关键词:方药研究 / 实验研究 / 配方资产 / 转化沟通 / 3.1 肝癌的病因和发病机制
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3.1 肝癌的病因和发病机制
肿瘤的发生发展是一个多因素、多阶段的复杂过程,可能与下列因素有关:
3.1.1 病毒性肝炎
在我国,慢性病毒性肝炎尤其是乙型病毒性肝炎,是原发性肝癌诸多致病因素中最主要的一个,其中肝癌病人HBsAg阳性率为60%~80%,而肝癌组织中乙型肝炎病毒(HBV)标记阳性率达80%以上[20-24]。接种乙肝疫苗后的人群中PLC发生率则显著减低,以上研究均提示HBV与肝癌高发有关。现已证实HBX基因是一个与肝癌的发生最相关的癌基因,其编码产物HBxAg能与P53蛋白特异性的结合,引起P53突变,使其失去正常的诱导细胞凋亡的功能。西方国家肝癌的主要病因与丙型病毒性肝炎及饮酒有关。
3.1.2 黄曲霉素
黄曲霉素的代谢产物黄曲霉素B(AFB1)具有很强的致癌作用,人体摄入AFB1后,经肝脏转化为毒性和致癌性均较低的黄曲霉素M(AFM)从尿中排出。因肝脏是人体主要的解毒器官,当机体长时间持续摄入AFB1,会造成对肝脏不断地刺激和损害,导致肝癌的高发[25]。目前,多认为黄曲霉素与抑癌基因P53的突变密切相关,亦经研究发现食用发霉食物较多的地区,其肝癌患者体内均可检测到P53基因的突变,其中变异位点主要在249和254上[26]。
3.1.3 饮水与肝癌
根据我国肝癌高发区江苏启东的报道,饮池塘水的居民肝癌发病率(60~101/10万),明显高于饮井水的居民(0~19/10万)。其原因可能与池塘中生长的蓝绿藻产生的微囊藻毒素促进P53基因第8外显子点突变,使其失去对细胞凋亡的正调节作用,导致肝癌的发生有关[19,27]。
裴正学系列方药的研究
3.1.4 饮酒和吸烟
研究发现,烟酒是导致肝癌发生的高危因素,且与HBV感染之间存在协同致癌作用[28]。
流行病学调查表明,饮酒和吸烟的量与肝癌的发生率之间存在明显的正相关关系[29,30]。其中饮酒可通过两条途径诱发肝癌:一是乙醇长期在体内大量蓄积可活化各种致癌因子,经肝硬化致肝癌的发生;二是乙醇本身具有致癌性和致基因突变性,在加重肝损伤的基础上,破坏机体的免疫系统,并与其他肝癌危险因素如HBV、HCV等协同致癌。烟草内的化学物质,如尼古丁、亚硝胺等可直接损害肝脏,使肝小叶坏死,假小叶增生,引起肝癌的发生。
3.1.5 遗传因素
不同种族人群肝癌发病率不同。流行病学研究表明,肝癌具有明显的家族聚集性和遗传易感性。李苏平等[1]对泰兴市肝癌的遗传度进行研究,发现遗传度为35.74%,其中男性明显低于女性,说明遗传因素是肝癌的危险因素之一。而孟炜等的研究认为肝癌发生受遗传与环境的综合因素影响。
3.1.6 其他因素
一些化学物质如亚硝胺类、偶氮芥类、有机氯农药等均是可疑的致肝癌物质。肝小胆管中的华支睾吸虫感染可刺激胆管上皮增生,为导致原发性胆管细胞癌的原因之一[19]。
3.2 VEGF、P53与肝癌
血管内皮生长因子(vascular endothelial cell growth factor,VEGF),是肝癌生长和转移的调控因子,在肿瘤的生长、浸润和转移及促进肝癌血管生成方面起重要作用[3]。早在1989年Ferrara等[4]从牛的垂体细胞中分离提纯并排序VEGF,并认为其为一种促内皮细胞分裂因子。在随后的研究中发现,VEGF可由正常或肿瘤细胞产生,是30多种促血管生成因子中最重要的一个,并在人类许多肿瘤中均可检测到VEGF的高表达[35,36]。
VEGF是目前所知作用最强、特异性最高的促进血管内皮生长的细胞因子,被认为是体内特异性的内皮细胞分裂源和血管增生因子。其刺激血管形成的机制为:①与VEGF相应的受体结合并立即磷酸化,活化磷酸酯酶C和磷脂酰肌醇-3-激酶,这两种酶作为KDR和flk-1的信号偶联,进一步促进其与受体的结合,发挥促内皮细胞正调节作用;②有效促进Ca²⁺内流,Ca²⁺可直接促进血管内皮细胞的有丝分裂;③显著增强血浆酶原活化因子(PA)的活性,提高PA与其抑制因子-1(PAI-1)mRNA水平,调节尿激酶原活化因子(UPA)的表达,降解细胞外基质,有利于血管生成;④增加血管通透性,通过启动内皮细胞内囊胞(VVO)的功能而发挥渗透作用,使血浆蛋白等大分子物质渗出管外,纤维蛋白在血管外凝结成临时基质,该基质一方面提供血管形成的纤维网络,另一方面促使一些间质细胞进一步形成成熟的血管基质,诱导血管生成[37]。
VEGF的表达调节较为复杂,主要与缺氧、P53突变、雌激素增多、NO的刺激作用、mTOR的激活、肝癌细胞周期启动、内分泌激素紊乱、肾素-血管紧张素转化酶和MAPK的激活等有关。Marschall等[8]认为当肝癌进一步生长,门脉无法提供肿瘤所需营养和氧时,缺氧诱导因子-1(HIF-1)与肝癌细胞的缺氧增强子碱基序列相结合,启动并加强VEGF基因转录,使VEGF mRNA表达上调并增强其稳定性,从而合成大量VEGF促使新生血管的形成。P53突变也是促进血管生成的重要因素[9],且wt-P53以剂量依赖的方式抑制VEGF启动子的活性[40]。P53突变后则失去了抑癌功能,并且可以上调VEGF表达诱导血管形成[41]。
P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高、研究最广泛的基因,其与细胞的增殖、分化、凋亡、浸润、转移和代谢密切相关[42]。正常情况下,P53活性很低,当机体遇到强刺激导致DNA损伤后,P53通过下面三种途径被激活:即磷酸化、乙酰化和泛素化。机体通过破坏P53与其负性调节蛋白MDM2之间的相互作用而使P53稳定来完成磷酸化过程;乙酰化和泛素化调控P53的机制目前尚不完全清楚。P53被激活后其活性和蛋白水平迅速升高,并根据应激信号及组织、细胞种类的不同,产生不同的应答。这些调控环节中任何一个环节出现问题都可能对基因组造成损伤而导致肝癌的发生。
活化的P53是具有活性的转录因子,其通过结合到下游靶基因的基因调控区来调控该基因的表达。这些靶基因包括调控细胞周期、凋亡、分化、DNA修复、血管再生、氧化应激、化学趋化、免疫监控等方面的基因。当细胞受到毒性损伤时,P53则聚积阻止细胞增殖,启动并参与DNA修复,若修复失败则通过细胞内外两条途径启动细胞凋亡机制使细胞凋亡,阻止该损伤下传给子代细胞而保持基因组的稳定性[43,44]。反之,若P53的结构或功能异常,不能有效调控下游基因对基因毒性损伤产生的应答则可能导致细胞癌变。
P53分为野生型P53(wt-P53)和突变型P53(mt-P53)两类。wt-P53被认为是肝细胞癌变过程中最为重要的一个抑癌基因[45],其在DNA损伤后修复、转录、细胞生长、增殖、凋亡和其他许多代谢过程中均有重要作用。故被誉为基因组的守护神或分子警察。但P53突变后则失去上述作用。mt-P53能够使细胞不受细胞周期G1/S检查点的控制,而出现持续并迅速的增殖及抗凋亡现象,这在肝癌的发生发展中起着关键作用。其可能机制为:P53²⁴⁹突变位于P53 DNA结合域,直接影响P53作为转录因子的功能;wt-P53抑制IGF-II的转录,而mt-P53则大大增强了IGF-II转录活性,使肝细胞持续增殖;因为P53的突变,可使细胞周期相关基因CKI(P21,Waf1,P27)等其下游基因、凋亡相关基因BAX、BCL-X等表达明显下调,使肝细胞持续增殖停止凋亡;突变的P53基因,一方面具癌基因功能致细胞癌变,另一方面可上调生长因子及其受体基因的表达促进细胞增殖,这些基因包括:PCNA、MDR、EGFR、VEGF、IGF-IR、bFGF、C-myc和C-fos等;P53突变可影响其他信号传导路径的功能[46-49]。
大量实验证明,wt-P53可以抑制VEGF表达[50,51],且二者表达水平成显著正相关性。其机制可能与mt-P53通过下调栓桥蛋白(TSP)表达或增强蛋白酶C的活性使肿瘤VEGF的表达增强有关[40]。因此,VEGF、mt-P53的协同作用一方面导致肝癌的发生,另一方面促进其浸润和转移。
3.3 肝癌的治疗
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