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基于脂质代谢异常探讨“痰浊”理论在肝细胞癌微环境中的生物学内涵

2023-03-23作者:临床肝胆病杂志资讯

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肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第三大诱因[1]。多种因素包括病毒、酒精、代谢障碍等都可导致持续的肝细胞损伤与增殖,最终引发HCC。目前HCC虽已具备多种治疗手段,但仍缺乏针对晚期以及介入术后、放化疗后预防复发转移的有效治疗策略。受HCC复杂的肿瘤微环境影响,中医药在HCC的临床治疗中具有多成分、多环节、多途径、多靶点的独特优势,但中医辨治HCC理论的现代分子生物学内涵仍未阐释清楚,中医理论不同治法在HCC治疗及新药研发中的指导价值亦未被充分认识。鉴于HCC已证明存在脂质代谢异常,且其发生发展与中医“痰浊”理论具有密切相关性[2-3],本文以HCC微环境中肿瘤细胞和免疫细胞群为对象,结合中医“痰浊”理论从脂质代谢异常角度对其参与HCC中医病机演变规律的分子生物学内涵进行浅析,为阐明及丰富中医理论的微观机制提供参考。

1.“痰浊”是肝癌发生发展的重要病理因素

肝癌的发病多因正气不足,复感外邪、情志失调、饮食不节导致肝脾功能失调,形成气滞、痰浊、血瘀、湿热癌毒等,结于腹中而成[2, 4]。肝癌多继发于慢性肝病,肝失疏泄,横逆犯脾,肝病日久致脾虚不运,水液运化不利,聚而为湿,化为痰浊。正如《读医随笔》所言:“肝气久郁,痰瘀阻络”。因此,痰浊是肿块发生的重要病机和病理因素之一。《丹溪心法》指出:“凡人身上中下有块者,多属痰”。《三因极一病证方论》指出:“七情扰乱,郁而生痰”。肝脏调畅全身气机,肝失疏泄亦可导致津液不布,聚而为痰。痰浊阻滞于肝脏,肝脏气机不畅不能行血则血瘀肝内,痰浊瘀互结进一步阻碍气机,最终形成肝癌。正如《疡科心得集》所言:“癌瘤者,非阴阳正气所结肿,乃五脏瘀血,浊气痰滞而成。”这是从无形之邪到有形之病的转化,是从虚到湿,到痰浊,再到痰浊瘀互结的转化,痰浊在无形到有形的肝癌发病过程中发挥了重要作用。

从病理进程角度思考,部分医家将肿瘤局部缺氧、高糖酵解状态认为是脾气亏虚、失于运化的表现,而其异常代谢产物及细胞因子的聚集视为湿浊内蕴生痰的表现[5]。因此,脾气的充盛和亏虚可与代谢状态相关联。肝脏代谢功能失常可致代谢相关蛋白(酶)表达异常、异常代谢产物和由此诱发各种免疫细胞及不良细胞因子的积聚,参与并形成免疫抑制微环境,各种因素通过相互作用,诱导肿瘤细胞增殖并最终形成肝癌[6]。该病理过程与中医理论脾虚不运导致水湿不化,聚为痰浊,阻滞气机,日久化为痰瘀,痰浊瘀互结最终发为肝积的病机变化相似。此外,中医理论认为,痰浊具有流动性和顽固黏滞的特性,这也与肝癌易于侵袭、转移、难治、易复发的病理特点相似。

2. 脂质代谢在肿瘤细胞中的变化与“痰浊”理论关系

肿瘤生长和扩张需要复杂的病理系统来提供必要的营养,基于基因突变或表观遗传改变生成的肿瘤细胞通过代谢重编程将各种代谢物转化为能量[3]。一些医家[7-8]认为,高脂血症和脂肪肝等脂质代谢障碍疾病与肝失疏泄有关。HCC肿瘤细胞通常伴随有脂质代谢途径的异常改变[9]。脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)的增加可通过上调炎症相关致癌产物激活Wnt和TGFβ信号通路,继而促进肿瘤细胞上皮间质转化[10]。因此,肿瘤细胞FAS的增加与HCC进展密切相关。在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)相关HCC肿瘤细胞中,线粒体脂肪酸氧化(fatty acid oxidation,FAO)的抑制促进了HCC的发生,这可能涉及了脂肪酸氧化酶肉碱酯酰辅酶A转移酶2(carnitine palmitoyltransferase 2, CPT2)下调诱导的酰基肉碱积累[11]。然而,也有部分类型肿瘤细胞表现为FAO的增加,而抑制肿瘤细胞FAO在体内外均表现出抑制HCC进展的作用[12-13]。β-连环蛋白(β-catenin)在肿瘤细胞中的表达决定了肿瘤生长能量的主要来源是糖酵解还是FAO[13]。脂肪酸(fatty acid,FA)生物合成途径在HCC肿瘤细胞中普遍增强,FAO的作用可能取决于具体情况,但无论β-catenin是否突变,酰基肉碱的增加均是肿瘤细胞脂质代谢异常的共同特征[14](图 1)。肝细胞是肝脏脂质代谢的重要场所,正常肝细胞维持FA摄取、转化及FAO保持平衡。因此,对于存在脂质代谢障碍的HCC肿瘤细胞,这同样是“肝失疏泄”的部分体现。

图  1  HCC肿瘤细胞脂质代谢改变

注:a,NAFLD相关HCC肿瘤细胞脂质代谢;b,β-catenin激活的HCC肿瘤细胞脂质代谢。红色:增加;蓝色:减少。SCD,硬脂酰辅酶A去饱和酶;MUFA,单不饱和脂肪酸;ACS,酰基辅酶A合成酶;FASN,脂肪酸合酶;CACT,肉毒碱脂酰转移酶;TCA,三羧酸循环;ATP,腺嘌呤核苷三磷酸;ACL,ATP-柠檬酸裂解酶;ACC,乙酰辅酶A羧化酶;CoA,辅酶A;Acyl-CoA,酰基辅酶A;Acetyl-CoA,乙酰辅酶A;Malonyl-CoA,丙二酰辅酶A。

HBV和HCV是HCC发生发展的一个主要诱因。中医认为肝炎病毒为湿热疫毒[15],而湿热可阻滞气机,炼液为痰。近年来的研究已证明,无论是HBV还是HCV均可促进肿瘤细胞的脂质生物合成。比如HBV基因组开放阅读框之一的HBV X蛋白可显著激活脂质代谢相关基因如花生四烯酸5-脂氧合酶、脂蛋白脂肪酶、脂肪酸结合蛋白4[16],而HCV核心蛋白增强胆固醇调节元件结合蛋白和过氧化物酶体增殖物激活受体的转录活性、刺激脂肪生成酶和FAS摄取相关蛋白的表达[17]。因此,湿热邪毒阻碍气机,炼液为痰可能是肝炎病毒导致HCC的主要中医病机。对于非肝炎病毒导致的HCC,则主要发生在NAFLD患者中[18]。目前,NAFLD“痰浊”致病理论已被现代中医学者广泛认同[19]。在NAFLD中,脂肪组织的持续脂肪分解为肝脏提供了大量的FAS,这些FAS不能充分代谢并蓄积于肝细胞,导致持久的脂质过氧化损伤诱导DNA突变及增殖从而导致了NAFLD相关HCC[20]。因此,无论是肝炎病毒还是NAFLD导致的HCC均与“痰浊”密切相关。

总的来看,肿瘤细胞FAS及转运蛋白异常增加,导致FA摄取和从头合成的增加以及酰基肉碱的积聚可能均与肝失疏泄,水液布散失司,化生痰浊的中医病机相似。对于不同类型HCC中肿瘤细胞CPT2及FAO的不同表现,则在一定程度上体现了“痰浊”致病具有变化多端的特性。此外,脂质堆积诱导的脂质过氧化可导致代谢产物及细胞因子的堆积,以及肿瘤细胞分泌脂质产物增加诱导的免疫抑制微环境[9],可能在一定程度上均体现了“痰浊”阻滞气机的中医病机。

3.脂质代谢在免疫细胞群中的变化与“痰浊”理论关系

肿瘤细胞和免疫细胞通过相互作用有助于构建免疫抑制微环境并促进肿瘤细胞免疫逃逸[6]。一项对HCC组织及癌旁组织的脂质分析[21]表明共53种脂质存在失调。而另一项对HCC整体基因表达谱的研究[22]也表明大多数HCC中参与FAS生物合成的基因较非癌性组织显著上调。由免疫细胞、成纤维细胞、内皮细胞、细胞外基质以及多种细胞因子组成的肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME),在肿瘤细胞的增殖和侵袭中发挥重要作用。TME中脂质代谢的改变和局部免疫抑制是HCC的典型特征之一,而脂质代谢重编程对免疫细胞激活及功能转变具有重要调控作用[23](图 2)。基于基因组学和代谢组学研究[24-25]表明,痰湿与脂质代谢紊乱及FAO增加有关,这在一定程度上说明了“痰浊”可能与HCC中免疫细胞群的脂质代谢紊乱也存在一定联系。

图  2  HCC肿瘤细胞及免疫细胞脂质代谢变化

肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAM)是TME中最丰富的免疫细胞,可调节肿瘤细胞生长、耐药、转移、血管生成和免疫抑制多个关键过程,与HCC患者不良预后有关[26]。近期研究[27]证明,TAM具有高水平的FAO和高度的增殖性,抑制TAM的FAO会阻碍TAM的M2样极化并抑制肿瘤生长。CD8+ T淋巴细胞是HCC抗肿瘤适应性免疫最重要的执行者。TME中CD8+ T淋巴细胞数量降低,而调节性T淋巴细胞(Treg)数量增加[28]。CD8+ T淋巴细胞中多种FAS表达下调和细胞内FAS含量降低,显著抑制了细胞增殖和信号转导,从而导致细胞耗竭。而Treg高表达FAS和FAO水平,通过FA合成而非FA摄取促进Treg增殖,抑制CD8+ T淋巴细胞数量[29]。树突状细胞(DC) 在HCC患者中触发免疫反应的能力受损,同时促进免疫抑制[30]。调节DC的脂质从头合成途径可破坏内质网和高尔基体功能,从而影响抗原呈递能力[31]。但关于HCC中肿瘤相关DC的功能可能不仅与脂质积累有关,也与种类有关[32]。这需要进一步探索TME中不同亚群DC的代谢特征。

目前中医对脾主运化的现代机理认识主要与免疫细胞的增殖、分化及功能有关,脾虚则免疫功能低下[33]。而肝主疏泄的功能在一定程度上也可能与免疫平衡有关[34]。肝主疏泄,清除局部代谢产物和细胞因子,调动肝脏免疫细胞群维持免疫平衡,两者在免疫功能失衡时的关系即木郁土虚或土壅木郁。肝失疏泄则局部代谢产物和细胞因子蓄积,免疫细胞聚集,脾虚则外周血来源单核细胞分化受限,免疫细胞功能降低,两者共同参与构建免疫抑制微环境。已有学者[35]认为TME可以看作“痰浊”特性的微观延伸,“痰浊”既是免疫抑制微环境中免疫细胞促肿瘤表型分化诱导因素,也是促肿瘤表型免疫细胞功能的描述。因此,TME中脂质代谢正常途径被破坏、免疫抑制微环境的形成,可能与中医肝失疏泄,脾失健运导致水液不布,化为痰浊,阻滞气机的病机变化有关。

4.临床应用“化痰”“祛浊”等治法治疗肝癌实践

“痰浊”的化生参与肝癌病机转变过程,应用化痰、祛浊等治法治疗肝癌也取得较好的临床效果。痰既是一种病理产物, 也是一种特殊的致病因素。吴煜教授团队[36]也认为肝癌从“脾”、从“痰”论治,可在术前或放、化疗及局部治疗时配合健脾化痰法治疗肝癌。孙超等[37]运用健脾化痰法治疗原发性肝癌,可明显改善患者临床症状及肝功能。李斌等[38]采用健脾消痰散结方治疗中晚期原发性肝癌TACE术后,可有效改善患者的症状,提高生存率。黄贵华教授[39]指出早期肝癌患者湿热、痰浊内生,采用自拟方“藿香化浊汤”或“涤浊扬清汤”疗效较好。薛博瑜教授[40]认为“痰”与组织环境相契合,化痰散结不仅治标, 还能改善组织环境,临床常在导痰汤的基础上进行加减用药。贾连群教授团队[41]研制的化瘀祛痰方,通过调控p53/xCT/GPX4信号通路影响肝细胞铁死亡,减轻脂质过氧化损伤从而起到防治肝癌的作用。基于前文所述,痰浊是肝癌复发转移过程中重要的致病因素和病理产物之一。张慈安等[42]认为肝癌复发转移可从痰论治,并提出清热化痰、燥湿化痰、化痰软坚三种治法治疗肝癌复发转移。有研究[24-25]结合基因组学和代谢组学证明,痰湿与脂质代谢紊乱及FAO增加有关,而基于大鼠肝癌模型的基础研究[43]也证明靶向脂质代谢的中药组方可有效抑制肝癌进展,多种中药成分及单体也都表现出调节脂质代谢相关信号通路防治肝癌的作用[44]。因此,脂质代谢相关通路及指标不仅是中医药治疗的潜在靶标,也可能是其疗效判定的参考依据,而化痰、祛浊等治法的具体作用机制仍有待进一步阐明。

5.小结

随着免疫疗法以及靶向药物的不断研发,HCC患者的生存率明显改善,但部分患者对免疫治疗及靶向药物的临床应答率有限,进一步寻求有效的治疗方法仍然是提高HCC患者总体生存率的关键。中医药在肝癌治疗的不同阶段可通过辨证施治改善HCC内环境以提高疗效,但其中医理论及机制的阐明目前仍需要更多的努力。鉴于脂质代谢重编程对肿瘤细胞增殖及免疫细胞分化的作用,脂质代谢已成为HCC研究的关注点。基于“痰浊”在HCC中医病机演变中的作用,结合HCC脂质代谢重编程的现代基础研究结果,本文将肝失疏泄、脾失健运与HCC脂质代谢及免疫抑制微环境相联系,提出肿瘤细胞和免疫细胞的脂质代谢紊乱可能是中医HCC“痰浊”病机演变的部分分子生物学机制。这可能在一定程度上为“痰浊”理论的现代分子生物学内涵及HCC中医病机的微观理论机制提供参考。

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杨芳明, 肖准, 陈晓琦, 等. 基于脂质代谢异常探讨“痰浊”理论在肝细胞癌微环境中的生物学内涵[J]. 临床肝胆病杂志, 2023, 39(2): 432-438. 
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