乙型肝炎病毒相關肝細胞癌高危因素分析

鄧霖霖 石清蘭 韋華柱 莫展進 黃祖鴻

HCC屬消化系統惡性腫瘤,發生率、病死率高。據統計,HCC年發病率為1%～6%,僅2020年就有905 677例新增病例及830 180例死亡病例[1],居癌癥死因第四位[2]。目前HCC高病死率及有限臨床治療手段導致其成為威脅我國國民生命健康的重大疾病,因此積極尋找有效干預手段成為醫學界亟待解決的問題。持續HBV感染為HCC主要始發因素,全世界約33%HCC由HBV感染發展而來[3];在亞洲及非洲區域,這一比例甚至高達60%[4]。HBV感染過程中,HBeAg狀態、HBV DNA載量、HBV基因型、HBsAg水平及ALT水平持續異常均可獨立預測HCC[5,6,7],同時男性性別、高齡、過量酒精攝入、高血糖水平等也是HCC發生風險上升的重要因素[8]。

一、HBV感染

HBV感染與HCC密切相關,全球約80%HCC患者有HBV感染史[9]。HBV難以從體內完全清除,HBV持續復制介導的免疫應答,導致炎性細胞、肝細胞再生速度增快,細胞突變率增高,最終誘發癌變。抗病毒治療可有效抑制HBV復制,最大限度延緩肝纖維化、肝硬化進程,降低肝衰竭、HCC等終末期肝病風險。與未啟動抗病毒治療相比,核苷類抗病毒藥物(nucleoside antiviral drugs,NAs)可使慢性乙型病毒性肝炎(chronic hepatitis B,CHB)進展至HCC風險降低5倍[10],因此持續有效的抗病毒治療可大大降低CHB患者的HCC發生風險。此外,持續的抗病毒治療可促使HBeAg血清學轉換,干擾素(interferon,IFN)在促使HBeAg血清學轉換方面比NAs更具優勢[11],其主要通過激活免疫系統誘導機體對HBV實現長期控制。HBeAg血清學轉換成功提示HBV復制減少,從而更易實現HBsAg清除。因此,HBeAg狀態、HBsAg水平可反映HBV與宿主相互作用及病程所處階段,能預測HCC發生。另外HBV DNA載量、HBV基因型也可獨立預測HCC。

(一)HBeAg狀態 HBeAg狀態與HCC風險相關。與正常人相比,HBeAg陰性者與HBeAg陽性者HCC發生率分別為13.25%和28.05%[6]。HBeAg狀態可反映HBV與宿主的相互作用,HBeAg陽性一般伴隨著高HBV載量,大量病毒特異性抗原的刺激可使淋巴細胞功能紊亂,造成特異性T細胞和B細胞應答效應顯著下降,同時血清高HBeAg水平也可引起T細胞亞群失衡[12]。

持續HBeAg陽性提示機體較差的免疫能力,長期炎性環境一方面加速了肝纖維化、肝硬化進程,另一方面形成了腫瘤生長的土壤。HBeAg血清學轉換成功可使HBV處于少量復制狀態,HBeAg血清轉換發生年齡對CHB預后影響深遠,HBeAg血清轉換發生年齡越晚,HCC風險越高。低齡自發HBeAg血清學轉換成功提示較好的免疫能力;NAs可促使HBeAg血清學轉換,控制CHB病程進展。因此低齡自發完成HBeAg血清學轉換及規范的抗病毒治療均可降低CHB患者肝硬化、HCC風險。

(二)HBV DNA載量 高HBV DNA載量是HCC的獨立危險因素。與低HBV-DNA水平患者相比,血清HBV DNA>2×104U/mL的患者HCC發生率將增加10倍[13]。發生HBV感染時,部分雙鏈環狀HBV DNA在肝細胞核內重新組裝,形成共價閉合環狀DNA(covalently closed circular DNA,cccDNA),由于cccDNA雙鏈閉合結構的牢固性及其藏匿于肝細胞核內可容易地躲過機體免疫系統的攻擊。cccDNA難以徹底清除,研究顯示HBsAg消失10年后,約14%的患者肝臟中仍可檢測出cccDNA[14]。HBV以cccDNA為模板,從肝細胞攝取營養物質,完成復制過程。

研究發現[15],HBeAg陽性CHB患者血清HBV DNA水平與炎癥活動呈正相關。高HBV DNA載量可加重肝臟炎癥損傷,加快肝纖維化、肝硬化進程,增加HCC風險。HBV持續復制可激活免疫系統,持續的免疫損傷導致肝臟再生速度加快,異常增生幾率上升;同時大量炎癥因子可激活原本處于靜止狀態的肝星狀細胞,導致纖維因子的大量沉積;最后持續炎癥可激活某些沉默的原癌基因如CyclinD1基因、P53基因等,促進異型增生甚至癌變。因此高HBV DNA載量意味著高HCC發生風險。

(三)HBV基因型 依據基因組核苷酸序列差異,目前HBV被分為A～J10個基因型,不同基因型HBV在感染、致病等方面存在差異。HBV基因型與HCC風險密切相關,C基因型HCC風險高于其他基因型。研究顯示,C基因型HBV攜帶者HCC風險是B基因型的2.69倍,A基因型的2.31倍[16],C基因型比B基因有著更高的HBeAg陽性率,病毒復制更為活躍[17],更容易進展至肝纖維化、肝硬化及HCC,這可能由于C基因型可分泌更多BCP A1762 T/G1764 A變異體及更容易發生前S缺失,導致血清HBV DNA載量升高[18]。

(四)HBsAg水平 低HBsAg水平者更易實現HBsAg清除,研究發現血清HBsAg清除常伴隨持久的HBV DNA清除[19];同時HBsAg水平可反映宿主免疫能力,低HBsAg水平提示較好的免疫能力。血清低HBsAg水平意味著低HCC發生風險,研究顯示[7],B型或C型基因型的HBeAg陰性低病毒水平患者,HBsAg水平≥1000IU/ml者發生HCC的風險高于低HBsAg水平者,但低水平HBsAg患者依舊有HCC發生風險,且風險并不隨著HBsAg的清除消失。研究顯示HBsAg消失10年后,約14%的患者肝臟中仍可檢測出cccDNA[14]。

二、ALT持續異常

ALT水平持續異常是HCC的獨立危險因素。ALT主要分布于肝細胞質中,正常人血清ALT水平維持在一定范圍之內。而在肝細胞大量遭到破壞時,血清ALT濃度明顯升高,且肝組織損傷越嚴重,ALT水平越高。T細胞清除HBV的同時也破壞肝細胞,大量ALT釋放入血,血清ALT水平持續升高提示肝硬化、HCC發生風險上升。研究發現[20],抗病毒治療12個月時,ALT正常組、ALT(1～2×ULN)組及ALT(≥2×ULN)組HCC累積發生率呈依次升高趨勢。

三、男性性別、高齡

HBV感染中男性HCC總體風險高于女性。據統計[21],全球HCC患者的男女比例平均在2∶1～7∶1,我國HCC患者男女比例為2∶1～5∶1。目前認為造成這種差異的原因可能與激素水平、接觸危險因素的暴露程度不同等相關。人類在病毒感染方面存在性別差異,就HBV感染而言,人群中男性HBV感染率高于女性,男性HBV感染者的病毒載量高于女性,接種抗HBV疫苗后男性產生的抗體少于女性。女性巨噬細胞、CD4+細胞及單核細胞等免疫細胞的數量顯著高于男性,從而產生更強效的免疫應答。目前認為HBV相關HCC性別差異的主要機制可能是:一方面雌激素可影響HBV侵入,雌激素可通過抑制肝細胞牛磺膽酸鈉共轉運多肽受體的表達阻止HBV進入肝細胞,從而抑制HBV轉錄與復制;而雄激素受體可通過與特異性反應元件結合促進HBV與肝細胞結合,并增加HBV轉錄。另一方面女性X染色體攜帶大量免疫相關基因,而男性腫瘤相關基因組中的HBV整合率高于女性。

研究發現[22],與40歲以下人群相比,40～49歲人群HCC風險增加3.6倍,50～59歲增加5.1倍,而60歲以上增加8.3倍。高齡可增加CHB患者HCC發生風險,且隨著年齡增加,HCC風險升高,因衰老過程伴隨著免疫功能衰退,且衰老過程中肝臟中端粒的縮短和異常DNA甲基化可誘發癌變。

四、過量乙醇(酒精)攝入

過量酒精攝入是HCC的獨立因素。酒精可誘導肝損傷,持續肝損傷易誘發基因突變。酒精誘導的肝損傷主要與氧化應激、脂質過氧化作用、乙醛毒性作用及炎癥相關。過量酒精攝入可誘導氧化應激,產生大量自由基,導致體內多種分子氧化或硝化損傷,肝臟清除自由基能力下降,肝組織氧化平衡失調,造成肝組織蛋白質、脂質及DNA損傷;同時大量酒精氧化代謝可產生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),誘導肝細胞膜中脂質過氧化發生,導致丙二醛(malondialdehyde,MDA)和其他脂質過氧化物大量生成,破壞細胞膜結構,導致肝細胞壞死,造成肝臟損傷[23];最后過量酒精可使肝細胞外脂肪組織脂解作用增強及血液循環中游離脂肪酸含量升高,導致肝細胞內脂質氧化能力下降及脂質蓄積[24],長期脂質蓄積可誘發酒精性脂肪肝,并誘導進一步氧化平衡破壞,對肝組織造成二次打擊,加重炎癥損傷。乙醛是乙醇的代謝產物之一,可使肝細胞線粒體受損,引起肝細胞膜脂質過氧化,還可與蛋白質結合形成乙醛復合體,導致蛋白質功能紊亂,同時乙醛的積累和持續暴露可誘發癌癥。此外過量酒精攝入可引起腸道菌群失調,增加腸道通透性,腸道內毒素脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)可易位至門靜脈而進入體循環,進而引發炎癥反應。最后酒精在增強細胞損傷因子活性、影響DNA甲基化及細胞信號通路、增加鐵在肝沉積的基礎上,可協同HBV激活癌基因,從而調控細胞凋亡或促進基因突變。

五、高血糖水平

高血糖水平是HCC的獨立危險因素,糖尿病可使HCC發生風險增加2倍[25]。與正常人相比,2型糖尿病患者CD4+T細胞亞群處于失衡狀態,免疫功能低下[26],過低的免疫功能導致惡性細胞不受機體免疫監視。而糖尿病所致的高血糖、胰島素抵抗可增加HCC發生風險。高血糖水平可改變組織細胞增殖、遷移和與細胞黏附相關基因的表達[27],同時促進ROS和炎癥的晚期糖基化終產物(advanced glycation end products,AGE)的產生[28],最終誘發癌變。而糖尿病患者存在的長期胰島素抵抗可抑制胰島素樣生長因子結合蛋白(insulin like growth factor binding protein,IGFBP)合成,提高胰島素樣生長因子(IGF)-1生物利用性,從而刺激腫瘤細胞增殖[29]。

六、煙草暴露

煙草與腫瘤密切相關。煙草含有大量亞硝胺、多環芳烴及煙堿,亞硝胺、多環芳烴,可直接誘發HCC,而持續煙堿暴露可對免疫系統和肝臟造成損傷,增加肝衰竭及HCC發生風險。而長時間煙霧暴露可促進促炎因子(IL-1、IL-6和TNFα)產生,加重肝細胞損傷;同時抑制淋巴細胞增殖,從而削弱機體免疫能力。研究發現[30],煙霧暴露3個月后大鼠CD3+、CD4+細胞含量均下降。

綜上,HCC發病機制復雜,治療以預防、早發現為主。HBV感染是HCC發病最主要的原因,男性性別、高齡、過量酒精攝入、高血糖水平等為其重要原因。從上述高危因素出發,建立HCC預警機制,為早期臨床干預提供一定理論支持。但目前對HBeAg狀態、HBV DNA載量、HBsAg水平、ALT水平持續異常與HCC相關性的研究多集中于臨床領域,動物實驗研究尚少,且存在樣本量小、觀察時間有限等問題,進行更多動物實驗及大樣本研究可能成為未來重要的研究手段。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。