引用本文: 李爭時, 吳泓, 劉暢. 肝細胞癌伴肺轉移的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(8): 1001-1007. doi: 10.7507/1007-9424.202304017 復制
肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是原發性肝癌中最主要的病理組織類型,因其好發轉移,且微轉移灶難以被影像學檢查發現,往往預后很差。據GLOBOCAN數據庫2020年的數據顯示,該年全球肝癌患者有90萬例,占所有癌種的4.7%;我國每年罹患肝癌的患者多達約41萬例。既往的眾多研究表明,HCC易發生肝外轉移,其中肺是最常見的轉移部位,占所有肝外轉移的51%,其次為淋巴結、骨、腎上腺等部位[1-4]。肝癌肺轉移患者情況復雜,在診療方面的處理十分棘手。現就HCC肺轉移的臨床特征、轉移機制、診療進展等內容進行總結歸納。
1 HCC肺轉移患者的臨床特征
遠端轉移是HCC復發的主要特征之一,早期HCC復發通常會導致預后非常差,這也是HCC患者生存質量較差的原因[5-6]。Wu等[3]通過分析監測、流行病學和最終結果(The Surveillance, Epidemiology, and End Results,SEER)數據庫中的33 177例HCC患者的數據,發現HCC同時性肺轉移的影響因素中,男性、年輕、非白人、未婚、無保險、血清學檢查甲胎蛋白升高、原發性腫瘤較大、腫瘤病理分化差、淋巴結轉移、同步骨或腦轉移與肺轉移風險較高相關。HCC肺轉移患者在病程中早期轉移灶小、數量較少、常無癥狀,有時甚至轉移灶很大也無癥狀。當腫瘤侵犯支氣管時,可引起咳嗽、咳痰、咳血,累及胸膜時可出現胸痛和胸水。雙側肺葉轉移在患者中較為常見,且大多數患者表現為多發肺轉移結節。HCC肺轉移屬腫瘤晚期階段,轉移發生率為18%~55%[2, 7-9],其1、3、5年總生存率分別為12.8%、4.0%和1.6%,總中位生存期和癌特異性生存期均僅為3個月[3]。
2 HCC的肺轉移機制
HCC的肺轉移過程與腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)以及TME中各組分變化存在相關性,表現在原發灶與轉移灶異質性、腫瘤基因組差異等。
2.1 原發灶腫瘤細胞產生外泌體及相關分子促進HCC轉移
循環腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC)、循環腫瘤DNA和外泌體在診治HCC以及調節HCC相關TME中有著重要作用[10]。有研究[11-12]證實,來自肝腫瘤細胞的外泌體通過分泌高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)激活B細胞,使之強烈表達T細胞免疫球蛋白黏蛋白分子1(T cell immunoglobulin domain and mucin domain protein-1,TIM-1),并通過Toll樣受體(Toll-like receptor)2/4和絲裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路促進TIM-1+ Breg細胞的擴增,同時抑制CD8+ T細胞活性,進而為腫瘤細胞轉移創造免疫耐受的TME,而纈氨酸蛋白能夠通過泛素-蛋白酶體過程減少HMGB1的降解,增強其穩定性,與HCC轉移相關。Chen等[13]在研究中證明,來自HCC系的高轉移性MHCC97H細胞的外泌體可以被低轉移性HCC細胞吸收,隨后促進受體細胞的惡性行為。該研究[13]發現敲除1種GTP酶Rab27a基因可以促進低轉移性HCC腫瘤細胞的肝外轉移,尤其是肺轉移;動物實驗證明其機制在于,MHCC97H源性或自源性外泌體分泌減少引起的HCC細胞生物學改變是通過MAPK/細胞外調節激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)信號誘導上皮-間葉細胞轉化 (epithelial–mesenchymal transition ,EMT)引起的,外泌體分泌阻斷與親本MHCC97H細胞的肺轉移和肝內轉移增強有關,而在MHCC97H細胞中異位過表達Rab27a可抑制這種增強的體內轉移。另一項研究[14]也表明,MHCC97H和MHCC97L衍生外泌體處理的受體通過轉化生長因子β(transfoming growth factors β)/Smad信號通路誘導EMT,引起HCC細胞的生物學改變,進而促進肝癌肺轉移。
外泌體攜帶整合素(integrin)及其配體也可為腫瘤細胞定殖構建相應TME。Peng等[15]在關于HCC病理性纖維化進展的研究中利用CRISPR/Cas9基因編輯技術,從成纖維細胞中鑒定出纖維連接蛋白,從肝癌細胞中鑒定出整合素-α5、整合素-β1為主要作用分子,并證明其重塑纖連蛋白與膠原蛋白1以介導TME的形成。
CTC隨血流運輸的動態過程是HCC血源性肺轉移機制的重要環節。Sun等[16]的研究證實,CTC在Smad2和β-catenin相關信號通路的血液轉運過程中轉換為EMT激活表型。原發性腫瘤中EMT的激活與肝靜脈中CTC總數相關,說明肝靜脈是原發腫瘤細胞進入循環的主要出口。肺循環后CTC的數量和陽性率明顯下降,其中較大的CTC傾向于滯留在肺毛細血管床中。較小的CTC可能通過肺循環,并在肝動脈、肝靜脈和肝門靜脈中循環。這項研究[16]表明了HCC釋放CTC在肺轉移過程中的重要影響,CTC附著于血管內壁為腫瘤細胞外滲以及血行轉移提供了前置條件。同樣的,干擾CTC的黏附可以抑制腫瘤細胞的轉移和定植[17]。目前,腫瘤來源外泌體和CTC是腫瘤診療領域的熱點,因此深入了解其導致肺轉移的作用機制可以為后續臨床預防以及治療提供相關的思路和方法。
2.2 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)及相關分子參與HCC轉移
HBV感染也是造成HCC侵襲性惡化進展的主要原因之一。已有研究發現,HBV編碼表達的X蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)具有重塑TME以促進HCC轉移的功能。Liu等[18]研究發現,在裸鼠腫瘤轉移模型中,穩定的HBx表達也可促進肝癌的肝內和遠端肺轉移,通過激活EMT形成,從而促進肝癌進展過程中的腫瘤侵襲和轉移。Chen等[19]研究發現,HCC細胞中HBx的過表達也可以誘導HMGB1的分泌,以自分泌/旁分泌方式促進HCC的侵襲和轉移。HBx通過觸發細胞質鈣的增加并激活鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶激酶通路,導致隨后HMGB1的易位和釋放,從而通過建立免疫耐受環境導致HCC轉移灶的形成。叉頭框M1(forkhead box M1,FoxM1)是調控腫瘤轉移的主要調節因子,在HCC發展過程中起到關鍵作用。Xia等[20]通過Transwell實驗和原位轉移模型分析發現,HBx通過ERK/cAMP反應元件結合蛋白(cyclic-AMP response binding protein)途徑上調FoxM1的表達,而FoxM1通過促進基質金屬蛋白酶(matrix metallopeptidase,MMP)-7、RhoC和Rho相關激酶的表達促進肝癌細胞的侵襲和轉移,抑制FoxM1能顯著降低HBx增強的肝癌細胞體外侵襲和體內肺轉移。
2.3 腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)參與HCC轉移
TAMs是原發性和轉移性TME中最豐富的免疫細胞之一。在原發部位,TAMs增強腫瘤侵襲和內滲,啟動血管生成,培養干細胞;而在轉移部位,TAMs促進腫瘤細胞外滲、存活和持續生長[20]。在HCC中,TAMs因具有促進腫瘤轉移作用被確定為M2型巨噬細胞的驅動因素[21]。在一項研究[22]中學者使用細胞培養、小鼠模型和人類數據集來研究肝癌中好氧糖酵解和碳酸酐酶Ⅻ(carbonic anhydrase Ⅻ,CA12)表達之間的相互作用,發現好氧糖酵解促進了TAMs中CA12的表達上調,從而誘導了一種促進腫瘤生長和轉移的原腫瘤表型。來自HCC樣本的腫瘤細胞因子通過芳香烴受體核轉運因子1途徑誘導腫瘤浸潤的TAMs中CA12的表達上調,該通路對酸性環境中的TAMs具有保護作用,并誘導趨化因子單核細胞趨化蛋白 2的表達,促進腫瘤細胞的遷移轉移。
2.4 其他分子因素影響HCC轉移的機制
Yuan等[23]的臨床數據研究分析結果顯示,在HCC從正常肝、肝硬化肝、發育不良肝到HCC的發展過程中,轉移相關肺腺癌轉錄本1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1)表達水平逐漸不受調控,并與HCC患者的低生存率相關,尤其是在肝炎病毒感染人群中。
胞外基質作為TME的重要組分,也參與HCC肺轉移灶的形成。Wu等[24]認為,較高的基質硬度影響腫瘤細胞的生物學行為,調節腫瘤相關基因/miRNA表達和莖稈特征,并有助于腫瘤侵襲和轉移。該研究表明,整合素β1/α5/JNK/c-JUN信號通路參與了高基質硬度誘導的肝癌細胞賴氨酰氧化酶樣蛋白2(lysyl oxidase-like 2,LOXL2)上調,分泌的LOXL2促進纖維連接蛋白的產生、MMP-9基因和趨化因子基質細胞衍生因子21(stromal cell derived factor 21,SDF21,即 CXCL12)的表達,以及骨髓來源的抑制性細胞(myeloid-derived suppressor cells)的招募,以協助轉移前TME的形成。Liu等[25]在癌癥相關成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)的致癌作用中發現了一種新的機制,即CAFs衍生的細胞因子通過激活腫瘤細胞中的環狀RNA-miRNA-mRNA軸增強HCC的進展和轉移。CAFs分泌的趨化因子CXCL11水平明顯高于正常成纖維細胞,CXCL11在HCC組織中表達也相對較高,特別是在轉移性組織中,高于癌旁組織,其過表達促進HCC發生轉移。
HCC肺轉移的形成是眾多因素共同作用的結果,目前其具體機制仍無準確定論,需要基礎研究和臨床上的更多試驗來完善后續理論。
3 HCC肺轉移的臨床治療
3.1 局部治療
3.1.1 肺轉移灶的手術切除
以往有研究者指出切除術是HCC患者發生肺轉移的首選治療方式[26],但這一觀點如今并未得到國際上的一致認可。Lee等[27]在一項回顧性分析中統計了16例患者手術切除肺轉移灶后的生存情況,結果提示當轉移灶個數低于3時,切除術對于患者有利。周愷乾等[28]的一項納入42例患者的回顧性分析結果顯示,肺轉移切除術后HCC患者的2年和5年總體生存率分別為60.5%和33.2%,無瘤生存率分別為39.0%和18.6%。Jeong等[29]也通過回顧性研究發現切除術有利于患者生存,行肺切除術后的1、3和5年生存率分別為 75.0%、43.5% 和 33.9%,且肺結節大小和數量與生存率無關。上述研究說明了切除術在治療HCC肺轉移中有著顯著的效果。但是在HCC肺轉移的早期,癌灶在肺泡發展時難以被探測也鮮有明顯臨床表現,隨之進展過程中產生多個病灶,故許多患者在中后期拒絕手術切除[30],因此,其是否能作為最有效的手段仍然存在爭議。
3.1.2 消融治療
目前射頻消融(radiofrequency thermal ablation,RFA)在肺部病灶治療中已經可以取得不錯的效果[31]。Lassandro等[32]通過回顧性分析26例肺內轉移灶均不超過3個的HCC肺轉移患者經CT引導下行RFA后的生存情況,所有患者的1、3、5年總生存率分別為88.5%、69.8%和26.2%,這證明了RFA對于不太適合手術治療的患者來說是一種安全有效的替代選擇。關于RFA對于縱隔附近肺腫瘤的治療,Zuo等[33]通過人工氣胸聯合RFA的方式對32例縱隔毗鄰HCC肺轉移患者進行治療,全部患者取得了技術性治療成功。這也為RFA治療肺內腫瘤提供了一種新的方法。
3.1.3 血管介入治療
導管動脈化療栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)是肝內病灶常用的治療手段,通過肺動脈或支氣管動脈向肺內腫瘤的營養血管輸送化學治療(化療)藥物與栓塞劑也能有效地治療發生肺轉移的腫瘤。Hori等[34]通過TACE術聯合微球栓塞對14例HCC肺轉移患者進行治療,疾病控制率達到100%,1、3和5年生存率分別為57.1%、28.6%和19.1%。Zhou等[35]在臨床HCC肺轉移病例治療中使用藥物洗脫微球經動脈化療栓塞術聯合槐耳顆粒對一例64歲的患者進行治療,結果經8個月的治療后患者總生存期已經長達56個月,表明TACE術對治療肺轉移灶具有一定的療效。Fang等[36]提出在HCC肺轉移患者中施行TACE仍有可能出現急性肺損傷(acute lung injury,ALI),并伴有較高死亡率,該學者團隊推測肺碘油栓塞可能是TACE相關ALI的主要原因之一。目前通過血管介入治療肺轉移病灶的研究較少,還需更多研究驗證其安全性和有效性。
3.1.4 放射治療
2012年Jiang等[37]對13例患者共計23處肺轉移灶進行了外束放射治療(external beam radiotherapy),結果顯示12例患者的癥狀出現部分或全部緩解,所有患者的中位無進展生存期為13.4個月,2年生存率為70.7%。內照射治療如種植125I放射治療也能達到肺轉移治療效果,改善患者的生存質量。Zhang等[38]的研究表明CT引導125I進行放射治療是多發性HCC肺轉移患者的有效治療措施。一些學者認為立體定向放療(stereotactic body radiotherapy,SBRT)比三維適形放療(three-dimensional conformal radiation therapy,3D-CRT)更有效[39]。Xiang等[40]的一項回顧性研究招募了95例HCC肺轉移患者中的44例,在接受SBRT治療后,再進行CT引導的125I近距離放射治療,結果中位生存時間為19個月,3、6、12、18、24、30和36個月的局部緩解率分別為81.8%、65.9%、59.1%、45.0%、38.6%、22.7%和11.4%。結果顯示放射治療的治療效果顯著,并且 125I等放射材料具有獨特的生物學性質以保證在有效地殺死腫瘤細胞的同時不累及周圍正常組織,同時放射治療減緩、阻止癌癥進程,能有效緩解患者的癌癥癥狀,提高生活質量,毒副反應小,更適合作為姑息治療應用于不接受手術等治療方案的患者。近期在介入方面的專家也通過長期的臨床研究證明了放射性碘在HCC治療中的應用有效性[41]。
3.1.5 胸腔鏡微創治療
對于少數腫瘤放化療不敏感、拒絕根治性切除術的肺轉移瘤患者,完善術前CT 檢查后,影像學結合胸腔鏡手術治療與開胸手術相比,對患者長期生存的影響無明顯差異,這可能是得益于影像學技術的改進以及胸腔鏡手術技術的飛速發展,所以胸腔鏡手術是肺轉移瘤的合理有效的手術方式。近年來無論是臨床醫生還是患者對于微創的需求都在不斷增高,但是關于HCC肺轉移的胸腔鏡微創治療甚少。Wang等[42]通過吲哚菁綠熒光導航研究HCC肺轉移切除術的臨床實用性和生存結局,該團隊針對15例肺部存在結節的患者(9例結節數≤3個)使用近紅外熒光導航的胸腔鏡微創切除,1年總生存率和疾病無進展率分別達到71.1%和57.8%,該方法對于肺部小結節的檢出有較高的臨床研究價值。Lee等[43]的研究也證實了視頻輔助胸外科手術開放性轉移切除術的有效性。
3.2 系統治療
3.2.1 化療
肝癌細胞具有多重耐藥性,因此眾化療藥物對HCC及其肺轉移的治療效果并不明顯。2009年,韓國的Oh等[44]通過肝動脈灌注表柔比星和順鉑,同時全身輸注5-氟尿嘧啶,使一例49歲代償性肝硬化、伴HCC肝內復發并廣泛肺轉移的男性患者完全緩解。近年來,針對晚期HCC患者,奧沙利鉑加注氟尿嘧啶和亞葉酸鈣(FOLFOX4)方案是一種常用的治療方案[45]。但以往的研究公認這項治療方案的效果不顯著[46]。2019年,Shi等[47]提出利用全反式維甲酸(all-trans-retinoic acid,ATRA)誘導腫瘤干細胞分化、降低腫瘤耐藥性,并聯合FOLFOX4方案提升患者生存質量的理論。而后在Sun等[48]的研究中通過對比66例患者的治療情況,發現使用ATRA 聯合FOLFOX4方案患者的中位生存期(14.0比8.0個月,P=0.012)和中位進展時間(8.7比3.2個月,P=0.002)均顯著長于僅接受FOLFOX4方案治療的患者;ATRA聯合FOLFOX4方案組的6個月、1年和2年總生存率也顯著提高(100.0%、64.7%和20.5%),分別高于FOLFOX4方案組的59.4%、21.9%和12.5%(P<0.001)。
3.2.2 免疫治療及其他治療手段
系統治療是肝癌侵犯血管及發生肝外轉移時首選的治療方式。早期的個案報道中已經有效證明了一線和二線靶向藥物在HCC以及肺轉移中的成功應用,近年來一些學者也發現了靶向藥物類如瑞戈非尼在HCC細胞系中的抗腫瘤效應[49]。馮躍等[50]通過回顧性分析39例HCC肺轉移患者的臨床資料,在6~45個月的隨訪后,患者的中位總生存期為12.4個月,得出結論:索拉非尼治療晚期肝癌肺轉移能安全、有效、積極控制肝臟原發灶和肺部轉移瘤,可延長生存時間。但更多的研究為聯合免疫檢查點抑制劑、支氣管動脈灌注、輔助SBRT、聚焦超聲刀等其他局部治療手段的個案和小樣本研究。Wada等[51]發現,在解決肝癌局部擴散、大血管浸潤問題上,聯合放療和索拉非尼相較于常規手段極大幅度地提升了患者肝癌晚期病變的無進展生存期(5.10個月比3.30個月)和總生存期(6.31個月比5.12個月)。尹小蘭等[52]通過對肝癌肺轉移患者給予索拉非尼聯合輔助SBRT治療和索拉非尼單藥治療,結果聯合治療組的中位生存期(13.2個月)高于單藥組的11.8個月(P=0.019)。在2016年,Yi等[53]等通過聯合索拉菲尼、聚焦超聲刀以及Dribbles(包含未降解的腫瘤全抗原的小泡狀自噬體)脈沖樹突細胞疫苗來對一例HCC肺轉移患者進行治療,結果可觀:該患者在接受聯合治療8個月后AFP水平恢復正常,肝功能Child-Pugh 評級達到A級,肺轉移出現明顯的緩解。
免疫檢查點抑制劑與靶向藥物治療HCC肺轉移的聯合應用更為廣泛。Kim等[54]在一項針對性治療晚期HCC患者的臨床研究中,對分組的患者實施納武利尤單抗治療,結果發現其中肺轉移患者的無進展生存期和總生存期均大于其他組(P=0.008、P=0.028)。Li等[55]也通過侖伐替尼聯合帕博利珠單抗治療了2例HCC肺轉移患者,其無進展生存期分別超過19個月與12個月。He等[56]的研究發現,索拉非尼、瑞戈非尼使用后無明顯療效的患者使用侖伐替尼聯合帕博利珠單抗治療后,可以達到部分緩解的效果。
最新的研究[57]發現,細胞遷移誘導的透明質酸結合蛋白(cell migration-inducing and hyaluronanbinding protein,CEMIP)表達與肺轉移密切相關,并且CEMIP可以通過增加肺基質硬度來促進轉移前TME的形成;通過使用比菲尼酮靶向抑制CEMIP通路以減少非轉移灶硬化,配合索拉非尼治療HCC肺轉移成為一種新進手段。
在臨床上也有一些暫時未廣泛應用但是充滿前景的治療方法,如嵌合抗原受體T(chimeric antigen receptor T,CAR-T)細胞療法在臨床上已經作為一項技術應用于HCC的治療。同時也有相關病例報道表明,出現HCC肺轉移的患者接受CAR-T細胞治療聯合索拉非尼治療后出現完全緩解[58]。
溶瘤病毒(oncolytic viruses)這項技術如同CAR-T一樣仍處于創新以及開發的階段。在針對HCC肺轉移相關方面,Wen等[59]采用實時熒光定量PCR和原位雜交方法檢測Hsa-microRNA-27b-3p在臨床HCC組織中的表達,構建重組溶瘤腺病毒,以達到抗腫瘤效應,發現可以顯著抑制肝癌細胞的增殖、遷移、侵襲、皮下腫瘤生長和肺轉移。這為臨床治療提供了新思路。
4 小結
盡管醫療技術的日益進展、設備更新為患者提供了更多的治療選擇,但是由于現階段臨床研究案例少、證據級別不高、疾病機制復雜等,導致肝癌肺轉移患者的治療并不理想,且沒有統一的治療標準,尚需更多基礎和臨床研究探索肝癌伴肺轉移患者的最佳治療方案。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:李爭時撰寫文章,吳泓與劉暢指導論文并修改。
肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是原發性肝癌中最主要的病理組織類型,因其好發轉移,且微轉移灶難以被影像學檢查發現,往往預后很差。據GLOBOCAN數據庫2020年的數據顯示,該年全球肝癌患者有90萬例,占所有癌種的4.7%;我國每年罹患肝癌的患者多達約41萬例。既往的眾多研究表明,HCC易發生肝外轉移,其中肺是最常見的轉移部位,占所有肝外轉移的51%,其次為淋巴結、骨、腎上腺等部位[1-4]。肝癌肺轉移患者情況復雜,在診療方面的處理十分棘手。現就HCC肺轉移的臨床特征、轉移機制、診療進展等內容進行總結歸納。
1 HCC肺轉移患者的臨床特征
遠端轉移是HCC復發的主要特征之一,早期HCC復發通常會導致預后非常差,這也是HCC患者生存質量較差的原因[5-6]。Wu等[3]通過分析監測、流行病學和最終結果(The Surveillance, Epidemiology, and End Results,SEER)數據庫中的33 177例HCC患者的數據,發現HCC同時性肺轉移的影響因素中,男性、年輕、非白人、未婚、無保險、血清學檢查甲胎蛋白升高、原發性腫瘤較大、腫瘤病理分化差、淋巴結轉移、同步骨或腦轉移與肺轉移風險較高相關。HCC肺轉移患者在病程中早期轉移灶小、數量較少、常無癥狀,有時甚至轉移灶很大也無癥狀。當腫瘤侵犯支氣管時,可引起咳嗽、咳痰、咳血,累及胸膜時可出現胸痛和胸水。雙側肺葉轉移在患者中較為常見,且大多數患者表現為多發肺轉移結節。HCC肺轉移屬腫瘤晚期階段,轉移發生率為18%~55%[2, 7-9],其1、3、5年總生存率分別為12.8%、4.0%和1.6%,總中位生存期和癌特異性生存期均僅為3個月[3]。
2 HCC的肺轉移機制
HCC的肺轉移過程與腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)以及TME中各組分變化存在相關性,表現在原發灶與轉移灶異質性、腫瘤基因組差異等。
2.1 原發灶腫瘤細胞產生外泌體及相關分子促進HCC轉移
循環腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC)、循環腫瘤DNA和外泌體在診治HCC以及調節HCC相關TME中有著重要作用[10]。有研究[11-12]證實,來自肝腫瘤細胞的外泌體通過分泌高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)激活B細胞,使之強烈表達T細胞免疫球蛋白黏蛋白分子1(T cell immunoglobulin domain and mucin domain protein-1,TIM-1),并通過Toll樣受體(Toll-like receptor)2/4和絲裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路促進TIM-1+ Breg細胞的擴增,同時抑制CD8+ T細胞活性,進而為腫瘤細胞轉移創造免疫耐受的TME,而纈氨酸蛋白能夠通過泛素-蛋白酶體過程減少HMGB1的降解,增強其穩定性,與HCC轉移相關。Chen等[13]在研究中證明,來自HCC系的高轉移性MHCC97H細胞的外泌體可以被低轉移性HCC細胞吸收,隨后促進受體細胞的惡性行為。該研究[13]發現敲除1種GTP酶Rab27a基因可以促進低轉移性HCC腫瘤細胞的肝外轉移,尤其是肺轉移;動物實驗證明其機制在于,MHCC97H源性或自源性外泌體分泌減少引起的HCC細胞生物學改變是通過MAPK/細胞外調節激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)信號誘導上皮-間葉細胞轉化 (epithelial–mesenchymal transition ,EMT)引起的,外泌體分泌阻斷與親本MHCC97H細胞的肺轉移和肝內轉移增強有關,而在MHCC97H細胞中異位過表達Rab27a可抑制這種增強的體內轉移。另一項研究[14]也表明,MHCC97H和MHCC97L衍生外泌體處理的受體通過轉化生長因子β(transfoming growth factors β)/Smad信號通路誘導EMT,引起HCC細胞的生物學改變,進而促進肝癌肺轉移。
外泌體攜帶整合素(integrin)及其配體也可為腫瘤細胞定殖構建相應TME。Peng等[15]在關于HCC病理性纖維化進展的研究中利用CRISPR/Cas9基因編輯技術,從成纖維細胞中鑒定出纖維連接蛋白,從肝癌細胞中鑒定出整合素-α5、整合素-β1為主要作用分子,并證明其重塑纖連蛋白與膠原蛋白1以介導TME的形成。
CTC隨血流運輸的動態過程是HCC血源性肺轉移機制的重要環節。Sun等[16]的研究證實,CTC在Smad2和β-catenin相關信號通路的血液轉運過程中轉換為EMT激活表型。原發性腫瘤中EMT的激活與肝靜脈中CTC總數相關,說明肝靜脈是原發腫瘤細胞進入循環的主要出口。肺循環后CTC的數量和陽性率明顯下降,其中較大的CTC傾向于滯留在肺毛細血管床中。較小的CTC可能通過肺循環,并在肝動脈、肝靜脈和肝門靜脈中循環。這項研究[16]表明了HCC釋放CTC在肺轉移過程中的重要影響,CTC附著于血管內壁為腫瘤細胞外滲以及血行轉移提供了前置條件。同樣的,干擾CTC的黏附可以抑制腫瘤細胞的轉移和定植[17]。目前,腫瘤來源外泌體和CTC是腫瘤診療領域的熱點,因此深入了解其導致肺轉移的作用機制可以為后續臨床預防以及治療提供相關的思路和方法。
2.2 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)及相關分子參與HCC轉移
HBV感染也是造成HCC侵襲性惡化進展的主要原因之一。已有研究發現,HBV編碼表達的X蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)具有重塑TME以促進HCC轉移的功能。Liu等[18]研究發現,在裸鼠腫瘤轉移模型中,穩定的HBx表達也可促進肝癌的肝內和遠端肺轉移,通過激活EMT形成,從而促進肝癌進展過程中的腫瘤侵襲和轉移。Chen等[19]研究發現,HCC細胞中HBx的過表達也可以誘導HMGB1的分泌,以自分泌/旁分泌方式促進HCC的侵襲和轉移。HBx通過觸發細胞質鈣的增加并激活鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶激酶通路,導致隨后HMGB1的易位和釋放,從而通過建立免疫耐受環境導致HCC轉移灶的形成。叉頭框M1(forkhead box M1,FoxM1)是調控腫瘤轉移的主要調節因子,在HCC發展過程中起到關鍵作用。Xia等[20]通過Transwell實驗和原位轉移模型分析發現,HBx通過ERK/cAMP反應元件結合蛋白(cyclic-AMP response binding protein)途徑上調FoxM1的表達,而FoxM1通過促進基質金屬蛋白酶(matrix metallopeptidase,MMP)-7、RhoC和Rho相關激酶的表達促進肝癌細胞的侵襲和轉移,抑制FoxM1能顯著降低HBx增強的肝癌細胞體外侵襲和體內肺轉移。
2.3 腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)參與HCC轉移
TAMs是原發性和轉移性TME中最豐富的免疫細胞之一。在原發部位,TAMs增強腫瘤侵襲和內滲,啟動血管生成,培養干細胞;而在轉移部位,TAMs促進腫瘤細胞外滲、存活和持續生長[20]。在HCC中,TAMs因具有促進腫瘤轉移作用被確定為M2型巨噬細胞的驅動因素[21]。在一項研究[22]中學者使用細胞培養、小鼠模型和人類數據集來研究肝癌中好氧糖酵解和碳酸酐酶Ⅻ(carbonic anhydrase Ⅻ,CA12)表達之間的相互作用,發現好氧糖酵解促進了TAMs中CA12的表達上調,從而誘導了一種促進腫瘤生長和轉移的原腫瘤表型。來自HCC樣本的腫瘤細胞因子通過芳香烴受體核轉運因子1途徑誘導腫瘤浸潤的TAMs中CA12的表達上調,該通路對酸性環境中的TAMs具有保護作用,并誘導趨化因子單核細胞趨化蛋白 2的表達,促進腫瘤細胞的遷移轉移。
2.4 其他分子因素影響HCC轉移的機制
Yuan等[23]的臨床數據研究分析結果顯示,在HCC從正常肝、肝硬化肝、發育不良肝到HCC的發展過程中,轉移相關肺腺癌轉錄本1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1)表達水平逐漸不受調控,并與HCC患者的低生存率相關,尤其是在肝炎病毒感染人群中。
胞外基質作為TME的重要組分,也參與HCC肺轉移灶的形成。Wu等[24]認為,較高的基質硬度影響腫瘤細胞的生物學行為,調節腫瘤相關基因/miRNA表達和莖稈特征,并有助于腫瘤侵襲和轉移。該研究表明,整合素β1/α5/JNK/c-JUN信號通路參與了高基質硬度誘導的肝癌細胞賴氨酰氧化酶樣蛋白2(lysyl oxidase-like 2,LOXL2)上調,分泌的LOXL2促進纖維連接蛋白的產生、MMP-9基因和趨化因子基質細胞衍生因子21(stromal cell derived factor 21,SDF21,即 CXCL12)的表達,以及骨髓來源的抑制性細胞(myeloid-derived suppressor cells)的招募,以協助轉移前TME的形成。Liu等[25]在癌癥相關成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)的致癌作用中發現了一種新的機制,即CAFs衍生的細胞因子通過激活腫瘤細胞中的環狀RNA-miRNA-mRNA軸增強HCC的進展和轉移。CAFs分泌的趨化因子CXCL11水平明顯高于正常成纖維細胞,CXCL11在HCC組織中表達也相對較高,特別是在轉移性組織中,高于癌旁組織,其過表達促進HCC發生轉移。
HCC肺轉移的形成是眾多因素共同作用的結果,目前其具體機制仍無準確定論,需要基礎研究和臨床上的更多試驗來完善后續理論。
3 HCC肺轉移的臨床治療
3.1 局部治療
3.1.1 肺轉移灶的手術切除
以往有研究者指出切除術是HCC患者發生肺轉移的首選治療方式[26],但這一觀點如今并未得到國際上的一致認可。Lee等[27]在一項回顧性分析中統計了16例患者手術切除肺轉移灶后的生存情況,結果提示當轉移灶個數低于3時,切除術對于患者有利。周愷乾等[28]的一項納入42例患者的回顧性分析結果顯示,肺轉移切除術后HCC患者的2年和5年總體生存率分別為60.5%和33.2%,無瘤生存率分別為39.0%和18.6%。Jeong等[29]也通過回顧性研究發現切除術有利于患者生存,行肺切除術后的1、3和5年生存率分別為 75.0%、43.5% 和 33.9%,且肺結節大小和數量與生存率無關。上述研究說明了切除術在治療HCC肺轉移中有著顯著的效果。但是在HCC肺轉移的早期,癌灶在肺泡發展時難以被探測也鮮有明顯臨床表現,隨之進展過程中產生多個病灶,故許多患者在中后期拒絕手術切除[30],因此,其是否能作為最有效的手段仍然存在爭議。
3.1.2 消融治療
目前射頻消融(radiofrequency thermal ablation,RFA)在肺部病灶治療中已經可以取得不錯的效果[31]。Lassandro等[32]通過回顧性分析26例肺內轉移灶均不超過3個的HCC肺轉移患者經CT引導下行RFA后的生存情況,所有患者的1、3、5年總生存率分別為88.5%、69.8%和26.2%,這證明了RFA對于不太適合手術治療的患者來說是一種安全有效的替代選擇。關于RFA對于縱隔附近肺腫瘤的治療,Zuo等[33]通過人工氣胸聯合RFA的方式對32例縱隔毗鄰HCC肺轉移患者進行治療,全部患者取得了技術性治療成功。這也為RFA治療肺內腫瘤提供了一種新的方法。
3.1.3 血管介入治療
導管動脈化療栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)是肝內病灶常用的治療手段,通過肺動脈或支氣管動脈向肺內腫瘤的營養血管輸送化學治療(化療)藥物與栓塞劑也能有效地治療發生肺轉移的腫瘤。Hori等[34]通過TACE術聯合微球栓塞對14例HCC肺轉移患者進行治療,疾病控制率達到100%,1、3和5年生存率分別為57.1%、28.6%和19.1%。Zhou等[35]在臨床HCC肺轉移病例治療中使用藥物洗脫微球經動脈化療栓塞術聯合槐耳顆粒對一例64歲的患者進行治療,結果經8個月的治療后患者總生存期已經長達56個月,表明TACE術對治療肺轉移灶具有一定的療效。Fang等[36]提出在HCC肺轉移患者中施行TACE仍有可能出現急性肺損傷(acute lung injury,ALI),并伴有較高死亡率,該學者團隊推測肺碘油栓塞可能是TACE相關ALI的主要原因之一。目前通過血管介入治療肺轉移病灶的研究較少,還需更多研究驗證其安全性和有效性。
3.1.4 放射治療
2012年Jiang等[37]對13例患者共計23處肺轉移灶進行了外束放射治療(external beam radiotherapy),結果顯示12例患者的癥狀出現部分或全部緩解,所有患者的中位無進展生存期為13.4個月,2年生存率為70.7%。內照射治療如種植125I放射治療也能達到肺轉移治療效果,改善患者的生存質量。Zhang等[38]的研究表明CT引導125I進行放射治療是多發性HCC肺轉移患者的有效治療措施。一些學者認為立體定向放療(stereotactic body radiotherapy,SBRT)比三維適形放療(three-dimensional conformal radiation therapy,3D-CRT)更有效[39]。Xiang等[40]的一項回顧性研究招募了95例HCC肺轉移患者中的44例,在接受SBRT治療后,再進行CT引導的125I近距離放射治療,結果中位生存時間為19個月,3、6、12、18、24、30和36個月的局部緩解率分別為81.8%、65.9%、59.1%、45.0%、38.6%、22.7%和11.4%。結果顯示放射治療的治療效果顯著,并且 125I等放射材料具有獨特的生物學性質以保證在有效地殺死腫瘤細胞的同時不累及周圍正常組織,同時放射治療減緩、阻止癌癥進程,能有效緩解患者的癌癥癥狀,提高生活質量,毒副反應小,更適合作為姑息治療應用于不接受手術等治療方案的患者。近期在介入方面的專家也通過長期的臨床研究證明了放射性碘在HCC治療中的應用有效性[41]。
3.1.5 胸腔鏡微創治療
對于少數腫瘤放化療不敏感、拒絕根治性切除術的肺轉移瘤患者,完善術前CT 檢查后,影像學結合胸腔鏡手術治療與開胸手術相比,對患者長期生存的影響無明顯差異,這可能是得益于影像學技術的改進以及胸腔鏡手術技術的飛速發展,所以胸腔鏡手術是肺轉移瘤的合理有效的手術方式。近年來無論是臨床醫生還是患者對于微創的需求都在不斷增高,但是關于HCC肺轉移的胸腔鏡微創治療甚少。Wang等[42]通過吲哚菁綠熒光導航研究HCC肺轉移切除術的臨床實用性和生存結局,該團隊針對15例肺部存在結節的患者(9例結節數≤3個)使用近紅外熒光導航的胸腔鏡微創切除,1年總生存率和疾病無進展率分別達到71.1%和57.8%,該方法對于肺部小結節的檢出有較高的臨床研究價值。Lee等[43]的研究也證實了視頻輔助胸外科手術開放性轉移切除術的有效性。
3.2 系統治療
3.2.1 化療
肝癌細胞具有多重耐藥性,因此眾化療藥物對HCC及其肺轉移的治療效果并不明顯。2009年,韓國的Oh等[44]通過肝動脈灌注表柔比星和順鉑,同時全身輸注5-氟尿嘧啶,使一例49歲代償性肝硬化、伴HCC肝內復發并廣泛肺轉移的男性患者完全緩解。近年來,針對晚期HCC患者,奧沙利鉑加注氟尿嘧啶和亞葉酸鈣(FOLFOX4)方案是一種常用的治療方案[45]。但以往的研究公認這項治療方案的效果不顯著[46]。2019年,Shi等[47]提出利用全反式維甲酸(all-trans-retinoic acid,ATRA)誘導腫瘤干細胞分化、降低腫瘤耐藥性,并聯合FOLFOX4方案提升患者生存質量的理論。而后在Sun等[48]的研究中通過對比66例患者的治療情況,發現使用ATRA 聯合FOLFOX4方案患者的中位生存期(14.0比8.0個月,P=0.012)和中位進展時間(8.7比3.2個月,P=0.002)均顯著長于僅接受FOLFOX4方案治療的患者;ATRA聯合FOLFOX4方案組的6個月、1年和2年總生存率也顯著提高(100.0%、64.7%和20.5%),分別高于FOLFOX4方案組的59.4%、21.9%和12.5%(P<0.001)。
3.2.2 免疫治療及其他治療手段
系統治療是肝癌侵犯血管及發生肝外轉移時首選的治療方式。早期的個案報道中已經有效證明了一線和二線靶向藥物在HCC以及肺轉移中的成功應用,近年來一些學者也發現了靶向藥物類如瑞戈非尼在HCC細胞系中的抗腫瘤效應[49]。馮躍等[50]通過回顧性分析39例HCC肺轉移患者的臨床資料,在6~45個月的隨訪后,患者的中位總生存期為12.4個月,得出結論:索拉非尼治療晚期肝癌肺轉移能安全、有效、積極控制肝臟原發灶和肺部轉移瘤,可延長生存時間。但更多的研究為聯合免疫檢查點抑制劑、支氣管動脈灌注、輔助SBRT、聚焦超聲刀等其他局部治療手段的個案和小樣本研究。Wada等[51]發現,在解決肝癌局部擴散、大血管浸潤問題上,聯合放療和索拉非尼相較于常規手段極大幅度地提升了患者肝癌晚期病變的無進展生存期(5.10個月比3.30個月)和總生存期(6.31個月比5.12個月)。尹小蘭等[52]通過對肝癌肺轉移患者給予索拉非尼聯合輔助SBRT治療和索拉非尼單藥治療,結果聯合治療組的中位生存期(13.2個月)高于單藥組的11.8個月(P=0.019)。在2016年,Yi等[53]等通過聯合索拉菲尼、聚焦超聲刀以及Dribbles(包含未降解的腫瘤全抗原的小泡狀自噬體)脈沖樹突細胞疫苗來對一例HCC肺轉移患者進行治療,結果可觀:該患者在接受聯合治療8個月后AFP水平恢復正常,肝功能Child-Pugh 評級達到A級,肺轉移出現明顯的緩解。
免疫檢查點抑制劑與靶向藥物治療HCC肺轉移的聯合應用更為廣泛。Kim等[54]在一項針對性治療晚期HCC患者的臨床研究中,對分組的患者實施納武利尤單抗治療,結果發現其中肺轉移患者的無進展生存期和總生存期均大于其他組(P=0.008、P=0.028)。Li等[55]也通過侖伐替尼聯合帕博利珠單抗治療了2例HCC肺轉移患者,其無進展生存期分別超過19個月與12個月。He等[56]的研究發現,索拉非尼、瑞戈非尼使用后無明顯療效的患者使用侖伐替尼聯合帕博利珠單抗治療后,可以達到部分緩解的效果。
最新的研究[57]發現,細胞遷移誘導的透明質酸結合蛋白(cell migration-inducing and hyaluronanbinding protein,CEMIP)表達與肺轉移密切相關,并且CEMIP可以通過增加肺基質硬度來促進轉移前TME的形成;通過使用比菲尼酮靶向抑制CEMIP通路以減少非轉移灶硬化,配合索拉非尼治療HCC肺轉移成為一種新進手段。
在臨床上也有一些暫時未廣泛應用但是充滿前景的治療方法,如嵌合抗原受體T(chimeric antigen receptor T,CAR-T)細胞療法在臨床上已經作為一項技術應用于HCC的治療。同時也有相關病例報道表明,出現HCC肺轉移的患者接受CAR-T細胞治療聯合索拉非尼治療后出現完全緩解[58]。
溶瘤病毒(oncolytic viruses)這項技術如同CAR-T一樣仍處于創新以及開發的階段。在針對HCC肺轉移相關方面,Wen等[59]采用實時熒光定量PCR和原位雜交方法檢測Hsa-microRNA-27b-3p在臨床HCC組織中的表達,構建重組溶瘤腺病毒,以達到抗腫瘤效應,發現可以顯著抑制肝癌細胞的增殖、遷移、侵襲、皮下腫瘤生長和肺轉移。這為臨床治療提供了新思路。
4 小結
盡管醫療技術的日益進展、設備更新為患者提供了更多的治療選擇,但是由于現階段臨床研究案例少、證據級別不高、疾病機制復雜等,導致肝癌肺轉移患者的治療并不理想,且沒有統一的治療標準,尚需更多基礎和臨床研究探索肝癌伴肺轉移患者的最佳治療方案。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:李爭時撰寫文章,吳泓與劉暢指導論文并修改。