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原发性和转移性肝癌的免疫和代谢特征

面面观

2022-07-29 来源 : 芒果师兄聊生信，作者阿拉丁神灯Mango

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由于肝癌的遗传、代谢和炎症异质性，治疗方法的发展具有挑战性。化疗（例如，顺铂、吉西他滨或多柔比星）或多激酶抑制剂治疗（例如，一线索拉非尼、二线瑞戈非尼、乐伐替尼或三线卡博替尼）仅能小幅度延长总生存期并小幅度提高生活质量。对肝脏微环境复杂的细胞和分子免疫网络表征更好的理解，促生新型治疗方案的发展，包括免疫治疗。免疫检查点抑制与其他治疗方式相结合的方式，将进一步改变原发性和继发性肝癌的治疗方法。肝脏作为系统代谢的“门卫”器官，不断受到肠道源性病原体、微生物相关分子模式、Toll样受体（如TLR4或TLR9）激动剂和各种代谢物的定向作用。因此，肝脏具有免疫抑制极性，使肝脏处于免疫抑制状态，以维持免疫平衡，这种极性使得T细胞介导的有效抗原反应受损。以下是该综述全文，代号305。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41568-021-00383-9

摘要（果友1陆一幺摘要+第一页引言）

原发性肝癌是人类第六位常见的肿瘤，通常以肝硬化和炎症为背景。此外，由于肝组织的解剖位置及其独特的代谢和免疫抑制环境，肝脏是其他器官（尤其是结肠癌）常见的转移灶。本篇综述，作者讨论肝脏的微环境如何适应慢性炎症发生和代谢改变的病理特征，阐明免疫和代谢变化如何通过改变免疫监视，从而阻碍或促进原发性肝癌发展。同时，作者也描述炎症和代谢如何影响肿瘤转移到肝脏或在肝脏内转移。最后，作者回顾目前背景下的治疗选择和由此产生的挑战。

正文

肝癌是世界第六大最常见的原发肿瘤，第四大常见的肿瘤死亡原因¹。肝细胞癌（HCC）占原发性肝癌的80-90%，胆管癌（CCA）占10-15%²。血管肉瘤和小儿肝母细胞瘤在原发性肝癌中所占的比例相对较小，本综述不讨论。原发性肝癌发生发展的最重要危险因素来自导致慢性坏死性炎症的慢性炎症³。这些不同的慢性炎症过程可能源于病毒感染（HBV：乙型肝炎病毒和HCV：丙型肝炎病毒）、代谢改变（ASH：酒精性脂肪性肝炎和NASH：非酒精性脂肪性肝炎）⁴、慢性毒素暴露（例如黄曲霉毒素）或寄生虫感染（例如，肝蛭）⁵。虽然疫苗接种和新型抗病毒治疗方法抑制HBV相关或HCV相关肝癌的发病率^6,7；但生活方式因素，如长期饮酒、饮食习惯和久坐不动的生活方式，会加剧慢性炎症，从而增加肝癌的发病率。事实上，与生活方式相关的肝癌在西方社会尤为常见，在发展中国家也呈上升趋势⁸。【流行病学和诊断】

肝脏独特的解剖位置、开窗型内皮（内皮细胞上有窗孔，但具有连续的基板）和免疫抑制环境使其他部位的肿瘤容易转移至肝脏，称为继发性肝癌⁹。转移性肝癌的发生率是原发性肝脏恶性肿瘤的18-40倍¹⁰。大多数继发性肝癌起源于胃肠道肿瘤（结肠直肠癌、食道癌、胃癌和胰腺癌），包括乳腺癌，肺癌和黑色素瘤¹¹。一般来说，肝转移的发生与5年生存率的下降和生活质量的降低显着相关¹²。

由于肝癌的遗传、代谢和炎症异质性，治疗方法的发展具有挑战性。化疗（例如，顺铂、吉西他滨或多柔比星）或多激酶抑制剂治疗（例如，一线索拉非尼、二线瑞戈非尼、乐伐替尼或三线卡博替尼）仅能小幅度延长总生存期并小幅度提高生活质量^6,13-18。对肝脏微环境复杂的细胞和分子免疫网络表征更好的理解，促生新型治疗方案的发展，包括免疫治疗^3,19。免疫检查点抑制与其他治疗方式相结合的方式，将进一步改变原发性和继发性肝癌的治疗方法²⁰。【治疗现状】

在这篇综述中，作者提出对肝脏生理、免疫和代谢性质的见解，强调特定病因改变肝脏稳态的机制，并讨论这种改变的微环境如何促进肿瘤发生、维持肿瘤生长并调节对原发性肿瘤或侵袭性转移细胞的监测。最后，探讨通过调节肝脏微环境来提高抗癌疗效的策略。

癌前肝脏微环境

为成功治疗原发性肝癌，首先必须解到，原发性肝癌几乎完全是由潜在的慢性炎症引起的²。慢性肝炎是由以下事件引发和维持，例如免疫细胞激活以应对病毒感染、先天免疫细胞应对慢性损伤所触发的促炎细胞因子环境的产生，以及内在肝细胞类型（包括肝细胞和肝脏）的不稳定外源性毒素、脂肪酸介导的脂毒性和过量的铁沉积²。随着时间推移，上述所有因素都会导致活性氧（ROS）和活性氮过量产生，导致细胞器相关、代谢相关和细胞周期相关控制机制的不稳定，从而导致DNA损伤修复功能障碍⁴。持续的再生反应导致肝星状细胞（HSC）激活、胶原沉积、纤维化和随后的肝硬化⁸。

肝脏的免疫抑制方向（果友2小灰灰）

肝脏作为系统代谢的“门卫”器官，不断受到肠道源性病原体、微生物相关分子模式、Toll样受体（如TLR4或TLR9）激动剂和各种代谢物的定向作用。因此，肝脏具有免疫抑制极性（原文：Thus,theliverhasanimmunosuppressivepolarization，指肝脏处于免疫抑制状态，以维持免疫平衡），这种极性使得T细胞介导的有效抗原反应受损，并由肝脏驻留细胞群维持，包括库弗细胞（KCs）、肝星形细胞（HSCs）、树突状细胞（DCs）、调节性T细胞（Treg）和肝窦内皮细胞⁵（LSECs）（图1a）。

库弗细胞是数量最大的组织驻留巨噬细胞群体，是调控肝脏免疫抑制极性的关键，它通过表达程序性细胞死亡配体1（PDL1）和低水平的共刺激分子（CD80和CD86），并同等水平地启动Treg细胞反应²¹。细菌源性病原体使库弗细胞朝着抗炎状态极化，这已经通过IL-10的表达来证实²²；IL-10可进一步降低肝窦内皮细胞主要组织相容性复合体（MHC）表达，从而限制其免疫刺激能力²²。事实上，体内库弗细胞消耗会消除肝脏对微粒抗原耐受性的诱导²¹。

肝星形细胞还被证明通过产生转化生长因子-β（TGF-β）等抗炎细胞因子促进肝脏的免疫耐受，从而激活组织再生通路，并维持炎性单核细胞向骨髓源性抑制细胞（MDSCs）分化^23,24。

与其他组织树突状细胞相比，肝脏树突状细胞具有“不成熟”的特点以及肝脏微环境中存在低水平IL-12和高水平IL-10，所以肝脏树突状细胞激活T细胞的效果较差²²。有趣的是，肝脏树突状细胞比脾树突状细胞具有更强的产IL-10能力^22，25。肝脏中有两种主要的树突状细胞亚型：经典型树突状细胞（cDC）和浆细胞样树突状细胞（pDC）²⁶。浆细胞样树突状细胞对TLR刺激低反应性和低水平表达共表达刺激分子，似乎可以解释肝脏的耐受性环境²⁶,然而，共刺激分子的促炎免疫表型主要归因于人CD141⁺经典型树突状细胞或小鼠CD103⁺XCR1⁺经典型树突状细胞--主要是因为MHCII类分子高表达，及其对初始CD8+T细胞的活化作用^27,28。

肝脏驻留自然杀伤（NK）细胞是一种在感染和肿瘤免疫监视中发挥重要作用的异质细胞群。在小鼠的肝脏中，NK细胞可细分为两大主要细胞群：经典NK细胞（缺乏CD49a（也称为α1整合素）和表达DX5（也称为α2整合素））和肝脏特异性驻留NK细胞（不表达DX5但表达CD49a）²⁹。肝脏特异性驻留NK细胞表型像经典的记忆细胞群³⁰，通过产生大量的干扰素-γ（IFN-γ）而具有细胞毒活性。这些细胞可以被不同的促炎刺激因子激活，但仍维持在低反应状态³¹，这主要是受肝脏免疫抑制环境协调而导致的。能够产生免疫抑制细胞因子（如IL-10和TGF-β）并表达精氨酸酶抑制T细胞增殖和ROS产生的MDSCs³²，在健康肝脏中也被发现³³。体外实验表明，MDSCs通过与NKp30（也称为NCR3）受体的相互作用能抑制NK细胞功能³²。

Treg细胞表达高水平的CD25（也称为IL-2RA）和细胞毒性T淋巴细胞蛋白4（CTLA-4），与潜在的效应T细胞竞争结合IL-2、CD80和CD86³⁴。Treg细胞还可产生抗炎细胞因子（TGF-β和IL-10）²维持免疫抑制特性。最后，肝窦内皮细胞表达PDL1、模式识别受体、粘附分子（如细胞间黏附分子1，ICAM1）和血管细胞粘附分子1（VCAM1），调节淋巴细胞组织浸润和MHCI类或II类分子表达。通过肝窦内皮细胞抗原提呈后，共刺激分子表达不足导致T细胞无能而不是活化，进一步凸显肝脏免疫抑制极性的重要性³⁵^,36。

肝脏代谢微环境（果友3张尖尖ZhangH.Y.MD）

肝脏对于机体代谢稳态的维持具有重要作用。为此，作为肝脏的功能单位，肝小叶完整地在与血供相关的肝实质细胞同心层与其他非实质细胞中空间分布（图2A）。每一个肝小叶由门管区分割而成的六角形结构组成。血流统一通过肝窦汇入中央静脉后汇入腔静脉。在此基础上，产生自门管区高张力至中央静脉明显下降，形成氧梯度。这种梯度决定肝小叶不同功能分布从而以此定义肝的分区^37，38。因此，尽管所有肝细胞看起来都相似，但根据它们沿小叶的分布，它们受到不同的微环境的影响，因此在功能上是不同的位于门管区的肝细胞（第1区）因为暴露在更高浓度的氧环境中因此承担ATP消耗更高的工作任务，例如蛋白的合成分泌，糖异生或脂肪酸β-氧化等。分布在中央静脉周围（第3区）的肝细胞供氧较低，其承担能量需求较低的功能，如解毒、脂肪生成和糖酵解³⁹。此外，通过单细胞空间分辨率分析发现，参与代谢级联的序列酶沿波尔图中心轴的特定分布，导致中间代谢物从小叶的不同区域传递⁴⁰。一个例子就是胆固醇生成胆汁酸的过程，即是胆固醇在中央周围血液中摄取，然后依次转化为胆汁酸，然后流入胆小管，最终在肠道中分泌。此外，最近研究已表明，在健康条件下，近50%的肝细胞基因的表达不仅在空间上而且在时间上都受到调节⁴¹。就此方面，已有研究表明Wnt β-catenin通路在肝脏区域化的调节中起到关键作用，并且其表达主要限于中央周围区域，调节相关重要代谢基因，如谷氨酰胺合成酶⁴²。最近一项优秀研究是将空间细胞分类与转录组学和蛋白质组学方法相结合，确定肝脏内皮中空间定义的TIE1-Wnt信号轴，这对于肝细胞功能的血管分泌控制是十分至关重要的肝脏代谢功能的这种时空分布定义进化上的最佳组织水平，创造一个微环境，定义实质细胞和非实质细胞之间的相互作用。这种平衡的改变在肝脏炎症的发病机制中至关重要，并支持致癌变化的进展。此外，肝细胞沿门中心轴的功能异质性表明对肝脏损伤的不同易感性，可能导致不同的致癌转化位点。同样，非实质肝细胞群也被认为具有明确的空间分布（Box1）。

肝细胞功能的空间组织可受不同的环境下或在肝脏疾病的发生发展过程中调控（图2b）。一个典型的例子是酒精相关肝损伤，主要局限于中心周围区域，因为此处解毒酶（如细胞色素P4502E1（CYP2E1））水平较高，且大多数负责脂质沉积的脂肪生成基因亦在此处表达⁴⁴。由于肝脏是葡萄糖和脂质代谢的中心器官，这些代谢反应精确地根据时空分区发生，这也反映器官功能效率。根据反映器官功能效率的精确时空分区发生。过度营养（高脂肪、果糖和热量摄入）产生的代谢压力会扰乱代谢稳态，导致脂肪变性和肝细胞功能障碍。这种情况从中央周围区域开始，因为此区域发现大量存在参与葡萄糖和脂质代谢的关键代谢酶⁴⁴。事实上，在NASH的饮食诱导和基因诱导的小鼠模型中，据报道，随着疾病的进展，脂质分区逐渐消失⁴⁵，表明代谢微环境的变化导致器官功能下降。非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是最具代表性和最常见的肝功能障碍类型之一，增加肝癌的易感⁴⁶。肝脏内游离脂肪酸及其代谢物水平升高会引起脂毒性，导致细胞损伤和肝细胞死⁸。在氧合不足的中心周围区域，NASH肝脏中膨胀的肝细胞可能会由于受损的细胞骨架而失去正确执行细胞周期或细胞死亡程序的能力，从而成为癌前病变⁴⁷。在小鼠模型中，实验表明持续的代偿性细胞死亡和增殖周期诱导氧化应激和KC激活，导致免疫细胞浸润和疾病进展。同时，慢性炎症也可以重塑肝脏代谢程序，因为浸润的免疫细胞分泌的细胞因子可抑制β-氧化和肝脏脂质转化^48,49。在NASH和ASH的背景下，氧化应激和缺氧可能是与起源于整个波尔图-中轴的氧梯度相关的代谢改变的结果⁵⁰。这种微环境由主要在中心周围区域表达的两个关键转录因子HIF1α和NRF2协调，不仅决定NASH和NASH衍生的肝细胞肝癌^51,52的进展，而且还为病毒感染和慢性肝炎创造有利条件⁵³。事实上，肝小叶中的氧梯度和特定代谢物的产生也可能表明HBV-HCV感染的精确的肝趋向性。HCV可以通过改变脂肪生成信号和破坏肝脏代谢分区来诱导脂肪变性。

肝脏代谢功能的这种时空分布定义进化上的最佳组织学水平，创造一个微环境，定义实质细胞和非实质细胞之间的相互作用。这种平衡的改变在肝脏炎症的发病机制中至关重要，并支持致癌变化的进展。此外，肝细胞沿门中心轴的功能异质性表明对肝脏损伤的不同易感性，可能导致不同的致癌转化位点。

细胞死亡是坏死性炎症的驱动因素（果友4 online）

肝细胞死亡是一个伴随慢性肝病（如NASH、病毒性肝炎和肝硬化）的过程，主要以细胞凋亡、坏死性凋亡或坏死的形式执行 55,56。最新研究结果表明，其他细胞死亡途径参与慢性肝炎肝脏微环境的形成，例如铁死亡、氧化凋亡和细胞焦亡。后一种形式备受关注，但尚未在不同形式慢性肝炎的背景下进行研究 57。值得注意的是，细胞死亡的类型会影响原发性肝癌的发生类型 58。

细胞外刺激通过肝脏中胆汁淤积的胆汁酸激活细胞死亡受体（如FAS）59、激活T细胞表达的FAS配体（FASL）55,60或通过促炎免疫激活肿瘤坏死因子受体超家族来触发外在细胞凋亡细胞编码的配体（例如，TNF、淋巴毒素和TNFRSF12（也称为TNFRSF25））55、59、61、62。细胞内毒性条件，例如高水平的ROS、DNA损伤或由于再生能力耗尽导致的复制应激激活内在细胞凋亡，其具有与外在形式相似的执行过程63-65。

细胞死亡的第二种主要形式可分为受控（坏死性凋亡）和非受控（坏死）亚型。坏死性凋亡或控制性坏死已在几种肝脏疾病中得到描述，其特征是乙醇引起的肝损伤和纤维化导致胆汁淤积或NASH55,58,66。坏死性凋亡通过多种受体（如TNFRSF1A、TNFRSF1B、FAS、TLR3和TLR4）或内在因素通过DNA传感器（如Z-DNA结合蛋白1也称为DAI）激活）67–69。这诱导受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶3（RIPK3）的激活，其随后磷酸化混合谱系激酶结构域样假激酶（MLK L）。磷酸化的MLKL形成多聚体孔，这些孔整合到质膜中并破坏质膜70,71。相反，坏死是在压力条件下诱导的，例如物理诱导、化学诱导或热诱导的损伤。这些情况可以在酒精或药物中毒（例如对乙酰氨基酚）或缺血-再灌注损伤后在人类中发现，这会直接破坏细胞完整性，例如通过增加线粒体通透性和减少ATP产生72。

因此，根据病因刺激，不同的细胞死亡途径会导致肝脏中的炎症和细胞转化。值得注意的是，在肝胆汁淤积的啮齿动物模型中发现参与慢性炎症诱导的程序性细胞死亡和DNA损伤修复以及基因组稳定性的分子之间的直接联系。已经表明，caspase8通过其众所周知的催化裂解功能执行慢性炎症诱导的细胞死亡。同时，caspase8作为多蛋白复合物的支架作为全长蛋白，独立于其催化结构域，以实现有效的DNA损伤修复。因此，在慢性肝病中可以发现基因组不稳定性和细胞死亡之间的直接联系，至少在临床前模型中，这种联系取决于caspase8。含有caspase8的复合物触发γH2AX磷酸化，控制DNA完整性，因此有可能防止恶性转化56，使得抗凋亡的肝细胞下调（如通过表观遗传机制）caspase8的表达。同时随着时间推移积累更多的DNA损伤，由caspase8稳定的DNA损伤修复复合物受损。

由于完整细胞膜的丧失，即将死亡的肝细胞会释放大量与损伤相关的分子模式 60。与来自过量酒精或脂肪酸分解代谢的生物产品和异常代谢物一起，这些“内源性抗原”导致平衡免疫耐受特性的崩溃 22,73。库弗细胞最重要的反应是打开模式识别受体信号并产生广泛的促炎细胞因子，包括IL-1、IL-6和TNF，以及包括CC-趋化因子配体1（CCL1）、CCL2和CCL5（reF.22）。这导致细胞粘附分子ICAM1和VCAM1的表达增加以及LSEC上用于将单核细胞、中性粒细胞和血小板募集到应激部位的血小板/内皮细胞粘附分子1（PECAM1）的下调 48。在固有的先天免疫细胞激活后，适应性免疫细胞和炎性单核细胞被募集到发炎的肝脏（图1b）。适应性免疫在慢性肝脏炎症中的实际作用因病理背景或病因而异，仍需进一步研究。在NASH小鼠模型 74和NASH 75患者中检测到CD4+和CD8+T细胞的肝积聚。CD4+T细胞已被证明有助于高水平的IFN-γ，从而加速肝脏炎症。据报道，代谢活化的CD8+T细胞会加剧NASH进展，因为CD8+T细胞的免疫耗竭可防止饮食小鼠模型中NASH诱导的肝损伤 48,49。有趣的是，在HBV感染的背景下，CD4+T细胞最近被确定为与肝损伤相关的慢性病毒感染患者中产生TNF的主要细胞群 76。

肝脏中的致癌转化

肿瘤起始是正常细胞获得生存优势并逐渐积累致癌突变的过程。慢性肝损伤和炎症会诱发一种独特的肝脏反应，称为胆管反应，其特征是靠近门静脉的胆管周围的肝A6+KRT19+祖细胞样细胞过度增殖⁵⁵。这种补偿性再生过程有助于恢复器官结构并保持其功能^78,79。然而，由于细胞在有利于基因突变积累⁸⁰和致癌信号通路诱导的环境中快速增殖，因此增殖细胞具有恶性潜能^81,82。

促肿瘤炎症信号（果友5张旭升）

体内研究表明，持续存在并且未解决的肝脏炎症是致癌原⁸³。库弗细胞分泌的促炎性TNF通过氧化应激环境下JNK信号的激活⁸⁴和WntC-连环蛋白信号的激活，触发肿瘤的发生。在Mdr2（也称为Abcb4）小鼠基因敲除⁸⁵和饮食诱导或遗传诱导肥胖⁸⁶模型中，肿瘤坏死因子介导的炎症促进肝癌的形成。编码淋巴毒素、TNFSF14及其靶基因CCL17和CCL20的基因在人和小鼠肝癌中均存在高度过表达，这表明淋巴毒素⁸⁷激活NF-κB通路。其他炎症介质包括IL-1、IL-6⁸⁶、IL-11和IL-23也是促肿瘤细胞因子⁷⁷。其中，IL-6被认为是二乙基亚硝胺诱导的肝癌^77,86中最相关的候选物，也是预测病毒性肝炎向HCC⁸⁶转化的可靠标志物。此外，炎症环境中血管生成素2、血管内皮生长因子（VEGF）、CXC趋化因子配体1（CXCL1）和CXCL8的丰富水平可刺激血管生成，这是肝肿瘤发生的一个基本过程⁷⁷。

炎症诱导的持续代偿性细胞死亡和增殖加剧氧化应激，导致肝实质细胞DNA损伤和基因突变⁷⁴。由活性氧或活性氮化合物产生的8-氧代-7,8-二氢-20-脱氧鸟苷（8-oxodG）和8-硝基鸟苷的诱变损伤抑制DNA修复机制中的关键酶。如果没有适当的修复机制，受损的DNA会导致基因组不稳定⁵⁶，并进一步提高突变率。例如，肝癌TP53中最常见突变基因的改变被认为是由氧化应激引起的^88,89，这也通过表观遗传重塑（例如，基于miRNA沉默和DNA甲基化）⁷⁷诱导错配修复酶失活。编码错配修复蛋白和肿瘤抑制因子（如mut L同源物1（MLH1）和p53）基因的超甲基化使其表达沉默，并有利于肿瘤发生⁹⁰。在存在氧化应激的情况下，细胞癌基因的激活和细胞融合诱导肝细胞衰老。如果没有遗传和免疫监测系统的有效清除，这些衰老细胞就会获得癌前潜能⁹¹。与内质网应激相似（表2），氧化应激也可导致炎症，也是炎症的根源。活化的免疫细胞作为活性氧产生和活性氮中间产物的来源，在NASH诱导的HCC小鼠模型中，活性氧产生增加可诱导T细胞蛋白酪氨酸磷酸酶（TCPTP；也称为PTPN2）激活STAT1和STAT3信号。STAT1转录激活通过上调负责募集中性粒细胞和T淋巴细胞的CXCL9和lipocalin2（中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白2）的表达促进肝脏炎症。相反，STAT3激活似乎通过IL-6-STAT3自分泌环驱动肿瘤干细胞恶性转化⁹²。

肝细胞可塑性和转化随着HCC和CCA混合表型肿瘤的增加，解原发性肝癌的谱系起源和细胞可塑性变得非常重要，并且这些肿瘤显示恶性程度升高，预后差⁹³。最初，HCC被认为起源于肝细胞，CCA起源于胆管细胞，但并非相反。最新数据表明，这些假设不那么严格，肝肿瘤发生中的疾病谱是可塑性的^94,95（图3）。肝脏的一个独特特征是其在损伤诱导肝细胞死亡时的再生能力。即使在今天，肝母细胞是否是肝再生的唯一来源，成熟的肝细胞和胆管细胞是否也参与这一过程仍不清楚⁷⁸。一些研究表明，微环境可以影响这些不同细胞类型的分化树，突出肝细胞的可塑性⁵⁸。在硫代乙酰胺诱导的肝损伤小鼠模型中，可以证明KC衍生的Jagged1是Notch介导的肝细胞转化为胆管细胞所必需的⁹⁶。其他研究也确定Notch信号通路及其下游SOX9或RBP-HES1轴的激活是肝细胞可塑性的主要调节因子^79,97。另一个可能在肝细胞可塑性中起重要作用的途径是Wnt-β-catenin。在3,5-二乙氧羰基-1,4-二氢吡啶饮食诱导肝损伤的小鼠模型中，作者认为胆管细胞中Wnt-β-catenin的激活是通过旁分泌信号将肝细胞转分化为胆管细胞的原因⁹⁸。来自四氯化碳诱导肝损伤小鼠模型和使用Hep3B细胞体外研究的进一步结果表明，YAP1和IGFBP3在小鼠肝损伤诱导中分别具有协同作用⁵⁸。该谱系受转录因子TBX3和PRDM5表观遗传调控的影响⁵⁸。值得注意的是，肝癌患者在接受经动脉化疗栓塞后，在缺血肝癌病变周围显示出增加的胆管细胞特征，这种方法可导致肝脏中大量细胞死亡¹⁰³。

最新一项研究分析合并或混合型HCC-CCA患者的大量队列，结果表明，这种肿瘤具有单克隆起源，甚至CCA样区域也可能起源于同一肿瘤内的HCC区域⁹³。总之，这些结果强调肝癌可塑性的关键作用，以及微环境影响对肝癌亚型发展的作用，影响临床治疗反应和患者生存^58,93。

肝癌的代谢情况（果友6 Noelia）

无论何种原因导致，在肝癌中经常能观察到葡萄糖、脂质和核苷酸代谢的改变。相较于氧化磷酸化，肿瘤细胞更倾向于通过糖酵解来满足其过度增殖所需要的能量和合成代谢的需求，因为糖酵解效率更高，消耗的葡萄糖比有氧呼吸少15倍¹⁰⁴。糖酵解积累的代谢产物可参与己糖胺生物合成途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、脂质合成和氨基酸合成，这些途径在肝癌中普遍失调¹⁰⁴。既往综述已经回顾葡萄糖和核苷酸的代谢¹⁰⁴，因此本综述专注于肝脏肿瘤微环境中脂质的代谢变化和免疫细胞的代谢重编程。

在NASH和ASH诱导的肝癌中，代谢重编程至关重要。代谢底物的变化一方面能刺激转化的肝细胞的增殖能力，另一方面也能改变免疫隔室的活性¹⁰⁵。代谢重编程包括脂质摄取失衡和外周脂肪组织的脂肪酸动员，能导致循环脂肪酸和葡萄糖增多，最终诱导肿瘤细胞适应葡萄糖和脂肪分解代谢产物成为主要的能量来源¹⁰⁶。这种代谢重编程的机制不仅使肝癌细胞在实质内快速增殖扩散，还使其容易对化疗药物产生抗性¹⁰⁷。因此，靶向关键代谢途径涉及的特定酶可能有助于肿瘤的治疗。例如，有体内研究证实抑制脂肪生成的限速酶硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）能增加内质网应激从而使HCC肿瘤对索拉菲尼治疗敏感¹⁰⁸。与此一致，最近有研究表明肝脏X受体α（LXRα也称为NRIH3）的药理激活联合RAF的抑制能导致肿瘤细胞脂质毒性，这一过程与SCD活性降低和饱和脂肪酸的积累有关¹⁰⁹。同样地，在高热量诱导的HCC体内模型中发现，单独给予人工合成的肝脏特异抑制剂从而抑制脂肪生成限速酶——乙酰辅酶A羧化酶（ACC），或者联合索拉菲尼都可以减缓肝癌的发生¹¹⁰。有趣的是，异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）或IDH2基因改变约占CCA遗传易感性的20%。作为三羧酸循环中的关键酶，体外研究发现IDH1和IDH2的突变可导致2-羟基戊二酸（2HG）的蓄积，大量的2HG能阻断肝细胞核因子4α（HNF4α）从而抑制小鼠原代肝母细胞的分化¹¹¹。达沙替尼对携带IDH1或IDH2突变的CCA中SRC激酶信号通路的抑制在临床前模型中显示出良好的治疗潜力¹¹²。

在代谢改变促进肿瘤发生的背景下，男性肝癌发病率高于女性是值得关注的¹¹³。最近一项研究发现一个有趣的现象，该研究表明在肥胖的背景下，睾酮能抑制白色脂肪组织产生脂联素；在化学诱导的肝癌小鼠模型中，上述现象能导致AMPK信号去抑制，从而导致雄性小鼠肿瘤进展加快¹¹⁴。尽管性激素似乎在这个过程中发挥关键作用，但我们对肝癌发生率性别差异的具体机制仍然知之甚少。

代谢环境也能也能改变肝脏中的免疫反应，使肿瘤细胞发生免疫逃逸（图4）。在饲喂缺乏蛋氨酸胆碱饮食的小鼠模型中，发现亚油酸介导的脂毒性能引起肝脏CD4+T细胞的选择性丢失，并且促进肝癌的发生¹¹⁵。此外，免疫细胞的代谢重编程能引起自身功能异常。有研究发现HCC微环境中巨噬细胞的M2极化，与脂肪酸氧化的增强和体外肿瘤细胞迁移有关¹¹⁶。T细胞代谢的改变也能影响其分化和抗肿瘤活性；肝癌微环境中Treg细胞增多使其利用脂质和葡萄糖等能量底物的能力增强¹¹⁷。促炎免疫细胞在肿瘤微环境中的有氧糖酵解速率也增加。例如，在HCC患者中检测到丙酮酸激酶M2（PKM2）过度表达与不良预后有关，同时与CD8+T细胞、Treg细胞和M2巨噬细胞的免疫抑制极化有关，最终使HCC发生进展¹¹⁸。类似地，最近有研究发现人HCC中肿瘤周围单核细胞的糖酵解活性增强，这种刺激诱导这些细胞表达PD-L1从而削弱T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤活性¹¹⁹。

果友7 Tt

早期和原发肿瘤的监测。特异性癌基因的激活或肿瘤抑制因子的突变定义一种癌变前状态，诱导细胞内在（遗传）或细胞外在（免疫细胞介导）的监测程序⁹¹。

基因监测。癌基因驱动或压力驱动的恶性细胞通过凋亡被消除，通常由非免疫监测途径介导，被称为“基因监测”¹²⁰。其中最为熟知的基因监测途径为DNA损伤的p53识别。致癌基因驱动或应激驱动的恶性细胞通过凋亡被消除，通常通过非免疫监测途径介导，被称为“基因监测”。最著名基因监测途径涉及到DNA损伤的p53识别系统。野生型p53蛋白与损伤的DNA相结合，诱导肝细胞生长阻滞直至DNA修复成功。细胞逃脱这个检查点监视的过程会经历p53介导的细胞凋亡。CD44等分子可诱导MDM2磷酸化从而抑制p53的基因监测功能，促进肝细胞癌的发生¹²¹。在肝脏特异性Trp53基因敲除的小鼠模型中，p53蛋白的缺失加速肝细胞去分化和肿瘤的发生¹²²。

免疫监测。如果原发肿瘤发生的内在基因监测失败，免疫细胞介导的监测可能会发挥作用⁸¹（图1c）。例如，肝细胞TAK1特异性缺失（也称为NR2C2）会触发细胞发育异常和抑制经典得NF-κB依赖信号通路导致肝癌发生。在该TAK1缺失的小鼠模型中，抗体介导的CD4+T细胞耗竭后检测到衰老肝细胞大量增加¹²³，表明适应性免疫反应在监测具有癌变潜能的细胞中是必不可少的。免疫介导清除癌前细胞成功的关键特征，包括有足够T细胞反应，依赖于肿瘤相关抗原（如PPIB、SART2、SART3、p53、ABCC3、AFP、GPC3和hTERT124）呈递，和共刺激因子。

通常来说，肿瘤细胞CD8+T细胞浸润程度增加提示肝癌患者临床结局的改善，然而HBV感染患者肝脏中存在大量Treg细胞聚聚，肝细胞癌发生的风险较高^125-127，可能是由于Treg细胞调节肿瘤特异性T细胞的功能并抑制其抗肿瘤免疫反应。肝癌患者肿瘤微环境中CD4+CD25+FOXP3+T细胞浸润比例高，抑制CD8+T细胞增殖和功能，提示预后不良^128–130。因此，肿瘤内Treg细胞与细胞毒性T细胞的比值有可能成为肝细胞癌复发和生存的独立预测因子¹³¹。值得注意的是，单细胞转录组分析发现一个先天样CD8+T细胞群，在早期复发的HCC中具有KLRB1的高表达。与原发性HCC中特征良好的CD8+T细胞相比，这组CD8+T细胞表现出抗肿瘤细胞毒性减弱，克隆扩增能力低，并与不良预后相关132。值得注意的是，需要对肝T细胞有更深入的解，因为NASH被描述为一种CD8+T细胞触发的肝病，它限制免疫治疗对NASH驱动的肝癌的疗效，表明免疫监测的病因依赖性的破坏133-135。值得注意的是，通过单细胞转录组分析在中期复发肝细胞癌中发现一种KLRB1高表达的先天性CD8+T细胞群。与原发性肝细胞癌中特征明显的耗竭性CD8+T细胞相比，这种类型的CD8+T细胞群表现出较弱的抗肿瘤细胞毒性，低克隆扩增能力且与预后不良相关¹³²。值得重视的是，我们需要对肝脏的T细胞有更深入的解，因为NASH被认为是CD8+T细胞触发的肝脏疾病，限制免疫治疗对这种NASH驱动的肝癌的疗效，提示依赖于病因的免疫监测被中断^133–135。

NK细胞和自然杀伤T细胞在肝脏环境中的巡逻，代表着另一道防线和免疫监测模式。与健康对照组相比，肝癌患者外周血和瘤内组织中的肿瘤浸润NK细胞数量减少，以及NK细胞在细胞因子生成和细胞毒性功能损伤^2,32。其潜在的机制认为是KLRC1其配体HLA-E的异常表达。值得注意的是，也有研究表明造血干细胞可以通过细胞外基质（ECM）重构来降低NK细胞的活性¹³⁶，并通过不同的纤维化机制影响肝细胞癌的进展（表3）。自然杀伤T细胞是IFN-γ的丰富资源，能够激活NK细胞²。因此它们通常被认为是抑制肿瘤的生长。然而，最新证据也表明，，CD4+自然杀伤T细胞在在体内和体外条件下均可以分泌Th2细胞因子并抑制CD8+T细胞的增殖^137,138。

同样地，巨噬细胞极化也是十分多样化的。炎症相关巨噬细胞和浸润性单核细胞可诱导抗肿瘤反应¹³⁹。然而，在肿瘤微环境中，这些细胞被称为肿瘤相关巨噬细胞；它们具有免疫抑制表型¹⁴⁰，并通过组织重塑（如血管生成和伤口愈合）促进肿瘤进展、侵袭和转移^141,142。最近，研究通过对患者源性纤维化肝组织的空间定位单细胞RNA测序，鉴定一组TREM2+CD9+促纤维化巨噬细胞¹⁴³。尽管药物阻滞肿瘤相关巨噬细胞活性似乎能改善肝细胞癌患者的预后，针对该类细胞的靶向治疗的有效性和选择性仍是一个挑战^140,144,145。