引用本文： 董立謙, 沈本強, 麻勇. 肝細胞癌缺氧微環境的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2018, 25(10): 1254-1258. doi: 10.7507/1007-9424.201804036 復制
肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）系原發性肝癌最為典型的病理學分型之一，約占原發性肝癌的 85%～90%，大約半數的病例發生在發展中國家，乙型、丙型肝炎病毒感染是其主要的致癌病因[1]。盡管在過去的數十年里 HCC 治療手段的研究不斷取得新的成果，然而其 5 年生存率并未得到顯著提高，因此，亟需研究更有效的治療手段和方法。以往的腫瘤研究大多是以瘤細胞本身為核心，未考慮腫瘤所在微環境的相關作用。近年來，“種子與土壤”學說引起了人們的重視，關于腫瘤微環境與 HCC 的發生、發展、侵襲、轉移、復發等關系的相關研究越來越多。所謂腫瘤微環境是指腫瘤存在的細胞環境[2]，除腫瘤細胞自身外，還涵蓋了周圍血管、細胞外基質、非惡性細胞、信號通路以及腫瘤組織局部氧分壓、pH 值等方面。氧分壓是指溶解在血漿中的氧分子所產生的張力，與組織利用血氧進行生物學活動密切相關。已有文獻[3]報道，HCC 組織細胞生長所處的氧分壓較正常肝組織要低，這種缺氧環境不僅對 HCC 的發生和發展十分重要，而且在誘導 HCC 細胞耐藥、血管形成等多個方面也發揮著重要作用；同時，一項針對 HCC 細胞中 miRNA 表達的研究[4]證實，缺氧條件下 HCC 細胞中差異表達的 miRNAs 與轉錄和磷酸化有關，提示其對于 HCC 的影響也是不可忽略的。因此，對腫瘤的缺氧微環境的研究已成為當前抗 HCC 治療研究的熱點之一[5-6]。筆者就近年來該領域的相關研究進展進行簡要綜述。
1 缺氧與 HCC 進程
細胞的生存和增殖是建立在充足的營養基礎上的。在正常組織或細胞中的動脈血氧分壓為100 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），若實測動脈血氧分壓下降 8～10 mm Hg 即可對正常組織或細胞產生不利影響[7]。在實體腫瘤中，多數癌組織的動脈血氧分壓低于癌周組織。缺氧現象在血流灌注不足的腫瘤組織中多為短暫或急性的，而在增生的腫瘤組織中則表現為慢性的。正常細胞以有氧氧化方式獲能，而缺氧最終可以使能量耗盡進而導致生長受到抑制。對于 HCC，常態下的有氧環境對其生長有一定意義，然而在氧供稀缺的狀態下，HCC 依舊可以選擇糖酵解等其他機制獲能并繼續增殖，這一特點被稱之為 Warburg 效應。
缺氧微環境可以誘導腫瘤細胞內活性氧的產生及釋放，活性氧簇可誘導過氧化物還原酶 1 在 HCC 組織中表達增加并導致預后不良[8]。
缺氧微環境還可以經由多種機制增強腫瘤糖酵解過程即 Warburg 效應，Warburg 效應中具有重要作用的己糖激酶 2 和丙酮酸激酶 2 均被證實為 miR-199a 的靶點，miR-199a 是一種重要的腫瘤標志物。有研究[9]證實，缺氧條件能夠促進 RNA 結合蛋白 HuR 與 Pri-miR-199a 結合，使 miR-199a 的加工成熟過程受阻，從而導致缺氧程度與 HCC 細胞中的 miR-199a 表達水平呈負相關，并使 miR-199a 對于 Rho 蛋白相關卷曲螺旋激酶 1（ROCK1）翻譯的抑制作用下降，從而促進 HCC 的發展。
缺氧又可以提高 HCC 的氧化應激水平[10]。有研究[11]證實，在缺氧條件下，HCC 中高遷移率族蛋白 B1 水平發生變化，進而通過調控白細胞介素-6 促進腫瘤的侵襲和遷移，這一發現為研究腫瘤細胞與腫瘤相關巨噬細胞在乏氧環境下的相互關聯提供了一種新思路。
缺氧環境與上皮細胞-間充質轉化（EMT）過程也是密不可分的，其涉及眾多的信號通路如轉化生長因子（TGF）-β、Wnt 或 β-catenin 等，加速 HCC 組織的 EMT 進程，使得 HCC 細胞具有更強的侵襲特性[10, 12-15]。
HCC 組織中檢測到的 14-3-3ζ 和 p-Akt 表達水平升高也被證實與 HCC 缺氧微環境相關的生物學過程有密切關聯[16-17]。當前也有研究[18]證實了基于缺氧這一前提，多種基因及蛋白或可成為臨床預測 HCC 預后的標志物。
綜上，HCC 細胞在乏氧條件下所表現出的頑強耐受能力是影響腫瘤代謝、侵襲及遷移能力的重要因素。
2 缺氧與缺氧誘導因子（hypoxia inducible factors，HIFs）
腫瘤組織內的缺氧背景能夠上調 HIFs 的表達并且促使其轉錄活性增強，更容易導致基因突變的發生，從而促進腫瘤的發生以及轉移[19]。在缺氧條件下，HIFs 能夠調節包含碳酸酐酶-9（CA-9）、葡萄糖轉運蛋白-1（GLUT-1）等在內的多種基因的表達水平，使腫瘤組織適應所處環境，從而保持腫瘤細胞的活力；同時，HIFs 還能促使血管內皮生長因子（VEGF）基因超常表達，調控腫瘤組織內新生血管生成。
2.1 HIF-1α
HIF-1 是在缺氧誘導的肝細胞癌株 Hep3B 細胞核提取物中發現的一種轉錄因子，其由 α 和 β 兩個亞基組成。人類 HIF-α 家族已被鑒定出有 HIF-1α、HIF-2α、HIF-3α 等因子，其中尤以 HIF-1α 在調節腫瘤適應低氧條件、改變糖代謝機制等過程中起著非常重要的作用[20]。
HIF-1α 在大多數哺乳動物細胞內廣泛表達，作為一種在調節血管新生、免疫逃逸、腫瘤侵襲及轉移相關基因表達中起主要作用的轉錄因子，其活性由受氧濃度調控的 α 亞基及多種生長因子及信號通路調節。在氧充足的環境下，HIF-1α 不穩定，很快即可被脯氨酰羥化酶羥基化，循泛素化-蛋白酶途徑降解，或被 vonHippel-Lindau 抑癌蛋白破壞；而在乏氧狀態時，上述羥基化的作用被抑制，HIF-1α變得相對穩定，且其更易被轉運入細胞核，與 HIF-1β亞基結合，通過異質二聚化形成二聚體，并通過結合相應靶基因如 p300 /CREB 結合蛋白（CBP）而活化，調控一系列反應，如其在缺氧時能夠上調促紅細胞生成素這一過程，已被證實可以經由特異性受體易位的方式促進 HCC 發展[21]，這一研究結果使得其在臨床中應用重組人促紅細胞生成素治療 HCC 患者貧血的治療方法變得愈發慎重。
此外，HIF 還涉及促進新生血管的生成、參與糖酵解并在乏氧環境維持 ATP 的生成等。有研究[22-23]證實，HIF-1α 可以調節賴氨酰氧化酶 2 等進而調節 EMT 過程，參與 HCC 細胞的侵襲和轉移。
2.2 HIF-2α
HIF-2 是 HIFs 家族的第 2 個成員，其氨基酸序列與 HIF-1 等具有很高的同源性。與 HIF-1 在幾乎所有的細胞中表達不同，HIF-2 僅在包括肝細胞在內的特定類型細胞表達。
有研究[24]表明，HIF-2α 已被證明調節消化系統癌癥的多個方面，包括細胞增殖、血管生成、凋亡、代謝、轉移和對化療的抵抗，提示其為惡性表型的關鍵調節因子。HCC 中 HIF-2α 超常表達可通過調控絲氨酸蛋白酶抑制劑 B3（SERPINB3）對 HCC 的侵襲能力起促進作用[25]。通過病毒轉染下調 HCC 細胞中環磷腺苷效應元件結合蛋白 3（CREB3），可減輕 HCC 細胞對缺氧環境的應激反應[26]。
有研究[27]發現，HIF-2α 參與細胞凋亡過程，通過促進 HCC 細胞系的凋亡起到對抗 HCC 治療的作用，其過表達與 HCC 患者良好的預后呈正相關；HIF-2α 高表達的 HCC 組織中凋亡相關蛋白 Bax、Bad 等也呈高表達，可抑制 HCC 細胞生長[27-28]。
此外，尚有研究[29]證實，脯氨酸羥化酶 3（PHD3）在常氧狀態下對 HIF-2α 的降解作用在 HCC 所處的缺氧條件下無效，從側面證明，HCC 中失調的 HIF-2α 相關代謝在 HCC 的進展中有一定意義。
2.3 HIF-3α
HIF-3α 在肝臟中表達相對于其他組織低，當前對于 HIF-3α 的研究甚少。有研究[30]表明，miR-429 可以通過其靶點 DNA 損傷誘導轉錄因子 4（DDIT4）以間接影響 HIF-3α 表達。HIF-3α4 對于腎透明細胞癌的抑制作用及其機制[31]若能在 HCC 的研究中得以重復并證實，或可成為 HCC 的治療靶點。
綜上所述，HIFs 在 HCC 的發生及發展過程中具有不可忽視的作用，這些作用與缺氧微環境的關系亦十分密切。
3 缺氧與 HCC 血管生成
盡管腫瘤組織大多有豐富的血供，然而其氧供應仍然不足。HCC 組織的一個明顯特征就是結締組織大幅度增生致使肝臟纖維化，從而形成腫瘤缺氧微環境。當腫瘤供氧不足以應對腫瘤細胞的需要時，就必須通過新血管生成或血管再生等方式來增加氧供，高度密集化的血管同時也增加了腫瘤的轉移概率。
正常情況下，血管生成泛指之前已經存在的毛細血管，在其基礎上進一步發展成為新血管的這一涉及多種因子及通路的過程。VEGF 的主要作用便是調控新的血管生成，在該進程中負有不可取代的作用，被稱為中樞性的刺激因子[32]。HCC 組織的低氧環境下增加的 HIF 能使 VEGF-α 的表達增加，從而誘導新血管生成。新生的血管某種程度上緩解了 HCC 組織的缺氧狀況。然而，由于新生的血管在結構和功能上都是不健全的，存在著較大的通透性和不連續性，所以其并不能完全充分地緩解組織缺氧，甚至還會造成更為嚴重的循環性缺氧，而且這些新生血管的高通透性特點，還會促進腫瘤細胞向血管浸潤，增強遠處轉移的能力，從而使腫瘤具有很高的侵襲性。
此外，缺氧時 HIF-2α 也大量堆積，與 HIF-1α 在腫瘤血管生成中具有協同作用。其中，與 HIF-1α 在缺氧急性期對 VEGF 的誘導不同，HIF-2α 對于 VEGF 的調控主要體現在慢性缺氧期間[33]。體外實驗[34]也證實，缺氧可誘導 HIF-2α 的表達并調控多種通路促進血管生成。此外，缺氧條件下過氧化物酶升高或與 HCC 血管生成有關[8]。
以上研究結果提示，缺氧條件下腫瘤組織新血管的生成及其具體機制也是 HCC 的一個重要的研究方向，若能更進一步闡述缺氧微環境在 HCC 組織血管生成方面的作用，或可使對于 HCC 發生及發展機制的研究更為透徹。
4 缺氧與 HCC 的非手術治療
當前，非手術治療依然是 HCC 重要的治療手段，但其治療過程中易產生耐藥性、預后仍較差，其中缺氧微環境是其一個重要的因素。
有許多研究[12, 35]證實，經肝動脈插管化療栓塞（TACE）治療后的肝癌患者，雖然會獲得更長的生存時間，但是治療后的組織缺氧加重也使得殘留腫瘤的惡性程度、干細胞標志物等有不同程度的增加。TACE 治療本身所造成的缺氧環境既可通過如 EMT 途徑等促進腫瘤轉移，又能通過上調多藥耐藥蛋白 1 和多藥耐藥相關蛋白 1 的表達引起腫瘤對阿霉素的抗性[12]。研究[36]證實，索拉非尼誘導的缺氧可以通過基質細胞衍生因子-1α/趨化因子受體 4 通路促進 HCC 的免疫抑制；此外，在缺氧環境下催生血管結構和功能畸變，不僅加重腫瘤的乏氧狀態，也使藥物的療效大打折扣；同時，缺氧抑制腫瘤細胞凋亡，也使某些促凋亡的抗癌藥物無法充分發揮作用。
缺氧導致 HIF-1 表達，引起下游多種因子的激活，也會增加腫瘤對放療產生抗性。眾所周知，當腫瘤細胞處于 G2/M 期時，對放療表現出更高的敏感性，而缺氧可將腫瘤細胞的周期阻滯于 G1 期，從而降低 HCC 對放療的敏感性。有研究[14, 37]認為，HIF-2α 活化 c-myc 維持腫瘤干細胞干性以及導致 VEGF、cyclin D1、TGF-α/表皮生長因子受體（EGFR）通路的激活等，也為治療增添了難度。一項針對 HCC 對索拉非尼抗藥性的研究[38]顯示，索拉非尼聯合“敏化劑”以抑制缺氧介導的影響是當前的迫切需求。已有研究[12]證實，應用 HIF-2α 或環氧化酶-2 抑制劑可以減輕索拉非尼治療 HCC 過程中產生的抗藥性；HIF-2α 抑制劑 PT-2385 也被證實可以通過抑制 HCC 中的 HIF-2α 表達及上調雄激素受體經由 pSTAT3/pAKT/pERK 途徑以減輕缺氧介導的索拉非尼抗性[38]；環指蛋白 121（ring finger protein 121，RNF121）、蟾蜍他靈（罌粟堿衍生物）等對于 VEGFR-2 促血管新生的抑制作用亦或可成為 HCC 治療的突破點[39-40]。
當前針對缺氧環境下 HCC 治療的理論研究也取得了不少成果，如有研究[41]證實，在缺氧環境下吳茱萸堿本身具有抗 HCC 的特性，同時其聯合伏立諾他可在乏氧條件下加速 HIF-1α 的降解，或可用于緩解乏氧狀態為 HCC 治療帶來的障礙；亦有研究[42]證實褪黑激素能夠增強索拉非尼的細胞毒性并克服 HCC 中由缺氧環境所介導的耐藥機制。上述結論若能最終落實于臨床，或可成為 HCC 治療的突破點。
通過上述報道可以得出這樣的推斷，缺氧在為 HCC 治療帶來困難的同時，也是其潛在的治療突破點，以缺氧微環境為核心，探尋 HCC 新的治療方式及策略，已成為當前研究的熱點之一。
5 小結與展望
缺氧是腫瘤的一種普遍現象。近年來對于 HCC 組織微環境的研究也越來越得到重視，其中缺氧這一特殊的微環境為 HCC 的各種治療手段帶來了許多困難和挑戰。但隨著對 HCC 組織微環境具體致病機制的不斷明晰，也給 HCC 的治療提供了新的靶點和策略，部分研究成果已為改善 HCC 患者的臨床療效帶來了新的曙光。
肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）系原發性肝癌最為典型的病理學分型之一，約占原發性肝癌的 85%～90%，大約半數的病例發生在發展中國家，乙型、丙型肝炎病毒感染是其主要的致癌病因[1]。盡管在過去的數十年里 HCC 治療手段的研究不斷取得新的成果，然而其 5 年生存率并未得到顯著提高，因此，亟需研究更有效的治療手段和方法。以往的腫瘤研究大多是以瘤細胞本身為核心，未考慮腫瘤所在微環境的相關作用。近年來，“種子與土壤”學說引起了人們的重視，關于腫瘤微環境與 HCC 的發生、發展、侵襲、轉移、復發等關系的相關研究越來越多。所謂腫瘤微環境是指腫瘤存在的細胞環境[2]，除腫瘤細胞自身外，還涵蓋了周圍血管、細胞外基質、非惡性細胞、信號通路以及腫瘤組織局部氧分壓、pH 值等方面。氧分壓是指溶解在血漿中的氧分子所產生的張力，與組織利用血氧進行生物學活動密切相關。已有文獻[3]報道，HCC 組織細胞生長所處的氧分壓較正常肝組織要低，這種缺氧環境不僅對 HCC 的發生和發展十分重要，而且在誘導 HCC 細胞耐藥、血管形成等多個方面也發揮著重要作用；同時，一項針對 HCC 細胞中 miRNA 表達的研究[4]證實，缺氧條件下 HCC 細胞中差異表達的 miRNAs 與轉錄和磷酸化有關，提示其對于 HCC 的影響也是不可忽略的。因此，對腫瘤的缺氧微環境的研究已成為當前抗 HCC 治療研究的熱點之一[5-6]。筆者就近年來該領域的相關研究進展進行簡要綜述。
1 缺氧與 HCC 進程
細胞的生存和增殖是建立在充足的營養基礎上的。在正常組織或細胞中的動脈血氧分壓為100 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），若實測動脈血氧分壓下降 8～10 mm Hg 即可對正常組織或細胞產生不利影響[7]。在實體腫瘤中，多數癌組織的動脈血氧分壓低于癌周組織。缺氧現象在血流灌注不足的腫瘤組織中多為短暫或急性的，而在增生的腫瘤組織中則表現為慢性的。正常細胞以有氧氧化方式獲能，而缺氧最終可以使能量耗盡進而導致生長受到抑制。對于 HCC，常態下的有氧環境對其生長有一定意義，然而在氧供稀缺的狀態下，HCC 依舊可以選擇糖酵解等其他機制獲能并繼續增殖，這一特點被稱之為 Warburg 效應。
缺氧微環境可以誘導腫瘤細胞內活性氧的產生及釋放，活性氧簇可誘導過氧化物還原酶 1 在 HCC 組織中表達增加并導致預后不良[8]。
缺氧微環境還可以經由多種機制增強腫瘤糖酵解過程即 Warburg 效應，Warburg 效應中具有重要作用的己糖激酶 2 和丙酮酸激酶 2 均被證實為 miR-199a 的靶點，miR-199a 是一種重要的腫瘤標志物。有研究[9]證實，缺氧條件能夠促進 RNA 結合蛋白 HuR 與 Pri-miR-199a 結合，使 miR-199a 的加工成熟過程受阻，從而導致缺氧程度與 HCC 細胞中的 miR-199a 表達水平呈負相關，并使 miR-199a 對于 Rho 蛋白相關卷曲螺旋激酶 1（ROCK1）翻譯的抑制作用下降，從而促進 HCC 的發展。
缺氧又可以提高 HCC 的氧化應激水平[10]。有研究[11]證實，在缺氧條件下，HCC 中高遷移率族蛋白 B1 水平發生變化，進而通過調控白細胞介素-6 促進腫瘤的侵襲和遷移，這一發現為研究腫瘤細胞與腫瘤相關巨噬細胞在乏氧環境下的相互關聯提供了一種新思路。
缺氧環境與上皮細胞-間充質轉化（EMT）過程也是密不可分的，其涉及眾多的信號通路如轉化生長因子（TGF）-β、Wnt 或 β-catenin 等，加速 HCC 組織的 EMT 進程，使得 HCC 細胞具有更強的侵襲特性[10, 12-15]。
HCC 組織中檢測到的 14-3-3ζ 和 p-Akt 表達水平升高也被證實與 HCC 缺氧微環境相關的生物學過程有密切關聯[16-17]。當前也有研究[18]證實了基于缺氧這一前提，多種基因及蛋白或可成為臨床預測 HCC 預后的標志物。
綜上，HCC 細胞在乏氧條件下所表現出的頑強耐受能力是影響腫瘤代謝、侵襲及遷移能力的重要因素。
2 缺氧與缺氧誘導因子（hypoxia inducible factors，HIFs）
腫瘤組織內的缺氧背景能夠上調 HIFs 的表達并且促使其轉錄活性增強，更容易導致基因突變的發生，從而促進腫瘤的發生以及轉移[19]。在缺氧條件下，HIFs 能夠調節包含碳酸酐酶-9（CA-9）、葡萄糖轉運蛋白-1（GLUT-1）等在內的多種基因的表達水平，使腫瘤組織適應所處環境，從而保持腫瘤細胞的活力；同時，HIFs 還能促使血管內皮生長因子（VEGF）基因超常表達，調控腫瘤組織內新生血管生成。
2.1 HIF-1α
HIF-1 是在缺氧誘導的肝細胞癌株 Hep3B 細胞核提取物中發現的一種轉錄因子，其由 α 和 β 兩個亞基組成。人類 HIF-α 家族已被鑒定出有 HIF-1α、HIF-2α、HIF-3α 等因子，其中尤以 HIF-1α 在調節腫瘤適應低氧條件、改變糖代謝機制等過程中起著非常重要的作用[20]。
HIF-1α 在大多數哺乳動物細胞內廣泛表達，作為一種在調節血管新生、免疫逃逸、腫瘤侵襲及轉移相關基因表達中起主要作用的轉錄因子，其活性由受氧濃度調控的 α 亞基及多種生長因子及信號通路調節。在氧充足的環境下，HIF-1α 不穩定，很快即可被脯氨酰羥化酶羥基化，循泛素化-蛋白酶途徑降解，或被 vonHippel-Lindau 抑癌蛋白破壞；而在乏氧狀態時，上述羥基化的作用被抑制，HIF-1α變得相對穩定，且其更易被轉運入細胞核，與 HIF-1β亞基結合，通過異質二聚化形成二聚體，并通過結合相應靶基因如 p300 /CREB 結合蛋白（CBP）而活化，調控一系列反應，如其在缺氧時能夠上調促紅細胞生成素這一過程，已被證實可以經由特異性受體易位的方式促進 HCC 發展[21]，這一研究結果使得其在臨床中應用重組人促紅細胞生成素治療 HCC 患者貧血的治療方法變得愈發慎重。
此外，HIF 還涉及促進新生血管的生成、參與糖酵解并在乏氧環境維持 ATP 的生成等。有研究[22-23]證實，HIF-1α 可以調節賴氨酰氧化酶 2 等進而調節 EMT 過程，參與 HCC 細胞的侵襲和轉移。
2.2 HIF-2α
HIF-2 是 HIFs 家族的第 2 個成員，其氨基酸序列與 HIF-1 等具有很高的同源性。與 HIF-1 在幾乎所有的細胞中表達不同，HIF-2 僅在包括肝細胞在內的特定類型細胞表達。
有研究[24]表明，HIF-2α 已被證明調節消化系統癌癥的多個方面，包括細胞增殖、血管生成、凋亡、代謝、轉移和對化療的抵抗，提示其為惡性表型的關鍵調節因子。HCC 中 HIF-2α 超常表達可通過調控絲氨酸蛋白酶抑制劑 B3（SERPINB3）對 HCC 的侵襲能力起促進作用[25]。通過病毒轉染下調 HCC 細胞中環磷腺苷效應元件結合蛋白 3（CREB3），可減輕 HCC 細胞對缺氧環境的應激反應[26]。
有研究[27]發現，HIF-2α 參與細胞凋亡過程，通過促進 HCC 細胞系的凋亡起到對抗 HCC 治療的作用，其過表達與 HCC 患者良好的預后呈正相關；HIF-2α 高表達的 HCC 組織中凋亡相關蛋白 Bax、Bad 等也呈高表達，可抑制 HCC 細胞生長[27-28]。
此外，尚有研究[29]證實，脯氨酸羥化酶 3（PHD3）在常氧狀態下對 HIF-2α 的降解作用在 HCC 所處的缺氧條件下無效，從側面證明，HCC 中失調的 HIF-2α 相關代謝在 HCC 的進展中有一定意義。
2.3 HIF-3α
HIF-3α 在肝臟中表達相對于其他組織低，當前對于 HIF-3α 的研究甚少。有研究[30]表明，miR-429 可以通過其靶點 DNA 損傷誘導轉錄因子 4（DDIT4）以間接影響 HIF-3α 表達。HIF-3α4 對于腎透明細胞癌的抑制作用及其機制[31]若能在 HCC 的研究中得以重復并證實，或可成為 HCC 的治療靶點。
綜上所述，HIFs 在 HCC 的發生及發展過程中具有不可忽視的作用，這些作用與缺氧微環境的關系亦十分密切。
3 缺氧與 HCC 血管生成
盡管腫瘤組織大多有豐富的血供，然而其氧供應仍然不足。HCC 組織的一個明顯特征就是結締組織大幅度增生致使肝臟纖維化，從而形成腫瘤缺氧微環境。當腫瘤供氧不足以應對腫瘤細胞的需要時，就必須通過新血管生成或血管再生等方式來增加氧供，高度密集化的血管同時也增加了腫瘤的轉移概率。
正常情況下，血管生成泛指之前已經存在的毛細血管，在其基礎上進一步發展成為新血管的這一涉及多種因子及通路的過程。VEGF 的主要作用便是調控新的血管生成，在該進程中負有不可取代的作用，被稱為中樞性的刺激因子[32]。HCC 組織的低氧環境下增加的 HIF 能使 VEGF-α 的表達增加，從而誘導新血管生成。新生的血管某種程度上緩解了 HCC 組織的缺氧狀況。然而，由于新生的血管在結構和功能上都是不健全的，存在著較大的通透性和不連續性，所以其并不能完全充分地緩解組織缺氧，甚至還會造成更為嚴重的循環性缺氧，而且這些新生血管的高通透性特點，還會促進腫瘤細胞向血管浸潤，增強遠處轉移的能力，從而使腫瘤具有很高的侵襲性。
此外，缺氧時 HIF-2α 也大量堆積，與 HIF-1α 在腫瘤血管生成中具有協同作用。其中，與 HIF-1α 在缺氧急性期對 VEGF 的誘導不同，HIF-2α 對于 VEGF 的調控主要體現在慢性缺氧期間[33]。體外實驗[34]也證實，缺氧可誘導 HIF-2α 的表達并調控多種通路促進血管生成。此外，缺氧條件下過氧化物酶升高或與 HCC 血管生成有關[8]。
以上研究結果提示，缺氧條件下腫瘤組織新血管的生成及其具體機制也是 HCC 的一個重要的研究方向，若能更進一步闡述缺氧微環境在 HCC 組織血管生成方面的作用，或可使對于 HCC 發生及發展機制的研究更為透徹。
4 缺氧與 HCC 的非手術治療
當前，非手術治療依然是 HCC 重要的治療手段，但其治療過程中易產生耐藥性、預后仍較差，其中缺氧微環境是其一個重要的因素。
有許多研究[12, 35]證實，經肝動脈插管化療栓塞（TACE）治療后的肝癌患者，雖然會獲得更長的生存時間，但是治療后的組織缺氧加重也使得殘留腫瘤的惡性程度、干細胞標志物等有不同程度的增加。TACE 治療本身所造成的缺氧環境既可通過如 EMT 途徑等促進腫瘤轉移，又能通過上調多藥耐藥蛋白 1 和多藥耐藥相關蛋白 1 的表達引起腫瘤對阿霉素的抗性[12]。研究[36]證實，索拉非尼誘導的缺氧可以通過基質細胞衍生因子-1α/趨化因子受體 4 通路促進 HCC 的免疫抑制；此外，在缺氧環境下催生血管結構和功能畸變，不僅加重腫瘤的乏氧狀態，也使藥物的療效大打折扣；同時，缺氧抑制腫瘤細胞凋亡，也使某些促凋亡的抗癌藥物無法充分發揮作用。
缺氧導致 HIF-1 表達，引起下游多種因子的激活，也會增加腫瘤對放療產生抗性。眾所周知，當腫瘤細胞處于 G2/M 期時，對放療表現出更高的敏感性，而缺氧可將腫瘤細胞的周期阻滯于 G1 期，從而降低 HCC 對放療的敏感性。有研究[14, 37]認為，HIF-2α 活化 c-myc 維持腫瘤干細胞干性以及導致 VEGF、cyclin D1、TGF-α/表皮生長因子受體（EGFR）通路的激活等，也為治療增添了難度。一項針對 HCC 對索拉非尼抗藥性的研究[38]顯示，索拉非尼聯合“敏化劑”以抑制缺氧介導的影響是當前的迫切需求。已有研究[12]證實，應用 HIF-2α 或環氧化酶-2 抑制劑可以減輕索拉非尼治療 HCC 過程中產生的抗藥性；HIF-2α 抑制劑 PT-2385 也被證實可以通過抑制 HCC 中的 HIF-2α 表達及上調雄激素受體經由 pSTAT3/pAKT/pERK 途徑以減輕缺氧介導的索拉非尼抗性[38]；環指蛋白 121（ring finger protein 121，RNF121）、蟾蜍他靈（罌粟堿衍生物）等對于 VEGFR-2 促血管新生的抑制作用亦或可成為 HCC 治療的突破點[39-40]。
當前針對缺氧環境下 HCC 治療的理論研究也取得了不少成果，如有研究[41]證實，在缺氧環境下吳茱萸堿本身具有抗 HCC 的特性，同時其聯合伏立諾他可在乏氧條件下加速 HIF-1α 的降解，或可用于緩解乏氧狀態為 HCC 治療帶來的障礙；亦有研究[42]證實褪黑激素能夠增強索拉非尼的細胞毒性并克服 HCC 中由缺氧環境所介導的耐藥機制。上述結論若能最終落實于臨床，或可成為 HCC 治療的突破點。
通過上述報道可以得出這樣的推斷，缺氧在為 HCC 治療帶來困難的同時，也是其潛在的治療突破點，以缺氧微環境為核心，探尋 HCC 新的治療方式及策略，已成為當前研究的熱點之一。
5 小結與展望
缺氧是腫瘤的一種普遍現象。近年來對于 HCC 組織微環境的研究也越來越得到重視，其中缺氧這一特殊的微環境為 HCC 的各種治療手段帶來了許多困難和挑戰。但隨著對 HCC 組織微環境具體致病機制的不斷明晰，也給 HCC 的治療提供了新的靶點和策略，部分研究成果已為改善 HCC 患者的臨床療效帶來了新的曙光。