肥胖通過不同機制導(dǎo)致脂肪性肝炎和肝細胞癌

楊菁 范建高

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是肥胖和代謝綜合征累及肝臟的病理表現(xiàn)，疾病譜包括單純性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及其相關(guān)肝纖維化、肝硬化和肝細胞癌(HCC)。隨著肥胖在全球的流行，NAFLD已成為全球第一大慢性肝臟疾病，普通成人和肥胖患者NAFLD患病率分別高達25%和50%，肥胖癥顯著增加NAFLD患者肝硬化和HCC發(fā)病風(fēng)險[1-2]。臨床上，90%以上的丙型肝炎相關(guān)HCC和酒精性肝病相關(guān)HCC發(fā)生在肝硬化的基礎(chǔ)上，肝炎、肝硬化、HCC是慢性肝病患者經(jīng)典的三步曲。在NAFLD的漫長病程中慢性炎癥(NASH)引起肝組織損傷并隨之啟動肝臟的修復(fù)反應(yīng)，從而形成肝細胞死亡、再生與星狀細胞活化增殖、肝纖維化肝硬化發(fā)生的惡性循環(huán)，進而發(fā)生HCC 前體細胞的惡性轉(zhuǎn)化及肝細胞癌變。NASH現(xiàn)已成為美國成人失代償期肝硬化和HCC愈來愈重要的原因[1-2]。然而，NASH及其相關(guān)肝纖維化肝硬化并不是NAFLD患者發(fā)生HCC的前提條件，相當(dāng)比例的HCC發(fā)生在沒有肝硬化甚至沒有明顯肝纖維化或NASH的NAFLD患者。最近一項包括19項研究的薈萃分析顯示，HCC在非肝硬化NAFLD患者中的檢出率高達38.0%以上[3]。肥胖群體在并無NASH和(或)明顯肝纖維化肝硬化的情況下發(fā)生HCC的機制至今尚未完全闡明[4]。

最近Grohmann等[5]通過體內(nèi)外實驗證實肥胖通過不同的發(fā)病機制誘導(dǎo)NASH和HCC的發(fā)生。肥胖時氧化的肝臟微環(huán)境氧化T細胞蛋白酪氨酸磷酸酶(TCPTP)，導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子-1和3(STAT-1和STAT-3)信號激活。在肥胖合并NASH的小鼠模型中，肥胖分別通過STAT-1信號和STAT-3信號誘發(fā)NASH和HCC；STAT-1信號減弱可防治NASH和肝纖維化，但不能阻止HCC的發(fā)生，而抑制STAT-3信號則可預(yù)防或顯著減少HCC的發(fā)生，但不能阻止NASH肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展，提示肝臟STAT-1 和STAT-3的激活通路相互獨立，肥胖通過不同的作用機制分別導(dǎo)致NASH和HCC的發(fā)生。

為了闡明肥胖相關(guān)NASH和HCC的發(fā)病機制，Grohmann等[5]研究了蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶(PTP) 的作用。作者的前期實驗研究發(fā)現(xiàn)，肥胖誘導(dǎo)的肝臟氧化應(yīng)激可滅活PTPs并加劇胰島素抵抗。為此，他們進一步通過單純的高脂飲食或膽堿缺乏的高脂飲食飼養(yǎng)小鼠分別誘導(dǎo)肥胖小鼠發(fā)生NAFL和NASH，以探討NASH能否導(dǎo)致PTP失活。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肥胖可以導(dǎo)致肝臟PTP氧化和失活，NASH小鼠肝臟STAT-1和STAT-3通路的激活以及TCPTP被氧化的程度均顯著高于NAFL小鼠，而TCPTP是肝臟STAT-1和STAT-3激活通路中的關(guān)鍵磷酸酶。提示人體肝臟TCPTP氧化可以促進肥胖相關(guān)NASH的發(fā)生和發(fā)展。

Grohmann等進一步通過肝細胞 TCPTP缺失小鼠(C57/B6;Alb-Cre;Ptpn2 fl/fl)探討肝臟TCPTP在NASH和HCC發(fā)病中的作用[5]。與給予高脂飲食僅發(fā)生NAFL的對照組小鼠(Ptpn2 fl/fl)相比，TCPTP缺失小鼠在高脂飲食飼養(yǎng)后相繼發(fā)生肝細胞脂肪變、氣球樣變、免疫細胞浸潤、肝臟炎癥和纖維化；并且HCC僅見于高脂飲食飼養(yǎng)的TCPTP缺失小鼠而非野生型小鼠。作者進而探討NASH時肝臟TCPTP缺乏影響STAT-1和STAT-3通路激活的機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肝細胞特異性TCPTP缺乏伴STAT-1雜合子丟失(Stat1fl/+)小鼠可以阻止高脂飲食誘導(dǎo)的NASH和肝纖維化的發(fā)病，但對HCC的發(fā)生則沒有任何影響。深入研究發(fā)現(xiàn)，肥胖誘導(dǎo)的STAT-1激活可通過上調(diào)靶基因Cxcl9和Lnc2誘發(fā)NASH，進一步通過招募T淋巴細胞和中性粒細胞加劇肝臟炎癥和纖維化。相反地，肝細胞特異性TCPTP缺乏伴STAT-3雜合子丟失(Stat3fl/+)小鼠可以顯著減少高脂飲食飼養(yǎng)的肥胖小鼠發(fā)生HCC，但是并不能阻止其NASH的發(fā)生和發(fā)展。肝臟STAT-3激活誘發(fā)HCC的機制很有可能是通過激活白細胞介素6與STAT-3自分泌環(huán)路，導(dǎo)致肝臟癌祖細胞的惡性轉(zhuǎn)化。為此，Grohmann等認為肥胖時肝臟STAT-1信號激活可以誘發(fā)NASH和肝纖維化，但與HCC的發(fā)病無關(guān)，而STAT-3激活獨立于NASH和肝纖維化促進HCC的發(fā)病。

最后，Grohmann等通過人類肥胖病例的肝臟驗證動物實驗的研究結(jié)果[5]，發(fā)現(xiàn)NAFLD病例的肝臟TCPTP處于被氧化和失活狀態(tài)。與TCPTP缺陷小鼠實驗中觀察到的現(xiàn)象相似，NAFLD患者肝臟STAT-1信號激活伴CXCL9/LNC2等STAT-1 靶基因表達水平顯著高于無脂肪肝的肥胖患者。提示TCPTP 缺陷小鼠的疾病表型與人類NASH相似，來自TCPTP 缺陷小鼠的實驗結(jié)果有助于理解肥胖患者HCC或NASH的發(fā)生風(fēng)險。來自其他團隊的研究結(jié)果同樣認為，肥胖激活的STAT-1有促炎作用，而STAT-3則是促進癌癥發(fā)生的主要調(diào)節(jié)因子之一。Grohmann等研究首次報道肥胖導(dǎo)致肝臟TCPTP失活，并證實這是STAT-1和STAT-3激活的主要機制。當(dāng)然肥胖時STAT-1和STAT3的激活可能還有其他機制，瘦素和脂聯(lián)素等調(diào)節(jié)因子在STAT-1和STAT3通路激活中的作用有待進一步研究明確。Grohmann等研究的缺點是沒有在人類研究中證實NASH和HCC是肥胖患者NAFLD的兩個獨立結(jié)局，并且該研究涉及的臨床病例的樣本量有限。為此，現(xiàn)有的實驗結(jié)果仍需要通過大樣本的非肝硬化NAFLD相關(guān)HCC 病例的臨床研究來證實。

動物實驗結(jié)果明確顯示，肥胖相關(guān)脂肪肝即使在沒有NASH的情況下也可以發(fā)生HCC，這對指導(dǎo)臨床診療和HCC篩查具有重要意義[4]。根據(jù)2018年美國、中國和亞太地區(qū)肝病研究協(xié)會發(fā)布的NAFLD診療指南，目前僅推薦對已經(jīng)患有肝硬化的NAFLD或NASH患者篩查HCC。然而，現(xiàn)有的基礎(chǔ)和臨床研究結(jié)果表明對于肥胖相關(guān)脂肪性肝病來說，NASH肝纖維化肝硬化與HCC可以是相對獨立的兩種不同結(jié)局，現(xiàn)有的HCC篩查策略明顯低估了非肝硬化甚至無NASH的肥胖相關(guān)NAFL患者HCC的發(fā)病風(fēng)險。當(dāng)前肥胖的危害日益嚴(yán)重，據(jù)估計2020年美國將有3/4的人口超重或肥胖，其中1/3的患者會并發(fā)NAFLD。鑒于非肝硬化的NASH或NAFL患者并發(fā)HCC的總體風(fēng)險低，提倡對所有肥胖相關(guān)NAFLD患者定期篩查HCC顯然不切實際。鑒于肝臟STAT-3通路激活的標(biāo)志物可作為肥胖相關(guān)HCC診斷和篩查的腫瘤標(biāo)志物，抑制肝臟STAT-1的活性有可能成為研發(fā)NASH新藥的靶點，而抑制肝臟STAT-3的活性則可能有預(yù)防HCC的作用。當(dāng)前STAT-3抑制劑治療HCC的研究已進入早期臨床試驗階段(ClinicalTrials.gov NCT03195699)，而用于治療NASH的STAT-1抑制劑仍需要進一步研究探討。日前美國癌癥協(xié)會發(fā)布的2019年抗癌進展報告指出，體質(zhì)量增加和肥胖癥僅次于吸煙成為當(dāng)前癌癥風(fēng)險增加的重要原因。除HCC以外，肥胖及其相關(guān)NAFLD還與結(jié)直腸腫瘤、乳腺癌、膽管細胞癌、膽囊癌等惡性腫瘤的高發(fā)密切相關(guān)，肥胖的致癌作用及其相關(guān)腫瘤的有效防治值得深入研究。