原发性肝癌是我国第二大癌症死因，不同于肺癌等其他常见恶性肿瘤，肝癌患者在40-64岁中年人中死亡率高于>65岁老年人[1, 2]。尽管近十年我国肝癌死亡率有下降趋势，但当前仍高达17.98/10万[3]。肝细胞癌（HCC）占原发性肝癌93%，其中87.5%由乙肝病毒（HBV）感染所致[4]。深入阐明HBV-HCC的发生机制是进一步完善HCC特异性防控策略、降低发病率和死亡率的关键。 海军军医大学曹广文教授团队在总结分子流行病学、细胞生物学、基因组学等多层面证据的基础上，提出了系统性阐述癌症发生共性机制的创新理论：癌症进化发育学（Cancer Evo-Dev）[5, 6]。该理论的基本框架（见图1）：病毒感染等外源性因素与遗传易感性、老年化等内源性因素交互作用，共同诱导并维持了慢性炎症微环境；促炎因子诱发了遗传损伤和修复机制的失衡，导致体细胞变异水平上升；大部分变异细胞在炎症免疫微环境的选择压力下被清除；少部分含有驱动性变异的细胞激活关键信号通路、改变代谢模式、获得干性表型、发生逆向进化，发展为肿瘤起始细胞，在选择压力下生存并反向调节免疫微环境；整个过程符合“变异-选择-进化”规律。
HBV导致的HCC发生发展是典型的癌症进化发育过程，HBV通过病毒复制、变异和整合三种主要途径促进了HCC的进化发育，并且具有相互促进的作用。 HBV因素与免疫遗传多态性共同促进感染慢性化。我国的HBV感染者占全球的1/3，但HCC患者却占1/2以上[7]，说明中国人群感染HBV后更易慢性化并发展成HCC，该现象可部分归因于我国主要流行的HBV亚型与人群的免疫遗传易感性。我国大陆地区主要流行HBV C亚型（68.3%），其次为B亚型（25.5%）[8]。B亚型更倾向于导致急性感染而C亚型则易于引发慢性感染和HCC [9]。部分原因是HBV C亚型中更易发生preS缺失突变等促进HBV免疫逃逸的病毒变异[10]。 人类白细胞抗原Ⅱ（HLA-Ⅱ）、信号传导和转录激活因子3（STAT3）、STAT4、核因子kappa B（NF-κB）等炎症免疫反应关键因子的遗传多态性可以影响HBV清除、感染慢性化、肝硬化和HCC发生风险[11-17]。部分HLA-DP、HLA-DQ和HLA-DR的基因型在中国人群中的比例显著高于欧洲人群，且与HBV慢性化风险上升有显著相关性[11, 14]。因此在感染HBV后，中国人群受遗传易感性的影响，更易于产生不能彻底清除HBV的炎症反应，促使HBV感染慢性化和长期复制。 持续存在的HBV又反向对炎症免疫微环境起到调节作用。HBV对炎症因子和免疫细胞均有反向调控作用，不仅利于自身的长期复制，也有利于促癌的免疫抑制性微环境形成。HBV的长期复制激活了胞苷脱氨酶家族，通过诱导CC趋化因子配体2（CCL2）启动子的变异上调CCL2表达；或者TGF-β/ miR-34a/CCL2轴上调CCL2表达，以募集肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、髓系源性抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Tregs），抑制CD8+T细胞活性[18, 19]。HBV也可以通过损害线粒体功能以直接诱导 HBV 特异性 CD8+ T 细胞的衰竭，T 细胞代谢模式改变导致乳酸累积和T细胞迁移降低[20, 21]。 炎症微环境下免疫损伤-修复机制失衡促进体细胞变异和病毒变异产生。介导炎性体细胞变异的主要分子是胞苷脱氨酶-脱辅基脂蛋白B mRNA编辑酶的催化多肽3（APOBEC3）[5, 22]。APOBEC3可以通过脱氨基活性诱导C>U变异。在慢性炎症环境下，IL-6/STAT3通路和TNF-α/NF-κB通路可以持续上调APOBEC3，增加人体基因组损伤以及后续修复机制发生错误的风险[5, 22]。IL-6可以同时上调APOBEC3并下调UNG，促进遗传损伤-修复机制失衡，APOBEC3和UNG的遗传易感性可以增强这一失衡作用[23]。 HBV变异的促HCC进化作用 HBV呈现“末路进化”规律。APOBEC3在通过诱导突变以清除HBV的同时，也增加了可供进化选择的病毒变异类型[24]。炎症微环境的选择压力清除了大部分变异型病毒，只有少部分有利于HBV生存的变异得以累积，比如促进T细胞和B细胞抗原识别表位缺失的突变[25]；促进HBV隐性感染的S区和前S区（preS）中变异[26]；以及促进HBV耐药的聚合酶编码区（P区）变异；这些变异有利于维持HBV长期感染和复制。 A1762T/G1764A常在HCC进化早期阶段就出现，而T1753V、C1653T、preS缺失和C端截短型HBx（Ct-HBx）等高危变异则在HCC进化的晚期阶段出现。与野生型HBV相比，具有强致癌能力的HBV变异株感染能力更弱。携带高比例变异型HBV的母亲，所产新生儿体内的HBV却以野生型为主，在儿童感染HBV之后，体内的变异型HBV比例又逐渐增加[27, 28]。 嗜肝病毒在物种间进化极为保守；HBV感染个体后，在炎症微环境的作用下变异-选择速度加快，进化的方向是致癌能力增强但感染新个体的能力降低，进化会随着宿主死亡而终止，因此称为“末路进化”。 HBV变异通过关键信号通路和改变代谢模式促进HCC进化。分子流行病学确定的HBV突变致癌作用也得到了机制研究证据的支持。Ct-HBx和携带C1653T-T1674G-A1762T/G1764A连锁变异的HBx蛋白通过上调纤溶酶原激活物抑制因子1（PAI1）和细胞分裂周期因子20（CDC20）以促进HCC增殖和体内成瘤[29]。 除了此类共性机制，单碱基连锁变异和截短型变异还有各自特异性的致癌途径。以A1762T/G1764A为基础的其余连锁突变通过上调S期激酶相关蛋白2（SKP2）、诱导抑癌蛋白p21的泛素化降解以促进HCC细胞增殖，并通过激活Wnt/β-catenin信号通路以促进HCC侵袭[30, 31]。Ct-HBx通过激活C-Jun/金属蛋白10通路促进HCC迁移侵袭[32]。 HBx变异也可以通过影响代谢模式而促进HCC进化。比如Ct-HBx下调硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）表达增强Warburg效应；HBx连锁变异则通过激活AKT/FOXO1信号通路增强花生四烯酸代谢[33, 34]。 HBV整合变异的促HCC进化作用 HBV整合激活致癌基因。HBV整合变异是HBV-HCC特有的体细胞变异类型。HBV整合的高频基因包括端粒逆转录酶（TERT）、赖氨酸甲基转移酶2B（KMT2B，又称MLL4）等，HBV的X区是最常整合到人体基因组的HBV片段[35-37]。TERT中的HBV整合多发生在启动子区或者增强子区，与TERT的高表达及HCC预后不良有显著相关性[37, 38]。 雄激素受体（AR）可以结合TERT启动子区的HBV整合片段，发挥转录因子活性进一步上调TERT的表达[38]。HBV通过上述方式参与了男性HCC高发相关的机制。除了直接激活促癌基因，HBV整合也对维持慢性炎症微环境有重要作用。 HBV整合维持HBV复制和慢性感染。HBV整合与高水平的HBV复制、低复制水平的HBV隐性感染、以及独立于病毒复制的HBsAg表达均有密切关系。有研究发现，血浆和肝组织中的HBV DNA、HBsAg、丙氨酸氨基转移酶水平与组织中HBV整合数量显著相关，但是与组织中的HBV共价闭合环状DNA（cccDNA）或外周血中的HBV前基因组RNA水平无关；低基线水平的HBV整合与5年内HBsAg清除显著相关，且是独立影响因子[39]。 在我国香港的HBsAg阴性HCC患者肝组织中，70%可以检测到HBV cccDNA并诊断为隐性HBV感染，其中又有70%可以检测到HBV整合[40]。说明HBV整合对于维持HBV感染状态、早期启动HCC进化具有重要作用。在cccDNA极低的患者肝脏组织中，仍可以检测到高水平的HBV RNA和HBsAg，其水平与肝脏组织中的HBV整合呈正相关。说明在HBV复制水平较低的情况下，HBV整合可以独立转录翻译产生HBsAg，继续刺激免疫系统产生炎症微环境[39]。 HBV-HCC进化机制研究在HCC特异性预防中的应用 HBV感染作为HCC的主要病因，其特异性的筛查和干预一直是三级预防的重要内容，比如通过检测HBV DNA载量和HBsAg评估人群风险并积极展开抗病毒治疗。近年来分子流行病学和机制研究成果的应用转化，则有望进一步完善相关防控策略。 HBV变异是分子流行病学确证的HCC发生、预后及治疗效果的预测标志物。抗病毒治疗可以缓解炎症、抑制HBV复制、降低HBV整合及其对宿主转录组的影响、阻滞HCC进化，不仅可以降低癌症发生风险，也可以延长HCC术后生存时间[41-43]。 然而特定的HBV变异会显著影响抗病毒治疗对HCC进化的阻滞作用。比如对于携带A1762T/G1764A 或者C1653T的HBV感染者，抗病毒治疗可以显著降低HCC发生风险，但对携带T1753V的HBV感染者，抗病毒治疗无法降低HCC发生风险[41]；对于接受肝癌切除术的患者，术后抗病毒治疗可以促进术后肝功能恢复、延长无病生存期，但是无法降低Ct-HBx带来的复发风险[42]。目前的HBV变异筛查多为检测耐药位点以评估清除病毒的效果，上述证据则提示，出于癌症预防目的展开抗病毒治疗的人群，也有必要监测HBV变异。 HBV整合同样具有HCC特异性预防的应用潜力。HBV整合片段可以用作预测术后复发的有效标志物。在HCC切除术前，HBV整合片段可在97.7%的HBV-HCC患者外周血中检测到，但是切除术后仅在23.3%的HCC患者外周血中检测到，此类患者中90%均发生HCC复发[44]。除了发生和预后的预测标志物，HBV-HCC机制研究还提供了新的治疗靶标，不仅包括关键致癌基因，也涉及免疫和代谢途径，可以完善基于靶向药物和免疫治疗药物的HBV-HCC三级预防策略。  总 结  参考文献：（上下滑动查看更多） 1. Wang, S., et al., Influence of socioeconomic events on cause-specific mortality in urban Shanghai, China, from 1974 to 2015: a population-based longitudinal study. Cmaj, 2018. 190(39): p. E1153-e1161. 2. Jiang, D., et al., Trends in cancer mortality in China from 2004 to 2018: A nationwide longitudinal study. Cancer Commun (Lond), 2021. 41(10): p. 1024-1036. 3. 赵沛, et al., 2004—2018年中国大陆地区原发性肝癌死亡率分析. 上海预防医学, 2021. 33(10): p. 881-886. 4. Yang, F., et al., Contribution of Hepatitis B Virus Infection to the Aggressiveness of Primary Liver Cancer: A Clinical Epidemiological Study in Eastern China. Front Oncol, 2019. 9: p. 370. 5. Liu, W., et al., Cancer Evo-Dev: A Theory of Inflammation-Induced Oncogenesis. Front Immunol, 2021. 12: p. 768098. 6. Cao, G.-W., Cancer Evo-Dev, a novel hypothesis derived from studies on hepatitis B virus-induced carcinogenesis. Hepatoma Research, 2017. 3: p. 241-59. 7. Siegel, R.L., K.D. Miller, and A. Jemal, Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin, 2020. 70(1): p. 7-30. 8. Yin, J., et al., Distribution and hepatocellular carcinoma-related viral properties of hepatitis B virus genotypes: a community-based study. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2010. 19(3): p. 777-86. 9. Zhang, H.W., et al., Risk factors for acute hepatitis B and its progression to chronic hepatitis in Shanghai, China. Gut, 2008. 57(12): p. 1713-20. 10. Yin, J., et al., Significant association of different preS mutations with hepatitis B-related cirrhosis or hepatocellular carcinoma. J Gastroenterol, 2010. 45(10): p. 1063-71. 11. Zhang, Q., et al., HLA-DP polymorphisms affect the outcomes of chronic hepatitis B virus infections, possibly through interacting with viral mutations. J Virol, 2013. 87(22): p. 12176-86. 12. Guo, X., et al., Strong influence of human leukocyte antigen (HLA)-DP gene variants on development of persistent chronic hepatitis B virus carriers in the Han Chinese population. Hepatology, 2011. 53(2): p. 422-8. 13. Chen, Y., et al., Association of human leukocyte antigen-DR-DQ-DP haplotypes with the risk of hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma. Hepatoma Research, 2022. 8: p. 8. 14. Deng, Y., et al., The genetic polymorphism down-regulating HLA-DRB1 enhancer activity facilitates HBV persistence, evolution and hepatocarcinogenesis in the Chinese Han population. J Viral Hepat, 2020. 27(11): p. 1150-1161. 15. Xie, J., et al., Interaction of signal transducer and activator of transcription 3 polymorphisms with hepatitis B virus mutations in hepatocellular carcinoma. Hepatology, 2013. 57(6): p. 2369-77. 16. Zhang, Q., et al., Effect of functional nuclear factor-kappaB genetic polymorphisms on hepatitis B virus persistence and their interactions with viral mutations on the risk of hepatocellular carcinoma. Ann Oncol, 2014. 25(12): p. 2413-2419. 17. Jiang, D.K., et al., Genetic variants in STAT4 and HLA-DQ genes confer risk of hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma. Nat Genet, 2013. 45(1): p. 72-5. 18. Wang, D., et al., APOBEC3B interaction with PRC2 modulates microenvironment to promote HCC progression. Gut, 2019. 68(10): p. 1846-1857. 19. Yang, P., et al., TGF-beta-miR-34a-CCL22 signaling-induced Treg cell recruitment promotes venous metastases of HBV-positive hepatocellular carcinoma. Cancer Cell, 2012. 22(3): p. 291-303. 20. Fisicaro, P., et al., Targeting mitochondrial dysfunction can restore antiviral activity of exhausted HBV-specific CD8 T cells in chronic hepatitis B. Nat Med, 2017. 23(3): p. 327-336. 21. Masson, J.J., H.W. Billings, and C.S. Palmer, Metabolic reprogramming during hepatitis B disease progression offers novel diagnostic and therapeutic opportunities. Antivir Chem Chemother, 2017. 25(2): p. 53-57. 22. Deng, Y., et al., Human cytidine deaminases facilitate hepatitis B virus evolution and link inflammation and hepatocellular carcinoma. Cancer Lett, 2014. 343(2): p. 161-71. 23. Liu, W., et al., Genetic Polymorphisms Predisposing the Interleukin 6-Induced APOBEC3B-UNG Imbalance Increase HCC Risk via Promoting the Generation of APOBEC-Signature HBV Mutations. Clin Cancer Res, 2019. 25(18): p. 5525-5536. 24. Yin, J., et al., Compartmentalized evolution of hepatitis B virus contributes differently to the prognosis of hepatocellular carcinoma. Carcinogenesis, 2021. 42(3): p. 461-470. 25. Sun, H., et al., Hepatitis B virus pre-S region: Clinical implications and applications. Rev Med Virol, 2020. 26. Huang, X., et al., Impact of "a" determinant mutations on detection of hepatitis B surface antigen (HBsAg) in HBV strains from Chinese patients with occult hepatitis B. J Med Virol, 2017. 89(10): p. 1796-1803. 27. Li, Z., X. Hou, and G. Cao, Is mother-to-infant transmission the most important factor for persistent HBV infection? Emerg Microbes Infect, 2015. 4(5): p. e30. 28. Li, Z., et al., Mother-to-child transmission of hepatitis B virus: evolution of hepatocellular carcinoma-related viral mutations in the post-immunization era. J Clin Virol, 2014. 61(1): p. 47-54. 29. Pu, R., et al., The Effects and Underlying Mechanisms of Hepatitis B Virus X Gene Mutants on the Development of Hepatocellular Carcinoma. Front Oncol, 2022. 12: p. 836517. 30. Huang, Y., et al., HBV core promoter mutations promote cellular proliferation through E2F1-mediated upregulation of S-phase kinase-associated protein 2 transcription. J Hepatol, 2013. 58(6): p. 1068-73. 31. Chen, Z., et al., HBx mutations promote hepatoma cell migration through the Wnt/β-catenin signaling pathway. Cancer Sci, 2016. 107(10): p. 1380-1389. 32. Sze, K.M., et al., C-terminal truncated hepatitis B virus x protein is associated with metastasis and enhances invasiveness by C-Jun/matrix metalloproteinase protein 10 activation in hepatocellular carcinoma. Hepatology, 2013. 57(1): p. 131-9. 33. Chiu, A.P., et al., HBx-K130M/V131I Promotes Liver Cancer in Transgenic Mice via AKT/FOXO1 Signaling Pathway and Arachidonic Acid Metabolism. Mol Cancer Res, 2019. 17(7): p. 1582-1593. 34. Zhang, Y., et al., C-terminal truncated HBx initiates hepatocarcinogenesis by downregulating TXNIP and reprogramming glucose metabolism. Oncogene, 2021. 40(6): p. 1147-1161. 35. Sung, W.K., et al., Genome-wide survey of recurrent HBV integration in hepatocellular carcinoma. Nat Genet, 2012. 44(7): p. 765-9. 36. Lau, C.C., et al., Viral-human chimeric transcript predisposes risk to liver cancer development and progression. Cancer Cell, 2014. 25(3): p. 335-49. 37. Zhao, L.H., et al., Genomic and oncogenic preference of HBV integration in hepatocellular carcinoma. Nat Commun, 2016. 7: p. 12992. 38. Li, C.L., et al., Androgen Receptor Enhances Hepatic Telomerase Reverse Transcriptase Gene Transcription After Hepatitis B Virus Integration or Point Mutation in Promoter Region. Hepatology, 2019. 69(2): p. 498-512. 39. Meier, M.A., et al., Ubiquitous expression of HBsAg from integrated HBV DNA in patients with low viral load. J Hepatol, 2021. 75(4): p. 840-847. 40. Wong, D.K., et al., Among Patients with Undetectable Hepatitis B Surface Antigen and Hepatocellular Carcinoma, a High Proportion Has Integration of HBV DNA into Hepatocyte DNA and No Cirrhosis. Clin Gastroenterol Hepatol, 2020. 18(2): p. 449-456. 41. Yin, J., et al., Hepatitis B Virus Combo Mutations Improve the Prediction and Active Prophylaxis of Hepatocellular Carcinoma: A Clinic-Based Cohort Study. Cancer Prev Res (Phila), 2015. 8(10): p. 978-88. 42. Yin, J., et al., Effect of antiviral treatment with nucleotide/nucleoside analogs on postoperative prognosis of hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma: a two-stage longitudinal clinical study. J Clin Oncol, 2013. 31(29): p. 3647-55. 43. Hsu, Y.C., et al., Inhibition of Viral Replication Reduces Transcriptionally Active Distinct Hepatitis B Virus Integrations With Implications on Host Gene Dysregulation. Gastroenterology, 2022. 162(4): p. 1160-1170.e1. 44. Li, C.L., et al., Cell-Free Virus-Host Chimera DNA From Hepatitis B Virus Integration Sites as a Circulating Biomarker of Hepatocellular Cancer. Hepatology, 2020. 72(6): p. 2063-2076. |
|
|
