谈谈肝纤维化、肝硬化与肝癌
开场白:肝癌发病率之高,死亡率之高,非常可怕。据美国癌症学会旗下CA CANCER J CLIN杂志,2021年发表的权威机构GLOBOCAN 2020最新数据显示:全球常见癌症类型中肝癌新发人数约90.6万,位居第7位;83万人死于肝癌,位居第3位;中国常见肝癌类型中肝癌新发人数约41万,占全球新发人数的45.2%;死亡例数占全球死亡人数的47.1%;在中国,有超过39.1万人死于肝癌,死亡人数接近新发病人数。
肝癌与肝纤维化的因果关系。肝癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一,发病率居全球恶性肿瘤第七位,死亡率居第三位。然而,肝癌的发病机制尚不完全清楚,许多研究报道肝纤维化是肝癌发生的始动因素。
肝癌恶性度高、死亡率高、预后差。肝癌分为肝细胞肝癌(HCC)和肝内胆管癌,分别占75%-85%和10%-15%。肝癌是多因素参与、多阶段演进的复杂病理过程。早期肝癌治疗以根治手术(肝移植、手术切除、微创消融)为主,预后较好。但临床上能够根治的患者不到20%,超过80%的病人失去根治的机会。晚期患者,强调在改善全身情况、改善肝功能基础上,采用综合治疗,如微创消融联合介入栓塞、化疗与放疗、靶向药物与免疫抑制剂等,还有一大部分的患者减轻了病痛,延长了生命。
慢性肝病自然病程
正常肝脏在各种致病因素下(如乙肝、丙肝病毒、药物、酒精、脂肪肝等)会发生不同程度的炎症、而至不同程度的肝纤维化。没有控制肝脏炎症的肝纤维化患者,大概12%~25%的人5年后会进展为肝硬化;6%-15%的肝硬化患者5年后会进展为肝癌;20%-30%的肝硬化患者5年后会进展为肝衰竭。
这是大部分慢性肝病,会进展为肝癌,而经历肝纤维化的这一过程。临床上也提示,大于90%的肝细胞肝癌患者存在不同程度的肝硬化。丙肝肝硬化肝癌的发生率高于乙肝肝硬化肝癌,乙肝肝硬化患者较非肝硬化患者更易发展为肝细胞肝癌。
肝细胞肝癌发生分为3个阶段:(1)慢性肝病阶段,在高危因素作用下,肝脏发生慢性炎症,同时存在肝细胞坏死和再生;(2)肝硬化阶段,肝细胞停止再生,间质细胞再生,肝结节疤痕大量形成;(3)肝癌阶段,基因组不稳定,基因突变,抑癌基因缺失,形成肝癌。
肝纤维化/肝硬化时
肝癌易发生的潜在机制
肌成纤维细胞(myofibroblast, MF)是纤维化发生的关键。肝脏损伤时,多种细胞可活化为肌成纤维细胞,如静止的肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)活化、骨髓来源的间充质干细胞、循环纤维细胞、门脉成纤维细胞和肝细胞/胆管细胞的上皮间质转化。活化的肝星状细胞(HSC)是肌成纤维细胞的主要来源,肝脏受损时,细胞之间的相互作用,纤维化信号通路的激活均可以活化肝星状细胞。静止肝星状细胞(HSC)增殖缓慢。肝损伤时,炎症细胞因子增加,活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生,代谢重编程可激活肝星状细胞。活化的肝星状细胞增殖增加,纤维化标志物(⍺-SMA、TIMP1、Lox 和 LoxL2)表达增加。此外,活化的肝星状细胞产生细胞外基质蛋白(ECM),如I型胶原蛋白和III型胶原蛋白,这是肝纤维化的标志。
肌成纤维细胞分泌多种介质,如细胞外基质(ECM)、细胞因子和生长因子,这些分泌因子可直接影响细胞外基质的产生和重塑,或以旁分泌方式作用于其他细胞,这会导致肿瘤生长和转移、上皮细胞激活和去分化(如EMT)、免疫抑制、血管生成、血管重塑以及纤维化。这些作用促进肿瘤生长、侵袭和转移。
癌前病变环境(premalignant environment,PME)指先于肿瘤之前出现的病变,主要指肝细胞坏死、炎症和纤维化。肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)指肿瘤细胞产生和生活内外环境,与肿瘤细胞共同存在和发展。癌前病变环境(PME)的出现为肿瘤形成提供了有利的土壤环境,在一定诱因下,PME可以转变为TME。
慢性肝损伤导致肝细胞坏死,继而诱发肝脏PME形成,包括肝纤维化、慢性炎症、活性氧(ROS)产生、代偿性肝细胞增生。破坏-再生过程连续循环会引起肝细胞中与复制相关的突变,最终导致HCC发生。肝纤维化是最重要的癌前病变环境,80%以上的原发性肝癌患者都有慢性肝纤维化的病史。肝纤维化的发生伴随星状细胞活化、慢性炎症、ROS、DNA损伤、肝细胞再生,这些病理过程会导致肝细胞癌变。
HCC肿瘤微环境(TME)包括一些非实质细胞,如活化肝星状细胞/肿瘤相关成纤维细胞(CAF),肿瘤相关巨噬细胞、内皮细胞、B细胞、T细胞、中性粒细胞等。其中,CAF可以通过分泌ECM及其细胞因子与TME中其他细胞相互作用,继而促进TME形成。肿瘤微环境促进肿瘤相关成纤维细胞(CAF)的活化,TME中的其他细胞和因子均可以活化星状细胞为CAF,而后者又可以与活化的祖细胞相互作用,协同促进肿瘤的形成。
肌成纤维细胞/肿瘤相关成纤维细胞可通过促进血管生成、炎症、增殖、侵袭迁移促进HCC发生发展。肌成纤维细胞/肿瘤相关成纤维细胞与化疗药物的耐受性相关,CAF保持TME的致耐受特性并促进Treg细胞和肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的分化。CAF介导的ECM改变导致对化疗药物以及抑制剂抵抗,支持肿瘤生长和转移。肌成纤维细胞是肝纤维化形成的中心环节,靶向肌成纤维细胞的药物有望成为逆转肝纤维化,甚至治疗HCC的关键[6]。
小结
在各种损肝因素作用下,活化的肝星状细胞、肝窦内皮细胞、Kupffer细胞启动纤维化过程,随着病变加重,导致肝硬化的发生。癌前病变环境进而转变为肿瘤微环境,激活一系列信号通路,使肝细胞持续增殖、染色体不稳定,免疫抑制,进而促进肝癌的发生、发展。肝纤维化是肝癌发生的初始环节,有效的逆转肝纤维化是治疗肝细胞肝癌的关键手段;肝脏慢性炎症,是肝纤维化的启动因子,控制肝脏持续炎症,是改善肝功能,逆转肝纤维化、肝硬化的重要环节;减少、抑制各种损害肝脏的因素,是预防肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌的最佳手段。