腸道微生態與肝細胞癌關系的研究進展▲

吳 聰 張榮臻 王挺帥 胡 曉 牙程玉 毛德文

(1 廣西中醫藥大學研究生院，南寧市 530021，電子郵箱：453532096@qq.com；2 廣西中醫藥大學第一附屬醫院肝病科，南寧市 530003)

【提要】 肝細胞癌是最常見的原發性肝癌，是慢性肝病的嚴重并發癥。研究表明，腸道微生態在肝細胞癌發病中起重要作用。越來越多的學者認為腸道微生態的改變是促進慢性肝病進展為肝細胞癌的重要因素。 益生菌、糞便微生物群移植被認為是預防或治療肝細胞癌的一種新穎、安全且具有成本效益的方法。本文就腸道微生態與肝細胞癌關系的研究進展進行綜述。

肝細胞癌目前是全球第五大常見惡性腫瘤，也是全球癌癥相關死亡的第三大原因[1]。流行病學研究表明，東亞地區男性的肝細胞癌發病率高于女性，比例為3 ∶1[2]。肝癌細胞的常見病因是HBV和HCV感染、酒精中毒、非酒精性脂肪性肝炎及糖尿病，這些因素引起肝臟發生慢性炎癥、纖維化，最終導致肝硬化及肝細胞癌的癌前病變[3]。眾所周知，肝臟慢性炎癥是肝細胞癌的危險因素，肝細胞癌通常是在炎性環境中出現的異質性腫瘤。實際上，大約80%的肝細胞癌患者與肝硬化密切相關，肝硬化是損傷、炎癥和代償性肝細胞增殖的最后階段[4]。探索肝細胞癌的發病機制，對治療具有重要意義。人體腸道中的共生或原生細菌在健康狀態和疾病的發生發展中具有重要作用。腸道微生物群是人體內密度最大、種群最豐富的微生物群落是人體必不可少的部分，為人體正常的代謝和預防疾病提供重要支持，腸道生態失調與多種疾病發病有關，并可能通過誘導氧化應激、遺傳毒性、宿主免疫應答紊亂和慢性炎癥促進癌癥的發生[5-6]。本文就腸道微生態與肝細胞癌關系的研究進展進行綜述。

1 腸道微生態

1.1 腸道微生態組成 人體腸道為不同種類的腸道微生態群落提供了一個可受保護且營養豐富的微環境，腸道內約有100萬億個微生物(2 000種不同的物種)，這些微生物通常被稱為腸道微生物群。腸道微生物群可幫助消化，產生維生素，降解膽汁酸，調節局部或整體免疫力，甚至治療疾病，是人體必不可少的組成部分[7-9]。許多因素可以影響腸道微生物群的組成，包括飲食、年齡、藥物、疾病、壓力和生活方式[10]。在不同的腸道部位，腸道微生物群的組成有顯著差異，這些差異可能與微環境(如pH)、營養物可用性和腸道運動有關[11]。

1.2 腸道微生態失調 腸道微生態的破壞，被稱為腸道微生態失調(微生物群中的不平衡)，微生態失調可損害腸內穩態，誘發多種疾病(包括肝臟病理學改變)并促使某些有害細菌過度生長。正常腸道微生物群是人體抵御病原體和毒素的第一道內部防線，可與免疫系統共同保護宿主免受疾病侵害。健康微生物群的關鍵功能之一是通過屏障效應，即產生諸如細菌素之類的抗微生物化合物以及增加細菌素數量來競爭病原體定植所需的營養物和附著位點，從而防止病原體定植[12]。腸道上皮細胞可形成物理屏障阻礙腸道細菌侵入腸黏膜，亦可作為連接天然免疫與適應性免疫應答的橋梁, 從而有效地維持腸道微環境穩態平衡[13]。

2 腸道微生態在肝細胞癌中的作用

肝細胞癌通常是肝臟慢性疾病發展的結果。有學者認為，腸道微生態失調和腸道微生物組分(如內毒素和脂多糖)水平升高是導致肝癌發生的重要途徑[14]。肝臟通過門靜脈從腸道接受70%的血液供應，故肝臟經常暴露于腸源性細菌因子中，包括細菌成分、內毒素(脂多糖、鞭毛蛋白和脂磷壁酸)和肽聚糖，因此保持腸道屏障的完整性至關重要。細菌代謝物、毒素和細胞因子，可通過微生物群相關分子模式的Toll樣受體引發肝臟炎癥和纖維化[15-16]。在晚期肝病中，腸屏障功能受損，腸源性脂多糖的腸滲透性增加，累積的脂多糖通過激發肝臟中的促炎反應而促使肝細胞癌發病[17]。微生物群通過腸道細菌、免疫系統和肝臟之間炎癥途徑驅動肝癌的發生，該過程主要涉及肝臟中巨噬細胞、Kupffer細胞和病原相關分子模式的相互作用。腸道微生態失調可促進Kupffer細胞分泌炎性細胞因子，例如腫瘤壞死因子α、白細胞介素8和白細胞介素1；而白細胞介素1可使肝細胞中的脂質積累和肝細胞死亡，引起肝臟脂肪變性和炎癥。因此，細胞因子決定了非酒精性脂肪性肝病進展為非酒精性脂肪性肝炎和肝硬化的進程[18-20]。通過改變膽汁酸代謝，腸道微生態失調可以促進與非酒精性脂肪性肝病相關的肝細胞癌的發展；腸道微生物群組成的變化可能導致脫氧膽酸含量增高，進而調控肝星狀細胞的衰老相關分泌表型，從而促進各種炎癥因子和腫瘤促進因子的分泌，加快了肝細胞癌的進展[21]。腸道微生物群形成的促炎性環境也可能促進癌癥的發展，這可能與促炎癥環境降低了自然殺傷細胞的細胞毒性作用有關[22-23]。

3 相關動物實驗研究

Dapito等[24]在動物實驗研究中發現，脫氧膽酸可調節肝星狀細胞的衰老相關分泌表型，引起肝臟纖維化和肝癌發生，即腸道微生物群的缺失可導致肝損傷加劇，其可能原因為，缺乏Toll樣受體4介導的抗凋亡核因子κB 信號傳導激活，進而引起纖維發生和肝癌發生，該研究還發現，對于通過二乙基亞硝胺和肝毒素四氯化碳誘導的肝癌小鼠模型，腸道絕育可以防止肝癌的發展。有學者研究雄性和雌性動物模型(如小鼠)之間微生物群的變化，發現與雌性小鼠相比，雄性小鼠具有更高豐度的棒狀桿菌、紅球菌、諾卡氏菌、阿德羅氏菌、芽孢桿菌、葡萄球菌、脫硫弧菌以及梭菌等，這可能導致微生物膽汁酸代謝改變，并且隨著肝臟中腫瘤抑制性微小RNA表達水平的降低，雄性小鼠肝內保留的疏水性膽汁酸含量顯著增加[25]。在黃曲霉毒素誘導的肝癌模型中，肝臟螺桿菌在小鼠腸道的定殖導致了腫瘤數量和大小的增加[26]。在化學誘導的肝癌大鼠模型中，糞便和盲腸中的微生物群生態嚴重失調，其中乳桿菌屬、雙歧桿菌屬的豐度降低，腸球菌屬和革蘭氏陰性細菌豐度升高，同時伴有血清脂多糖水平的升高[14]。

4 調節腸道微生態對肝細胞癌的治療意義

腸道微生態失調通過影響細菌代謝物的產生，促進肝病和肝細胞癌的發展。在Yoshimoto等[21]的研究中，飲食或遺傳性肥胖可改變小鼠的腸道微生物群，提高脫氧膽酸水平；脫氧膽酸是一種導致DNA損傷的腸道細菌代謝物，其可引起肝臟中各種炎癥因子和腫瘤促進因子的產生，從而在小鼠暴露于化學致癌物后促進肝細胞癌的發展；而阻斷脫氧膽酸產生或減少腸道微生物群的數量可有效地阻止肥胖小鼠肝細胞癌的發展。在臨床試驗中，肝硬化與肝細胞癌存在相似的腸道微生物群特征，即患者糞便中大腸桿菌的計數增加，因此，腸道內大腸桿菌的過度生長可能促進肝癌的發病過程[27]。目前有關使用益生菌預防性治療肝細胞癌的報道僅限于黃曲霉毒素誘導的肝細胞癌模型。臨床和動物模型研究表明，益生菌有助于抑制黃曲霉毒素B誘導的肝癌發生，恢復腸道生態失調，降低脂多糖水平，并減少腫瘤大小[14，28]。

益生菌調節腸道微生物群可能成為治療或預防肝細胞癌發展的新途徑。益生菌除了可以調節腸道微生物群，還可以通過免疫調節，減少細菌移位，改善腸屏障功能、抗炎和抗病原體活性以及減少腫瘤形成和轉移來發揮其抗癌作用[29]。益生元是選擇性發酵成分，可誘導胃腸道微生物群的組成和/或活性的特定變化，并賦予宿主健康益處[30]。除了益生菌和益生元之外，糞便微生物群移植是將來自健康供體的糞便懸浮液引入患者的腸道，其目前作為轉基因編輯的可能選擇吸引了學者們的關注。研究表明，與益生菌相比，糞便微生物群移植對腸黏膜屏障功能的改變具有更好的效果[31]。

5 結 語

腸道微生態在包括肝細胞癌在內的肝病的發病機制中具有重要作用，越來越多的證據支持腸道微生態在肝細胞癌發展中的作用，但是確切的分子機制仍不清楚。益生菌調節腸道微生物群可能成為治療或預防肝細胞癌發展的新途徑，盡管臨床和實驗研究證實了益生菌在慢性肝病中的治療潛力，但仍缺乏其安全性評估的數據以及對微生物群-宿主相互作用的影響。糞便微生物群移植可作為腫瘤相關微生物組失調的補救方法，雖然尚未取得有希望的成果，但學者們仍在不斷地探索。改善腸道屏障功能并調節腸-肝軸的膽汁酸生理學變化也是未來肝細胞癌治療的研究新領域。