劉雨 俞星新 耿志達(dá) 陳政良 惠鵬 綜述 梁英健 審校

肝細(xì)胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是全球第五大癌癥相關(guān)死亡原因[1]。乙型肝炎是中國肝癌患者最主要的發(fā)病原因[2]。發(fā)達(dá)國家肝癌的主要病因是慢性丙型肝炎(HCV)、酒精性肝硬化和非酒精性脂肪性肝炎[3]。除此以外，還存在有其他的危險(xiǎn)因素，包括大量飲酒和一些代謝性疾病，如血色素沉著癥和α-1-抗胰蛋白酶缺乏癥。在多種病變因素的作用下導(dǎo)致肝臟的本身結(jié)構(gòu)發(fā)生了纖維化等改變。

由于炎癥等其他損傷持續(xù)存在，導(dǎo)致大量的細(xì)胞外基質(zhì)沉積(特別是I型膠原)，進(jìn)一步發(fā)生纖維化[4]，進(jìn)而形成再生和發(fā)育不良結(jié)節(jié)。這種破壞-再生過程的循環(huán)最終會(huì)導(dǎo)致肝硬化，甚至癌變。HCC的發(fā)生發(fā)展始終與肝纖維化和肝硬化密切相關(guān)，約70%～90%HCC患者的肝臟有潛在的纖維化情況，約三分之一的肝硬化患者最終會(huì)發(fā)展成HCC[5]。已有臨床證據(jù)證實(shí)阻斷導(dǎo)致肝臟纖維化的損害時(shí)，肝纖維化會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)[6-8]。肝纖維化逆轉(zhuǎn)阻止了患者發(fā)生肝硬化，降低了進(jìn)展為肝癌的風(fēng)險(xiǎn)，但發(fā)生肝癌的幾率仍然存在[9-10]。為了方便廣大學(xué)者對(duì)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(Cancer-associated fibroblasts，CAFs)在肝癌的發(fā)生發(fā)展中的作用進(jìn)行詳實(shí)的了解，本文將對(duì)其可能來源、在腫瘤的功能進(jìn)行綜述。

1 肝成纖維細(xì)胞的起源

1.1 肝星狀細(xì)胞(Hepatic stellate cells，HSCs)

HSCs位于肝細(xì)胞和肝血竇內(nèi)皮細(xì)胞間的竇周間隙(Disse間隙)中，約占所有肝臟固有細(xì)胞的5%～8%[11]。在正常肝臟中，HSCs通常為靜止的狀態(tài)。靜止期HSCs最顯著的表現(xiàn)為“胞漿中含有多個(gè)富含維生素A的脂滴”，HSCs在慢性肝損傷過程中由靜止轉(zhuǎn)為激活，在此過程中，HSCs逐漸失去其脂滴，轉(zhuǎn)化為增殖的、致纖維化的成纖維細(xì)胞[12-13]。目前已有大量證據(jù)表明HSCs可能在HCC的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，HCC中的成纖維細(xì)胞被廣泛認(rèn)為來源于HSCs[14-16]。肝癌細(xì)胞來源的外泌體 miRNA-21可以通過濃度依賴的方式激活HSCs中PDK1/AKT信號(hào)通路，使得HSCs轉(zhuǎn)化為α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin，α-SMA)和肝癌細(xì)胞成纖維細(xì)胞激活蛋白(Fibroblast activation protein，F(xiàn)AP)陽性的CAFs，活化的CAFs通過分泌血管生成細(xì)胞因子進(jìn)一步促進(jìn)癌癥進(jìn)展[17]。Zou等[18]證實(shí)肝癌組織中CAFs標(biāo)志物與腫瘤的病理類型和臨床進(jìn)展有關(guān)，不同的CAFs標(biāo)志物與腫瘤的不同類型相關(guān)。因此，作為成纖維細(xì)胞的前體細(xì)胞——HSCs，是肝癌發(fā)生前預(yù)防和治療肝纖維化甚至逆轉(zhuǎn)纖維化的主要細(xì)胞靶點(diǎn)。

1.2 肝祖細(xì)胞(Hepatic progenitor cell，HPCs)

HPCs是一種雙能祖細(xì)胞，在肝臟受到損傷后既可以產(chǎn)生肝細(xì)胞，也可以產(chǎn)生膽管細(xì)胞。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)從慢性損傷的肝臟中分離出的HPCs除了產(chǎn)生肝細(xì)胞及膽管細(xì)胞以外也可以產(chǎn)生成纖維細(xì)胞[19-20]。在腫瘤的發(fā)展過程中，HPCs可以通過產(chǎn)生豐富的成纖維細(xì)胞來促進(jìn)腫瘤微環(huán)境的形成，這些細(xì)胞可作為腫瘤生長和生存的有利基礎(chǔ)。因此，HPCs也可以被定義為具有分化成為成纖維細(xì)胞潛能的細(xì)胞，這種細(xì)胞在腫瘤形成過程中可以被特異性地激活[19]。因此，HPCs未來也可能作為預(yù)防肝硬化、肝癌的潛在靶點(diǎn)。

1.3 間皮細(xì)胞(Mesothelial cells，MCs)

MCs是一種簡單的鱗狀細(xì)胞，它們的功能是分泌潤滑液以減少器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，主要排列在內(nèi)臟器官和體腔(腹膜、心包和胸膜)表面，并且具有上皮和間質(zhì)的特征[21]。MCs與HSCs的激活類似，接受轉(zhuǎn)化生長因子β的誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞，也可以經(jīng)間皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，并分化為HSCs和成纖維細(xì)胞而參與肝損傷[22-23]。慢性肝損傷后MCs從肝表面向內(nèi)遷移，根據(jù)不同的損傷因素產(chǎn)生HSCs或成纖維細(xì)胞，證實(shí)了MCs是囊膜纖維化中成纖維細(xì)胞的來源[23]。綜上，MCs可能通過分化為HSCs間接促進(jìn)肝纖維化。

1.4 肝細(xì)胞

上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)可使上皮細(xì)胞獲得運(yùn)動(dòng)性和間質(zhì)特征[24]。已有研究證實(shí)EMT在腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移時(shí)起重要作用[18]。研究證實(shí)肝細(xì)胞可以通過EMT作用轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞特異性蛋白-1陽性(Fibroblast specific protein-1，F(xiàn)SP1)的細(xì)胞參與肝臟纖維化的過程[25-26]。也有一些研究證實(shí)了相反的情況[27-28]。目前針對(duì)肝細(xì)胞是否會(huì)轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞這一問題還需要進(jìn)一步的研究來闡明。

1.5 纖維細(xì)胞

在肝臟受到損傷或轉(zhuǎn)化生長因子-β(Transforming growth factor-β，TGF-β)的刺激時(shí)，纖維細(xì)胞下調(diào)造血標(biāo)志物的表達(dá)，并迅速分化為α-SMA+的成纖維細(xì)胞[29]。研究證實(shí)循環(huán)纖維細(xì)胞的數(shù)量與HCV所致肝硬化的病情嚴(yán)重程度相關(guān)，靶向纖維細(xì)胞可能成為治療纖維化疾病的有效手段[30]。與此相悖的是，基于遺傳譜系追蹤小鼠肝纖維化模型的研究表明，成纖維細(xì)胞的來源大多來自骨髓以外，這表明肝纖維化時(shí)纖維細(xì)胞的作用有限[16]。

1.6 門靜脈成纖維細(xì)胞(Portal fibroblasts，PFs)

PFs位于門靜脈周圍間隙，是一種靜止的梭形成纖維細(xì)胞。Medevacke等[16，31]證實(shí)了活化的PFs和活化的HSCs促進(jìn)Mdr2小鼠膽汁淤積性纖維化，其機(jī)制可能與Gr1髓系細(xì)胞的早期募集和促炎細(xì)胞因子的上調(diào)有關(guān)，并可作為逆轉(zhuǎn)纖維化治療的靶點(diǎn)[32]。當(dāng)然也有研究證實(shí)，在淤膽性肝損傷和肝毒性肝損傷中，活化的HSCs同樣也是成纖維細(xì)胞的重要來源。因此，PFs和HSCs在肝纖維化的過程中都起到了較為重要的作用，并且提供了逆轉(zhuǎn)纖維化的治療靶點(diǎn)，為未來肝臟纖維化的診治提供了新思路。

2 肝成纖維細(xì)胞在HCC發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1 CAFs可以改變HCC中的細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)

ECM是一個(gè)由膠原蛋白、非膠原蛋白、彈性蛋白、蛋白聚糖與氨基聚糖組成的可以隨著腫瘤發(fā)生發(fā)展動(dòng)態(tài)變化的不斷重塑的系統(tǒng)[33]。目前的研究表明，CAFs還負(fù)責(zé)關(guān)鍵的ECM蛋白(如膠原、纖維連接蛋白和層粘連蛋白)的沉積，以及分泌ECM降解酶(如基質(zhì)金屬蛋白酶)，促進(jìn)CAFs的遷移和ECM的降解，從而允許腫瘤細(xì)胞的侵襲[34]。Santamato等[35]的報(bào)道稱，HSCs分泌ECM組分層粘連蛋白-5，通過MEK/ERK信號(hào)途徑刺激肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲。CAFs可以通過α5β1整合素過度表達(dá)肌球蛋白(Myosin II)和PDGFRα，導(dǎo)致收縮力和牽引力增強(qiáng)，促進(jìn)平行纖維中大量的纖維連接蛋白的排列改變，引導(dǎo)癌細(xì)胞定向遷移，參與ECM重構(gòu)[36]。通過改變細(xì)胞外基質(zhì)，CAFs重建了適宜癌細(xì)胞侵襲的良好間質(zhì)環(huán)境，為腫瘤的轉(zhuǎn)移提供了良好的環(huán)境基礎(chǔ)。

2.2 CAFs增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的干性

腫瘤干細(xì)胞(Cancer stem cells，CSCs)是腫瘤組織中的一小部分干細(xì)胞樣癌細(xì)胞亞群，同時(shí)具有癌細(xì)胞和干細(xì)胞的雙重特征，對(duì)肝癌的形成、生長和轉(zhuǎn)移起著決定性的作用[37]。CSCs具有自我更新能力和多向分化潛能，可導(dǎo)致HCC的轉(zhuǎn)移、化療耐藥和復(fù)發(fā)[38]。CAFs是HCC中腫瘤間質(zhì)的主要組成部分，因此其對(duì)腫瘤干性也可能具有重要意義。以往的研究證實(shí)了CAFs可以通過分泌肝細(xì)胞生長因子(Hepatocyte growth factor，HGF)作用于 c-MET/FRA1/HEY1 信號(hào)通路或者通過分泌HGF及IL-6作用于磷酸化的STAT3信號(hào)通路增加CD24+HCC的干性[39-40]。Xiong等[41]也證實(shí)了CAFs可以通過分泌高水平的IL-6來增強(qiáng)STAT3/Notch信號(hào)通路，增加了HCC細(xì)胞的干性?？偠灾?，CAFs可以通過調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞的干細(xì)胞特性以促進(jìn)肝癌的發(fā)展。

2.3 CAFs促進(jìn)腫瘤耐藥

肝癌治療過程中的一個(gè)不可避免的問題是耐藥性的產(chǎn)生。目前晚期HCC一線治療策略是索拉非尼治療，根據(jù)索拉非尼肝癌評(píng)估隨機(jī)方案試驗(yàn)結(jié)果，索拉非尼可延長肝癌患者的生存期。然而耐藥性限制了其療效[42]。CAFs可能通過分泌多種類型的細(xì)胞因子和囊泡，從而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞產(chǎn)生耐藥。HCC細(xì)胞可以通過分泌外泌體miR-1247-3p誘導(dǎo)CAFs活化，增加炎癥因子如IL1B、IL6和IL8的上調(diào)，促進(jìn)了HCC對(duì)索拉非尼的耐藥情況[43]。研究證實(shí)HGF可激活c-Met和MEK-ERK1/2通路，上調(diào)肝癌細(xì)胞CD73的表達(dá)，CD73進(jìn)一步促進(jìn)了肝癌細(xì)胞對(duì)索拉非尼和順鉑的耐藥性[44]。Liu等[45]證實(shí)了CAFs通過旁分泌信號(hào)促進(jìn)腫瘤的類器官生長，同時(shí)癌細(xì)胞分泌旁分泌因子調(diào)節(jié)CAFs的生理過程，同時(shí)證實(shí)了CAFs促進(jìn)了腫瘤器官對(duì)臨床使用的抗癌藥物，包括索拉非尼、瑞格拉非尼和5-氟尿嘧啶產(chǎn)生耐藥性。綜上，CAFs在肝臟腫瘤中的耐藥性起到了很大作用。

2.4 CAFs促進(jìn)肝癌的血管生成和血管生成擬態(tài)

腫瘤血管生成是指在原有血管的基礎(chǔ)上建立新的血管，是腫瘤生長和代謝的關(guān)鍵因素[46]。腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移很大程度上依靠血液供應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，因此血管生成被認(rèn)為是癌癥的“標(biāo)志”之一[47]。微環(huán)境中癌細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞分泌的各種促血管生成因子可以調(diào)節(jié)血管生成。作為腫瘤間質(zhì)的主要成分，由于缺氧等生理刺激激活的CAFs可通過產(chǎn)生血管生成因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)、MMP2和MMP9等，誘導(dǎo)血管生成，加速肝癌細(xì)胞生長[17，48]。血管生成擬態(tài)(Vasculogenic mimicry，VM)指侵襲性腫瘤細(xì)胞通過自我變形和ECM重塑形成血管樣結(jié)構(gòu)，也可以作為惡性腫瘤的特殊血液供應(yīng)[17]。已有研究證實(shí)了從新鮮HCC組織中分離出的CAFs還具有通過旁分泌因子TGF-β和SDF-1誘導(dǎo)HCC細(xì)胞形成VM來維持腫瘤的血液供應(yīng)的功能[49]。綜上，CAFs在促進(jìn)肝癌的血管生成和VM的過程中起到了關(guān)鍵作用。

2.5 CAFs在HCC中誘導(dǎo)免疫抑制環(huán)境

肝細(xì)胞癌的腫瘤微環(huán)境(Tumor microenvironment，TME)的特點(diǎn)是顯著的ECM重塑和非腫瘤間質(zhì)細(xì)胞浸潤，其特征為含有大量腫瘤相關(guān)的間質(zhì)和免疫細(xì)胞，包括腫瘤相關(guān)的CAFs、B細(xì)胞和T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞(Tumor-associated macrophages，TAMs)[50]。CAFs可以招募炎癥細(xì)胞和免疫細(xì)胞，如骨髓源性抑制細(xì)胞(Marrow-derived suppressor cells，MDSCs)、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，引導(dǎo)細(xì)胞中免疫抑制表型的表達(dá)，增加HCC的免疫抑制[51]。其中MDSCs是由不同分化狀態(tài)的未成熟骨髓細(xì)胞組成的異質(zhì)性群體，并且MDSCs可以抑制自然殺傷(NK)細(xì)胞的活性，影響T細(xì)胞的增殖和活化，抑制機(jī)體TME的免疫應(yīng)答[52-53]。Cheng等[54]也證實(shí)了CAFs可以分泌TGF-β和CXCL13，促進(jìn)免疫抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Regulatory cells，Tregs)的增殖，從而加速癌細(xì)胞在肝臟TME中的生長。上述證據(jù)表明，CAFs通過與TME中不同類型的免疫細(xì)胞相互作用，參與肝癌的免疫抑制功能。

3 小結(jié)與展望

肝癌通常是在慢性炎癥和纖維化基礎(chǔ)之上進(jìn)展的[55]，越來越多的證據(jù)表明，CAFs在肝癌侵襲行為中起著關(guān)鍵的作用。目前已有大量的研究表明，HSCs是CAFs的前體，HSCs細(xì)胞負(fù)責(zé)ECM沉積，而ECM沉積是纖維化的標(biāo)志。CAFs促進(jìn)HCC進(jìn)展的潛在機(jī)制包括ECM重塑、新生血管形成、免疫抑制、肝癌細(xì)胞的干細(xì)胞特性。鑒于CAFs在HCC進(jìn)展中的關(guān)鍵作用，CAFs可能是治療HCC的一個(gè)有價(jià)值的新思路，但有待于進(jìn)一步深入研究，并且有望成為有效的預(yù)防和治療肝癌的新方向。未來的肝癌治療發(fā)展方向可以進(jìn)一步的明確CAFs的來源，尋找最準(zhǔn)確的CAFs標(biāo)記物，在不損傷正常組織的情況下精準(zhǔn)的靶向治療，改善患者耐藥情況，從根源上改善肝臟的纖維化程度。加強(qiáng)對(duì)CAFs的研究對(duì)于肝癌的治療以及預(yù)防均具有重要意義。同時(shí)可以針對(duì)患者應(yīng)用最新出現(xiàn)的免疫調(diào)節(jié)治療方案，提升患者預(yù)后情況，降低患者死亡率，改善患者生活質(zhì)量。