基于口-腸-肝軸理論探討原發性肝癌的新型治療策略

周 鋮，張佳銘，郭 禮，司海龍，肖海娟,4，楊 林

1 陜西中醫藥大學第一臨床醫學院，陜西 咸陽 712000；2 浙江中醫藥大學第二臨床醫學院，杭州 310000；3 陜西中醫藥大學附屬醫院 腫瘤三科，陜西 咸陽 712000; 4 空軍軍醫大學西京消化病醫院腫瘤生物學國家重點實驗室，西安 710032; 5 陜西中醫藥大學附屬咸陽中心醫院 肝膽外科，陜西 咸陽 712000

原發性肝癌是全球第六大常見癌癥，第二大癌癥死亡原因，占全球癌癥負擔的8.1%[1]。我國是肝癌大國，2015年我國新發患者數高達46.6萬例，預估肝癌死亡人數42.2萬例，5年存活率僅10%[2]。傳統的全身化療毒副作用大，而靶向與免疫治療收益較小，近年來微生物調控成為治療該病的研究重點。微生物群與人體的生理活動密切相關，通過參與營養吸收、免疫反應及氧化應激等方式與人體達到平衡的共生狀態。微生物調控作為一種多靶點的治療方法，能夠恢復微生物的正常生理功能，通過維持腸道屏障功能、減少代謝物質的堆積、緩解過度的免疫狀態等方式，有效的減少肝臟炎癥及肝癌并發癥的發生率，逐漸被大家認知。

1 原發性肝癌的發病機制

原發性肝癌是起源于肝臟的上皮或間葉組織的惡性腫瘤，包括肝細胞癌、肝內膽管癌等，發病原因主要與肝炎病毒、黃曲霉素、免疫異常及酒精性肝病等危險因素有關。這些危險因素將導致肝細胞損傷、修復、再損傷的反復循環，持續的纖維化及炎癥反應使肝內結構遭到破壞，在長達數十年的惡性循環后肝癌最終發生[2]。近年來發現，微生物也可能是腫瘤發生的重要因素，通過影響人體中細胞增殖和死亡的平衡,介導免疫反應,控制食物、藥物的代謝,分泌特異性蛋白等方式對腫瘤細胞的生長作出調控[3]。這些影響方式在與肝癌、結直腸癌等消化系統腫瘤中更加明顯，PKS位點B2大腸桿菌的高表達、ε-和γ-變形桿菌產生的擴張毒素及脆弱擬桿菌腸毒素的釋放等都是肝癌發生的不同途徑，它們不僅能直接破壞DNA結構，并能通過活性氧的高濃度激活，導致DNA的損傷及突變，引發癌變[4-6]。

2 口-腸-肝軸的理論基礎

2.1 口腔微生物與腸道微生物的聯系 每天進入胃腸道的唾液可達1500 ml，口腔微生物隨著食糜及唾液不斷向下傳導，口腔微生物與腸道微生物具有同源性，菌群組成相似[7]。并且，牙齦卟啉單胞菌、具核梭桿菌等可通過消化道,甚至血液、淋巴循環跨越胃酸屏障、腸內抗菌肽、溶酶體的阻擋，到達腸道并進行定植，成為腸道致病菌[8]。在關于遠端腸道對口腔菌群的影響上，腸內菌群代謝物以主動吸收及滲透上皮屏障等方法，通過血液或淋巴循環對口腔的pH等微環境的改變，調控口腔菌群的平衡[9]。

2.2 肝臟生理活動與腸道微生物的聯系 1998年馬歇爾提出了“腸-肝軸”的概念，胃腸道與肝臟通過門靜脈循環，在神經內分泌代謝、免疫調節、腸道屏障功能等方面進行雙向的反饋調節。一方面，肝臟可通過分泌膽汁酸直接影響小腸及大腸內菌群的繁殖，并且膽汁酸還能作用于法尼酯X受體和表皮生長因子受體信號，調控腸內物質的吸收及結腸細胞的增殖，對腸黏膜屏障功能及腸道環境不斷影響[10]。肝臟釋放的免疫球蛋白IgA通過聚合免疫球蛋白受體在腸上皮細胞間轉運，與潘氏細胞分泌的抗菌肽及活躍的黏膜淋巴組織等構成完整的腸道屏障,對腸腔內的革蘭陰性菌的繁殖起到調控作用[11]。另一方面，腸道菌群失調將導致腸道內脂多糖(LPS)水平升高，在門靜脈循環的作用下出現LPS的肝移位，誘導肝臟Toll樣受體4(TLR4)的高表達，而TLR4介導的TGFβ信號則被持續激活，引發肝臟炎癥及纖維化并誘發肝癌[12-13]。

2.3 口腔微生物與肝癌的聯系 長期的肝臟疾病是牙周健康的重要危險因素，肝硬化、肝癌患者更易出現牙菌斑、牙結石等口腔疾病，導致血清堿性磷酸酶水平的升高[14]。Lu等[15]發現肝癌、肝硬化患者的唾液中毛螺菌科、梭桿菌科的數量明顯減少，這些菌群大多與鎳鐵代謝、氨基酸轉運有關。近年來發現，慢性肝病所導致的口腔微生物改變也能加速肝癌的發生，牙周炎細菌(卟啉單胞菌等)釋放的LPS通過與TLR4和TLR2結合，刺激T淋巴細胞及巨噬細胞(Kupffer細胞)產生細胞因子(IL-6、IL-1β等)及單核細胞趨化蛋白(單核細胞趨化蛋白5等)，并且在與TLR4結合中，可特異性的刺激分化抗原CD80/CD86的表達，誘導熱激蛋白HSP60刺激T淋巴細胞產生促炎癥介質，引起肝臟中NADPH氧化酶4及丙二醛的水平升高，而谷胱甘肽、過氧化氫酶和硒的水平降低，導致肝功能的減退及肝臟的持續炎癥，從而誘發肝癌[16]。

3 原發性肝癌的新型治療方向

3.1 綜合治療模式的有效補充 原發性肝癌的治療須根據患者體內腫瘤部位、數量和大小，有無血管侵犯及遠處轉移，肝功能儲備能力，個人身體狀況進行評估并實行個體化的綜合治療，主要包括根治性治療手段(肝切除術、肝移植和射頻消融術)及非根治性治療手段(肝動脈化療栓塞術、放射治療、系統治療、中醫藥治療等)。臨床上外科手術是肝癌的首選治療方法，肝切除術后5年腫瘤復發轉移率卻高達40%～70%，結合肝動脈化療栓塞術治療雖能減少復發率、延長生存期，但效果并不明顯[17]。肝移植無需考慮單發或多發腫瘤等因素，尤其適用于伴隨肝硬化等原發病的患者，其療效及預后明顯優于肝切除,5年生存率≥75%,復發率<10%，但我國作為肝癌大國，面臨肝臟需求量大而供給數量較少的情況，且肝移植費用及技術要求較高，臨床上難以廣泛開展[18]。射頻消融術療效確切，創傷小，相較于肝切除術增加了肝癌患者的手術機會，但僅適用于中國肝癌分期標準(CNLC)Ⅰa期及部分Ⅰb期肝癌(單個腫瘤直徑小于5 cm或2～3個腫瘤最大直徑小于3 cm)，而對于有血管侵犯及遠處轉移的肝癌患者，并不能取得根治效果[19-20]。由于根治性治療有較大的復發率，并且大部分肝癌患者發現時已經處于中晚期，肝癌的非根治性治療就顯得十分重要，其中系統治療是近年來的研究熱點[21]。

系統治療主要包括：(1)以索拉非尼、侖伐替尼為代表的“多激酶抑制劑”，進行靶向治療；(2)以納武利尤單克隆抗體(Nivolumab)、信迪利單克隆抗體為代表的“免疫檢查點抑制劑”進行免疫治療；(3)FOLFOX4系統化療；(4)中醫藥治療；(5)抗病毒、保肝利膽等對癥支持治療。系統治療能夠對中晚期肝癌患者的總體生存期、進展時間(TTP)、癥狀進展時間、疾病控制率進行干預，但從目前的隨機對照臨床試驗來看，總體收益較小，并不能達到預期的效果[22-23]。微生物調控治療雖并未在《原發性肝癌診療規范(2019年版)》[21]中提及，但可作為肝癌系統療法的補充，減輕患者腫瘤負荷，延長生存期，提高生活質量。

3.2 基于口-腸-肝軸的微生物調控

3.2.1 口腔微生物調控

3.2.1.1 牙周病的治療 諸多研究已證明口腔疾病是肝臟疾病的危險因素之一，肝硬化、肝癌也可導致口腔菌群的紊亂，所以在治療肝癌的同時進行口腔健康的管理是必不可少的。這一治療模式一方面可減少炎癥介質、細胞因子對肝臟的影響；另一方面可通過減少口腔菌群紊亂對腸道菌群的影響，減少門靜脈循環的細菌負荷。Atarashi等[24]發現牙周炎患者腸道中定植的克雷伯菌屬顯著增加，導致腸道黏膜輔助性T淋巴細胞1的炎癥反應強烈，人體致病菌對部分抗生素(氨芐西林、大觀霉素、甲硝唑等)的耐藥性增強。Lins等[25]發現進行嚴格口腔健康管理的肝移植患者，病死率(31%)明顯低于未干預的患者(79%)。在經過牙周病治療的肝病患者中，肝功能指標將有一定改善[26]。在輕度牙周炎患者中，多以聲波和超聲器械以及激光設備進行齦下刮治和根面平整，而對于重度患者，多以手術治療來達到無探診出血、牙周探診深度≤4 mm的治療終點指標[27]。

3.2.1.2 幽門螺桿菌(helicobacter pylori, Hp)的根除 Hp是胃內的常見病原菌，是胃炎、胃潰瘍、胃癌的重要危險因素。目前沒有充分的循證依據顯示Hp直接參與了肝癌的發生發展，但從近年來的數據發現，Hp感染可增加非酒精性脂肪肝、肝硬化的患病風險，其機制可能與抑制泛素特異性肽酶5的表達，激活P14-P53信號通路有關[28-29]。目前大多數醫院采用13C呼氣試驗檢測是否存在Hp感染，并以四聯藥物根除Hp，可達到90%左右的根除率。

3.2.2 腸道微生物調控

目前，腸道微生物調控已作為某些疾病的治療方法應用于臨床，現主要分為兩類：(1)菌群活體及制劑，如糞菌移植、益生菌及益生元等。(2)抑菌藥物，如利福昔明、Toll樣受體激動/拮抗劑等。

3.2.2.1 益生菌、益生元 益生菌是一類食入后對人體有益的活體微生物，主要包括乳酸菌、雙歧桿菌、布拉氏酵母菌等。益生菌種類繁多，大多數以分泌合成短鏈脂肪酸、競爭性定植等方式參與人體免疫調節、營養物質吸收以及代謝物的分解排泄。益生元是一類不被人體消化吸收，卻能夠選擇性地促進腸道有益菌代謝、增殖的有機物質，常以低聚糖(乳果糖、菊糖)及植物多糖為主(黃芪多糖、葛根素)。VSL#3是一種益生菌混合物的凍干粉，其中包含了短雙歧桿菌、長雙歧桿菌等8種有益菌，研究[30]發現VSL#3能降低TNFα的表達及結腸旁細胞通透性，促進緊密連接蛋白(ZO-1和occlupin)的表達，并且通過競爭性定植抑制致病菌的生長，這種復合益生菌一方面緩解了肝臟炎癥、肝癌的進程，一方面也減少了肝性腦病的發病率。在動物試驗[31]中，益生菌發酵乳可以降低LPS水平及c-myc、bcl-2、cyclinD 1、rasp-21的表達，對于黃曲霉素誘導的肝癌小鼠，可使腫瘤生長速度減慢40%。Ferrere等[32]以服用益生元(果膠)及糞便移植的方式調節小鼠腸道菌群，逆轉了小鼠酒精性肝損傷的情況。在接受肝動脈化療栓塞術后的肝癌患者中，乳果糖能調節氧化系統/抗氧化系統的失衡，明顯改善轉氨酶及總膽紅素水平，提升患者的免疫水平[33]。益生菌及益生元確實對肝癌有一定的益處，但由于多數復合益生菌缺乏機制研究及系統評價，在腸道的定植周期也尚未完全明確，仍需臨床醫師的大量觀察及研究。

3.2.2.2 糞菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT) FMT是將健康捐贈者的糞便經過分離純化等方法后輸送至患者腸道內，恢復患者腸道菌群平衡的治療方法。2013年，美國胃腸病學會就已將FMT作為艱難梭菌感染復發的替代方案，諸多研究[34]也表明，FMT在炎癥性腸病、腸易激綜合征、肝性腦病等疾病的治療上也具有一定效果。FMT可改善大量使用抗生素后腸道菌群紊亂，產氨菌(腸桿菌科和鏈球菌科)數量增加的情況，從而減少肝性腦病的發生率、提高患者認知水平[35]。Weingarden等[36]發現FMT可調節結腸內的膽汁酸濃度，維持腸道屏障的完整性，并降低肝性腦病并發癥的發生率。目前，我國已建立中華糞菌庫，但由于灌注效果、安全性及倫理的問題，FMT大規模的臨床應用還需要研究者們的努力[37]。

3.2.2.3 抗生素 對于大多數肝癌伴食管胃底靜脈曲張的患者，預防性使用廣譜抗生素將有明顯的短期收益，但對于改善再出血效果較小[38]。長期使用廣譜抗生素還可能造成結腸內有益菌群的嚴重耗竭，腸道屏障完整性遭到破壞而出現腸漏、內毒素血癥[39]。所以抗生素的選擇顯得尤為重要，利福昔明是一種從利福平中提取的非全身性抗生素，全身吸收較少，僅在腸道發揮廣譜抗菌活性，主要用于小腸細菌過度生長、伴腹瀉的腸易激綜合征等。雖然利福昔明具有良好的抗炎抗菌能力，但對于腸道菌群的影響卻較少，甚至能促進乳酸菌等有益菌的生長[40]。Calanni等[41]發現利福昔明可抑制肝臟內TLR4的活性、降低腸黏膜的通透性、維持血氨水平的穩定，長期服用對于肝癌伴肝性腦病的患者收益較大。2010年美國食品藥品監督管理局就已將利福昔明作為肝性腦病的預防用藥, 并在全球41個國家廣泛使用。另外，喹諾酮類藥物諾氟沙星是二級預防高危型肝硬化伴自發性細菌性腹膜炎的首選藥物之一，也有一些研究[42]證明其可改善腸道菌群，延長肝癌患者的生存時間，但由于其耐藥性的原因，不適合肝癌患者的長期服用。

3.2.2.4 TLR激動/拮抗劑 TLR4是唯一一種既能在胞膜又能在核仁發揮作用的TLR，能通過MyD88和TRIF等途徑發出信號。TLR4的激活可促進許多促炎細胞因子的產生，包括TNFα、IL-10和IL-1β，引發全身免疫反應。Wang等[43]發現TLR4的下調將影響ERK 1/2信號的傳遞，從而減慢肝癌的發展速度。TLR4的激活是肝臟持續炎癥的重要因素，所以阻斷TLR4通路是另一種預防及治療肝癌的途徑。Fulde等[44]發現腸道內鞭毛素受體與TLR5的結合將激活抗菌蛋白Reg3γ的分泌，這種反應在兒童中更加常見，被認為與腸道菌群早期的結構形成密切相關。TLR激動/拮抗劑只能作為一種短期的治療方案，長期抑制或激活TLR可能會造成嚴重的免疫受損。

4 總結與展望

19世紀末，Coley's毒素的應用開辟了微生物治療腫瘤的先河。1976年，Ingersoll等[45]通過注射卡介苗治療高風險無肌浸潤性尿路上皮癌取得了不錯的效果，此治療方案延續至今。幾個世紀以來，微生物調控的治療效果逐漸被人們發現，并在發展中不斷進步，在治療腫瘤上具有良好的前景和安全性。隨著16s高通量測序、微生物群建模分析的不斷發展與應用，進一步加深了對口腔、腸道微生物群在肝癌發生發展中作用的認識，并為肝癌的治療和預防模式提供新的方向。但由于口腔與腸道微生物數量巨大，種類繁多，目前大多數微生物對人體有益或有害的作用機制，包括信號分子的闡明和腸道上皮細胞、黏膜免疫細胞對細菌表位的識別，在很大程度上尚不明確。微生物調控治療肝癌雖然有一定效果，但是在機制上仍缺乏深入的了解，并且調控方式較少，仍需要大量的臨床觀察及研究。

作者貢獻聲明：周鋮負責撰寫論文，張佳銘、郭禮負責修改論文；司海龍、楊林負責擬定寫作思路，肖海娟負責指導撰寫文章并最后定稿。