非酒精性脂肪性肝病相关肝细胞癌的发病机制及FXR和OCA的研究进展

黎 帆，张 玲

1. 广西中医药大学研究生院，广西 南宁 530011； 2. 广西中医药大学附属瑞康医院肝病科

非酒精性脂肪性肝病相关肝细胞癌的发病机制及FXR和OCA的研究进展

黎 帆1，张 玲2

1. 广西中医药大学研究生院，广西 南宁 530011； 2. 广西中医药大学附属瑞康医院肝病科

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)进展为肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的发病机制是相当复杂的，其中涉及多个方面，包括高胰岛素环境、细胞学机制、遗传多态性等。为预防NAFLD进展为HCC，干预和治疗NAFLD是必然的选择。法尼醇X受体(Farnesoid X receptor，FXR)的活化可以改善NAFLD的组织学特征。作为FXR激动剂奥贝胆酸(Obeticholic acid，OCA)又名6-乙基鹅去氧胆酸，是目前一种治疗NAFLD的新药物。本文就NAFLD相关HCC发病机制、FXR和OCA的研究进展作一概述。

非酒精性脂肪性肝病；肝细胞癌；法尼醇X受体；奥贝胆酸

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)包括单纯性脂肪肝(simple fatty liver, SFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepa-titis,NASH)及其相关肝硬化，肝细胞癌(hepatocellular cercinoma,HCC)是其严重后果。随着NAFLD全球发病率的上升，发现因NAFLD患上HCC的患者同样在逐年递增，也许在未来将超越病毒相关HCC。“二次打击学说”[1]一直是学术界公认的经典学说，而NAFLD相关HCC的发病机制则较为复杂，目前尚未明确，其中涉及多个方面，包括高胰岛素环境、细胞学机制、遗传多态性等，因此预防和干预NAFLD进展为HCC显得十分困难。而通过法尼醇X受体(Farnesoid X receptor,FXR)调节肝脏脂质代谢解决脂质在肝脏过度沉积，从根本上解决NAFLD的组织特征改变是不错的选择。

1 NAFLD相关HCC的发病机制

1.1 高胰岛素环境 脂质在肝脏内蓄积引起肝脏特异性胰岛素抵抗和高胰岛素血症的发生。在高胰岛素环境下，胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor, IGF)和胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)通过激活不同的致癌途径促进HCC的发展[2]。IGF-1可促进细胞增殖和抑制细胞死亡[3]，通过增加原癌基因c-fos和c-Jun的表达，并活化促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)，这些过程被认为有助于HCC的发展[4]。而最近的研究显示IGF-1通过抑制蛋白酶体介导的组织蛋白酶B降解促进HCC的生长和转移，因为在癌症进展期间，组织蛋白酶B不仅可以切割细胞外基质和基底膜的组分，同时还可以激活许多其他促进癌症侵袭和进展的蛋白酶[5]。IRS-1通过细胞因子传导促进细胞生长，在肝脏肿瘤细胞中过度的表达促进肿瘤细胞生长和提高肿瘤恶化[6]。

高胰岛素血症和胰岛素抵抗可引起c-Jun 氨基末端激酶 (c-Jun N-terminal kinase,JNK)激活、脂联素降低、瘦素升高、促炎细胞因子和活性氧增多[7-10]。关于JNK的作用，在小鼠模型中描述了JNK的两种主要同种类型JNK 1和JNK 2，JNK 1可以促进肝脂肪变性和炎症的发生、发展，而JNK 2主要是抑制肝细胞死亡。约70%的HCC组织显示磷酸化JNK的阳性免疫染色，这充分说明JNK在HCC发生、发展中的作用[7]。瘦素具有较强的促炎和促纤维形成作用，其作用通过Janus激酶(JAK)、转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)、磷酸肌醇3-激酶(P13K)/蛋白激酶B(Akt)和ERK信号传导途径等介导，同时瘦素通过上调端粒酶反转录酶促进肿瘤生长[8]。脂联素抑制肿瘤血管生成并抑制HCC生长和转移，主要是通过激活作为肿瘤抑制剂的5′-腺苷单磷酸激活蛋白激酶(Adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase, AMPK)来发挥其作用。脂肪组织中的胰岛素抵抗增加脂肪分解和非酯化脂肪酸(non-esterifiedfatty acid, NEFA)在肝脏中的进入，线粒体脂肪酸氧化(mitochondrial fatty acid oxidation, mtFAO)增加。没有伴随线粒体呼吸链(mito-chondrial respiratory chain, MRC)活性上调增强的mtFAO诱导细胞色素c-氧化酶上游的不同MRC组分内的活性氧过量产生[9]。促炎因子的释放(包括肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6)，可导致信号传导与STAT3活化，STAT3的异常激活可以促进肝细胞向恶性转化，同时可以促进HCC细胞的增殖、血管生成、侵袭和转移，并抑制HCC细胞的凋亡[10]。

1.2 细胞学机制

1.2.1 肝祖细胞群(HPCs)：NASH引起的肝细胞损伤可诱导Hedgehog信号，Hedgehog信号与肝纤维化的发生、发展相关，过度激活Hedgehog通路可致受损肝组织过度再生，使肝组织纤维化[11]。Hedgehog信号激活的主要机制之一是动员HPCs来替代受损的肝细胞，这也是肝脏修复的必要条件，但HPCs在激活过程中的畸变可以导致肝细胞的修复过程异常及肝细胞异常增殖，这可以加强致癌作用[12]。同时通过Hedgehog激活的HPC可以避免核因子κB(NF-κB)的核定位调节而存活，从而对NF-κB驱动的细胞凋亡不太敏感[13]。最近的一项小鼠研究[14]显示，Bmi-1基因的强制表达促进HPC的恶性转化，Bmi-1的遗传缺失抑制细胞增殖、集落形成和侵入。相反，Bmi-1强制表达在两个HPCs细胞株促进细胞增殖、集落形成和体外侵袭。将强制Bmi-1表达HPC移植到裸鼠中导致形成具有低分化HCC的组织学特征的肿瘤。

1.2.2 免疫反应：肿瘤细胞逃逸免疫系统攻击促使HCC发生、发展，特别是CD8+T淋巴细胞对肿瘤细胞的细胞毒作用。CD8+T细胞的功能障碍与程序性死亡1(programmed death 1, PD-1)密切相关，PD-1是一种免疫抑制分子，在活化的T细胞和B细胞中均有表达，而PD-1的配体(PD-L1)在肝脏肿瘤细胞上表达，并且负责递送抑制T细胞表达PD-1的信号，导致细胞毒性T细胞应答的抑制，这种抑制导致这些T细胞的凋亡和无应答。在HCC患者中，已被证明在CD8+T细胞上PD-1表达显著增加，同时PD-L1肝脏肿瘤细胞上表达增加[15]。最近Ma等[16]通过NAFLD-HCC小鼠模型实验和人类样本发现，NAFLD中脂质代谢的失调导致肝内CD4+T淋巴细胞损耗，使免疫系统对肿瘤细胞的作用减弱加速肿瘤的发生，同时实验小鼠的肝脏显示肝脏内积累的亚油酸可以使CD4+T淋巴细胞线粒体产生更多线粒体衍生的活性氧(ROS)，并因此导致肝内CD4+T淋巴细胞选择性死亡。

1.3 遗传多态性 因遗传多态性产生的变异基因及蛋白质对NAFLD的发生发展、严重程度及NAFLD进展为肝硬化和HCC都有影响。因遗传多态性产生变异的基因含patatin样磷脂酶域3(patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3)，大量位于肝细胞膜上并参与脂质代谢，PNPLA3基因rs738409位点处基因突变致148位异亮氨酸被蛋氨酸取代(I148M)，I148M使甘油三酯(TG)在肝细胞内代谢障碍，引起TG在肝细胞内沉积，进而引起肝脏的慢性炎症，导致肝纤维化。I148M被认为是增加肝纤维化风险的独立因素[17]。同时PNPLA3 I148M显著增加了肝硬化及HCC的风险[18]。特别是c.444C>G时显著增加了肝硬化的风险[19]。TM6SF2是肝脏脂肪代谢的调节基因，它调节着富含TG的脂蛋白(TG-rich lipoproteins, TRLs)的分泌和肝脂质滴含量，TRL分泌减少，细胞TG浓度和脂滴含量增加，与TM6SF2受抑制有关[20]，TM6SF2影响肝脏纤维向肝硬化发展的进程[21]。影响肝脂质出口或脂肪变性氧化反应的基因还有APOE、LEPR、NR1I2、PPARα，这些基因突变都影响着NAFLD的发生和进展。

2 FXR

FXR调节胆汁酸和脂质代谢，其主要在肝脏和肠道中表达[22-23]。在肠中，FXR结合胆汁酸，导致其靶基因成纤维细胞生长因子15(fibroblast growth factor-15, FGF15)的激活，FGF15则抑制胆汁酸合成限速酶肝胆固醇7-α-羟化酶(Cyp7a1)的活性[24]，从而抑制胆汁酸的合成。在肝脏中初级胆汁酸激活肝脏FXR，使小异二聚体伴侣(short heterodimer partner, SHP)基因表达，从而抑制肝受体同系物(liver receptor homologues-1,LRH-1)的活性，使Cyp7a1的活性降低从而抑制胆汁酸合成。而胆汁酸通过激活FXR来改善肝脂肪变性并减少TG含量[25]，胆汁酸和FXR的相互作用改善了NAFLD肝脏的组织学特征。通过FXR缺陷型小鼠实验[26]，我们看到FXR缺陷型小鼠TG和高密度脂蛋白胆固醇的血清水平升高，因此表明FXR激活可以维持脂质体内平衡和保护发生肝脂肪变性。

与之相反，最近研究[27]发现肠道微生物通过FXR的信号传导促进饮食诱导肥胖，致使宿主代谢损伤。一项小鼠实验[28]也显示高选择性抑制肠道中FXR信号后，因高脂肪饮食而被诱导的肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪变性等症状得到了逆转。而进一步的调查显示，在高脂肪饮食诱导的NAFLD小鼠模型中，肠特异性FXR敲除小鼠组肝脏中的TG明显比对照组减少，其主要原因是由于循环神经酰胺的减少，神经酰胺导致肝固醇调节元件结合蛋白1C(SREBP-1C，一种脂肪酸和TG合成所需的转录因子)的下调和从头脂肪生成的抑制[29]。FXR-神经酰胺轴可能成为治疗NAFLD的新靶点。由此看来通过调节FXR治疗NAFLD的机制是复杂的。FXR不仅是治疗NAFLD的靶点，最近研究[30]发现FXR活化后可以上调细胞因子信号传导抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)，SOCS3是重要的肿瘤抑制因子，主要通过抑制信号传导和STAT3活性防止HCC发生。因此调节FXR是干预和治疗NAFLD和HCC非常好的选择。

3 OCA

目前尚无特别批准治疗NAFLD的药物，因此目前并无有效的干预措施预防NAFLD向HCC发展。而通过研究FXR对胆汁酸的调节作用时发现FXR激活后有利于减少肝脂肪变性和挽救肝损伤[25-26]，因此FXR激动剂成为一种潜在治疗NAFLD的药物。OCA由美国Intercept制药公司研发，为强效的FXR选择性激动剂，一个多中心、双盲、安慰剂对照、平行组随机临床试验[31]显示，与对照组相比，接受OCA治疗组NASH的生化(丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶浓度显著降低，γ-谷氨酰转肽酶浓度下降)和组织学特征(肝纤维化、肝细胞气球样变、脂肪变性和小叶炎症)得到了改善。但OCA也存在着许多问题，OCA治疗组患者血清胆固醇升高、低密度脂蛋白胆固醇升高、高密度脂蛋白胆固醇降低及出现胰岛素抵抗症状，这增加了动脉粥样硬化的风险，并停止接受OCA治疗患者血清转氨酶可能会再次升高，同时临床试验中OCA治疗组部分患者出现皮肤瘙痒。最近的一项小鼠研究[32]显示，OCA不仅能够使肝硬化模型小鼠的肝脏纤维化减少，同时还能降低肝内血管阻力，降低门脉压力，减少促炎和促纤维化细胞因子(增殖细胞核抗原，PCNA)的表达。该研究还指出OCA减少的肝纤维化途径与IκBα上调肝NF-κB通路活性降低有关。目前OCA治疗NAFLD的疗效及其他作用仍需进一步证实。

NALFD进展为HCC的发病机制是复杂的，提高对NALFD的认知，深入研究NAFLD与HCC之间关系，对于HCC的预防有着重要意义。在疾病发展过程中最好的预防和干预节点是在疾病处于NAFLD阶段，因此对于NAFLD的干预和治疗是预防HCC最有效的方法。通过FXR调节肝脏脂质代谢似乎是目前比较好的治疗NAFLD的手段，但FXR调节脂质代谢过程是复杂的，仍需对其进一步研究。OCA治疗NAFLD的疗效及其他作用也需要进一步实验，对其加强了解。

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(责任编辑：王全楚)

Research progress of FXR and OCA, the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease related hepatocellular carcinoma

LI Fan1, ZHANG Ling2

1. Graduate School, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530011; 2. Department of Liver Disease, Ruikang Hospital Affiliated to Guangxi University of Chinese Medicine, China

The pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) progress to hepatocellular carcinoma (HCC) is quite complex, which involves many aspects, including the high insulin environment, cytological mechanisms, genetic polymorphism and so on. In order to prevent the development of NAFLD as HCC, intervention and treatment of NAFLD are inevitable choice. The Farnesoid X receptor (FXR) activation can improve the histological features of NAFLD. As an FXR agonist, Obeticholic acid (OCA, 6-ethylchenodeoxycholic acid) is a new drug for the treatment of NAFLD currently. In this article, the pathogenesis of NAFLD-related HCC, FXR and OCA research progress were introduced.

Non-alcoholic fatty liver disease; Hepatocellular carcinoma; Farnesoid X receptor; Obeticholic acid

黎帆，硕士在读，研究方向：肝脏疾病的临床研究。E-mail：247778982@qq.com

张玲，主任医师，教授，研究方向：肝脏疾病的临床研究。E-mail：826232905@qq.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.04.004

R575.5；R735.7

A

1006-5709(2017)04-0372-04

2016-11-20