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髓样分化蛋白88在炎症感染相关原发性肝癌发生中的作用
李雅娟 鲁凤民 庄辉
www.heporg.com/pnews/detail.asp?systemid=1668&ord=15
【关键词】 癌,肝细胞; 前C区; 性别因素
The role of MyD88 in inflammatory/infection-related hepatocellular carcinoma LI Ya-juan, LU Feng-min, ZHUANG Hui.
【Key words】 Carcinoma, hepatocellular; Precore; Sex factors
【First author’s address】 Department of Microbiology, Peking University Health Science Center, Beijing 100191, China
Corresponding author: LU Feng-min, Email: lufengmin@ gmail.com
Co-corresponding author: ZHUANG Hui, Email: zhuangbmu@ 126.com
原发性肝癌是常见的恶性肿瘤之一,其中90%为肝细胞癌 (HCC)。近年来,人们对HBV、HCV慢性感染等所致肝脏持续炎症反应中Toll样受体 (TLR) 髓样分化蛋白88 (MyD88) 在肝癌发生中作用机制的研究取得了较大进展,增加了对肝癌发生的性别差异分子基础的认识。现就HCC这一炎症相关肿瘤的发病机制及与之相关的宿主遗传因素在HCC发生中的作用的最新研究进展作一综述。
一、与慢性感染及炎症反应相关的病毒因素
HCC是一种典型的炎症相关性肿瘤。HBV和HCV慢性感染导致的HCC均与炎性反应以及炎性信号通路有关。HBV、HCV感染诱发宿主免疫系统产生针对病毒抗原的免疫炎性反应,导致肝细胞损伤,随后出现肝细胞的代偿性再生,可进一步发展为肝纤维化和肝硬化,其中部分肝硬化患者最终将发展为HCC。有研究结果表明,HBV病毒载量、基本核心区启动子、前C区突变与患者肝组织局部炎性反应及肝纤维化等相关[1]。对肝癌组织HBV突变的分析结果表明,肿瘤组织存在前S2/S启动子缺失突变体,导致病毒包膜蛋白S的表达减少,并造成HBV包膜蛋白L折叠异常,此种异常折叠的L蛋白质在细胞内质网膜积聚,可引起内质网应急,对细胞产生严重的长期伤害,引发、加重炎性反应,并通过DNA氧化损伤引起DNA突变[2]。最近HBV拉米夫定耐药突变rtA181T与肝癌的相关性已引起人们的关注[3-4],该突变可造成S基因所编码的包膜蛋白L、M、S的羧基端截断突变,造成包膜蛋白分泌异常[5]。应开展进一步的临床流行病学及实验室研究,以明确HBV耐药突变所致病毒表面抗原羧基端截断突变体的细胞内异常堆积是否增加患者HCC的发病风险及可能的致癌机制。
二、与慢性感染及炎症反应相关的宿主因素
1. 性别因素:多数HCC是由慢性肝病发展而来的,以男性居多,男性发病率是女性的2~5倍[6]。与女性原发性肝癌患者比较,男性患者预后较差,存活时间较短。动物实验研究结果也表明,在自发或化学物质的诱导下,与雌性啮齿动物相比,雄性啮齿动物更易形成肝癌,且更易发生病毒的慢性感染。在HCC患者中造成这种性别差异的具体机制仍不明确,男性HCC发病率高除与男性肝硬化比例较高及吸烟和饮酒等协同因素有关外,性激素的作用可能是引起性别差异的原因。肝脏是一个激素敏感器官,肝细胞有雄激素受体和雌激素受体。性激素可影响到哺乳动物肝脏的多种功能。雌激素对肝正常生理作用的重要性尚不明确,但雌激素在控制肝细胞的增殖中可能起到重要作用。Lam等[7]研究 结果表明,女性肝癌患者的存活率更高,可能与口服避孕药相关,其中性激素可能发挥作用。动物实验结果表明雌性啮齿动物接受睾丸酮后诱发肿瘤,其发生肿瘤的易感性与雄性动物相似。Tanaka等[8]研究结果表明,增加血清睾丸酮和降低雌激素可促使肝硬化向肝癌发展。Wang等[9]报道,Ras相关雌激素调节生长抑制基因 (Ras-related and estrogen-regulated growth-inhibitory gene,RERG) 可能与HCC发生中性别比例差异有关。87.5%女性患者的肝癌组织中RERG基因表达低于癌旁组织,而57.9%男性患者的肝癌组织中RERG表达高于癌旁组织。RERG表达水平在男性和女性患者间差异有统计学意义。提示RERG在肝肿瘤形成中可能是造成HCC患者性别差异的原因之一。此外,肝癌患者的肿瘤组织和周围肝组织中雄激素的表达和活性增强。雄激素受体的存在与肝癌切除术后增加肝癌复发危险性和降低存活率有关。睾丸酮能增加转化生长因子α水平,促进肝细胞的增殖和肝癌的发生[10]。Rogers等[11]利用小鼠动物模型研究发现,慢性肝炎发展为肝癌可能与性别特异性细胞代谢紊乱有关,而性别特异性细胞代谢的紊乱是由细胞因子介导的。最近一项研究结果表明,微小RNA-18a可抑制雌激素受体 (ER)α的翻译表达,从而抑制雌激素的保护作用,与女性HCC的发生有关[12]。Iavarone等[13]报道,雌激素受体与男性HCC发生率较高有明显的相关性。此外,HBV和HCV基因编码的蛋白可与雌激素受体发生作用。Han等[14]报道HBx蛋白可与ERα作用,通过组蛋白去乙酰化酶抑制ERα转录活性。ERα与HCV NS5B相互作用也可促进HCV的复制[15],通过病毒蛋白与性激素受体的相互作用影响HCC的发生。
2. TLR-MyD88的作用:Toll样受体类家族是在免疫系统特异性识别微生物病原体抗原中发挥重要调控作用的受体家族。在病毒感染后,机体通过TLR-MyD88途径进行免疫应答发挥抗病毒效应。MyD88是TLR介导的先天免疫反应以及白细胞介素 (IL) 1受体和IL-8受体介导的信号通路中一个重要的蛋白分子,存在于细胞质中,具有Toll结构域,可与Toll结合,在启动核因子 (NF) -κB依赖的信号级联反应中发挥重要的作用[16],NF-κB在天然免疫应答和获得性免疫应答中均起关键作用,它能调节多种炎症和免疫反应相关基因的表达,如细胞炎症因子、趋化因子和黏附分子等。TLR识别病原相关分子模式,TLR与配体和IL-1 (Toll样受体与IL-1受体的胞内部分有高度同源性) 作用后,使受体二聚化,可与MyD88蛋白结合,激活下游丝/苏氨酸蛋白激酶,使蛋白激酶自身磷酸化,活化两条信号转导途径,c-Jun N末端激酶和p38丝裂原蛋白激酶家族,进一步激活NF-κB,后者活化后转位进核,引起特定基因表达,从而产生原发性致炎因子,如肿瘤坏死因子(TNF)α、IL-1和IL-6等,完成炎症的信号传导过程[17]。
Naugler等[18]和Greten等[19]的动物实验研究结果证明,MyD88涉及到天然免疫应答,在炎症相关肿瘤的发生中通过激活NF-κB,促进炎性细胞因子IL-6的产生和分泌而发挥作用。IL-6是一种炎症因子,当存在肝损伤或感染时,IL-6能通过激活信号转导与转录激活因子3和NF-κB信号通路减少肝细胞凋亡、促进周围细胞的增殖[20]。肝细胞的炎性坏死和再生将加速细胞遗传变异的积累,最终导致肿瘤的形成。Naugler等[18]在动物实验中发现,雄性小鼠发生肝癌率明显高于雌性小鼠,雄性小鼠产生IL-6的量远多于雌性小鼠,雄性小鼠IL-6水平增高与血清转氨酶升高,以及肝细胞凋亡和增殖有关。给予雄性小鼠雌性激素,可抑制IL-6的产生,能有效抑制二乙基亚硝胺 (DEN) 对小鼠的致癌作用。IL-6敲除的雄性小鼠,经DEN处理后,血清转氨酶降低,肝细胞凋亡和增殖也减弱,不易发生DEN诱导的肝癌。性别因素可能影响到小鼠对DEN刺激发生的炎症反应,雄性小鼠肝损伤和增殖性修复更明显,可见性别因素和IL-6对肝损伤和修复有着重要的影响。MyD88作为必须的衔接蛋白,在炎症反应导致肝癌的过程中,MyD88缺陷的雄性小鼠,不但阻断了DEN对雄性小鼠的致炎作用,而且也抑制了雄性小鼠肝癌的形成。在雌性小鼠中,雌激素可以减弱NF-κB和CCAAT增强子结合蛋白β的活性,进而抑制肝脏枯否细胞IL-6启动子活性,减弱IL-6下游信号,从而阻断肝癌的形成。以上结果提示,肝癌易感性存在性别差异与MyD88依赖IL-6的产生有关。
除了动物实验以外,在对人HBV或HCV慢性感染引发肝癌方面也有研究。Dolganiuc等[21]研究发现,HCV慢性感染者的单核细胞中MyD88表达水平高于非感染者,且在单核细胞和T淋巴细胞中Toll样受体 2、6、7、8、9和10的 mRNA表达水平均上调。可见HBV或HCV感染后,机体的天然免疫系统 (单核细胞) 和获得性免疫 (T淋巴细胞) 发挥抗病毒的免疫作用引发炎性反应,依赖于TLR和MyD88途径,使免疫细胞产生TNFα可有效抵抗HCV。由于HCV慢性感染的存在,在HCV核心蛋白的长期刺激作用下,导致单核细胞产生过量的TNFα,并增加MyD88/IL-1受体相关激酶复合物的产生,增强NF-κB的活性,进而增加炎性细胞因子的产生,导致免疫炎性损伤。在细胞生长因子作用下,肝细胞的修复增殖异常,可能导致肝癌。可见慢性感染引起严重炎症反应是细胞转化、肿瘤发生和肿瘤进展的重要影响因素。然而,天然免疫和获得性免疫的整体效果既能消除化学物质诱导的原发性肿瘤或自发性肿瘤,又能通过减弱肿瘤免疫原性或减弱保护性抗肿瘤应答,促进肿瘤的生长,整个过程称为“肿瘤免疫编辑”[22]。Swann等[23]通过动物实验模型证实,经MyD88途径,对感染原产生炎性应答反应,同时MyD88在炎症诱发致癌中也发挥重要的作用,即由MyD88介导的炎症依赖性肿瘤与由MyD88 (TNFα和干扰素α/β) 调控细胞因子引发的肿瘤免疫监视/免疫编辑同时存在。因此,免疫系统和肿瘤发生的复杂作用产生多种效应结果,有些是无法控制的,免疫应答既可促进又可抑制肿瘤的发生,如使肿瘤免疫原性消失,从而使肿瘤逃避免疫控制。
三、与慢性炎症反应相关的环境因素
肝脏是重要的解毒器官,药物、酒精和其他毒素类物质都需经过肝脏的代谢。大量的毒素类物质可能影响到肝脏的正常生理功能。酗酒和吸烟可能是HBV或HCV慢性感染引发肝癌的协同因素。有研究结果显示,长期大量饮酒可使HCC的危险性增加。在HBV或HCV感染的同时,重度吸烟产生的毒素,可引起肝脏坏死性炎症并增加肝损害 (肝纤维化和肝硬化等)的严重程度,增加慢性肝病患者发展为HCC的风险。El-Zayadi等[24]报道,重度吸烟者的肝细胞内可积累过量的铁,这也可能是诱导肝纤维化和HCC发生的原因。在HBV或HCV慢性携带者中,肥胖和糖尿病使HCC发生的风险增加100倍以上,这可能是由于氧化应激和(或)脂质过氧化作用,增加了炎症状态下的肝损伤,导致肝纤维化和肝硬化[25]。此外,与HCC发生有关的其他慢性疾病,还包括自身免疫性肝炎、肝豆状核变性、α1-抗胰蛋白酶缺乏症以及原发性胆汁性肝硬化等。因TLR不仅可识别病原相关分子模式,而且可结合损伤相关分子模式,如肝细胞坏死产物。因此,TLR通过MyD88信号途径,不仅在HBV、HCV等病毒感染情况下,能诱导炎性细胞因子产生和组织损伤应答有关基因的表达,而在酒精、药物等造成肝细胞的坏死等非感染状态下能发挥同样重要的作用,而这些细胞因子和基因表达产物可能在肿瘤形成中起关键作用。
根据上述炎性相关肝癌的发病过程,可使用抑制TLR-MyD88途径的化合物,或保护肝细胞和抗炎特性的细胞因子、生长因子,将有助于降低慢性肝病患者发展为HCC的风险。如果上述动物实验中,DEN诱导肝癌的发病机制与人类肝癌发病过程相似,IL-6水平增高是发生肝癌的危险因素,则使用雌激素或者雌激素类似化合物抑制IL-6的产生,从而抑制慢性肝病的恶性进展,可能具有重要的应用价值。
综上所述,虽已确定HBV和HCV慢性感染是导致HCC发生的主要因素,并且同时存在其他协同致癌危险因素,但仍有某些致癌机制仍不明确。特别是对炎症相关肝癌的发病机制仍需深入研究。目前,加强人群HBV疫苗的免疫接种,以及其他措施减少HBV或HCV引起的慢性感染,对预防肝癌具有更重要的意义。
参 考 文 献
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