肠道微生态与肝细胞癌关系的研究进展▲

吴 聪 张荣臻 王挺帅 胡 晓 牙程玉 毛德文

(1 广西中医药大学研究生院，南宁市 530021，电子邮箱：453532096@qq.com；2 广西中医药大学第一附属医院肝病科，南宁市 530003)

【提要】 肝细胞癌是最常见的原发性肝癌，是慢性肝病的严重并发症。研究表明，肠道微生态在肝细胞癌发病中起重要作用。越来越多的学者认为肠道微生态的改变是促进慢性肝病进展为肝细胞癌的重要因素。 益生菌、粪便微生物群移植被认为是预防或治疗肝细胞癌的一种新颖、安全且具有成本效益的方法。本文就肠道微生态与肝细胞癌关系的研究进展进行综述。

肝细胞癌目前是全球第五大常见恶性肿瘤，也是全球癌症相关死亡的第三大原因[1]。流行病学研究表明，东亚地区男性的肝细胞癌发病率高于女性，比例为3 ∶1[2]。肝癌细胞的常见病因是HBV和HCV感染、酒精中毒、非酒精性脂肪性肝炎及糖尿病，这些因素引起肝脏发生慢性炎症、纤维化，最终导致肝硬化及肝细胞癌的癌前病变[3]。众所周知，肝脏慢性炎症是肝细胞癌的危险因素，肝细胞癌通常是在炎性环境中出现的异质性肿瘤。实际上，大约80%的肝细胞癌患者与肝硬化密切相关，肝硬化是损伤、炎症和代偿性肝细胞增殖的最后阶段[4]。探索肝细胞癌的发病机制，对治疗具有重要意义。人体肠道中的共生或原生细菌在健康状态和疾病的发生发展中具有重要作用。肠道微生物群是人体内密度最大、种群最丰富的微生物群落是人体必不可少的部分，为人体正常的代谢和预防疾病提供重要支持，肠道生态失调与多种疾病发病有关，并可能通过诱导氧化应激、遗传毒性、宿主免疫应答紊乱和慢性炎症促进癌症的发生[5-6]。本文就肠道微生态与肝细胞癌关系的研究进展进行综述。

1 肠道微生态

1.1 肠道微生态组成 人体肠道为不同种类的肠道微生态群落提供了一个可受保护且营养丰富的微环境，肠道内约有100万亿个微生物(2 000种不同的物种)，这些微生物通常被称为肠道微生物群。肠道微生物群可帮助消化，产生维生素，降解胆汁酸，调节局部或整体免疫力，甚至治疗疾病，是人体必不可少的组成部分[7-9]。许多因素可以影响肠道微生物群的组成，包括饮食、年龄、药物、疾病、压力和生活方式[10]。在不同的肠道部位，肠道微生物群的组成有显著差异，这些差异可能与微环境(如pH)、营养物可用性和肠道运动有关[11]。

1.2 肠道微生态失调 肠道微生态的破坏，被称为肠道微生态失调(微生物群中的不平衡)，微生态失调可损害肠内稳态，诱发多种疾病(包括肝脏病理学改变)并促使某些有害细菌过度生长。正常肠道微生物群是人体抵御病原体和毒素的第一道内部防线，可与免疫系统共同保护宿主免受疾病侵害。健康微生物群的关键功能之一是通过屏障效应，即产生诸如细菌素之类的抗微生物化合物以及增加细菌素数量来竞争病原体定植所需的营养物和附着位点，从而防止病原体定植[12]。肠道上皮细胞可形成物理屏障阻碍肠道细菌侵入肠黏膜，亦可作为连接天然免疫与适应性免疫应答的桥梁, 从而有效地维持肠道微环境稳态平衡[13]。

2 肠道微生态在肝细胞癌中的作用

肝细胞癌通常是肝脏慢性疾病发展的结果。有学者认为，肠道微生态失调和肠道微生物组分(如内毒素和脂多糖)水平升高是导致肝癌发生的重要途径[14]。肝脏通过门静脉从肠道接受70%的血液供应，故肝脏经常暴露于肠源性细菌因子中，包括细菌成分、内毒素(脂多糖、鞭毛蛋白和脂磷壁酸)和肽聚糖，因此保持肠道屏障的完整性至关重要。细菌代谢物、毒素和细胞因子，可通过微生物群相关分子模式的Toll样受体引发肝脏炎症和纤维化[15-16]。在晚期肝病中，肠屏障功能受损，肠源性脂多糖的肠渗透性增加，累积的脂多糖通过激发肝脏中的促炎反应而促使肝细胞癌发病[17]。微生物群通过肠道细菌、免疫系统和肝脏之间炎症途径驱动肝癌的发生，该过程主要涉及肝脏中巨噬细胞、Kupffer细胞和病原相关分子模式的相互作用。肠道微生态失调可促进Kupffer细胞分泌炎性细胞因子，例如肿瘤坏死因子α、白细胞介素8和白细胞介素1；而白细胞介素1可使肝细胞中的脂质积累和肝细胞死亡，引起肝脏脂肪变性和炎症。因此，细胞因子决定了非酒精性脂肪性肝病进展为非酒精性脂肪性肝炎和肝硬化的进程[18-20]。通过改变胆汁酸代谢，肠道微生态失调可以促进与非酒精性脂肪性肝病相关的肝细胞癌的发展；肠道微生物群组成的变化可能导致脱氧胆酸含量增高，进而调控肝星状细胞的衰老相关分泌表型，从而促进各种炎症因子和肿瘤促进因子的分泌，加快了肝细胞癌的进展[21]。肠道微生物群形成的促炎性环境也可能促进癌症的发展，这可能与促炎症环境降低了自然杀伤细胞的细胞毒性作用有关[22-23]。

3 相关动物实验研究

Dapito等[24]在动物实验研究中发现，脱氧胆酸可调节肝星状细胞的衰老相关分泌表型，引起肝脏纤维化和肝癌发生，即肠道微生物群的缺失可导致肝损伤加剧，其可能原因为，缺乏Toll样受体4介导的抗凋亡核因子κB 信号传导激活，进而引起纤维发生和肝癌发生，该研究还发现，对于通过二乙基亚硝胺和肝毒素四氯化碳诱导的肝癌小鼠模型，肠道绝育可以防止肝癌的发展。有学者研究雄性和雌性动物模型(如小鼠)之间微生物群的变化，发现与雌性小鼠相比，雄性小鼠具有更高丰度的棒状杆菌、红球菌、诺卡氏菌、阿德罗氏菌、芽孢杆菌、葡萄球菌、脱硫弧菌以及梭菌等，这可能导致微生物胆汁酸代谢改变，并且随着肝脏中肿瘤抑制性微小RNA表达水平的降低，雄性小鼠肝内保留的疏水性胆汁酸含量显著增加[25]。在黄曲霉毒素诱导的肝癌模型中，肝脏螺杆菌在小鼠肠道的定殖导致了肿瘤数量和大小的增加[26]。在化学诱导的肝癌大鼠模型中，粪便和盲肠中的微生物群生态严重失调，其中乳杆菌属、双歧杆菌属的丰度降低，肠球菌属和革兰氏阴性细菌丰度升高，同时伴有血清脂多糖水平的升高[14]。

4 调节肠道微生态对肝细胞癌的治疗意义

肠道微生态失调通过影响细菌代谢物的产生，促进肝病和肝细胞癌的发展。在Yoshimoto等[21]的研究中，饮食或遗传性肥胖可改变小鼠的肠道微生物群，提高脱氧胆酸水平；脱氧胆酸是一种导致DNA损伤的肠道细菌代谢物，其可引起肝脏中各种炎症因子和肿瘤促进因子的产生，从而在小鼠暴露于化学致癌物后促进肝细胞癌的发展；而阻断脱氧胆酸产生或减少肠道微生物群的数量可有效地阻止肥胖小鼠肝细胞癌的发展。在临床试验中，肝硬化与肝细胞癌存在相似的肠道微生物群特征，即患者粪便中大肠杆菌的计数增加，因此，肠道内大肠杆菌的过度生长可能促进肝癌的发病过程[27]。目前有关使用益生菌预防性治疗肝细胞癌的报道仅限于黄曲霉毒素诱导的肝细胞癌模型。临床和动物模型研究表明，益生菌有助于抑制黄曲霉毒素B诱导的肝癌发生，恢复肠道生态失调，降低脂多糖水平，并减少肿瘤大小[14，28]。

益生菌调节肠道微生物群可能成为治疗或预防肝细胞癌发展的新途径。益生菌除了可以调节肠道微生物群，还可以通过免疫调节，减少细菌移位，改善肠屏障功能、抗炎和抗病原体活性以及减少肿瘤形成和转移来发挥其抗癌作用[29]。益生元是选择性发酵成分，可诱导胃肠道微生物群的组成和/或活性的特定变化，并赋予宿主健康益处[30]。除了益生菌和益生元之外，粪便微生物群移植是将来自健康供体的粪便悬浮液引入患者的肠道，其目前作为转基因编辑的可能选择吸引了学者们的关注。研究表明，与益生菌相比，粪便微生物群移植对肠黏膜屏障功能的改变具有更好的效果[31]。

5 结 语

肠道微生态在包括肝细胞癌在内的肝病的发病机制中具有重要作用，越来越多的证据支持肠道微生态在肝细胞癌发展中的作用，但是确切的分子机制仍不清楚。益生菌调节肠道微生物群可能成为治疗或预防肝细胞癌发展的新途径，尽管临床和实验研究证实了益生菌在慢性肝病中的治疗潜力，但仍缺乏其安全性评估的数据以及对微生物群-宿主相互作用的影响。粪便微生物群移植可作为肿瘤相关微生物组失调的补救方法，虽然尚未取得有希望的成果，但学者们仍在不断地探索。改善肠道屏障功能并调节肠-肝轴的胆汁酸生理学变化也是未来肝细胞癌治疗的研究新领域。