肝细胞癌肺转移的潜在机制和治疗进展

管 涛 综述 张 倜， 王 鲁 审校

（1.天津医科大学肿瘤医院肝胆肿瘤科 国家肿瘤临床医学研究中心 天津市肿瘤防治重点实验室，天津 300060；2.复旦大学附属肿瘤医院肝脏外科，上海 200032）

肝细胞癌肺转移机制

血源性转移是肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)最常见的转移途径。从肝、肺解剖的角度看，肝脏和肺之间拥有丰富的血管，且肺是体循环的过滤器，脱落的HCC栓随静脉回流很容易驻留于肺部。此外，HCC在生长过程中易侵犯邻近血管，破坏血管壁，形成肝动静脉分流，使癌细胞进入肺循环。从血流动力学的角度看，肺循环属于低压系统，血流慢，且肺有较大的毛细血管面积及血液中高凝固-纤溶活性，有利于肿瘤细胞沉积于此。以上是目前已知的HCC肺转移发生机制，只停留在宏观层面。

肿瘤微环境(tumor microenvironment，TME)是由细胞间通讯协调的动态系统，通过肿瘤细胞的自身基因和周围环境来界定肿瘤的行为。针对肿瘤转移的“种子-土壤”学说一直沿用至今，大量证据显示TME各组分和肿瘤细胞的相互作用是引起转移的必要原因[1]。其中HCC肺转移也离不开TME中各组分的变化。本文拟从微观层面结合HCC原发灶和肺转移灶的异质性，以及TME的相关组分，寻求肿瘤表型及基因组的差异性，展开对HCC肺转移潜在机制的探讨。

一、HCC原发灶和肺转移灶的异质性分析

据估计，HCC 30%～60%的复发性或转移性肿瘤具有与原发肿瘤不同的克隆[2]。不少学者从HCC原发灶和肺转移灶的异质性入手，以探究肿瘤表型和基因组差异。

HCC肺转移灶多数较小，对其进行病理活体组织学检查的机会有限，这在一定程度上限制了对HCC肺转移驱动分子机制的全面表征，特别是与器官特异转移有关的机制。由于生物标志物评估仅限于早期阶段，进行同一病人样本原发灶-转移灶配对比较很困难，尸检标本成了了解原发灶-转移灶异质性及进化模式的宝贵工具。Martins-Filho等[3]证实HCC对肺转移的倾向性，其中30%的转移病人存在亚临床微转移(在影像学和肉眼检查中未发现)，肿瘤结节较大、多结节性、大血管侵犯、较差的组织学分级以及细胞排列拥挤与HCC肺转移相关。在检测的免疫组织化学标志物中，肺转移结节的K19和EpCAM表达显著高于原发灶，肺转移灶中与 WNT激活相关的标志物β连环素(β-catenin)阴性，所有肺转移灶的端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase，TERT)启动子(HCC中最常见的突变基因)突变状态与原发灶均相同。这在一定程度上说明转移灶的异质性有限，但此研究仅涉及肝原发灶及肺转移灶之间组织学层面和表型的异质性，并未综合评估其基因组的全面差异。

Ouyang等[4]对匹配的原发灶和肺转移灶进行全基因组测序发现，在原发灶中有65～221个结构变异(structural variation，SV)，在转移灶中有60～232个SV。这些SV的比较表明原发灶与转移灶之间的突变片段非常相似，且大部分重叠，说明肿瘤发生过程中的基因组特征可能在转移时保留。此外，肺转移灶中发现一些特殊的突变，如5个锌指(zinc finger,Znf)基 因 (Znf257、Znf682、Znf404、Znf514、Znf142)突变、抑癌基因p53突变、Wnt5a中的移码插入和DAAM2中的框内缺失。其中p53突变是包括HCC在内的各种癌症的主要驱动因素[5-6]。Gross-Goupil等[7]分析18例接受原位肝移植病人的肺转移灶和相应原发灶(83个肿瘤样本)的基因组差异，在2例原发HCC中发现p53突变，在相应的转移灶中未发现，而 p53蛋白在 4个原发HCC(22%)和7个转移灶(39%)中过表达。作者认为p53蛋白过表达，而不是p53突变与HCC肺转移有关。这与最近的研究报道相符，即p53单倍剂量不足会促进哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号转导，从而引起肺转移[8]。上述HCC原发灶和肺转移灶异质性的研究也许可从差异性表型或基因方面探究肺转移的潜在机制，揭示HCC进展的潜在生物标志物。

二、HCC原发灶来源的外泌体与循环肿瘤细胞促进HCC肺转移

外泌体可由肿瘤细胞分泌，参与TME的调节[9]。HCC来源的外泌体通过促进免疫逃逸和转移前生态位的形成进而引发肺转移[10]。在转移过程中，具有躲避免疫细胞攻击能力的肿瘤细胞才有可能驻留于远处部位引起转移。研究发现，来自HCC的外泌体通过分泌大量的高迁移率族蛋白B1作用于T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子1(T cell immunoglobulin domain and mucin domain protein-1，TIM-1)+调节性 B 细胞，促进其扩增，并构建免疫耐受的TME[11]。这为HCC远处转移创造有利条件。据报道，许多类型的整合素(integrin)和整合素配体也由原发肿瘤外泌体携带，整合素可参与癌细胞定植和转移前生态位(即原发肿瘤在继发器官和组织部位为后续转移创造的有利微环境)的形成。Fang等[12]研究证实，富含miR-1247-3p的HCC来源外泌体，通过释放此内含物并作用于 β-1，4-半乳糖转移酶Ⅲ(β-1，4-galactosyltransferasesⅢ，B4GALT3)，从而引起 β1-整合素-核因子 κB(nuclear factor κB，NF-κB)信号途径的激活，提高成纤维细胞白细胞介素6和 白细胞介素8的分泌量，从而增强小鼠模型体内肿瘤的侵袭能力，促进肺转移。

循环肿瘤细胞(circulating tumor cell，CTC)是HCC血源性肺转移机制的重要一环。Sun等[13]证实，肺循环后CTC的数量和阳性率显著下降，较大的CTC倾向于滞留于肺毛细血管床中。这突显了HCC释放的CTC在引起血源性肺转移方面的重要影响。CTC附着在微血管内壁是肿瘤细胞外渗和随后转移不可或缺的步骤。干扰CTC的黏附可阻止其播散和定植[14]。 活性氧(reactive oxygen species，ROS)是细胞黏附的关键调节剂。据报道CTC中ROS水平升高，这与HCC侵袭转移能力增强有关[15-16]。有趣的是，CTC和HCC来源外泌体在TME中接触机会较多。在体内和体外实验模型中显示HCC来源外泌体通过介导SMAD3-ROS信号通路调节CTC的增殖和黏附，进而促进肺转移灶的形成[17]。目前，肿瘤来源外泌体和CTC是肿瘤诊疗领域的热点,因此深入了解其导致肺转移的作用机制很有必要。

三、肿瘤相关巨噬细胞和T细胞参与HCC肺转移

肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage，TAM)和T细胞通过改变TME介导肿瘤远处侵袭。在HCC中，TAM已确定为M2型巨噬细胞的驱动因素，促进肿瘤转移[18]。Wang等[19]发现，HCC外泌体来源的长链非编码生长停滞特异性蛋白6-反义RNA1(long chain non-coding growth stasis specific protein 6 antisense RNA 1，lncRNA DLX6-AS1) 通过miR-15a-5p/趋化因子CXC基序配体17(chemokine C-X-C motif ligand 17，CXCL17)轴诱导M2型巨噬细胞极化促进肿瘤侵袭进展，诱发肺转移。TME免疫细胞失衡是HCC进展的另一个重要调节因子。调节性T细胞主要参与肿瘤免疫抑制应答，瘤体和外周血中调节性T细胞数量增加与病人预后呈负相关[20]。这为肿瘤细胞免疫逃逸引发远处器官转移提供有利条件。此外，Yang等[21]研究发现，T细胞免疫调节因子1(T-cell immune regulator 1，TCIRG1)是接受全肝切除术后复发性HCC病人中异常过表达的基因之一，且TCIRG1可通过增强上皮间质转化，促进HCC动物模型肺转移，这证明目前靶向免疫治疗晚期HCC的必要性。

四、乙型肝炎病毒和炎症途径参与肺转移

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染是全球性健康问题，也是导致HCC侵袭进展的主要危险因素。已有研究报道HBV感染后重塑TME，促进HCC转移。HBV编码的X蛋白(HBx)可通过细胞内损伤相关分子模式发挥关键作用。Chen等[22]研究发现，小鼠模型HBx通过钙依赖性级联反应引起肿瘤细胞易位和分泌HMGB1，导致HCC肺转移灶形成。此外，病人血清和肿瘤组织中HMGB1的水平与预后不良相关。另一项研究证实，HBx促进炎症分子 NF-κB与S100A9的启动子结合，以增强其转录，进而促进HCC生长和转移[23]。HMGB1和S100A9是参与损伤相关分子模式的重要蛋白质，调节炎性TME，且在HBx作用下均可异常表达促进转移，其也许可作为HCC肝外转移的预测指标。HCC是典型的炎症相关癌症，且炎性TME可参与HCC肺转移。Liu等[24]研究证实，趋化因子CC基序配体 15(chemokine C-C motif ligand 15，CCL15)-趋化因子CC基序受体1(chemokine C-C motif receptor 1，CCR1)轴营造炎性 TME，增加 HCC细胞的转移潜能，诱发肺转移。

五、细胞外基质参与HCC肺转移

此外，细胞外基质作为TME的重要组分，也参与HCC肺转移灶的形成。Wu等[25]研究证实，较高的基质硬度导致HCC进展，并上调赖氨酰氧化酶样蛋白2(lysyl oxidase-like 2，LOXL2)促进肺转移前的生态位形成。此外，新近研究发现，基质硬度增加还可激活CD36-丝/苏氨酸蛋白激酶-E2F转录因子3信号途径并靶向成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor 2，FGF2)转录，促进HCC侵袭和转移[26]。TME细胞外基质与肿瘤细胞相互作用，促进HCC肺转移。Peng等[27]研究表明，膜靶向的胞内氯离子通道1(membranetargeted chloride intracellular channel 1，CLIC1)通过募集磷脂酰肌醇磷酸5-激酶1(phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase type 1，PIP5K1)A/C诱导肿瘤细胞-基质黏附促进转移，CLIC1沉默可抑制肿瘤细胞在肺泡中的黏附，从而抑制小鼠的肺转移。总之，TME与HCC肺转移的发生、发展密切相关。但肺转移的形成是多因素、多环节作用，目前具体机制仍无定论，尚需基础和临床研究相结合不断探索。

HCC肺转移的治疗

一、肝内病灶控制

根据巴塞罗那临床肝癌 (Barcelona clinic liver cancer，BCLC)分期，HCC肺转移病人归类为BCLC C期，即晚期HCC。晚期HCC一般不推荐手术治疗，通常接受全身治疗。目前，在针对晚期HCC的一线治疗方案中，阿替利珠单抗+贝伐珠单抗方案(T+A方案)是美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology，ASCO)推荐的首选方案。Finn等[28]证实，相对于索拉非尼在晚期HCC中的应用，T+A方案改善病人生存的优势更明显。一项关于治疗不可切除HCC的Ⅰb期临床试验显示仑伐替尼联合帕博利珠单抗治疗展现了可观的疗效，且药物毒性可控[29]。这些结果为新兴的联合治疗策略注入活力，给晚期HCC治疗带来希望。

肝内肿瘤负荷是影响转移性HCC病人预后的独立危险因素，且肝内肿瘤的局部治疗(如肝动脉化疗栓塞术、射频消融术)可改善转移性HCC病人的生存[30-31]。根据实体瘤的常规治疗策略，肿瘤转移是局部治疗的禁忌证。然而，从减少肿瘤负荷的角度来看，当靶病变占总肿瘤体积的主要部分时，局部区域治疗可能是一种适当的策略。值得注意的是，在积极进行肝内肿瘤治疗的同时，必须关注病人肝功能储备，监测肝功能变化，评估病人耐受性。另外，考虑到HBx促进HCC的侵袭和转移，抗病毒治疗应贯穿于HBV相关HCC治疗的全程。

二、肺转移灶处理

除对肝内肿瘤的控制，肺转移灶的处理也应重视。尽早识别肺转移灶是对病人施以及时、有效治疗的前提。目前临床对HCC的分期评估，常以胸片作为筛查手段，以确定有无肺转移。胸片对肺转移灶的检出率较低，很可能漏诊。随着医疗技术的进步，胸部CT检查和PET-CT检查在HCC肺转移的诊断、分期及治疗决策等方面得到广泛应用。胸部CT检查可弥补腹部CT检查仅能发现部分下肺转移的缺陷，从而提高肺转移灶的检出率。Jin等[32]研究显示，在381例HCC病人中，肝脏动态CT检查和胸片检查共查出19例(5.0%)病人存在肝外转移病灶，而胸部CT检查发现30例(7.9%)肝外转移病人，这说明胸部CT检查对于转移灶的检出具有较大优势。PET-CT检查对于评估术前HCC肺转移及转移范围具有独特价值，并可指导选择治疗方式。Chu等[33]针对HCC转移筛查的研究表明，甲胎蛋白≥400 μg/L和肝脏双叶受累是PET-CT检查检测HCC转移的独立预测因素,且PET-CT检查结果有利于调整治疗策略。尽管PET-CT检测价格较高，但考虑到其对病情的全面评估及肿瘤的准确分期，可避免由低估病人病情以及不必要的手术带来的医疗资源浪费，这符合卫生经济学效益。

在临床实践中，HCC病人的胸、腹部CT检查有时会发现肺结节，其中肺小结节的诊断较困难，这与医师经验、阅片状态及视野范围的影响导致漏诊以及难以对肺小结节进行穿刺活检来明确结节性质有关。目前肺小结节的检查主要依赖于胸部低剂量薄层CT，而PET-CT检查对HCC病人肺小结节的诊断作用有局限性，更倾向于评估大的肺结节。为明确HCC病人的肺小结节是否为转移瘤，可对比HCC病人术前、术后及不同随访时间点的影像学变化，并观察肺小结节的良、恶性特征，或借助胸腔镜切除病灶以明确诊断。Fleischner协会认为应基于结节大小和病人危险因素管理肺结节，从而确定随访时间[34]。在随访中，鉴于HCC合并肺小结节恶性率很高，还应考虑肝内肿瘤分期、肺部症状，缩短随访时间间隔，提早检出HCC肺转移灶并予治疗。

目前临床上针对HCC肺转移的治疗方式包括肺转移灶切除、血管介入治疗、肿瘤消融、放疗和药物治疗。手术切除是治疗肺转移灶的主要手段，无复发时间间隔可评价手术治疗病人的预后。Kuo等[35]和Invenizzi等[36]的研究均证实肺转移灶切除可有效管理HCC肺转移，改善长期生存。胸腔镜在手术治疗肺转移灶方面应用广泛，是重要微创治疗手段。值得注意的是，肺转移灶切除必须严格把握适应证。针对肺转移灶的血管介入治疗主要是经肺动脉或支气管动脉的化疗栓塞术。研究报道也证实了经动脉化疗栓塞治疗HCC肺转移灶的疗效[37]。

局部消融治疗成为不能手术切除肺转移灶的新疗法。对一些危险或特殊部位的肺转移灶，人工气胸辅助射频消融是有效、安全、彻底消除病变的手段。Zuo等[38]研究表明，人工气胸辅助射频消融安全、有效治疗HCC邻近纵隔的肺转移灶。尽管HCC肺转移灶对放疗的敏感性不如淋巴结及骨转移灶，但仍可从中获益。Jiang等[39]的研究证明HCC肺转移病人可从外照射(external beam radiotherapy，EBRT)治疗中获益。在药物治疗方面，虽然HCC肺转移灶化疗研究取得少许成效，但对于总体生存率的改善仍不理想。遗憾的是，尽管肺转移灶的治疗方式多种多样，但HCC肺转移目前尚无明确的标准方案。

结 语

肺转移占HCC远处转移近50%，病人预后极差。因此，这更应引起重视，以寻求治疗突破。首先，HCC肺转移是多因素、多步骤的致病过程，与TME密切相关，明确其机制，并寻找有效的分子靶点至关重要。其次，完善早期病人的筛查流程以及术后病人的监测随访，做到早发现、早诊断、早治疗。最后，针对HCC肺转移的治疗，临床医师需考虑到肿瘤异质性，兼顾肝内病灶控制和肺转移灶处理，并根据肝功能储备进行高度选择，施以个性化综合性治疗，使病人获益。