资料来源：李瀚旻，高翔. 肝癌肝再生微环境影响肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性的机制 [J]. 中西医结合肝病杂志，2021，31（8）：673-678．

作者简介：李瀚旻，男，医学博士，主任医师，教授（二级），博士生导师，首届湖北省中青年知名中医，湖北省中医名师，享受国务院特殊津贴专家。国家中医药科研细胞分子生物学三级实验室主任，感染性疾病科副主任，肝病研究所副所长，国家中医药管理局慢性肝病肝肾论治重点研究室学术带头人，国家中医临床研究基地（湖北）基础研究平台负责人，中医肝肾研究及应用湖北省重点研究室学术带头人，湖北省中医院学术委员会副主任。全国高等医药院校规划教材《中西医结合传染病学》副主编，《世界华人消化杂志》《中西医结合肝病杂志》和《临床肝胆病杂志》编委。长期从事中医药调控肝再生的基础与临床应用研究，完成国家级课题13项，省部级课题15项，获得国际先进、国内领先科研成果18项；获省部级科技进步二等奖4项、三等奖4项。发表国内外学术论文160余篇，编写学术专著10部，获发明专利授权4项，转让科研成果2项。“补肾生髓成肝”调控肝再生治疗肝脏病的基础与临床应用研究的科研成果具有国际先进水平，构建应用基于“补肾生髓成肝”的肝癌三级预防方案、肝衰竭及肝硬化的防治方案。从肝肾与他藏相关的整体观念出发，主张肝病在补益“肝肾精虚”基础上，重视“先天之肾”与“后天之脾”同调，“开源节流”“补泻兼施”“扶正祛邪”，提倡“肝病春夏防变，积极治疗；秋冬补益肝肾，防中有治”。

肝癌死亡率在我国已上升为恶性肿瘤的第2位，GLOBOCAN2018显示超过36万人死于肝癌，占全球肝癌死亡总数的47.2％[1-3]。由于对其确切发病机制还不十分清楚，目前缺乏可靠的防治措施。以前肝癌防治主要着眼于肝癌细胞本身，但近些年来基于肝癌微环境防治肝癌是新的策略[4-9]。肝癌肿瘤异质性导致患者对放疗、化疗的治疗敏感性，手术后复发以及预后的显著差异已成为亟待解决的科学问题和临床难题[10]。

１  基于肝癌肝再生微环境防治肝癌的原创性

近些年来研究认识到肝癌微环境在肝癌发生发展、复发转过程中的重要作用后，防治肝癌的理念正在发生重大转变。目前有关肝癌微环境研究较多的是炎症损伤、免疫调控、血管新生和肠道微生态等。肝癌肝再生微环境的新概念有别于上述肝癌微环境，其学术思想具有显著原创性[11,12]。肝癌肝再生微环境是指肝癌发生发展、复发转移存在正常肝再生与异常肝再生失衡机制，正常的肝再生微环境抑制肝癌的发生发展、复发转移；异常的肝再生微环境促进肝癌的发生发展、复发转移，当异常的肝再生微环境占主导地位就会形成恶化的肝再生微环境，即肝癌肝再生微环境。肝癌肝再生微环境又可关联炎症损伤、免疫调控、血管新生、肠道微生态等微环境，共同影响肝癌的发生发展、复发转移。

影响肝癌发生发展、复发转移的异常肝再生微环境（肝癌肝再生微环境），主要表现为异常表达的肝再生调控因子及其相关受体，紊乱激活或失活的信号通路，失序的组织结构改变等，统称异常或恶化的肝再生微环境。异常或恶化的肝再生微环境启动、促进、甚或加速肝癌的发生发展或复发转移。其科学性主要基于以下几个科学依据：一是绝大多数原发性肝癌患者存在肝损伤/肝再生失衡导致的肝纤维化、肝硬化的异常肝再生微环境的病理基础，抗肝纤维化及肝硬化能降低肝癌发生风险及发生率；二是肝癌手术后复发转移率高于手术后由于病理损伤与再生修复失衡而加重形成的异常肝再生微环境密切相关，各种微创手术的不断完善有利于降低肝癌的复发转移；三是恶化的肝再生微环境促进肝癌的发生发展、复发转移的部分机制（骨髓干细胞转化肝癌干细胞）已初步明确；四是基于肝癌肝再生微环境的防治新策略，采用整体动态网络式调控肝再生，改善肝再生微环境的肝癌三级预防方案已至少获得多个不同级别的循证医学证据，其部分疗效机制获得一定程度的揭示[13]。

基于肝癌肝再生微环境的肝癌防治策略总体原则是维持或促 进正常肝再生机制，避免或改善恶化肝再生微环境。在消灭肝癌细胞或组织的基础上，结合维护正常的肝再生机制和改善肝癌的肝再生微环境是防治肝癌的重要策略之一，研究多成分、多靶点、多层次、多途径、多时限地改善肝再生微环境 而延缓、阻止、甚或逆转肝癌的发生发展、复发转移的网络式作用机制，正在或将会成为防治肝癌的重要研究方向之一，形成新的研究热点，其研究成果将会推进、丰富和完 善肝癌的防治模式，该学术思想的潜在影响力至少包括以下三大方面：一是防治肝癌必须做到减少或减轻肝损伤，避免形成恶化的肝再生微环境。一直以来强调手术切除肝癌的疗效，但一度忽视了手术切除可能加重形成的异常肝再生微环境，促进了肝癌的复发和转移的负面效应，基于肝癌肝再生微环境的肝癌防治策略，提倡在切除肝癌的同时尽量减少正常肝组织的损伤。“根治性”手术方案主要优先考虑少数理想切除患者，而对于大多数非理想切除患者，若需采用损伤性方法清除肝癌组织，应尽量减少正常肝组织损伤，以避免加重形成异常肝再生微环境对肝癌复发与转移的不利影响，更加完善的治疗模式将会提高临床疗效。二是在形成异常肝再生微环境不可避免的情况下，调控正常肝生与异常肝再生失衡，促进正常肝再生完成结构和功能恢复，改善恶化的肝再生微环境，减少或减轻对肝癌发生发展、复发转移的不良影响，在各种有创治疗的前后及时改善肝再生微环境，更加完善肝癌防治新模式。三是注重整体动态精准。“整体”强调多靶点多环节，发挥网络式调控优势。“动态”主张全程监控。“精准”是在揭示肝癌肝再生微环境影响肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性机制（介尺度知识）的前提下，整合“精准治疗”与“网络调控”的知识体系，推进基于肝癌肝再生微环境防治肝癌新策略和新方案的深入研究，提高肝癌防治能力和水平，开辟肝再生调控影响肝癌肿瘤异质性的研究领域，引领调控肝再生防治肝癌的研究方向[14]。

２  肝癌肝再生微环境研究进展

近些年来，随着医学科技的迅速发展，有关肝癌的发病机制与肝癌微环境的相互关系有诸多新的发现[4,5]。其中肝再生微环境与肝癌的相关机制研究提高了人们对肝癌发生发展、复发转移机制的认识和防治水平[15]。目前已知肝癌是多因素、多步骤、多基因、多突变的结果,其发病机制虽有多种假说，但确切机制至今尚未明确是其妨碍提高防治水平的关键。近年肿瘤干细胞理论备受关注，认为肿瘤可能是正常干细胞在长期自我更新过程中，细胞微环境、致癌剂和遗传因素相互作用于干细胞，引起生长分化调控途经中某些分子发生遗传或表观遗传学改变，导致表达异常，进而引起细胞过度异常增殖[16,17]。肿瘤不单是一种基因病，而且是一种干细胞病。基因突变作用于干细胞，干细胞突变成为肿瘤干细胞，这是肿瘤发生发展、复发转移的关键。最新研究表明，原发性肝癌可能是肝干细胞在自我更新过程中失控导致未分化或分化不全的结果，肝干细胞的表观遗传改变可能是其重要机制之一，而异常肝再生微环境在这一过程中发挥至关重要的作用[18]。肝癌肝再生微环境有别于正常的肝再生微环境，主要表现为异常表达的肝再生调控因子及其相关受体，紊乱激活或失活的信号通路，失序的组织结构改变等,统称异常的或恶化的肝再生微环境。正常的肝再生微环境延缓、阻止、甚或逆转肝癌的发生发展或复发转移，而异常的或恶化的肝再生微环境则启动、促进、甚或加速肝癌的发生发展或复发转移[14]。

有研究表明，肝脏炎症和纤维化所形成的异常肝再生微环境在肝癌发生发展中起重要作用，约80%肝癌发生在慢性病毒性肝炎引起的慢性炎症和纤维化背景下，肝癌治疗和预后也因肿瘤分期和肝功能异常程度不同而复杂化。大多数慢性肝病均以弥漫性慢性炎症坏死和纤维化为特点。慢性炎症和纤维化发生是一个积聚淋巴细胞、巨噬细胞、基质细胞分泌和旁分泌相互作用的动态过程。属于固有免疫及适应性免疫的炎症细胞均参与肝损伤和肝再生，肝损伤与肝再生平衡失调决定肝纤维化的发生发展、复发转移。损伤的肝细胞、Kuff细胞和肝星状细胞均参与炎症诱导。基质微环境、基质与浸润淋巴细胞的相互作用在决定肝脏慢性炎症性疾。病的纤维化的发生发展的同时，亦影响肝癌的发生发展、复发转移[19]。业已证明，慢性病毒性肝炎患者体内紊乱的肝再生过程产生大量转化生长因子-β1（TGF-β1），它是导致肝纤维化异常再生微环境影响肝癌发生发展的关键因素。首先，TGF-β/Smads信号传导通路发生障碍，细胞生长周期紊乱，肝细胞癌变；其次，由于TGF-β的受体在肝癌细胞表达降低，而失去对可能残留肝癌细胞增殖的抑制作用；再者，由于高浓度TGF-β1的免疫抑制作用和促进体内血管形成作用反而造成有利于肝癌产生或复发的组织微环境[20]。近年来，随着对干细胞及干细胞小境的存在及其重要性认识的加深，肝再生微环境在卵圆细胞激活增殖分化过程中的调控作用受到了广泛关注。肝干细胞小境的恶化是其转化为肝癌干细胞的肝再生微环境，慢性炎症和损伤后的再生愈合过程失去时序性和调控就可能发生肝癌。恶性转化的肝细胞可替代再生过程中不典型改变的增生结节，其中存在的肝癌干细胞决定肝癌的发生发展、复发转移。低氧和炎症也是刺激可促进肝癌生长的血管增生的主要因素。Toll样受体4、核转录因子-KB等炎症相关信号可通过产生大量细胞因子、趋化和生长因子、血管和淋巴管增生因子以及改变基质促进肝癌细胞增生和迁移。总之，肝再生微环境紊乱是肝癌发生发展、复发转移的必要条件之一，探讨肝再生微环境对肝癌发生发展、复发转移影响的相关机制，提出通过改善肝癌的肝再生微环境防治肝癌发生发展、复发转移的措施与方案,提高肝癌防治能力和水平具有重要意义[21]。

３  肝癌肿瘤异质性的研究进展

肿瘤异质性为“精准医疗”（分子靶向治疗）的开发和应用提出了严峻的挑战。肝癌的肿瘤异质性可能更为明显,表现为治疗后出现的第二原发肿瘤、不同克隆性的同步多灶性肿瘤以及表型和遗传水平的瘤内异质性,为肝癌分子靶向药物的开发增加了极大的复杂度[22]。

3.1  原发性和复发性肝癌的肿瘤异质性 根治性切除是早期局限性肝癌的重要治疗手段，但是约70%的局限性肝癌患者在根治性切除后复发[23]。肝癌复发的发生率一般在切除后的第一年达到高峰，然后下降，但在治疗2年后又逐渐上升[24]。既往研究将早期复发（治疗后2年内）归因于残余肿瘤或肝内微转移，而晚期复发（治疗后2年以上）归因于再次发生原发肿瘤[25]。有学者使用整合的HBVDNA作为复发性肿瘤的克隆性的决定因素，发现60%的肿瘤是新生的第二原发肿瘤[26]。有学者通过运用DNA倍性、比较基因组杂交和某些微卫星标记的杂合性缺失等标记，已经鉴定出42%~53%的复发或转移性肿瘤具有不同于原发肿瘤的克隆[27 ,28]。最近有研究发现,HBV相关HCC患者中30%的复发中位时间为15.6个月，而多中心出现的中位时间约为2年，表明具有不同克隆性的肿瘤有多中心的发生29。这种肝癌手术后复发可能与术后加重形成的恶化肝再生微环境密切相关,其机制之一可能是恶化肝再生微环境影响了肝癌的肿瘤异质性。

3.2  肝癌多灶性肿瘤的瘤间异质性 临床上HCC的多中心发生或原发癌的肝内转移显示出显著肿瘤异质性[30]。已有研究表明HCC存在几种稳定的分子亚型,明确表现出肿瘤间异质性[31,32]。多发性HCC的多个病灶是由不同的克隆多中心发展而成,或是由--个原发病灶经肝内转移而成，这两种机制引起的多发性HCC治疗和预后均显著不同[28,33]。

HCC在细胞形态、遗传背景和治疗干预反应方面具.有高度异质性[34,35],两个主要的分子簇（增殖和不扩散）在预后信号、途径激活和肿瘤表型方面有明显的富集[36],一个更有侵略性的增殖类亚型在祖细胞的标记中特别富集[37]。这些观察结果导致了一些关于肝癌细.胞来源的假说，这些细胞以肝细胞和肝祖细胞为主要的.细胞成分,其恶性转化可启动肝癌的发生。有研究者采.用基因组学和蛋白质组学方法来调查两个HBV相关性.HCC患者多发肿瘤的克隆性,被认为有肝内转移的患者不同肿瘤中HBVDNA整合模式、基因组突变、拷贝数变.异、染色体结构等均相似,但异质性决定了他们的预后[38 ,39]。

3.3  肝癌瘤内异质性 肿瘤内的异质性被认为在肿瘤对癌症治疗的耐药性中起着重要的作用，包括分子靶向药物[40-42]。HCC的瘤内异质性可能更明显，影像学通常表现为HCC的“结节内结节”外观[43 ,44]。这种特征性的生长模式反映了分化的HCC中的去分化过程，并进一步导致了单个肿瘤内的异质性。最近有研究证实包括HCC在内的多种肿瘤具有瘤内基因组异质性[45-47]与癌症预后有关，但其机制不清[48-51]。Zheng等[52]也报道HCC在单细胞水平上存在CSCs生物学和转录组异质性，不同标记的CSC细胞亚群之间存在异质性,且CSC标记物表达相关基因与HCC预后相关，表明单个细胞转录组的多样性可能反映了其肿瘤生物学特性，在单细胞水平上进行肿瘤内异质性研究更有可能了解肿瘤异质性对HCC发生发展的影响。原发性肝癌可能是由于包括不同基因型和表观遗传修饰的细胞，从而表现出独有的表型异质性，这些肿瘤细胞被称为肝癌干细胞，多被认为与肝癌发生、病变异构、治疗抵抗以及复发和转移有关。有研究分析了41个小肝癌（直径小于3 cm）的组织学分化，发现其中14个肝癌（34. 1%）的组织学分化为异质[53]。最近又有研究表明，23例患者中，5例（21.7%）在所有检测因素方面均存在瘤内异质性[54]。这些发现对以往基于表型和分子变化的HCC知识和分类提出了挑战[55，56]。Tao等[57]通过对单个患者进行全基因组和外显子组测序，报道了HCC和复发性肿瘤多个区域的突变谱。

４  有待解决的关键科学问题

肝再生机制极其复杂,肝癌的异常肝再生微环境又与正常的肝再生机制相互交织,肝癌的肿瘤异质性受多种与其相关的微环境的影响,如何从如此复杂的相互作用机制中明确关键的作用环节存在极大的困难,即存在多层次多尺度属性和介尺度复杂性问题。利用日益兴起和不断成熟的解决复杂科学问题的方法和技术是解决这一困难的必然对策,如运用“混沌理论”的思想与方法指导网络式作用机制的研究,探索平衡与不平衡、确定与不确定、正常与异常、边界尺度与介尺度、局部与整体的统一。近些年来,肝癌肿瘤异质性的临床研究较多,肝癌肝再生微环境与肝癌肿瘤异质性的机制研究也有很大进展,但其二者之间的相互作用机制缺乏全面深人的了解。

根据肝癌肝再生微环境与肝癌肿瘤异质性的研究进展，我们提出肝癌肝再生微环境具有影响肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性的作用及其机制的科学假说。进一步研究拟解决的关键科学问题是肝癌肝再生微环境影响肝癌肿瘤异质性（肝癌肝再生微环境影响肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性）的相关机制。如卵圆细胞是肝再生修复的重要肝干细胞之一,当肝细胞增殖受抑制或肝细胞再生不足以满足再生修复时,卵圆细胞增殖成为肝再生修复的重要途径,如此会形成恶化的肝再生微环境。但卵圆细胞又是肝癌的祖细胞,大量长期过度增殖有可能促进肝癌的发生发展,但其确切机制尚不明确。亟待解决的关键科学问题主要包括:①恶化的肝再生微环境（肝细胞再生受抑与卵圆细胞过度增殖）影响卵圆细胞从再生修复恶性转化为肝癌及其异质性的关键环节及其机制;②在神经-内分泌-免疫-肝再生网络紊乱状态下的恶化再生微环境影响肝癌复发转移的关键环节及其机制。③肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性演变过程中肝再生相关细胞与肝癌细胞的群体效应关键环节及其机制。目前正着手解决的关键科学问题之一是肝癌肝再生微环境影响肝癌肿瘤异质性（肝癌肝再生微环境影响肝干细胞恶性转化肝癌及其异质性）的相关机制。

综上所述,肝癌肝再生微环境是由人体内部肝再生修复机制的稳态系统受多种因素干扰而形成的偏态,系统干预是可靠的防治手段,明确肝癌异质性是提高“精准治疗”可靠性的前提基础,揭示肝癌肝再生微环境与肝癌异质性的相关机制，可极大促进系统干预与“精准治疗”的结合,提高肝癌防治能力和水平。

参考文献（略）