他汀类药物对肝细胞癌的作用及机制研究进展

张 宁 综述，赵彩彦 审校

肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）是全球男性中第五大常见癌症，在最常见的癌症死亡病因中居第二位，全球每年发病人数约50万[1]其中约50%发生于中国。HCC的主要病因为乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus，HBV）慢性感染与丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus，HCV）慢性感染、非酒精性脂肪性肝病、酗酒。据临床观察，HCC的生长关键依赖于胆固醇[2]。他汀类药物是近二十年来发现的一类新型调脂药物，该类药物包括美伐他汀、洛伐他汀、辛伐他汀、普伐他汀等。此类药物通过竞争性抑制内源性胆固醇合成限速酶羟甲基戊二酰辅酶A（Hydroxymethylglutaryl-Coenzyme A，HMG-CoA）还原酶，阻断细胞内甲羟戊酸（Mevalonic acid，MVA）代谢途径，使细胞内胆固醇合成减少，从而反馈性刺激细胞膜表面（主要为肝细胞）低密度脂蛋白受体数量和活性增加、使血清胆固醇清除增加、水平降低，从而起到调脂作用。近年来研究表明，他汀类药物可通过其非脂相关影响发挥抗肿瘤作用，主要通过抑制HMG-CoA还原酶而减少甲羟戊酸及其胆固醇、长醇、泛醌、焦磷酸法尼酯等下游产物的生成，进而影响细胞生长、分化、凋亡、增殖，从而起到调控肿瘤生长和转移的作用。近期研究表明，他汀类药物的应用可降低HCC发生的风险[3～5]。他汀类药物具有潜在的抗癌活性，但其抗癌作用的机制尚不明确，本文将对他汀类药物抗癌作用及可能机制做一综述。

1 他汀类药物与肝细胞癌的相关研究

1.1 他汀类药物 与不同病因基础上的HCC间的关系 HCC患者容易与糖尿病、肝硬化、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝、乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎等并发。相关研究表明：他汀类药物的应用与HCC发病风险降低相关[3～5]。糖尿病患者应用他汀类药物组比未应用他汀类药物组，HCC发生风险可降低26%[5]。另外，应用他汀类药物者比未应用他汀类药物者的HCC发生风险可下降38%[3]，但在临床上慢性肝脏疾病患者很少应用他汀类药物，因为他汀类药物存在潜在的肝功能损伤[6]。一项研究发现，无慢性肝脏疾病基础者，应用他汀类药物后，其HCC发生风险下降了22%；而慢病肝脏疾病患者，应用他汀类药物后，其HCC发生风险下降了59%[7]。提示他汀类药物应用于慢性肝脏疾病的患者，其发生HCC风险是降低的[4]。

他汀类药物对肝细胞癌的抑制作用主要是通过影响胆固醇代谢途径而发挥作用的。在我国，肝细胞癌主要病因为HBV和HCV慢性感染。HBV或HCV慢性感染的患者发生动脉粥样硬化的风险较高，因为其血清中低密度脂蛋白和总胆固醇水平较高[8，9]。他汀类药物通过抑制胆固醇合成和HBV复制，可能使患者产生抗-HBV[10]。他汀类药物还可抑制HCV复制。HCV是人体内需要脂肪进行复制的多种病毒之一，它需要肝脏中的脂肪滴来形成新的病毒颗粒，这一过程引起脂肪在肝脏的积累并最终导致慢性的器官功能障碍。他汀类药物能够减小肝细胞中脂肪滴的大小，来阻止HCV的定殖及感染其它细胞。他汀类药物通过对胆固醇代谢途径关键酶的抑制，抑制HCV复制,从而阻断病毒的生命周期，使它不能够传播及造成肝脏的进一步损害[11，12]。并且研究表明，经聚乙二醇干扰素联合利巴韦林治疗的慢性丙型病毒性肝炎的患者，应用他汀类药物后能获得更高的持久病毒学应答（sustained virological response，SVR）率，从而减少 HCC发生，甚至使晚期HCC患者延长生存期[13～15]。

1.2 不同种类、不同剂量的他汀类药物与HCC发生风险间的关系 一项队列研究显示：慢性乙型病毒性肝炎患者，经高剂量、长疗程的他汀类药物治疗后，有利于防止HCC的发生[4]。类似的研究表明，应用他汀类药物超过6个月后，其HCC发生的风险是降低的，虽然在最高剂量、长疗程组与最低剂量、短疗程组之间未见明显差别[5]。也有研究表明，不同的剂量、疗程的他汀类药物各组间在减少HCC发生风险上并无显著差别[3，16]。然而，他汀类药物的剂量与癌细胞的生长之间可能确实存在相关联系。一项体内试验表明：低剂量的他汀类药物可促进血管形成，高剂量的他汀类药物可抑制血管形成[17]。而另一项研究表明：应用低剂量普伐他汀不利于肝癌结节的生长[18]，而高剂量洛伐他汀则使HCC发生率明显升高[19]。

脂溶性他汀类药物（如洛伐他汀、辛伐他汀）比水溶性他汀类药物（如普伐他汀）在化学预防方面更具优势，因为前者具有很好的脂溶性和膜渗透性[20]。有研究表明水溶性他汀类药物与脂溶性他汀类药物在减少HCC发生风险发面并无显著差别[4]，两项关于癌症发生风险与他汀类药物种类关系的meta分析也表明：水溶性他汀类药物与脂溶性他汀类药物在癌症发生风险方面并无差异[21，22]。

2 他汀类药物的抗癌机制

他汀类药物的抗肿瘤机制尚未完全明确，目前研究多集中在他汀类药物抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡及分化、抗血管形成、降低肿瘤细胞侵袭性、影响细胞周期、阻滞小G蛋白异戊二烯化、影响信号转导等方面。虽然近年来关于他汀类药物抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等动物实验及体外实验研究资料较多，但其作用的确切分子机制尚不完全清楚，根据已有的资料，认为可能存在以下几种机制。

2.1 依赖HMG-CoA还原酶途径 他汀类药物通过抑制HMG-CoA还原酶活性，抑制了MVA途径，蛋白质异戊二烯化所需的焦磷酸法尼酯（farnesyl pyrophosphate，FPP）和焦磷酸牻牛儿基牻牛儿酯（geranylgeranyl pyrophosphat，GGPP）合成受抑，导致一些蛋白的异戊二烯化受阻，从而引发一系列生物学效应。与他汀类药物抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡有关的异戊二烯化蛋白主要有：Ras蛋白、Rho GTPases蛋白以及核纤层蛋白等。

修饰蛋白质的异戊二烯基团有两种：即法尼基和牻牛儿基牻牛儿基。Ras蛋白的异戊烯化即：通过法尼基蛋白转移酶（farnesyltransferase，FPTase）、香叶脂蛋白转移酶和 FPTase抑制剂介导[23]，FPTase把FPP上的法尼基转到Ras蛋白C端的Cys残基上。小G蛋白超家族的另一成员Rho也以类似途径进行类戊烯化。

2.1.1 Ras/MAPK途径 生长因子受体介导的Ras/MAPK信号转导途径是诸多信号途径中与细胞增殖、分化密切相关的重要信号途径。上皮生长因子和血小板源性生长因子等细胞外信号通过Ras将生物信息转到核内，这些生长因子结合膜上的酪氨酸激酶受体导致信号蛋白如细胞质GRB-2复合物和Ras交换子（Son of Sevenless1，SOS-1）src同源结构域 2（Src-homology domain 2，SH-2）上的苏氨酸自身磷酸化，SOS-1催化Ras上的GDP和GTP交换，激活Ras。Ras在胞质中法尼基化后锚定细胞膜上[24]，法尼基化的Ras引导Raf-1锚定细胞膜，与脂质层作用，暴露其激酶活性而被激活[25]。Raf-1为丝裂原活化蛋白激酶激酶（mitogen-activated protein kinases kine，MAPKK），磷酸化并活化 MAPKK。MAPK一旦激活，磷酸化多种底物，包括膜蛋白、胞质酶和核内转录因子。他汀类药物通过抑制Ras的膜定位而使Ras积聚于胞浆内，影响Ras的活化，进而抑制激活蛋白激酶B的激活，影响癌细胞的信号转导，而发挥抗肿瘤作用。

2.1.2 Rho/ROCK途径 丝氨酸/苏氨酸Rho激酶（ROCK）能介导RhoA的多种功能，如与细胞运动、扩散有关的肌动蛋白应力纤维和粘着斑的形成。ROCK对RhoA的连续激活和Ras转化表型的维持起重要作用，与细胞骨架的重组及转录等多种细胞功能有关。Rho属于Ras超家族成员，他汀类药物通过相似的机制，抑制其锚定于细胞膜发挥作用。研究表明，和辛伐他汀作用类似的ROCK抑制剂Y-27632能抑制高侵袭能力的乳腺癌MDA-MB-231细胞株增殖和侵袭[26]。此外，Rho可下调核因子κB的转录活性，而κB是肿瘤高侵袭力、预后差的标志之一，可上调许多侵袭相关基因如：尿激酶纤溶酶原激活剂（urokinase plasminogen activator，uPA）、基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase，MMP-9）的表达。周围基质的降解是肿瘤生长、浸润、转移的重要前提，MMP起重要作用。MMP是一类特异的蛋白水解酶类，肿瘤血管通过MMP使内皮细胞向周围组织侵入。研究证实MMP-2、MMP-9在血管形成过程中发挥重要作用。uPA及其抑制剂PAI是又一重要的连接血管生成与肿瘤转移的蛋白水解酶系统。uPA通过降解胞外基质、介导细胞的转移，在肿瘤发生、转移和血管生成中发挥作用。西伐他汀能通过Rho而抑制核因子κB的活性，使uPA、MMP-9表达下降，发挥抗侵袭转移、抗血管生成等作用[26]。辛伐他汀通过剂量依赖方法，抑制肿瘤细胞在HepG2与Huh7内皮细胞生长与粘附，使整合素和ROCK-Ⅰ表达下降[27]。

2.1.3 PI-3K/AKT/HMG-CoA还原酶途径 PI-3K对AKT的活化导致凋亡前信号的抑制，促进生存信号的转导[28]。活化的PI-3K/AKT诱导c-myc和bcl-2调节基因转录、细胞周期，还能抑制细胞凋亡。研究发现，AKT的激活抑制转基因鼠乳腺上皮细胞的凋亡，加速肿瘤的形成[29]。辛伐他汀在实验中能快速降解AKT的磷酸化[30]，抑制PI-3K/AKT途径的信号转导。PI-3K还可通过ErbB-2受体介导，在mRNA水平上对HMG CoA还原酶进行调节[31]。他汀类药物可同时抑制PI-3K/AKT途径的信号转导和HMG CoA还原酶活性，通过双重阻断干扰PI-3K的信号转导，从而实现促进细胞凋亡，抑制细胞增殖、生长。

以上三条信号转导通路均与甲羟戊酸通路的阻断有关，特别是抑制类异戊二烯代谢产物的形成而发挥作用的。STAT途径可能独立于甲羟戊酸代谢途径，他汀类药物不依赖HMG CoA还原酶，通过此通径发挥抗HCC作用。

2.2 HMG CoA还原酶非依赖途径 IL-6-STAT3途径:白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）是一种具有广泛免疫调节作用的细胞因子，主要介导Ras-MAPK（丝裂原激活的蛋白激酶）级联反应途径和Jak-STAT（信号转导和转录激活因子）途径。IL-6是HCC的一个理想生化靶标，IL-6可激活STAT3，STAT3重要靶基因产物包括抗凋亡蛋白（Bcl-xl、Bcl-2等）、增殖相关蛋白（Cyclin D1和Myc等）及促血管发生因子（vascular endothelial growth factor，VEGF等），各种因子与其特异性受体结合后，通过不同的方式引起STAT3磷酸化活化。细胞周期受细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖激酶和细胞周期蛋白依赖激酶抑制物的精密调控，正常的基因表达是细胞生存和维持生理功能的基础，而肿瘤细胞的失控性生长是癌基因和抑癌基因表达失控的结果，导致细胞周期检测点G/S和G/M期关卡的失调。

Cyclin D1是细胞周期G1/S期转换的正向调节因子，是G1期细胞增殖信号的关键蛋白。Cyclin D1过度表达使细胞周期G1/S期转换时间过短，促使细胞转换速度，导致细胞增殖失控[32]。STAT3通路的异常活化造成抗凋亡蛋白Bcl-2、细胞周期蛋白Cyclin D1及促血管发生因子（VEGF）表达显著增强，导致细胞凋亡、增殖失衡而引起肿瘤的发生，同时这些信号通路持续或异常激活往往会刺激血管新生，促进肿瘤发生浸润和转移[33～35]。STAT-3直接影响细胞增殖，分化和血管生成。IL-6-STAT3是介导核转录的主要通路[36]。IL-6介导的HCC的药物治疗，主要是通过对IL-6-STAT3通路的抑制[37]。他汀类药物通过影响IL-6-介导的通路，引起 c反应蛋白减少，抑制肝细胞蛋白质的产生[38]。有证据表明，他汀类药物对STAT途径的影响主要是影响血管形成，而非肿瘤组织[39，40]，对此，有待进一步研究。

他汀类药物的抗肿瘤作用主要是干扰了细胞信号转导通路，并在蛋白质和基因水平上得到一定证实。另外，抑制肿瘤血管形成是肿瘤研究的另一热门领域，肿瘤的生长依赖于新生血管的形成，血管内皮生长因子（VEGF）在生理和病理的血管形成过程中都起着重要作用。有研究证实，HCC癌组织VEGF的表达与癌灶大小、镜下癌栓以及肿瘤TNM分期密切相关。表明HCC癌组织VEGF表达增加可促进肿瘤微血管的形成，并与肿瘤快速增长、肝内及远处播散转移密切相关。目前认为VEGF诱导肿瘤血管新生的作用机制有：（1）VEGF可以促进内皮细胞迁移和增殖；（2）是新生血管内皮细胞的抗凋亡因子；（3）VEGF可以增加血管通透性，促进血浆蛋白外渗形成纤维素支架，从而为内皮细胞的迁移和血管的生长提供支持；（4）VEGF还可以激活蛋白水解酶系统，包括尿激酶及基质金属蛋白酶，促进细胞外基质降解，从而促进血管新生。

此外，他汀类药物还具有放射增敏及化学预防的作用。处于不同细胞周期的肿瘤细胞对放射线的敏感性有显著差异，当细胞处于G1、G2-M期时对放射线敏感性最好并诱导细胞死亡，细胞处于S期时则表现为抵抗。他汀类药物可阻滞细胞于G1晚期，从而增加肿瘤细胞对放射线的敏感性。体外研究观察到他汀类药物与其他抗癌药物（如5-FU、顺铂、阿糖胞苷等）有协同作用[41]，并能减少化疗药物用量及毒副作用。

3 展望

他汀类药物通过对细胞信号转导通路的干扰，从而在抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡及分化、抗血管生成、降低肿瘤细胞侵袭性、影响细胞周期等方面发挥抗肿瘤作用。在细胞信号网络间可能存在相互作用，这些人工系统是否可以确切反映这些分子和通路在自然生理状态下的功能尚需进一步研究。他汀类药物抑制血管形成的作用在肿瘤组织中是否有效尚缺乏依据，机制也有待阐明。

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