肠道菌群在肝细胞癌中的作用机制及治疗进展_曾胜澜.pdf

基金项目：国家自然科学基金项目（，）解毒化瘀颗粒通过 调控 炎症体活化拮抗肝衰竭的机制研究；基于胆汁酸肠道微生态探索解毒化瘀颗粒促进肝干细胞转化拮抗肝衰竭的分子机制作者简介：曾胜澜（.），女，硕士研究生在读，研究方向：中医药防治肝病的研究，：.通信作者：毛德文（.），男，博士，主任医师，研究方向：中医药防治肝病的研究，：.肠道菌群在肝细胞癌中的作用机制及治疗进展曾胜澜 王 娜 张荣臻 毛德文（广西中医药大学第一临床医学院，南宁，；广西中医药大学第一附属医院，南宁，）摘要 肝癌发病率和死亡率较高，是全世界癌症死亡的主要病因之一，肝癌的发病原因与各种慢性肝病相关，如肝硬化、病毒性肝炎等，其治疗较为困难，目前尚无较好的早期诊断方法和治疗方案。肠道中有大量的微生物，其附着在肠道的表面，肠道屏障可避免肠道内的细菌与人体直接接触，另外，肠道细菌也是人体内代谢的重要参与者，肠道菌群在人体中的作用已逐步受到重视，已有研究证明其在人体疾病进展中发挥作用，对肠道菌群的研究有助于了解相关疾病的发生机制。综述肠道菌群在肝细胞癌中的作用机制，包括二者联系的纽带肠肝轴，及其与慢性肝病之间的联系和代谢产物相关通路在肝细胞癌发生发展中的作用，总结目前一些与肠道菌群相关的治疗肝细胞癌的中西医方案，发现中医药在缓解肝癌患者临床症状方面也有一定的作用。可为肝细胞癌的基础理论研究和治疗提供参考。关键词 肝细胞癌；肠道菌群；慢性肝病；肠渗漏；代谢产物；治疗；中医药 ，（，；，），（），；中图分类号：；文献标识码：肝癌是世界上因癌症死亡的第 大病因，年全球因肝癌死亡人数约 万。在我国，年恶性肿瘤统计结果表明，肝癌发病数居所有肿瘤发病数的第 位，全国共.万人发病，死亡人数居所有肿瘤的第 位，死亡数为.万人，死亡率较高。因此，有必要了解肝癌的发生发展机制，提出相应治疗方案。肝细胞癌（，）占原发性肝癌的 ，大多由病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝病（，）和酒精相关脂肪性肝病等慢性肝病引起。在中国，乙肝病毒感染和黄曲霉毒素是造成肝细胞癌的主要原因。随着对肝脏相关疾病的深入研究，研究人员发现肠道菌群是肝脏疾病的重要参与者，甚至是决定性的因素，如、肝硬化和肝癌。肠道菌群参与了从慢性肝病发展至 的过程，因此深入了解肠道菌群及其在 中的作用机制就显得极为重要，这可以给我们了解 ，提供一个新的视角。肠道菌群人体和肠道中的细菌已经进化出多种相互作用的机制，这些细菌附着于肠道表面，参与多种生理过程。人体中大约有 个细菌，它们属于大约 个不同的物种，结肠内的细菌占人体微生物总数的大约。肠道屏障可以阻止有害物质和病原体进入人体内的其他组织和器官，其由机械屏障、生物屏障、免疫屏障和化学屏障组成。肠道屏障限制了肠道菌群与人体直接接触，这使得肠道菌群参与人体新陈代谢和免疫功能的同时又可避免对人体造成致病性的感染，如肠道菌群可对原有淋巴器官产生影响，实验发现肠道菌群与免疫重组动力学密切相关。肠道菌群和肝脏功能和疾病关系密切。.肠肝轴肠道与肝脏互有物质的交换，这成为二者功能上联系的信使，肝脏通过门静脉接收来自肠道的血液，血液中含有营养、微生物代谢产物和微生物相关分子模式（，），与肝脏炎症反应有关，炎症反应会导致慢性肝病，进而发展为。肝脏和肠道菌群相互影响，研究发现，肝功能较差的患者具有较高水平的肠道通透性和肠黏膜损伤。肠道动力减弱导致的肠道细菌过度生长和肠道微生态失衡，会引起高水平的门静脉脂多糖，这会激活肝脏中的库普弗细胞和肝星状细胞，而库普弗细胞和肝星状细胞会导致炎症介质过度释放，加重肠黏膜损伤。肠肝轴会影响肝炎、肝癌的进展。.肠道菌群与慢性肝病大部分 是由慢性肝病导致的，随着近年来研究的深入，发现慢性肝病和 的发生发展与肠道菌群之间有着十分密切的联系，肝肠轴越来越受到大家的重视。周铖等基于口肠肝轴的微生物理论，总结了治疗原发性肝癌的一些策略。在引起 的一系列慢性肝病中，会伴随肠道菌群定性和定量上的改变。当肠道菌群中细菌丰度变化，有益菌减少，病原体增加时，称为肠道菌群的微生态失衡。微生态失衡会引起一系列的连锁反应，如 等研究了白细胞介素（，）在 中的作用。他们发现 可通过诱导肿瘤微环境中巨噬细胞的替代活化和 基序趋化因子配体（，）分泌促进 的进展，而 分泌可能是由于结肠上皮簇细胞增殖，肠道菌群微生态失调诱导。由慢性肝病发展成为 时，可以检测到这种失调现象。由于以往缺乏有效的早期诊断策略，许多 患者直到晚期才被发现，这极大增加了 的治疗难度。对这种肠道微生态失调现象的研究，可以使其成为 早期诊断的一种方法。.肠道菌群与肝硬化 有研究显示，肝硬化患者病情恶化为 时，会伴随肠道菌群生态失调与细菌丰度降低等现象，且甲型变形菌纲、半乳杆菌属和梭菌属的数量显著改变。对肝硬化诱导的 和非肝硬化诱导的 患者的肠道菌群进行研究发现，肠道菌群紊乱在前者中更加常见，肠道内丁酸产生菌减少，而脂多糖产生菌增加，利用这一特点，可为 患者提供早期诊断的新方法。.肠道菌群与慢性乙型肝炎病毒肠道菌群在肝脏疾病中发挥重要作用，有研究通过对比分析慢性肝炎病毒相关 和肠道菌群之间的联系，发现肠道菌群通过影响微生物代谢物等方式影响其他生理进程。如 等发现，乙型肝炎病毒相关 患者粪便微生物群的物种丰度高。肠道菌群在肝癌中的作用肠道屏障和肠道菌群组成的改变，会通过诱导慢性肝脏炎症和损伤促进 的发生。近年来对肠渗漏、和细菌代谢物在肝脏中作用机制的研究表明，肠道菌群与 之间有着十分重要的联系，二者物质交换伴随相关通路的发生是导致 发生的基础。但肠道菌群对 的直接影响机制还有待更加深入的研究。这些研究可为 的治疗提供相关方案。.肠渗漏肠道微生态失调后，如继续恶化，会伴随胆汁酸分泌减少，炎症反应增强，继而发生肠道屏障破坏，细菌可能会通过受损的肠黏膜转移到体内其他部位。细菌移位导致门静脉内细菌毒素和相关代谢产物水平较高，这就是肠渗漏。肠渗漏发生后，肝脏暴露在促炎症 下，和人体模式识别受体相互作用，激活下游通路，继而发生。肠渗漏通常可通过检测血清脂多糖蓄积证实。脂多糖是革兰氏阴性菌外膜的主要成分，是一种常见的促炎症，内毒素即为脂多糖和蛋白的复合物，只有当细菌死亡时，脂多糖才会被释放。研究发现，随着 发生，脂多糖生物合成途径增加，且血清脂多糖在肝损伤过程中逐渐增加，与系统性 促炎表型相对应。等发现脂多糖诱导肝祖细胞（，）世界中医药 年 月第 卷第 期呈肌纤维母细胞样形态，增强 的致瘤潜能，且脂多糖 样受体（，）信号介导 向肌成纤维细胞分化，和肿瘤坏死因子（，）增多，导致 中 和 信号通路的异常表达，最后，促进 的增殖和恶变。脂多糖 通路除在 的发生中起重要作用外，还与 患者的转移和预后有关。不仅能调节炎症反应，还能影响非感染性炎症状况，如肿瘤入侵。具体机制可能是脂多糖通过 核因子 通路促进肝癌细胞入侵。髓源性抑制细胞会促进肿瘤发展，和发现肝硬化 患者肠源性通透性增加，炎症介质如 和趋化因子配体（，）水平升高，与循环活化单核细胞和髓源性抑制细胞的水平正相关。肠渗漏引起促炎 进入门静脉循环，导致其与肝脏发生联系，引起肝脏一系列炎症反应，炎症反应与 发生密切相关，因此，需关注肠渗漏在 发生中的重要作用。.肠道菌群代谢产物与 关系除促炎症 外，细菌代谢产物，如胆汁酸、短链脂肪酸（，）也会影响 的发生，目前研究只能证明代谢产物与 之间有关系，代谢产物可能与炎症反应有关，而炎症反应影响 的发生。但结论多限于从对比试验得到，较为表面化，二者作用涉及的直接机制还未明确，后续还需进行更多相关实验。胆汁酸及其受体深度参与了 的发生和发展过程。胆汁酸是胆汁的主要成分，在肝脏中合成，初级胆汁酸经肠道微生物转化为次级胆汁酸，如脱氧胆酸。胆汁酸可对肠道菌群直接发挥抗菌作用，还可通过法尼酯 受体（，）诱导合成肠道抗菌肽，达到抗菌效果。研究发现，饮食或合成的胆固醇会通过生成胆汁酸促进 的发展。因此，了解胆汁酸在 中的作用机制十分重要。脱氧胆酸由肠道微生物对初级胆汁酸进行 脱羟基后产生，最近的研究证实了脱氧胆酸在 进展中的作用。高脂饮食导致细菌生成的脱氧胆酸增多，当使用万古霉素抑制内源性脱氧胆酸生成时，二甲基苯并蒽加高脂饮食联合使用可促进 发生。等发现脱氧胆酸直接诱导 损伤介导的肝星状细胞衰老，其后分泌的衰老相关分泌表型因子诱导上皮间充质转化，激发 细胞迁移和侵袭，抗 和转化生长因子 的中和抗体可显著抑制细胞迁移，表明这些介质是诱导 侵袭和转移主要原因。是一种配体调节转录因子，参与调节小肠免疫防御作用，同时也是胆汁酸的主要调节剂。在感知胆汁酸后，肠上皮 被激活，增加成纤维细胞生长因子（，）的表达，之后激活肝 受体。活化的肝 受体 抑制 的表达和肝脏胆汁酸的合成。肠道 轴对抑制编码固醇 羟化酶的 基因表达很重要。介导胆酸生成，并且通过调节胆酸与鹅去氧胆酸的比值，调节胆汁酸池的疏水性。研究发现 的肠道特异性 敲除小鼠发生自发性，缺失小鼠的肝脏发生胆汁酸积累，联蛋白靶基因 和周期蛋白 的表达增加，且 敲除对没有胆汁酸刺激的初级肝细胞中 表达没有影响。包括丙酸和丁酸等，由肠道菌群发酵产生，其具有很强的抗炎和抗肿瘤特性。研究发现 可通过表观遗传机制调节肝细胞增殖和分化，影响调节性 细胞分化，减少肝脏的炎症反应。等在小鼠实验中发现，与对照组相比，喂食 小鼠的异型增生和 结节显著减少。这些特性表明 的代谢与 的发展有关。另有研究表明，膳食可溶性纤维的消耗和 丁酸盐参与小鼠黄疸型 的发生。治疗方案.靶向治疗针对这些肠渗漏和代谢产物在 的作用机制，发现炎症反应和免疫功能在 的发生和转移过程中具有重要的作用，因此，如果通过靶向控制肠道菌群有关的炎症反应和调节免疫细胞，可以一定程度上达到治疗 的效果。等通过高膳食胆固醇对小鼠进行 造模，小鼠肠道菌群在 发生阶段聚集，且黏液螺菌、脱硫弧菌增加，细菌代谢产物如牛磺胆酸增加和 吲哚丙酸减少，经阿托伐他汀治疗后，菌群微生态失调恢复，预防了 发生。除了以肠道菌群为靶点进行治疗外，肠道菌群还在其他治疗方法中对治疗 显现关键作用。针对程序性细胞死亡蛋白 的检查点阻断免疫疗法对 治疗有效，但是影响和预测 抗程序性细胞死亡蛋白 免疫治疗反应的因素仍不清楚。等发现肠道微生物组可能对接受抗程序 ，性细胞死亡蛋白 免疫疗法治疗的 患者产生影响，肠道微生物组的动态变化特征可以提供对 免疫治疗结果的早期预测。研究发现，与 转移相关的肺腺癌转录物（，）在 肿瘤组织中上调，敲除 抑制了 细胞响应脂多糖刺激的增殖、细胞周期和侵袭，这可能与抑制了脂多糖诱导 细胞中炎症介质 和 的表达有关。将 相关基因 募集到 和 的启动子区域，促进核因子 诱导这些炎症介质的表达。组织中，体内沉默抑制了 异种移植物的生长和 组织炎症介质的表达。因此，沉默 可能是治疗 的一种潜在方法。.中医药治疗 中药具有抗毒、增强免疫力的作用，已经证明在缓解癌症患者的临床症状、改善免疫功能、预防复发和转移等方面具有效果。研究证明，中药及其提取物对 具有独特的治疗效果。研究发现，小柴胡汤显著降低四氯化碳加乙醇诱导的小鼠肝癌的肠肝脑损伤，机制为小柴胡汤可通过脂多糖诃子鞣酸相互作用显著减弱肠道、肝脏和脑中的氧化应激、亚硝化应激和 聚糖缺乏与碱性磷酸酶失活之间的恶性循环，通过增加 聚糖和激活碱性磷酸酶，降低脂多糖毒性等方式，最终改善肠道、肝脏和脑损伤及肠肝脑相互作用的功能障碍。三叶青是一味传统中药，中医学将其用于治疗小儿惊厥、肺炎、支气管炎等疾病。在一组体外实验中，等发现三叶青总黄酮可显著抑制脂多糖诱导的 细胞炎症介质 和 的表达，经三叶青总黄酮处理后，脂多糖诱导的 和环氧合酶 表达明显下调，核因子 信号通路失活，这对脂多糖诱导的肝癌细胞恶性行为具有显著的抑制作用。等研究发现牛樟芝通过保持肠道完整性及肠道菌群组成结构，从而减少脂多糖转移，改善炎症反应，同时还可改善小鼠肥胖相关代谢过程，减缓 发展。小结肠道菌群作为近几年的研究热点，已经发现其参与了疾病的多项进程。通过肠肝轴之间的联系，肠道菌群以物质或者信号通路的形式对肝脏产生影响。对