC风险高于其他基因型。研究显示,C基因型HBV携带者HCC风险是B基因型的2.69倍,A基因型的2.31倍[16],C基因型比B基因有着更高的HBeAg阳性率,病毒复制更为活跃[17],更容易进展至肝纤维化、肝硬化及HCC,这可能由于C基因型可分泌更多BCP A1762 T/G1764 A变异体及更容易发生前S缺失,导致血清HBV DNA载量升高[18]。

(四)HBsAg水平 低HBsAg水平者更易实现HBsAg清除,研究发现血清HBsAg清除常伴随持久的HBV DNA清除[19];同时HBsAg水平可反映宿主免疫能力,低HBsAg水平提示较好的免疫能力。血清低HBsAg水平意味着低HCC发生风险,研究显示[7],B型或C型基因型的HBeAg阴性低病毒水平患者,HBsAg水平≥1000IU/ml者发生HCC的风险高于低HBsAg水平者,但低水平HBsAg患者依旧有HCC发生风险,且风险并不随着HBsAg的清除消失。研究显示HBsAg消失10年后,约14%的患者肝脏中仍可检测出cccDNA[14]。

二、ALT持续异常

ALT水平持续异常是HCC的独立危险因素。ALT主要分布于肝细胞质中,正常人血清ALT水平维持在一定范围之内。而在肝细胞大量遭到破坏时,血清ALT浓度明显升高,且肝组织损伤越严重,ALT水平越高。T细胞清除HBV的同时也破坏肝细胞,大量ALT释放入血,血清ALT水平持续升高提示肝硬化、HCC发生风险上升。研究发现[20],抗病毒治疗12个月时,ALT正常组、ALT(1～2×ULN)组及ALT(≥2×ULN)组HCC累积发生率呈依次升高趋势。

三、男性性别、高龄

HBV感染中男性HCC总体风险高于女性。据统计[21],全球HCC患者的男女比例平均在2∶1～7∶1,我国HCC患者男女比例为2∶1～5∶1。目前认为造成这种差异的原因可能与激素水平、接触危险因素的暴露程度不同等相关。人类在病毒感染方面存在性别差异,就HBV感染而言,人群中男性HBV感染率高于女性,男性HBV感染者的病毒载量高于女性,接种抗HBV疫苗后男性产生的抗体少于女性。女性巨噬细胞、CD4+细胞及单核细胞等免疫细胞的数量显著高于男性,从而产生更强效的免疫应答。目前认为HBV相关HCC性别差异的主要机制可能是:一方面雌激素可影响HBV侵入,雌激素可通过抑制肝细胞牛磺胆酸钠共转运多肽受体的表达阻止HBV进入肝细胞,从而抑制HBV转录与复制;而雄激素受体可通过与特异性反应元件结合促进HBV与肝细胞结合,并增加HBV转录。另一方面女性X染色体携带大量免疫相关基因,而男性肿瘤相关基因组中的HBV整合率高于女性。

研究发现[22],与40岁以下人群相比,40～49岁人群HCC风险增加3.6倍,50～59岁增加5.1倍,而60岁以上增加8.3倍。高龄可增加CHB患者HCC发生风险,且随着年龄增加,HCC风险升高,因衰老过程伴随着免疫功能衰退,且衰老过程中肝脏中端粒的缩短和异常DNA甲基化可诱发癌变。

四、过量乙醇(酒精)摄入

过量酒精摄入是HCC的独立因素。酒精可诱导肝损伤,持续肝损伤易诱发基因突变。酒精诱导的肝损伤主要与氧化应激、脂质过氧化作用、乙醛毒性作用及炎症相关。过量酒精摄入可诱导氧化应激,产生大量自由基,导致体内多种分子氧化或硝化损伤,肝脏清除自由基能力下降,肝组织氧化平衡失调,造成肝组织蛋白质、脂质及DNA损伤;同时大量酒精氧化代谢可产生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),诱导肝细胞膜中脂质过氧化发生,导致丙二醛(malondialdehyde,MDA)和其他脂质过氧化物大量生成,破坏细胞膜结构,导致肝细胞坏死,造成肝脏损伤[23];最后过量酒精可使肝细胞外脂肪组织脂解作用增强及血液循环中游离脂肪酸含量升高,导致肝细胞内脂质氧化能力下降及脂质蓄积[24],长期脂质蓄积可诱发酒精性脂肪肝,并诱导进一步氧化平衡破坏,对肝组织造成二次打击,加重炎症损伤。乙醛是乙醇的代谢产物之一,可使肝细胞线粒体受损,引起肝细胞膜脂质过氧化,还可与蛋白质结合形成乙醛复合体,导致蛋白质功能紊乱,同时乙醛的积累和持续暴露可诱发癌症。此外过量酒精摄入可引起肠道菌群失调,增加肠道通透性,肠道内毒素脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)可易位至门静脉而进入体循环,进而引发炎症反应。最后酒精在增强细胞损伤因子活性、影响DNA甲基化及细胞信号通路、增加铁在肝沉积的基础上,可协同HBV激活癌基因,从而调控细胞凋亡或促进基因突变。

五、高血糖水平

高血糖水平是HCC的独立危险因素,糖尿病可使HCC发生风险增加2倍[25]。与正常人相比,2型糖尿病患者CD4+T细胞亚群处于失衡状态,免疫功能低下[26],过低的免疫功能导致恶性细胞不受机体免疫监视。而糖尿病所致的高血糖、胰岛素抵抗可增加HCC发生风险。高血糖水平可改变组织细胞增殖、迁移和与细胞黏附相关基因的表达[27],同时促进ROS和炎症的晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGE)的产生[28],最终诱发癌变。而糖尿病患者存在的长期胰岛素抵抗可抑制胰岛素样生长因子结合蛋白(insulin like growth factor binding protein,IGFBP)合成,提高胰岛素样生长因子(IGF)-1生物利用性,从而刺激肿瘤细胞增殖[29]。

六、烟草暴露

烟草与肿瘤密切相关。烟草含有大量亚硝胺、多环芳烃及烟碱,亚硝胺、多环芳烃,可直接诱发HCC,而持续烟碱暴露可对免疫系统和肝脏造成损伤,增加肝衰竭及HCC发生风险。而长时间烟雾暴露可促进促炎因子(IL-1、IL-6和TNFα)产生,加重肝细胞损伤;同时抑制淋巴细胞增殖,从而削弱机体免疫能力。研究发现[30],烟雾暴露3个月后大鼠CD3+、CD4+细胞含量均下降。

综上,HCC发病机制复杂,治疗以预防、早发现为主。HBV感染是HCC发病最主要的原因,男性性别、高龄、过量酒精摄入、高血糖水平等为其重要原因。从上述高危因素出发,建立HCC预警机制,为早期临床干预提供一定理论支持。但目前对HBeAg状态、HBV DNA载量、HBsAg水平、ALT水平持续异常与HCC相关性的研究多集中于临床领域,动物实验研究尚少,且存在样本量小、观察时间有限等问题,进行更多动物实验及大样本研究可能成为未来重要的研究手段。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。