Jozef Glasa
Helena Glasová
Molekulové mechanizmy hepatokarcinogenézy nie sú dosiaľ úplne objasnené. Malígna transformácia bunky sa dnes chápe ako komplexná sieť signálov, v ktorej rozličné navzájom pôsobiace mechanizmy vedú nakoniec k abnormálnej proliferácii bunky a jej rezistencii voči signálom apoptózy, ako aj iným signálom pôsobiacim na bunku v normálnom prostredí daného tkaniva, resp. orgánu (obr. 1).(8, 9) Hepatocyty však navyše vykazujú mnohé metabolické funkcie, ktoré sú kontrolované veľkým počtom zúčastnených génov. Predpokladá sa, že tieto gény prechádzajú v priebehu malígnej transformácie hepatálnej bunky oveľa komplexnejšími zmenami než je to v iných prípadoch vzniku rakoviny.
Cirhóza pečene a chronické, opakujúce sa poškodenie pečene, aké sa vyskytuje pri chronickej hepatitíde rôznej etiológie, sú prítomné vo väčšine prípadov (až 80 %) HCC a predstavujú najvýznamnejší predisponujúci faktor vývoja HCC.(8, 9) Etiológia a charakter ochorenia pečene, ktoré viedlo ku vzniku cirhózy, ako aj pokračujúca aktivita chronického nekroticko-zápalového procesu, významne ovplyvňujú mieru rizika vzniku HCC. Riziko ďalej zvyšujú molekulárne trofické a transformačné signály na bunkovej úrovni, ktoré sú spôsobované prítomnosťou vírusovej infekcie alebo v dôsledku expozície látkami s hepatokarcinogénnym potenciálom. Približne 75 – 80 % prípadov HCC vo svetovom meradle súvisí s chronickou infekciou HCV and HBV.(4) Cirhóza pečene u nosičov HCV predstavuje vyššie riziko vzniku HCC, ako je to v prípade samotnej cirhózy z iných príčin alebo pretrvávajúcej infekcie HBV bez cirhózy. U pacientov, ktorí sú infikovaní HBV aj HCV, sa riziko vzniku HCC znásobuje („super-aditívny efekt“.(10) Hoci makronodulárna cirhóza pečene, ktoré vzniká typickejšie v dôsledku progresie chronickej vírusovej hepatitídy B alebo C, znamená väčšie riziko vzniku HCC, než mikronodulárna cirhóza typická pre alkoholové poškodenie pečene, abúzus alkoholu sám osebe predstavuje významné riziko progresie cirhózy a následného vzniku HCC. Podobne expozícia aflatoxínu, najčastejšie cestou kontaminovanej potravy, predstavuje pomerne častú príčinu vzniku cirhózy v rozvojových krajinách, s vysokým potenciálom následného vzniku HCC. Toto riziko sa ďalej zvyšuje prítomnosťou ďalších spomínaných rizikových faktorov. (1, 9)
Infekcia HCV
Infekcia HCV predstavuje najvýznamnejší rizikový faktor vzniku HCC. Odhaduje sa, že vo svetovom meradle približne 170 miliónov osôb má pozitivitu protilátok anti-HCV v sére. Z nich je asi 127 miliónov chronických nosičov HCV.(4, 11) Markery infekcie HCV sa nachádzajú v 28 – 76 % prípadov HCC v Európe (výskyt sa zvyšuje od severu na juh) a v 80 – 90 % prípadov HCC diagnostikovaných v Japonsku. Spôsob prenosu HCV v rozvinutých krajinách sveta (napr. USA) je spojený s intravenóznym zneužívaním drog a sexuálnym kontaktom – čo predstavuje asi 85 % prípadov. V iných krajinách Ázie a Afriky sa HCV infekcia zisťuje iba v 20 % prípadov HCC, čo pravdepodobne súvisí s vysokým výskytom infekcie HBV v týchto oblastiach. Zvýšenie frekvencie vzniku HCC u pacientov s infekciou HCV sa odhaduje na približne 17-násobné oproti osobám bez tejto infekcie, pričom u pacientov s cirhózou a infekciou HCV sa HCC objavuje s frekvenciou 1– 4 % ročne, zvyčajne po 20 rokoch od infekcie HCV (12 – 15).
HCV je RNA vírus, patrí medzi Flaviviridae. Nemá reverznú transkriptázu a neintegruje sa do genómu hostiteľa. Genóm HCV transláciou dáva vznik polyproteínu tvorenému reťazcom z 3 000 aminokyselín. Tento proteín sa následne pôsobením príslušných enzýmov štiepi na celý rad menších proteínov, ktoré vykazujú rozličné funkcie.
,Core‘ proteín HCV je schopný ovplyvniť transkripciu rôznych bunkových génov, vrátane proto-onkogénu c-myc. To by mohlo nasvedčovať jeho účasti v deregulácii normálneho rastu bunky.(16) Navyše, u transgénnej myši exprimujúcej core proteín HCV sa postupne vyvíjajú hepatálne tumory, ktoré majú spočiatku vzhľad adenómov. Neskôr sa v týchto adenómoch vyvinú menej diferencované tumory (histopatologická črta „nodul v nodule”, ktorá je typická pre včasné formy HCC u pacientov s chronickou infekciou HCV.(17)
Ďalším z možných mechanizmov karcinogénneho účinku core proteínu HCV je jeho schopnosť inhibovať rôzne aktivátory apoptózy, vrátane aktivácie Fas a tumor nekrotizujúceho faktoru-α (TNF-α).(18) Hoci presný mechanizmus, ktorým core proteín HCV spôsobuje tieto účinky dosiaľ nebol objasnený, je možné, že zahŕňa konštitutívnu aktiváciu signálnej kaskády mitogénmi aktivovanej proteínkinázy/extracelulárnym signálom regulovanej kinázy (angl. mitogen activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase – MAPK/ERK). (19, 20) Navyše, dokázal sa aj onkogénny potenciál neštrukturálnych proteínov HCV – proteínov NS3 and NS5A. (21, 22)
Infekcia HBV
Infekcia vírusom hepatitídy B (HBV) a ňou zapríčinené choroby pečene patria vo svete medzi najčastejšie choroby. Počet chronických nosičov HBV sa odhaduje na 350 miliónov osôb. Infekcia HBV sa v globálnom meradle považuje za najvýznamnejší etiologický faktor. Geografický výskyt HBV infekcie tesne odráža výskyt HCC. Prevalencia chronickej infekcie HBV presahuje v niektorých regiónoch Ázie, Afriky a Západného Tichomoria 8 % nosičov vírusu z celkovej populácie. V Západnej Európe, Severnej Amerike a Austrálii sú hodnoty prevalencie zvyčajne menšie ako 2 % (23 – 25). Významná kohortová štúdia na Tajwane, ktorá zahrnula viac než 22 000 HBsAg pozitívnych mužov, ukázala, že chronická infekcia HBV predchádza vzniku HCC a že relatívne riziko jeho vývoja je u chronických nosičov HBV približne 100-násobne zvýšené.(26) Cirhóza pečene ako následok chronickej infekcie HBV je u týchto pacientov hlavným predisponujúcim faktorom vývoja HCC. HBV je jednovláknový DNA vírus z rodiny hepadna vírusov. Je schopný integrovať sa do genómu hostiteľa. Integrácia HBV DNA môže aktivovať bunkové proto-onkogény alebo suprimovať gény, ktoré regulujú rast bunky (obr. 2). Dosiaľ však neboli preukázané konzistentné miesta integrácie HBV.(23)
X gén HBV kóduje vírusovú bielkovinu, ktorá hrá ústrednú úlohu pri infekcii HBV, ako aj v samotnej hepatokarcinogenéze. U transgénnych myší, ktoré exprimujú gén HBV X vrátane jemu prislúchajúcich regulačných elementov, prichádza ku vzniku HCC, pričom proces začína multifokálne. Najskôr sa objavia oblasti patologicky zmenených hepatocytov, nasleduje vznik benígnych adenómov, ktoré neskôr progredujú do malígneho karcinómu.(23) X proteín HBV je transkripčným faktorom, ktorý je schopný meniť expresiu mnohých bunkových génov, vrátane podskupiny onkogénov, akými sú gény c-myc a c-myb, a tiež aj tumor suprimujúcich génov APC, p53, p21waf1/cip1 a WT1 (štúdie v modeli primárnych ľudských hepatocytov [27]). Navyše, X proteín HBV má schopnosť sekvestrovať tumor suprimujúci gén p53 in vitro a môže blokovať p53 sprostredkovanú apoptózu buniek in vivo. To môže spolupôsobiť pri vzniku pre-neoplastických a neoplastických hepatocytov. Chronická infekcia HBV sa považuje za hlavný príčinný faktor asi v 80 % prípadoch HCC, ktoré sa vo svetovom meradle diagnostikujú. Pritom iba menšia časť chronických nosičov HBV dostane počas svojho života HCC. Táto skutočnosť poukazuje na účasť rôznych spolupôsobiacich faktorov pri vzniku HCC. Z viacerých štúdií vyplýva, že takýmito kofaktormi sú súčasná expozícia aflatoxínu, rasa, mužské pohlavie, zamestnanie v niektorých povolaniach (najmä vplyv škodlivín v pracovnom prostredí v priemysle) – a fajčenie. Súčasná infekcia HIV riziko vzniku HCC ďalej zvyšuje.(23, 28)
Aflatoxíny
Aflatoxíny sú mykotoxíny produkované plesňami Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Patria medzi najpotentnejšie prírodné karcinogény.(29) Človek môže byť exponovaný aflatoxínom, ktorý plesne vyprodukujú v kontaminovanej potrave. Najčastejšie sa kontaminácia aflatoxínmi vyskytuje v Ázii a subsaharskej Afrike, keď sa obilniny, orechy alebo iné potraviny nesprávne skladujú v teplých a vlhkých podmienkach, čo umožňuje prerastanie plesní.
Na to, aby aflatoxín (AFB1) mohol narušiť DNA v hepatocytoch, musí sa prostredníctvom monoxigenázového enzýmového systému spojeného s cytochrómom P450 premeniť na exo-8,9-epoxid (obr. 3). Po tejto premene AFB1-8,9-epoxid reaguje s nucleotidmi hepatocytárnej DNA, pričom sa vytvára celý rad molekulových adduktov (obr. 1). Tieto DNA addukty alebo sekundárne poškodenia DNA, ktoré na ne nadväzujú, napokon vedú k zmenám, ktoré posúvajú hepatocyt smerom k malígnej transformácii. Počet a spektrum DNA adduktov a mutácií, ktoré týmto spôsobom vznikajú je veľmi veľký. Zistilo sa však, že najčastejšou mutáciou je transverzia GCˇTA [30]. Je známe, že mutácie génu p53 (tumor supresorového génu) sa rôzne často vyskytujú v rôznych typoch rakoviny vrátane HCC. Najčastejšia zmena génu p53 v prípade HCC je práve GCˇTA transverzia (identická s bodovou mutáciou indukovanou aflatoxínom). Špecifickejšie, podarilo sa identifikovať „horúci bod“ pre mutácie génu p53, v ktorom je GCˇTA transverzia zvlášť častá – ide o tretiu pozíciu kodónu 249 génu p53 (jej výsledkom je zámena ArgˇSer v proteíne p53).(31, 32) Hoci expozícia aflatoxínu sama osebe predstavuje závažný rizikový faktor vzniku HCC, v regiónoch, kde je táto expozícia častá vyskytuje sa často aj infekcia HBV. Obidva tieto faktory pôsobia synergicky a značne zvyšujú riziko vzniku HCC.
Alkohol
O súvise medzi chronickým abúzom alkoholu a vznikom chronického poškodenia pečene sa ani dnes nepochybuje. Napriek narastajúcemu objemu poznatkov o alkoholovom poškodení pečene, nie sú dosiaľ úplne zrejmé špecifické mechanizmy bunkového poškodenia vyvolaného alkoholom, vedúce k malígnej transformácii hepatocytov. V závislosti od množstva konzumovaného alkoholu a dĺžky trvania abúzu, ako aj od celého radu vnútorných faktorov organizmu, výsledné poškodenie predstavuje kontinuálne spektrum počnúc jednoduchou steatózou až po akútnu alkoholovú hepatitídu. Pri dlhotrvajúcom (chronickom) abúze sa vyvíja fibróza a neskôr cirhóza pečene.(33)
Vzťah medzi abúzom alkoholu a vznikom HCC však nie je celkom priamočiary.(34) Epidemiologické štúdie napríklad ukazujú, že riziko vzniku HCC je vyššie u osôb – bývalých alkoholikov, ktorí s abúzom prestali, než u tých, ktorí v abúze alkoholu pokračujú. Toto paradoxné pozorovanie možno vysvetliť tak, že pacienti, ktorí s abúzom skončili, majú už prítomné chronické poškodenie pečene, ktoré môže ďalej progredovať až do cirhózy a HCC. Naproti tomu pacienti, ktorí pokračujú v pití zomierajú na iné komplikácie etanolového abúzu skôr, než sa u nich vyvinie HCC. (35) Navyše, situáciu ďalej komplikujú rôzne spôsoby pitia, rôzna kvalita alkoholu (pivo, víno, destiláty; regionálne a krajové odlišnosti), fajčenie, krajové alebo iné diétne zvláštnosti, rôzny stupeň porúch výživy u alkoholikov.(36, 37) Napriek tomu väčšina autorov súhlasí s tým, že významnejšiu úlohu než sám etanol pri vzniku toxického poškodenia a malígnej transformácie hepatocytov majú skôr rôzne reaktívne produkty vznikajúce v priebehu jeho metabolizmu.
Etanol sa metabolizuje v pečeni troma hlavnými cestami (obr. 4): prostredníctvom enzýmu alkohol dehydrogenázy (ADH), ďalej mikrozomálnym oxidačným systémom (s účasťou predovšetkým inducibilného izoenzýmu cytochrómu P450 2E1 (CYP2E1)) a enzýmom katalázou (38 – 40). Ide o dvojstupňový proces, pričom prvým krokom je premena etanolu na acetaldehyd s jeho následnou premenou na acetát za účasti enzýmu acetaldehyd dehydrogenázy. Pri oboch reakciách sa produkuje NADH (redukovaný N-adenozín-dinukleotid), ktorý ďalej poskytuje elektrón do dýchacieho reťazca, čo vedie k zvýšeniu spotreby kyslíka a tvorbe reaktívnych kyslíkových molekúl a zvýšeniu hepatálneho oxidačného stresu. Reaktívne kyslíkové molekuly následne spôsobujú peroxidáciu a s ňou spojené poškodenie bunkových lipidov, proteínov a DNA. Navyše, pokiaľ nedochádza k dostatočnému odbúravaniu vytváraného acetaldehydu, spôsobuje vznik proteínových a DNA adduktov a vznik reaktívnych kyslíkových molekúl.
Pri dlhšie trvajúcom abúze prichádza k indukcii CYP2E1,(39) ktorý sprostredkuje premenu etanolu na acetaldehyd s podobnými, ale ešte výraznejšími dôsledkami ako v prípade metabolickej cesty prostredníctvom ADH. Ide o zvýšenú produkciu voľných radikálov a poškodenie bunkových štruktúr hepatocytu prostredníctvom peroxidácie. Indukcia CYP2E1 však môže zároveň viesť k viacerým nepriamym dôsledkom v pečeňovej bunke, z ktorých viaceré sa môžu spájať s jej malígnou transformáciou. CYP2E1 spolupôsobí pri metabolickej aktivácii prokarcinogénov, z ktorých viaceré sa vyskytujú i priamo v alkoholických nápojoch, ale najmä v tabakovom dyme, prípadne v potrave. Indukcia CYP2E1 sa spája so zmenami dĺžky bunkového cyklu hepatocytov, so zmenami koncentrácie niektorých významných nutričných zložiek (napr. deficit vitamínu A, kyseliny listovej, zinku a selénu), ako aj so zmenami imunitného systému vedúcimi k zvýšenej vnímavosti na vírusové infekcie (napr. HBV a HCV). Ďalším metabolickým dôsledkom chronického abúzu etanolu je deplécia prirodzených antioxidantov, najmä glutatiónu (GSH) v mitochondriách.(41) To spôsobuje zvýšenú zraniteľnosť hepatocytu voči pôsobeniu vznikajúcich reaktívnych radikálov.
Dlhotrvajúci abúzus však spôsobuje aj poškodenie iných tkanív a fyziologických funkcií so spätným dopadom na hepatocyty a funkcie pečene. Ide napríklad o zvýšenie permeability čreva voči baktériám a bakteriálnym lipopolysacharidom s následnou aktiváciou Kupfferových buniek. Táto spolu s účinkom spomínaných produktov metabolizmu etanolu vedie k aktivácii a zmene fenotypu hviezdicových buniek v zmysle iniciovania a udržiavania procesov fibrogenézy.(42) Napokon, je dobre dokumentovaná úloha alkoholu (podobne ako u aflatoxínov) ako významného synergického kofaktora hepatokarcinogenézy pri chronickej infekcii HBV alebo HCV.(33, 35, 43)
Steatohepatitída
V poslednom desaťročí sa čoraz častejšie pripomína význam nealkoholovej steatohepatitídy (NASH) ako rizikového faktora vzniku HCC, zvlášť v súvise so súčasnou „epidémiou obezity“ a s ňou spojeným zvýšeným výskytom metabolického syndrómu – a to najmä v hospodársky rozvinutých krajinách. NASH sa považuje za jednu z orgánových manifestácii uvedeného syndrómu so zvýšeným rizikom vývoja cirhózy pečene a neskôr i HCC (44 – 46). Diabetes mellitus II typu a s ním spojená hyperinzulinémia a zvýšená produkcia IGF-1 sa taktiež môžu podieľať na vzniku HCC.
Iné rizikové faktory vzniku HCC
Menej časté rizikové faktory vzniku HCC zahŕňajú hemochromatózu, Wilsonovu chorobu, primárnu biliárnu cirhózu a viaceré vrodené poruchy metabolizmu, ktoré sú spojené so vznikom cirhózy pečene.(1, 3, 9) Rizikovým faktorom vzniku HCC je aj fajčenie.
Proces vzniku HCC
V súčasnosti nie je možné vytýčiť jednu jednotnú molekulárno-biologickú cestu malígnej transformácie hepatocytu, výsledky doterajších výskumov poukazujú skôr na uplatnenie viacerých takýchto ciest alebo mechanizmov (obr. 1),.(9, 47) Viaceré molekulové zmeny sa však vyskytujú veľmi často v cirhotickom pečeňovom tkanive a v malých tumoroch – a mohli by predstavovať obraz včasných štádií hepatokarcinogenézy. Dnes sa zdá zrejmé, že ide o proces prebiehajúci vo viacerých krokoch. Tento vedie k progredujúcej strate diferenciácie bunky, k strate normálnej bunkovej adhezivity, k degradácii intercelulárnej väzivovej matrix a k súčasnej aktivácií mechanizmov prežitia bunky a mechanizmov podporujúcich bunkový rast. Nezriedka sa pozoruje multifokálny obraz vzniku tumoru.
Patologicko-anatomický obraz vzniku HCC
Vznik HCC spôsobený niektorým z vyššie naznačených mechanizmov zvyčajne sleduje viac-menej rovnaký reťazec udalostí: na počiatku sú nekroticko-zápalové zmeny parenchýmu pečene alebo žlčových ciest; obraz hepatitídy (nebiliárnej, biliárnej alebo zmiešanej); vznik a progresia fibrózy (jej nárast zodpovedá definovaným štádiám príslušnej choroby pečene), prechod do cirhózy a jej progresia (pokračujúce nekro-inflamačné, reparatívne a pseudo-regeneratívne zmeny), vznik hepatocelulárneho adenómu a následne HCC.(3, 15) V roku 1986 sa po prvý raz upozornilo na skutočnosť, že HCC sa vyvinul v tkanive adenomatóznych hyperplastických nodulov v teréne chronickej hepatitídy alebo cirhózy.(48) Od toho času vieme, že takéto dysplastické noduly malignizujú približne u polovice pacientov a možno ich považovať za prekurzor malígnej transformácie.(49) Včasné histologické zmeny v týchto noduloch, ktoré časovo predchádzajú malígnu transformáciu, zahŕňajú zvýšenie celularity (angl. ,nuclear crowding‘ – nahromadenie jadier), nepravidelný, úzky trabekulárny charakter trámcov s častou formáciou acinárnych a pseudoglandulárnych štruktúr.
Včasné štádiá HCC predstavujú dobre diferencovaný tumor, ktorý sa postupne mení na stále menej diferencovaný HCC. Prejavuje sa to znížením počtu portobiliárnych priestorov a zvýšením cievneho zásobenia (počtu arteriol vo vnútri) tumoru.(50) S ďalším rastom tumoru malígne bunky prenikajú do susediacich portobiliárnych priestorov a fibróznej strómy cirhotickej pečene. V tomto štádiu sa zvyšuje množstvo matrixovej metaloproteinázy-1 (MMP1). Je to znak schopnosti tumoru narušovať štruktúru extracelulárnej matrix v oblasti portobiliárneho priestoru, čo umožňuje jeho ďalší expanzívny rast..(51) Výsledkom týchto procesov je veľký, zle diferencovaný tumor, schopný invadovať do okolitých vaskulárnych štruktúr (vznik vzdialených metastáz).
Prehľad molekulových
mechanizmov vzniku HCC
Doterajšie štúdium HCC v súvise s troma hlavnými etiologickými faktormi jeho vzniku, t.j. infekcie vírusmi HBV a HCV, a abúzus etanolu poukazuje na spoločné molekulárne a genetické zmeny (47, 52, 53) s účasťou, resp. zmenami mechanizmov regulovaných génmi Rb1, p53 a Wnt. V typickom prípade majú HCC asociované s chronickým abúzom alkoholu častejšie zmeny spojené s génmi Rb1 a p53, než tumory vznikajúce v súvise s infekciou HCV. Najčastejšími pozorovanými zmenami boli metylácia p16INK4A, strata expresie Rb1 metyláciou jeho promótora, a tiež amplifikácia cyklínu D1.(53) Analýza HCC z ľudských a zvieracích modelov ukázala zvýšenie aktivity (angl. up-regulation) mechanizmov MAPK a génov asociovaných s aktiváciou bunkového cyklu (54 – 56). Navyše, potlačené (angl. down-regulated) gény zväčša kódujú génové produkty, ktoré sú relatívne špecifické pre hepatocyt, vrátane niektorých detoxifikačných enzýmov. Tieto zmeny teda súčasne vedú aj k vzniku menej diferencovaného fenotypu pečeňovej bunky.(54) V neskorších štádiách hepatokarcinogenézy sa v bunkách tumoru zvyšuje počet chromozómových aberácií, vrátane straty heterozygozity niektorých génov.(57)
Za fyziologických okolností p16INK4A inhibuje cyklín dependentné kinázy (cdk) 4 and 6, ktoré blokujú progresiu bunkovej fázy G1 prostredníctvom defosforylácie Rb, ktorý sa viaže na E2F1 a tým ho inaktivuje. Familiárny výskyt mutácie génu p16INK4A bol popísaný v prípadoch HCC u dospelých osôb..(58) Vo zvieracom modeli (použitie diethylnitrózamín-thioacetamidu na vyvolanie HCC u Fischerových potkanov) sa v neskorších štádiách karcinogenézy taktiež pozorovala hypermetylácia p16INK4A, čo tiež poukazuje na jeho význam v tejto súvislosti.(59)
Mutácie génu pre β-katenín sa pomerne často pozorovali vo včasných štádiách vývoja HCC. Narušenie tohto Wnt signálneho proteínu ovplyvňuje expresiu jeho cieľových génov, zahŕňajúcich c-myc, c-jun, cyklín D1 a fibronektín.(60) β-katenín je dôležitým submembránovým proteínom, ktorý má význam pre medzibunkovú adhéziu. Jeho mutácia narúša normálne medzibunkové interakcie a výrazne stimuluje rast hepatocytov.
P53 predstavuje pravdepodobne najčastejší molekulový terč v procesoch karcinogenézy u človeka. Štúdium HCC pochádzajúcich z najrozličnejších zdrojov však vykázalo pomerne nízku frekvenciu mutácií génu pre túto významnú tumor suprimujúcu molekulu.(61) Mutácie p53 sa dokazujú až v pokročilých štádiách HCC a nie sú nevyhnutné pre priebeh hepatokarcinogenézy.(62) Najčastejšími mutáciami p53 v prípadoch HCC sú transverzia G namiesto T v kodóne 249, pozorovaná v súvise s expozíciou aflatoxínu.
Novšie sa venuje zvýšená pozornosť analýze komplexných signálnych mechanizmov zúčastnených na vzniku HCC pomocou metód štúdia profilu génovej expresie (využívajúcich technológie DNA-mikromriežky). (63, 64) Doterajší výskum poukazuje na existenciu dvoch odlišných subtypov HCC – podtriedy A a B. Líšia sa v klinickom priebehu a prognózy prežívania pacientov, ako aj v charakteristikách profilu génovej expresie. HCC podtriedy A majú zlú prognózu a vykazujú vysokú expresiu génov spojených s proliferáciou bunky a ubiquitínovou cestou. Expresia génov pre apoptotické proteíny je v tejto subtriede nízka. Tieto HCC môžu vykazovať vyšší stupeň dysregulácie postihujúcej c-myc alebo expresiu transformujúceho rastového faktora alfa, pričom majú veľmi malú, alebo nijakú expresiu génu pre β-katenín. HCC subtriedy B majú o niečo lepšiu prognózu. Vykazujú relatívne nižšiu expresiu génov pre rast bunky a pre proteíny zúčastnené na ubiquitínovej ceste, ale relatívne vysokú expresiu génov pre antiapoptotické proteíny. Mávajú aj rôzny stupeň expresie génu pre β-katenín a vyššiu expresiu génu pre transkripčný faktor E2f1. Od ďalšieho výskumu v tejto oblasti sa očakáva možnosť lepšej stratifikácie pacientov z hľadiska prognózy, ako aj z hľadiska vývoja (a neskoršieho využitia) nových možností individualizovanej terapie (lepšie definovanie špecifických molekulových cieľov pre vývoj nových farmakoterapeutických stratégií).
Záver
HCC predstavuje jednu z najčastejších malignít vo svetovom meradle, pričom jeho incidencia v rozvinutých krajinách v posledných desaťročiach významne stúpa. HCC má zvyčajne veľmi zlú prognózu. Jeho vznik sa u pacienta zvyčajne spája s prítomnosťou viacerých dobre definovaných rizikových faktorov, medzi ktoré patria najmä chronické vírusové hepatitídy B a C, chronický abúzus alkoholu, expozícia aflatoxínu a (novšie) nealkoholová steatohepatitída (NASH). Napriek poznaniu týchto rizikových faktorov ostáva molekulárna patogenéza vzniku HCC nateraz nedostatočne objasnená. Z praktického hľadiska však ich prítomnosť poukazuje na potrebu pravidelného klinického sledovania pacienta so zameraním na včasnú detekciu HCC, ktorá zlepšuje šance na kuratívny liečebný postup.
Vedecký pokrok priniesol v poslednom desaťročí množstvo nových poznatkov o úlohe, molekulovej podstate a mechanizmoch celého radu regulačných (napr. cytokíny, adhezívne molekuly), infekčných (napr. biológia vírusov hepatitíd B a C) a genetických faktorov (najmä gény regulujúce jednotlivé fázy bunkového cyklu, diferenciácie, apoptózy a medzibunkovej komunikácie). Využitie týchto, prípadne ďalších poznatkov môže v budúcnosti viesť k vývoju nových terapeutických a preventívnych stratégií vo vzťahu k riešeniu závažného medicínskeho, sociálneho i etického problému, ktorý HCC v súčasnosti predstavuje.
Literatúra
1. Kew, M. C.: Epidemiology of hepatocellular carcinoma. Toxicology 2002; 181 – 182: 35 – 38
2. Parkin, D. M., Bray, F., Ferlay, J., Pisani, P.: Estimating the world cancer burden: Globocan 2000. Int J Cancer 2001; 94: 153 – 156
3. Llovet, J. M., Burroughs, A., Bruix, J.: Hepatocellular carcinoma. Lancet 2003; 362: 1907 – 1917
4. Bosch, F. X., Ribes, J., Cleries, R., Diaz, M.: Epidemiology of hepatocellular carcinoma. Clin Liver Dis 2005; 9: 191 – 211
5. Bergsland, E. K., Venook, A. P.: Hepatocellular carcinoma. Curr Opin Oncol 2000; 12: 357 – 361
6. Davis, G. L., Albright, J. E., Cook, S. F., Rosenberg, D. M.: Projecting future complications of chronic hepatitis C in the United States. Liver Transpl 2003; 9: 331 – 338
7. Smart, R. G., Mann, R. E., Suurvali, H.: Changes in liver cirrhosis death rates in different countries in relation to per capita alcohol consumption and Alcoholics Anonymous membership. J Stud Alcohol 1998; 59: 245 – 249
8. Koniaris, L. G., McKillop, I. H., Schwartz, S. I., Zimmers, T. A.: Liver regeneration. J Am Coll Surg 2003; 197: 634 – 659
9. Zhu, A. X.: Hepatocellular carcinoma: are we making progress? Cancer Invest 2003; 21: 418 – 428
10. Kew, M. C.: Interaction between hepatitis B and C viruses in hepatocellular carcinogenesis. J Viral Hepat 2006; 13: 145 – 149
11. Ray, Kim, W.: Global epidemiology and burden of hepatitis C. Microbes Infect 2002; 4: 1219 – 1225
12. Jin, D. Y.: Molecular pathogenesis of hepatitis C virus-associated hepatocellular carcinoma. Front Biosci. 2007 Jan 1; 12: 222 – 233
13. Levrero, M.: Viral hepatitis and liver cancer: the case of hepatitis C. Oncogene (2006) 25, 3834 – 3847
14. Degos, F., Christidis, C., Ganne-Carrie, N. et al.: Hepatitis C virus related cirrhosis: time to occurrence of hepatocellular carcinoma and death. Gut 2000; 47: 131 – 136
15. Romeo, R., Colombo, M.: The natural history of hepatocellular carcinoma. Toxicology 2002; 181–182: 39 – 42
16. Ray, R. B., Lagging, L. M., Meyer, K., Steele, R., Ray, R.: Transcriptional regulation of cellular and viral promoters by the hepatitis C virus core protein. Virus Res 1995; 37: 209 – 220
17. Moriya, K., Fujie, H., Shintani, Y., et al. The core protein of hepatitis C virus induces hepatocellular carcinoma in transgenic mice. Nat Med 1998; 4: 1065 – 1067
18. Marusawa, H., Hijikata, M., Chiba, T., Shimotohno, K.: Hepatitis C virus core protein inhibits Fas- and tumor necrosis factor alpha-mediated apoptosis via NF-kappaB activation. J Virol 1999; 73: 4713 – 4720
19. Jin, X., Zimmers, T. A., Perez, E. A., Pierce, R. H., Zhang, Z., Koniaris, L. G.: Paradoxical effects of short- and long-term interleukin-6 exposure on liver injury and repair. Hepatology 2006; 43: 474 – 484
20. Hayashi, J., Aoki, H., Kajino, K., Moriyama, M., Arakawa, Y., Hino, O.: Hepatitis C virus core protein activates the MAPK/ERK cascade synergistically with tumor promoter TPA, but not with epidermal growth factor or transforming growth factor alpha. Hepatology 2000; 32: 958 – 961
21. Sakamuro, D., Furukawa, T., Takegami, T.: Hepatitis C virus nonstructural protein NS3 transforms NIH 3T3 cells. J Virol 1995; 69: 3893 – 3896
22. Ghosh, A. K., Steele, R., Meyer, K., Ray, R., Ray, R. B.: Hepatitis C virus NS5A protein modulates cell cycle regulatory genes and promotes cell growth. J General Virol 1999; 80: 1179 – 1183
23. Tharayil, V. S., Roberts, L. R.: Molecular targets of hepatitis B virus-induced hepatocellular carcinoma. Minerv Gastroent. Diet. 2006; 52 (4): 387 – 406
24. Lee, A. T., Lee, C. G.: Oncogenesis and transforming viruses: the hepatitis B virus and hepatocellularcarcinoma – the etiopathogenic link. Front Biosci. 2007 Jan 1; 12: 234 – 245
25. Maddrey, W. C.: Hepatitis B – an important public health issue. Clin Laboratory 2001; 47: 51 – 55
26. Beasley, R. P., Hwang, L. Y., Lin, C. C., Chien, C. S.: Hepatocellular carcinoma and hepatitis B virus. A prospective study of 22 707 men in Taiwan. Lancet 1981; 2: 1129 – 1133
27. Huo, T. I., Wang, X. W., Forgues, M. et al.: Hepatitis B virus X mutants derived from human hepatocellular carcinoma retain the ability to abrogate p53-induced apoptosis. Oncogene 2001; 20: 3620 – 3628
28. Henry, S. H., Bosch, F. X., Bowers, J. C.: Aflatoxin, hepatitis and worldwide liver cancer risks. Adv Exp Med Biol 2002; 504: 229 – 233
29. Smela, M. E., Currier, S. S., Bailey, E. A., Essigmann, J. M.: The chemistry and biology of aflatoxin B(1): from mutational spectrometry to carcinogenesis. Carcinogenesis 2001; 22: 535 – 545
30. Essigmann, J. M., Green, C. L., Croy, R.G., Fowler, K. W., Buchi, G. H., Wogan, G. N.: Interactions of aflatoxin B1 and alkylating agents with DNA: structural and functional studies. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1983; 1: 327 – 337
31. Hsu, I. C., Metcalf, R. A., Sun, T., Welsh, J. A., Wang, N. J., Harris, C. C.: Mutational hotspot in the p53 gene in human hepatocellular carcinomas. Nature 1991; 350: 427 – 428
32. Shen, H. M., Ong, C. N.: Mutations of the p53 tumor suppressor gene and ras oncogenes in aflatoxin hepatocarcinogenesis. Mutat Res 1996; 366: 23 – 44
33. McKillop, I. H., Schrum, L. W.: Alcohol and liver cancer. Alcohol 2005; 35: 195 – 203
34. Hoek, J. B., Pastorino, J. G.: Cellular signaling mechanisms in alcohol-induced liver damage. Semin Liver Dis 2004; 24: 257 – 272
35. Donato, F., Tagger, A., Gelatti, U. et al.: Alcohol and hepatocellular carcinoma: the effect of lifetime intake and hepatitis virus infections in men and women. Am J Epidemiol 2002; 155: 323 – 331
36. Voigt, M. D.: Alcohol in hepatocellular cancer. Clin Liver Dis 2005; 9: 151 – 169
37. Yu, H., Harris, R. E., Kabat, G. C., Wynder, E. L.: Cigarette smoking, alcohol consumption and primary liver cancer: a case-control study in the USA. Int J Cancer 1988; 42: 325 – 328
38. Wu, D., Cederbaum, A. I.: Alcohol, oxidative stress, and free radical damage. Alcohol Res Health 2003; 27: 277 – 284
39. Morimoto, M., Hagbjork, A. L., Nanji, A. A. et al.: Role of cytochrome P4502E1 in alcoholic liver disease pathogenesis. Alcohol 1993; 10: 459 – 464
40. Djordjevic, D., Nikolic, J., Stefanovic, V.: Ethanol interactions with other cytochrome P450 substrates including drugs, xenobiotics, and carcinogens. Pathol Biol (Paris) 1998; 46: 760 – 770
41. Fernandez-Checa, J. C., Kaplowitz, N., Garcia-Ruiz, C., Colell, A.: Mitochondrial glutathione: importance and transport. Semin Liver Dis 1998; 18: 389 – 401
42. Sato, M., Suzuki, S., Senoo, H.: Hepatic stellate cells: unique characteristics in cell biology and phenotype. Cell Struct Funct 2003; 28: 105-112
43. Stickel, F., Schuppan, D., Hahn, E. G., Seitz, H. K.: Cocarcinogenic effects of alcohol in hepatocarcinogenesis. Gut 2002; 51: 132 – 139
44. Smedile, A., Bugianesi, E.: Steatosis and hepatocellular carcinoma risk. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2005; 9: 291 – 293
45. Bugianesi, E.: Review article: steatosis, the metabolic syndrome and cancer. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22 (Suppl 2): 40 – 43
46. Caldwell, S. H., Crespo, D..M., Kang, H. S., Al-Osaimi, A. M.: Obesity and hepatocellular carcinoma. Gastroenterology 2004; 127: s97 – s103
47. Feitelson, M. A., Sun, B., Satiroglu, Tufan. N. L., Liu, J., Pan, J., Lian, Z.: Genetic mechanisms of hepatocarcinogenesis. Oncogene 2002; 21: 2593 – 2604
48. Arakawa, M., Kage, M., Sugihara, S., Nakashima, T., Suenaga, M., Okuda, K.: Emergence of malignant lesions within an adenomatous hyperplastic nodule in a cirrhotic liver. Observations in five cases. Gastroenterology 1986; 91: 198 – 208
49. Takayama, T., Makuuchi, M., Hirohashi, S. et al.: Malignant transformation of adenomatous hyperplasia to hepatocellular carcinoma. Lancet 1990; 336: 1150 – 1152
50. Nakashima, Y., Nakashima, O., Hsia, C. C., Kojiro, M., Tabor, E.: Vascularization of small hepatocellular carcinomas: correlation with differentiation. Liver 1999; 19: 12 – 18
51. Okazaki, I., Wada, N., Nakano, M. et al.: Difference in gene expression for matrix metalloproteinase-1 between early and advanced hepatocellular carcinomas. Hepatology 1997; 25: 580 – 587
52. McKillop, I. H., Moran, D. M., Jin, X., Koniaris, L. G.: Molecular Pathogenesis of Hepatocellular Carcinoma, J. Surg. Res. 2006; 136: 125 – 135
53. Edamoto, Y., Hara, A., Biernat, W. et al.: Alterations of RB1, p53 and Wnt pathways in hepatocellular carcinomas associated with hepatitis C, hepatitis B and alcoholic liver cirrhosis. Int J Cancer 2003; 106: 334 – 341
54. Okabe, H., Satoh, S., Kato, T. et al. Genome-wide analysis of gene expression in human hepatocellular carcinomas using cDNA microarray: identification of genes involved in viral carcinogenesis and tumor progression. Cancer Res 2001; 61: 2129 – 2137
55. Schmidt, C. M., McKillop, I. H., Cahill, P. A., Sitzmann, J. V.: Increased MAPK expression and activity in primary human hepatocellular carcinoma. Biochem Biophys Res Commun 1997; 236: 54 – 58
56. Schmidt, C. M., McKillop, I. H., Cahill, P. A., Sitzmann, J. V.: Alterations in guanine nucleotide regulatory protein expression and activity in human hepatocellular carcinoma. Hepatology 1997; 26: 1189 – 1194
57. Kimura, H., Kagawa, K., Deguchi, T. et al.: Cytogenetic analyses of hepatocellular carcinoma by in situ hybridization with a chromosome-specific DNA probe. Cancer 1996; 77: 271 – 277
58. Chaubert, P., Gayer, R., Zimmermann, A. et al.: Germ-line mutations of the p16INK4(MTS1) gene occur in a subset of patiens with hepatocellular carcinoma. Hepatology 1997; 25: 1376 – 1381
59. Lim, I. K.: Spectrum of molecular changes during hepatocarcinogenesis induced by DEN and other chemicals in Fischer 344 male rats. Mechanisms Ageing Dev 2002; 123: 1665 – 1680
60. Calvisi, D. F., Factor, V. M., Loi, R., Thorgeirsson, S. S.: Activation of beta-catenin during hepatocarcinogenesis in transgenic mouse models: relationship to phenotype and tumor grade. Cancer Res 2001; 61: 2085 – 2091
61. Buetow, K. H., Sheffield, V. C., Zhu, M. et al.: Low frequency of p53 mutations observed in a diverse collection of primary hepatocellular carcinomas. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 9622 – 9626
62. Teramoto, T., Satonaka, K., Kitazawa, S., Fujimori, T., Hayashi, K., Maeda, S.: p53 gene abnormalities are closely related to hepatoviral infections and occur at a late stage of hepatocarcinogenesis. Cancer Res 1994; 54: 231 – 235
63. Thorgeirsson, S. S., Lee, J. S., Grisham, J. W.: Molecular prognostication of liver cancer: end of the beginning. J Hepatol 2006; 44: 798 – 805
64. Thorgeirsson, S. S.: Genomic decoding of hepatocellular carcinoma. Gastroenterology. 2006 Oct; 131: 1344 – 1346