肝细胞癌对化疗耐药的机制研究进展

黄康 彭贵主

武汉大学中南医院，武汉大学肝胆疾病研究院，武汉大学移植医学中心，移植医学技术湖北省重点实验室（武汉430071）

肝细胞癌（HCC）是全球最常见的癌症之一，其具有发病率高、致死率高、生长迅速、侵袭性强的特点，对化疗药物敏感性低，易产生耐药性［1-2］。根据全球癌症统计数据，肝癌是癌症相关死亡的第二大原因，原发性肝癌中70%～90%是肝细胞癌（HCC）［3］。早期肝癌首选手术治疗，包括肝癌切除和肝移植，而化疗作为中晚期的肝癌的一种综合治疗方式［4］。HCC对化疗药物的敏感性低于许多其他肿瘤，多重耐药性（multi⁃drug resistance，MDR）的特点是肿瘤细胞不仅对特定药物，而且对其他具有不同结构和机制药物也具有抗性［5］。肝癌细胞化疗的抗性极大限制了化疗的疗效，MDR是HCC药物治疗失败的主要原因之一，其发生机制极为复杂。目前，在肝癌治疗方面，化疗耐药仍然是一个临床难以解决的问题。因此，研究化学抗性背后的分子机制，有利于开发新的治疗靶标和诊断生物标志物，为临床解决化疗耐药难题提供理论基础。HCC对化疗耐药主要有以下几种制：

1 药物转运蛋白表达增加，加速药物的排出

HBX基因是HBV基因组中的一个基因，通过整合到肝细胞中，在肝癌的发生发展和肝癌耐药中具有重要作用［6］。最近研究显示，HBX通过上调TGF⁃β/TβR⁃Ⅱ信号通路，使肝癌细胞对索菲拉尼产生抗性［7］。研究还显示HBX可能通过上调Notch⁃1信号和多药耐药相关蛋白（multidrug⁃resistance like protein1，MRP）的表达使肝癌产生化疗耐药［8］。由MDR1基因编码的P⁃糖蛋白（P⁃gp，P⁃gly⁃coprotein）在多重耐药性肿瘤细胞中高度表达，P⁃gp是能量依赖性“药泵”功能的跨膜糖蛋白，能将细胞内的药物泵至细胞外［9］。近些年，人们对调控肝癌药物转蛋白的调节机制有了新的认识，YAHYA等［10］发现miR⁃122的过表达通过诱导细胞周期停滞而抑制HCC细胞生长，并且这种停滞与MDR相关基因的下调相关。ZHAO等［11］发现miR⁃491⁃3p在P⁃gp/ABCB1介导的HCC多药耐药中的新作用，并揭示了 miR⁃491⁃3p通过直接靶向下调P⁃gp/ABCB1及其转录因子Sp3的表达的潜在机制。WANG等［12］发现miR⁃375通过抑制 YAP1（yes⁃associated protein 1）和 AEG⁃1（astrocyte elevated gene⁃1）可以阻断小鼠的HCC进展。在肝癌细胞中，AEG⁃1促进MDR1的表达，从而导致耐药。XIE等［13］发现在HCC中，缺氧条件下HepG2细胞对阿霉素，5⁃氟尿嘧啶和顺铂的敏感性变差，缺氧条件下与常氧条件下孵育相比，HepG2细胞的孵育增加了AEG⁃1和MDR⁃1的表达，AEG⁃1 通过调节 PI3K/AKT/HIF⁃1/MDR⁃1 途径与缺氧诱导的肝细胞癌化疗耐药有关。LING等［14］发现去泛素化酶泛素特异性蛋白酶22（deubiquitinating enzyme ubiquitin⁃specific protease 22，USP22）通过调节 SIRT1/AKT/MRP1信号通路影响HCC药物敏感性，HCC中MDR的机制提供了新的见解。FANTAPPIE等［15］发现在应激的状态下（如暴露在化疗药），肝癌细胞线粒体通过调节线粒体中iNOS和P⁃gp的表达来保护线粒体损伤而产生耐药。ZHENG等［16］发现凝集素（clusterin，CLU）通过Wnt/β⁃catenin上调MDR1/p⁃gp的表达而产生耐药。CHENG等［17］发现FUT基因可能通过调控PI3K/Akt途径参与肿瘤MDR的调控。这些研究可以为肿瘤耐药提供解决的依据，通过各种途径增加细胞内药物浓度，减少细胞内的药物外排速度，从而达到化疗药物的作用效果。

2 凋亡功能障碍

肿瘤对药物产生耐药是导致临床抗癌化疗失败、影响患者预后及生存的重要原因之一。内质网应激通过靶向COX⁃2介导的PI3K/AKT/CHOP信号通路的激活使肝癌细胞在抗阿霉素介导的凋亡中起重要作用［18］。抑制凋亡可能导致肿瘤的发生和对化疗和放疗的抗性。有研究表明抗凋亡蛋白在化疗耐药中起重要作用［19-20］。鉴于化疗药物主要通过促进细胞凋亡来抑制肿瘤生长，细胞凋亡抗性是HCC细胞中MDR形成的另一个重要因素［21］。WU等［22］发现NRAL通过竞争性地结合miR⁃340⁃5p，然后激活Nrf2依赖的抗氧化的信号途径抑制肝癌细胞凋亡。肝癌干细胞在化疗过程中通过上调Bcl⁃2，Bcl⁃xL，继而激活Notch和NF⁃κB细胞通路抑制化疗药物诱导的细胞凋亡［23］。FU等［24］发现HCC通过激活自噬，并产生谷胱甘肽转移酶Mu1，清除抗癌药产生的过氧化物进而抑制细胞的凋亡。ANXA3是克服索拉非尼治疗耐药性的有效靶点［25］，化疗药物与肿瘤细胞作用，对肿瘤细胞产生损伤，进而促进细胞死亡，但肿瘤细胞通过启动细胞内各种机制抑制细胞的死亡，通过研究相关的机制，可以帮助临床解决肿瘤耐药的难题。

3 肿瘤干细胞的产生及作用

近些年研究［26］表明，肿瘤内有一小部分具有干细胞特性的癌细胞即肿瘤干细胞（cancer stem stells，CSCs），是肿瘤形成、复发、转移及化疗耐药的根源，包括肝癌中存在的肝癌干细胞（liver cancer stem cells，LCSC）。有研究［27］表明肝星状细胞通过分泌肝细胞生长因子（HGF）及Ⅰ型胶原使癌细胞产生细胞外基质（extracellular matrix，ECM），进而使癌细胞获得干细胞特性，抵抗化疗药物的作用，XIANG等［28］发现Tex10在低分化的HCC组织中高表达，并证实Tex10与CSCs的自我更新及化学抗性有关，SCHRADER等［29］在将CD47+HCC细胞鉴定为化学抗性肿瘤起始细胞的过程中，描述了一种自分泌机制来解释在这个HCC亚群中类似干细胞性质的维持。CD47+CSCs通过自分泌循环优先分泌组织蛋白酶S（CTSS）和激活的蛋白酶活化受体2（PAR2），促进HCC以NF⁃κB依赖性方式发生，转移和自我更新。在实体瘤中，血管生成和血管网络的速度可能不足以滋养所有肿瘤区域，因此营养和氧气剥夺是对肿瘤体内的细胞具有挑战性的环境压力。肝癌CSCs如何应对缺血缺氧的微环境是一个新探索的领域。已经有报道CD133+HCC干细胞利用自噬维持其营养缺乏和缺氧环境下的存活［30］。CSCs在肿瘤的各种生物学行为中均起着重要作用，给临床诊治带来的一定的困难，同时，给肝癌药物治疗带了新方向。

4 肿瘤Warburg效应

恶性肿瘤不仅是一种基因病，也是一种能量代谢性疾病。即使在氧供应充分的条件下，肿瘤细胞也主要以糖酵解获取能量，称之有氧糖酵解或“Warburg效应”［31］。最近有报道，代谢酶6⁃磷酸果糖激酶⁃2/2，6⁃二磷酸果糖磷酸酶⁃3（6⁃phosphofructo⁃2⁃kinase/fructose⁃2，6⁃biphosphatase3，PFKFB3）的乙酰化修饰对糖酵解和肿瘤化疗敏感性的重要调控作用，提示通过靶向抑制PFKFB3而提高顺铂等化疗药物的敏感性有可能成为临床上一个新的治疗策略［32］。代谢改变是癌症的一个重要特征，肿瘤细胞通过上调糖酵解途径产生更多重要的中间代谢物，用于合成肿瘤细胞快速增殖所需要的多种生物大分子［32］。最近的一些研究揭示了代谢对肿瘤化疗敏感性调控的新机制。通过靶向相关抑制相关的耐药靶点而提高化疗药物的敏感性有可能成为临床上一个新的治疗策略。

5 总结

目前，70%～80%的HCC患者在临床首诊时已为中晚期，已失去手术治疗机会，只能接受非手术治疗，经导管肝动脉化疗栓塞（transarterial chemoembolization，TACE）是最常用的非手术治疗方法之一，能有效阻断肝癌的动脉供血，同时持续释放高浓度的化疗药物杀死肿瘤细胞，在一定程度上可以改善患者的预后，但肿瘤易复发，并且产生耐药。肿瘤耐药的分子机制十分复杂，对肝癌化疗耐药方面的研究的深入，有利于寻找到相关新的治疗靶点。总而言之，需要进一步的研究来阐明肝癌耐药的分子机制，为肝癌的诊断及治疗带来新的诊断分子标记物及治疗靶点。