放射性肝损伤相关因素研究进展*

赵增虎 刘静 雒书鹏 贾士栋

1.解放军第251医院肿瘤科 (河北 张家口， 075000) 2.解放军海军总医院干部病房 3.解放军66503部队卫生队

·综 述·

放射性肝损伤相关因素研究进展*

赵增虎1刘静2雒书鹏1贾士栋3

1.解放军第251医院肿瘤科 (河北 张家口， 075000) 2.解放军海军总医院干部病房 3.解放军66503部队卫生队

放射性肝损伤(RILI)又称放射性肝病(RILD)，是肝癌放疗常见并发症，主要是由射线直接对肝细胞DNA不可逆转的损伤，严重干扰新陈代谢引起细胞死亡，也可由射线电离肝组织中的水分子形成羟基、氧自由基和过氧化物等自由基，自由基再进一步损伤肝组织，导致生物膜正常结构及功能丧失，最终出现肝细胞坏死崩解[1]。同时在大量细胞因子的作用下激活肝星状细胞(HSC)分泌细胞外基质，并在坏死区沉积形成肝纤维化。损伤的早期病理表现为肝组织、肝小叶中央静脉及肝窦淤血扩张，窦壁内皮细胞肿胀，汇管区炎细胞浸润，肝细胞大片水肿、变性、坏死；晚期表现为肝小叶中央静脉及小肝静脉形成特征性静脉闭塞征(VOD)并出现肝纤维化。早期超微结构变化为肝细胞线粒体水肿，核糖体、枯否氏细胞增多，dise间隙增宽；晚期则表现为肝细胞内可见较多脂肪小体，肝星状细胞激活产生胶原纤维，窦腔毛细血管化，最终形成肝纤维化[2]。有资料显示约60%肝癌患者接受了不同程度的放射治疗[3]。基于此原因，临床中放射性肝损伤的发生也逐渐增加。放射性肝损伤与患者年龄、肿瘤大小、照射剂量、正常肝组织的耐受剂量体积、HBV感染、肝功能状态及多种细胞因子等因素密切相关。

1.肝脏受照剂量与体积及分割剂量

肝脏属晚反应组织，其剂量曲线弯度大，α/β值较低(1～5Gy)，具备较强的亚致死性损伤的修复能力，但增殖能力较弱，因而对分割剂量更敏感，单次分割剂量越大肝脏耐受剂量越小，放射性肝损伤程度越重。成年人无HBV感染、肝功能child-pugh A级单次剂量1Gy，全肝最大耐受剂量为36Gy；单次剂量2Gy，全肝最大耐受剂量为30Gy；单次剂量3Gy，全肝最大耐受剂量为18～20Gy[4]。肝脏是典型的"并型"器官，由不同的功能单元以并列方式构成，有着显著的体积效应，肝脏耐受剂量除了与受照射总剂量、分割剂量和照射时间有关外，还与受照射体积有关。黄华忠等[5]对114例肝硬化child-pugh A级原发性肝癌患者GTV(378.3±308.1)cm3采用8MV X线直线加速器三维适形放疗，分割剂量4～6Gy/次(中位4.6Gy/次)，3次/周，肿瘤剂量40～68Gy(中位53Gy)，对出现放射性肝病的剂量体积直方图做了分析，发现单因素分析GTV、V5、V10、V15、V20、V30、V35、V40与RILD相关，但多因素分析GTV和V20是独立影响因子(P=0.015和0.003)，V20=48.5%作为耐受剂量，预测RILD准确度0.763、敏感度0.889、特异度0.752。訾滢洁等[6]对114例肝硬化child-pugh A级原发性肝癌患者大分割3DCRT后放射性肝病发生的剂量因素分析得出了同样的结论。蒋国梁[7]对109例原发性肝癌患者child-pugh A级93例，child-pugh B级16例做了三维适形放疗，分割剂量5Gy/次，隔日1次，肿瘤剂量54Gy(38～68Gy),对出现放射性肝病患者做了统计分析，结果是：肝脏耐受剂量体积为V5<86%，V10<68%，V15<59%，V20<49%，V25<35%，V30<28%，V35<25%和V40<20%，用肝脏耐受量23Gy来推测RILD发生率敏感性0.875，特异性0.706，预测准确率0.72。赵增虎等[1]采用动物实验对家兔肝脏给予50Gy6MV X线直线加速器照射，5Gy/次，3次/周，结果是肝脏安全受照体积为25%，如不出现严重的放射性肝损伤其最大受照体积不超过50%。

2.HBV感染及肝功能分级

据统计在亚州约60%肝癌患者存在HBV感染，同时合并肝硬化、肝功异常[8]。HBV感染并不直接损伤肝细胞，而是通过诱发宿主免疫应答发生旁路免疫效应损伤肝细胞。当肝脏受到放射治疗时，受照区域出现肝组织损伤，后续需通过未受照射的肝组织再生增殖实现代偿，在HBV感染肝硬化的背景下肝脏再生增殖能力差，影响了代偿性增生，接受照射时可诱导HBV活动，加重肝炎及肝硬化病情，降低肝脏再生储备能力，易诱发RILD，放疗期间可口服抗病毒药物，这有利于减少HBV活动，降低RILD的发生率。目前对HBV感染是否是诱发RILD的独立因素，文献报道说法不一。陆笼辉等[9]报道46例原发性肝癌患者HBV-M(+)和HBV-M(-)各23例，分组行伽玛刀治疗，照射处方量50%剂量曲线包括至少90%的GTV，单次周边剂量3.0～4.5Gy，1次/d，肿瘤总量30～42Gy，结果HBV-M(+)RILD发生率明显高于HBVM(-)组，P<0.05。马虹等[8]对5篇HBV感染与放射性肝损害有关文章中416患者做Meta分析，结果HBV感染并非是影响RILD发生的主要因素，而肝功能分级则是影响RILD发生的独立预后因素，建议：child-pugh A级的患者肝脏平均耐受量23Gy，V30<28%， V40<20%，而child-pugh B级的患者肝脏平均耐受量为6Gy。

3.细胞因子

自肝脏受到射线照射发生炎症反应导致肝细胞坏死，肝星状细胞激活，细胞外基质(ECM)大量被分泌并沉积于坏死区，到最终导致肝纤维化形成，在整个过程中有多种细胞因子参与其中并发挥重要作用。其中肿瘤坏死因子-α(TNF-α),转化生长因子-β1(TGF-β1)和血小板源生长因子( PDGF)与放射性肝损伤关系最为密切。

3.1 TNF-α 炎症反应是放射性肝损伤的初始事件，TNF-α是该事件的启动因子，当肝脏受到照射后肝枯否氏细胞被激活，释放大量的TNF-α，TNF-α可以趋化包括中性粒细胞在内的炎症细胞及血小板向受照射区聚集，中央小静脉血管收缩，肝窦内血流减慢，受照射区内缺血缺氧加重，诱导肝细胞损伤导致肝细胞坏死[3]。TNF-α还具有免疫和促炎活性，能够活化单核细胞和巨噬细胞，提高其杀伤活性，直接损害肝细胞；也可诱导多种黏附因子的表达和细胞化学趋化素的产生，诱使肝细胞产生自由基，导致肝细胞变性和坏死，肝脏解毒功能下降，更易形成内毒素血症，促进TNF-α的产生进而加重肝损伤；TNF-α还能促进小血管基底膜纤维蛋白粘连素含量减少，导致血管壁通透性增强，造成继发性肝内微循环障碍、微血栓形成和缺血性肝细胞坏死[10]；TNF-α能增强肝星状细胞增殖，促进肝星状细胞向肌成纤维母细胞转化，增强TGF-β1刺激ECM的合成，诱导肝星状细胞的结缔组织生长因子mRNA表达，参与早期肝纤维化形成[11]。

3.2 TGF-β1 在放射性肝损伤形成过程中肝星状细胞激活是肝纤维化发生的中心环节，激活的肝星状细胞分泌并释放TGF-β1、PDGF、TNF-α等细胞因子，该细胞因子又直接作用于肝星状细胞形成正反馈放大效应[12]，TGF-β1与活化的肝星细胞上的TGF-β受体结合，通过Ras/ERK途经和STATS途经发生磷酸化，使肝星状细胞胞质内的下游信号转导分子得到激活，形成受体型Smad和辅助型Smad异源复合体并由胞质转入胞核，刺激和调节相关基因转录，产生大量细胞外基质沉积[13]，上调的TGF-β1通过TGF-β/Smad，P13K/Akt等多条信号通路以最大程度介导肝星状细胞的活化增殖调节胶原纤维的代谢，从而促进放射性肝纤维化进展[14]，TGF-β1在肝纤维化的发展过程起主导作用，通过抑制基质金属蛋白酶活性，促进金属蛋白酶组织抑制剂及纤溶酶原激活抑制因子生成，抑制细胞外基质的降解[15]，从而导致肝纤维化的最终形成。

3.3 PDGF 当肝脏受到照射，后在TNF-α作用下炎性细胞及血小板向照射区聚集，聚集的血小板分泌PDGF，肝脏受到照射后肝星状细胞被激活，活化的肝星状细胞及受损伤的内皮细胞也分泌表达PDGF，PDGF有PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB、PDGF-CC、PDGF-DD五种结构形式，其中以PDGF-BB作用最强，PDGF与其受体PDGFR结合后启动多种蛋白及磷酸化的信号转导通路，从而引起细胞应答反应，进入肝星状细胞核内，通过调节基因转录促进肝星状细胞有丝分裂，防止肝星状细胞凋亡，从而引起肝纤维化[16]。PDGF是目前肝星状细胞的最强的丝裂原，能刺激肝星状细胞增殖转化成肌纤维母细胞，该细胞可合成大量细胞外基质并产生胶原，尤其是Ⅰ型和Ⅲ型胶原，细胞外基质和胶原沉积于肝细胞间质内，逐渐形成肝纤维化。PDGF还可通过上调组织金属蛋白抑制剂而达到抑制胶原酶活性，减少细胞外基质降解作用，细胞外基质与PDGF结合又可阻止后者降解，延长PDGF作用时间[17]，加重加快肝纤维化的形成。

4.其他因素

4.1 合并化疗 肝脏接受放射治疗后肝功能受损，使肝脏清除和降解化疗药物的能力下降，药物代谢缓慢，增加了药物对肝脏的化学毒性，同时化疗药物可抑制肝脏放射损伤的修复，加重放射性肝损伤。

4.2 年龄 儿童肝脏处于生长发育期，增殖期细胞较多，对射线更为敏感，肝脏放射耐受性差，受到照射时更易发生RILD。

4.3 手术 手术切除后肝脏正常组织减少，残余肝组织处于增生代偿阶段，肝细胞进入分裂周期，对射线的敏感性提高，更容易出现RILD。

因此，造成放射性肝损伤因素是多方面的，在做肝癌放射治疗时应综合分析患者身体状况，给予合适放疗剂量及放疗时间，并利用细胞因子间的相互作用采用益气活血中药防治放射性肝损伤[18]。

[1] 赵增虎，冯有波，李凤玉，等. 50Gy X线照射肝脏最大耐受体积的实验研究[J]. 华南国防医学杂志，2011，25(4)：295-297.

[2] 张微，高东伟，朱向辉，等. 大剂量低分割照射大鼠局部肝脏的早期实验研究[J]. 西南国防医学杂志，2011，21(9)：936-939.

[3] 高东伟，于甬华. 细胞因子与放射性肝损伤[J]. 实用肝脏疾病杂志，2006，9(4)：249-251.

[4] 赵增虎，刘俊堂，范青健，等. 放射性肝损伤研究及防治进展[J]. 现代肿瘤医学，2011，19(10)：2110-2113.

[5] 黄华忠，李业飞，梁世雄. 肝癌适形放疗后放射性肝病的剂量体积直方图分析[J]. 中国癌症防治杂志，2009，1(4)：313-317.

[6] 訾滢洁，梁世雄，赵伟. 肝硬化child-pugh A级原发性肝癌患者大分割3DCRT后放射性肝病发生的剂量因素的预测[J]. 中国癌症防治杂志，2012，4(3)：301-302.

[7] 蒋国梁. 原发性肝癌三维适形调强放疗的基础和临床研究[J]. 中国工程科学，2009，11(10)：129-135.

[8] 马虹，张盛，丁乾. HBV感染与放射性肝损害关系的Meta分析[J]. 实用预防医学，2012，19(7)：998-1000.

[9] 陆笼辉，王莉，丁涤非，等. 伽玛刀立体定向放疗46例肝癌致放射性肝损伤观察[J]. 解放军医药杂志，2014，26(5)：34-37.

[10] 刘萍. TNF-α在肝衰竭疾病中作用的研究进展[J]. 湖南中医杂志，2016，32(9)：188-190.

[11] 叶国荣，舒建昌，何雅军，等. 四氯化碳腹腔注射致大鼠肝纤维化机理研究[J].广东药学院学报，2010，26(2)：175-178.

[12] 刘学松，张锦生，张月娥. 血小板源生长因子对大鼠肝星状细胞增殖和血小板源生长因子基因表达的影响[J]. 中华病理杂志，2000，29(1)：27-29.

[13] 王云莲，艾尼瓦尔·艾木都拉，肖雷，等. 血清转化因子β1在大鼠放射性肝纤维化中的动态表达及相关性研究[J]. 现代生物医学进展，2014，30(14)：5829-5832.

[14] Kluwer J, Pradere JP, Gwak GY,etal. Modulation of hepatic fibrosis by C-Jan-N-terminal kinase inhibition [J]. Gastroenterology, 2010, 138(1)：347-359.

[15] Gressner AM, Weisk irchen R, Breitkopf K,etal. Roles of GF-beta in hepatic fibrasis [J]. Front Binsci, 2012,7(5)：793-807.

[16] 夏海珊，陈少茹，钟月春，等. 肝纤维化的发病机制和药物治疗现况[J]. 中国医药导报，2014，11(18)：162-165.

[17] 李国云，傅茂英，孟丽萍，等. 替米沙坦对肝纤维化大鼠肝组织TGF-β1、PDGF和PPAR-γ表达的影响[J]. 实用肝病杂志，2012，15(6)：520-523.

[18] 赵增虎，王明贤，李凤玉，等. 益气活血中药对放射性肝损伤家兔血清转化因子-β1和内皮素-1的影响[J]. 解放军医药杂志，2015，27(10)：39-41.

10.3969/j.issn.1005-0264.2017.04.022

全军“十二五”医学科学技术研究课题(No.CWS11J222)

2017-02-24 编辑：韦 怡)