我国农村肝癌预防策略预防HBV感染控制

彭洋简介 https://m-mip.39.net/zjft/mipso_9192503.html

肝细胞肝癌(HCC)起病隐匿,可供选择的治疗手段有限,治疗效果不理想,但相对于其他恶性肿瘤而言,其病因线索相对比较清楚,因此,针对病因学的肝癌一级预防显得尤为重要。目前,已经确定的HCC危险因素包括乙型肝炎病毒(hepatitisBvirus,HBV)和丙型肝炎病毒(hepatitisCvirus,HCV)的慢性感染,饮食中的黄曲霉毒素B1(aflatoxinB1,AFB1)的暴露是HCC的主要病因。近年来,大规模人群研究显示,与HCC发生相关的危险因素包括吸烟、饮酒、罹患Ⅱ型糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病,以及环境污染相关因素,如PM2.5高暴露和多环芳烃暴露等。

江苏省启东市地处长江入海口北侧,三面环水,与上海隔江相望,距浦东直线距离仅50km,其肝癌发病率显著高于上海市,是我国肝癌高发区之一。启东市总人口约万,40多年来,国内外学者,包括来自中医院工作者,与启东肿瘤防控工作者一起,在此开展了大量病因学、相关预防措施和手段的研究。依据相关研究数据,通过当地政府主导和引导,采取了一系列措施。根据我们所主导完成的研究结果,我们对启东市HCC病因学、针对病因学预防措施的研究和实施效果进行介绍,建立我国农村地区肝癌一级预防模式,为我国农村地区肝癌一级预防提供示范。

启东市HCC高发的病因学

与可能的致癌机制

自20世纪70年代初开始,国内外学者与启东当地的肿瘤防控人员一起,通过大量肝癌发生病因的线索探寻、积累危险因素证据和结果验证等工作,较早地指出了饮水污染和饮食中黄曲霉暴露、慢性HBV感染与启东市HCC发生的密切关系。

(一)慢性HBV感染为启东市HCC的主要病因以及黄曲霉暴露是HCC发生的主要辅因

在世界范围内,通过流行病学和动物实验证据,科学家认为,黄曲霉是HCC的发生病因,主要是AFB1暴露,采用含AFB1的食物喂养灵长类动物进行研究,明确了AFB1的致癌作用。慢性HBV感染与HCC发生的相关性则确立于20世纪70年代后期,首先由美国肝病学家Beasley等通过对台湾地区例40~59岁男性人群平均随访8.9年而确立。

据此,启东市陆建华等根据年采用反向被动血凝技术对启东某公社16周岁的自然人群中乙肝表面抗原(hepatitisBsurfaceantigen,HBsAg)的检测结果,以及随后所发生的肝癌情况进行分析,结果显示,截至年,在例HBsAg阳性人群中发生33例肝癌,但在例HBsAg阴性人群中,有9例肝癌发生,HBsAg阳性人群中肝癌发生的危险度是HBsAg阴性人群的17.4倍,这一结果与Beasley等的队列人群研究结果一致,由此确定了慢性HBV感染与启东肝癌有关的重要病因学线索。

Ross等采用病例对照研究方法,通过分析上海地区人群中的黄曲霉暴露与HBsAg状态的关系,报道了AFB1与HBV之间的协同致肝癌作用。Chen等对我国台湾澎湖列岛居民中的20例HCC患者和86例对照人群中的血液HBsAg和反映AFB1累积暴露水平的AFB1-血白蛋白加成物(AFB1-Alb)进行检测,结果显示,65%的HCC患者和37%的对照人群中检测到AFB1-Alb,更为重要的是,仅HBsAg阳性者在检测到AFB1-Alb时有进展为HCC的危险,证明了HBV感染与AFB1的协同致肝癌作用。

由于启东市存在广泛的黄曲霉暴露,并发现霉变玉米能诱导鸭和大鼠肝癌的发生,而HCC主要发生在HBV感染人群。为确定AFB1个体暴露量在肝癌发生中的地位与作用,中医院孙宗棠教授带领其团队制备了检测AFB1代谢物黄曲霉素M1(aflatoxinM,AFM1)的多克隆与单克隆抗体,建立了可定量个体黄曲霉暴露水平的放射免疫测定技术,发现肝癌高发区人群黄曲霉暴露水平显著高于低发区人群,通过对尿液中存在的微量AFM1进行免疫浓缩,结合液相色谱技术,首次确定了AFB1个体暴露量与肝癌发生的关系。中医院与启东肝癌防治研究所合作,于-年期间在启东市建立HBsAg阳性人群队列,收集例男性HBsAg阳性者连续8个月的尿液,混合后检测尿液中的AFM1排出量,以推测AFB1的暴露水平;平均随访8年后,在尿液AFM13.6ng/ml者中,其肝癌发病风险较未检测到AFM1者增加了3.5倍,这为通过清除黄曲霉暴露而降低肝癌发病提供了重要理论依据。

通过比较AFB1在健康灵长类动物体内导致肝癌所需要的累积剂量与HBV感染人群肝癌所暴露的剂量,发现AFB1的致癌剂量在HBV感染人群显著降低。在肝癌发生的病因学及分子机制研究中,AFB1暴露所导致的HCC存在p53基因的RS突变特征,并可能是AFB1暴露的分子印迹。由于在HBsAg阴性人群中也有肝癌发生,推测启东HCC发生或许与HCV感染有关,HCV感染或许可以增加HBV感染人群的HCC发病风险。为确定慢性HBV和HCV感染、AFB1暴露在启东市肝癌高发中的地位与作用,孙宗棠教授带领其团队对经手术切除的例HCC患者进行了病毒学感染标志物分析,结果显示,94%的HCC患者血清HBsAg阳性,其中例HCC患者中仅发现6例(5%)患者抗-HCV阳性,且97例(54%)HCC组织存在AFB1暴露的分子印迹。对其中10例HBsAg阴性HCC患者进一步分析,结果显示,其均存在血清乙肝核心抗体(抗HBc),肝组织和血清中均存在HBV-DNA片段。这一研究结果明确了慢性HBV感染是启东市肝癌高发的主要病因,AFB1暴露是肝癌发生的主要辅因,提示HCV感染在启东市肝癌发生中的地位较弱,强调了控制HBV感染是预防启东市肝癌发生的根本。

(二)饮水污染与启东市肝癌的关系

饮水污染与肝癌发生的关系最早由复旦大学预防医学研究所俞顺章等与日本学者Ueno等合作,对江苏海门肝癌高发人群进行研究,结果显示,沟塘水中的藻类毒素主要为微囊藻毒素,其为促进HCC发生的另一个重要危险因素,在HBVx转基因鼠的实验研究中,这种毒素可与AFB1一起促发肝癌。因此,微囊藻毒素、乙型肝炎和黄曲霉这3个环境危险因素组合,可能为我国南方地区肝癌高发的原因之一。陆军军医大学的舒为群教授团队通过病例对照研究,分析了重庆地区例HCC患者和例对照人群血清中微囊藻毒素的暴露水平,结果显示,血清微囊藻毒素水平与HCC之间呈正相关,微囊藻毒素与HBV感染和饮酒之间协同作用致癌。这与所观察到启东和海门地区的研究结果有一定差异。Zheng等研究显示,微囊藻毒素和黄曲霉毒素导致肝癌发病存在一定拮抗作用。因此,这一研究结论尚值得进一步确认。

启东与海门陆陆相邻,基于20世纪70年代饮水污染与肝癌关系的研究结果,在启东也开展了饮水与肝癌关系的流行病学调查,不同饮水类型居民的肝癌发病率存在显著差异,其中饮用地表水人群的肝癌发病率显著高于饮用地下水人群。启东13个乡镇的流行病学研究显示,HBsAg、AF-Alb和饮用沟塘水与肝癌死亡率有关,沟塘水中的微囊藻毒素为趋肝的促癌因素,可诱发肝炎并促进肝癌的发生。这为改善饮水、预防肝癌提供了重要科学决策的依据。

(三)启东市肝癌病因学和可能致癌机制的研究结果对我国肝癌预防措施实施和相关治疗手段的启示

根据全球肝癌发病数据分析,近年来,欧美等过去肝癌的低发国家,其发病率呈持续上升趋势,但包括我国在内的亚洲国家肝癌发病则呈现持续下降趋势,这种下降在未使用乙肝疫苗的人群中即已呈现,表明包括我国在内的亚洲国家的肝癌病因与欧美国家存在不同。随着二代测序技术的发展,通过对世界不同地区来源肝癌患者的基因组进行序列测定分析,科学家发现了不同危险因素所导致HCC患者的肝癌基因组中存在不同变异特征,表明不同病因HCC的发生可能存在不同的致癌机制。因此,中国肝癌的预防措施和手段应该不同于欧美国家,不同病因学的肝癌可能需要采用不同的肝癌治疗手段。

尽管队列研究确定了HBV感染与HCC发生之间的密切相关性,但HBV致癌基因的存在一直存在争议。HBV感染后的基因整合致癌机制随着高通量测序技术的应用而得以确认。国家肝癌研究中心的王红阳院士和周伟平教授带领的团队,对例HBV相关的肝癌组织采用高通量测序技术进行了病毒整合和基因表达分析,发现了HBV基因在HCC基因组中的整合特点。HBV基因在肝细胞基因组中的整合致癌理论得到越来越多的证据支持。

为回答AFB1暴露促进HBV感染人群进展为HCC、导致HCC发生的分子致癌机制,我们与焦宇辰教授团队合作,采用基因组测序及全外显子捕获测序技术,分析了启东地区黄曲霉暴露相关HCC的基因组特征,发现AFB1暴露促进HCC发生的致癌机制主要是显著增加HCC基因组的突变量,特别是编码链的基因突变载量,并没有增加HBV基因片段的整合,在这类HCC中具有特有的基因突变谱。以前,研究者根据模式动物研究结果推测突变指纹谱24与黄曲霉相关,我们的研究首次从全基因组角度确认了突变指纹谱24就是黄曲霉指纹,从基因组水平上对肝癌患者进行黄曲霉暴露史溯源。我们根据所确定这类HCC的突变指纹,对癌症和肿瘤基因图谱(CancerGenomeAtlas,TCGA)和国际癌症基因组联盟(InternationalCancerGenomeConsortium,ICGC)公共数据平台中所收录的来自中国、美国、法国和日本的例HCC全基因组测序结果分析挖掘,在与我国遗传背景相近的日本人群中,仅有0.5%的肝癌与黄曲霉暴露相关;而在我国普通人群中,因隐匿性AFB1暴露导致的这类HCC高达10%。随后,新加坡与法国科学家团队证明了我们的这项工作,在我国香港地区HCC患者中存在高达16%的具有AFB1暴露相关的肝癌。表明在普通人群中无意识的黄曲霉暴露导致的肝癌比预期要严重得多。因此,高发区肝癌病因学的确立与其致癌特征的确认,为目前HBV感染的成年人群采取有效措施、控制黄曲霉暴露、降低肝癌发病,奠定了坚实的理论基础和科学依据。

在黄曲霉暴露相关HCC的基因组突变指纹中,除经典常见于已报道的TP53RS等突变外,我们还发现了新高频突变基因ADRGB1,其在黄曲霉暴露相关HCC中突变频率高达18.4%,显著高于TCGA和ICGC数据库中的1.5%,且CA突变比例占ADGRB1基因点突变类型的77.8%,提示该基因主要由黄曲霉诱发突变,突变主要发生在编码蛋白的胞外区。通过分析肿瘤组织中新生血管密度,发现ADGRB1突变型肿瘤组织的新生血管密度较野生型显著增加。既往虽在多种肿瘤中发现ADGRB1突变,但其突变频率较低,难以与癌细胞表型建立联系并确定为癌基因,我们首次发现其高频突变、相关的表型以及可能的致癌机制。此外,在黄曲霉暴露相关HCC中,由于基因组突变所形成的肿瘤新抗原肽数目较TCGA数据库HCC中的数目增加约3倍,CD45阳性炎症细胞PD-L1阳性比例较普通人群肝癌增高了约3倍。提示黄曲霉暴露相关HCC可能与吸烟所导致的肺癌一样,其对免疫检查点抑制剂的治疗敏感。因此,对于不同病因学的肝癌,可能需要采用不同的治疗手段。

启东市肝癌高发区的病因学

干预措施研究和相关实施效果

根据上述所确定的HCC病因及其与HCC发生密切相关的线索,我们所开展的病因学干预措施如下:

(一)改良饮水及控制水污染和改良居民膳食结构以及降低和清除黄曲霉暴露

根据饮用地表水人群中肝癌的高发病率状况和相关实验依据,启东政府主导了一系列饮水改良工作。20世纪70年代初,启东市75%以上的居民饮用易受污染的宅沟水和泯沟水,约25%的居民饮用河水和土井(浅井)水。因此,当地政府在20世纪70年代提出并支持居民饮用水的井水化要求,80年代以来提供饮用深井水(井深~m)的要求和技术支持。年启东市居民饮用深井水占44.3%,浅井水占34.1%,河水占12.l%,沟塘水占9.4%;截至年底,饮用深井水的人口达到万,受益率为98.0%。随后政府主导实施集中供水,至年启东居民开始饮用管道自来水的比例达99%,自来水源自南通市长江水。目前,在启东市万人口中,水污染问题已得到根本的解决,用水卫生质量得到保障。

20世纪80年代之前,启东居民的主粮以玉米为主,由于当地气候潮湿,玉米霉变率高。采用薄层层析技术分析,结果显示,在-年间,每年抽样,总计份粮食中,玉米中AFB1的年检出率为26%~99%。根据黄曲霉暴露增加肝癌发病的相关研究成果,当地政府通过多途径多渠道加强宣传和引导,指导居民改变膳食结构,通过粮食调拨,将由自产玉米为主食改为食用外地生产的大米和面粉,改变饮食习惯,防止霉变食物摄入。随着粮食供应体制的改革,年启东市居民的主粮膳食结构发生了根本的变化,年,97.4%的启东居民以大米为主食,年已达99.2%,至年食用玉米的比例仅占0.5%。

通过生态学分析,我们推测,通过改水改粮等措施能有效地控制微囊藻毒素和黄曲霉暴露,为确定这一效果,我们定量分析了HBV感染个体的黄曲霉和微囊藻毒素暴露水平,在-年抽样测定了黄曲霉暴露水平。在例HBsAg阳性者中,尿样AFM14ng/L78例,平均48ng/L;年对其中存活的21例患者的尿样再次测定AFM1水平,仅发现1例患者AFM1水平为9ng/L,其余20例AFM1均低于检测水平;同时,采用酶联免疫吸附技术对该地区人群中微囊藻毒素暴露水平进行了分析,结果显示,在-年期间,36例罹患肝癌和48例乙肝患者血清中的微囊藻毒素均在试剂检测范围以下。由此表明,启东市居民饮食改变后显著降低了黄曲霉和微囊藻毒素的暴露。

(二)清洁饮水以及降低和清除黄曲霉暴露能显著降低青壮年肝癌发病

年,采用反相被动血凝技术检测了启东市30~69岁例男性、例女性的HBsAg状态,男、女性HBsAg阳性率分别为19.1%和16.2%;随后采用放射免疫测定技术于年和年分别抽样检测启东当地居民的HBsAg状态,其中年20~30岁女性HBsAg阳性率为14.2%(/);年男性HBsAg阳性率为16.6%(/),女性HBsAg阳性率为11.4%(/)。通过全国肿瘤登记中心数据分析-年、-年、-年不同年龄组的肝癌发病率,结果显示,相对于-年,-年和-年50岁以下各年龄组人群肝癌发病率均呈显下降趋势,其中-年20~24岁、25~29岁和30~34岁年龄组肝癌发病风险分别下降3.4、1.9和1.14倍;-年下降更明显,分别下降14.1、9.0和4.1倍。因此,在高发区人群中,通过清洁饮水、改变主粮结构后,能降低黄曲霉暴露,在HBV感染率尚未下降时,清除和降低黄曲霉暴露可预防肝癌的发病。

(三)完善新生儿乙肝疫苗接种,对高危人群实施加强免疫,巩固乙肝疫苗对肝癌的预防效果

20世纪70年代末,慢性HBV感染与肝癌发生的关系才得以确立,采用乙肝无症状携带人员血浆所制备的第1代乙肝疫苗(血源性乙肝疫苗)也在此期间制备成功,通过在同性恋高危人群和在HBsAg阳性母亲的新生儿中进行疫苗注射后,根据随访12个月的结果,美国和法国2个公司生产的血源性乙肝疫苗得以上市应用。为此,年2月期间,以Zuckerman为主席,孙宗棠教授为副主席的世界卫生组织(WHO)专家委员会发起了采用乙肝疫苗进行肝癌预防的活动。

由于启东肝癌的高发,中医院(孙宗棠教授负责)与启东肝癌防治研究所(朱源荣所长负责)合作,率先在我国农村实施新生儿乙肝疫苗免疫,预防慢性HBV感染和肝癌的启东乙肝干预研究(QidonghepatitisBinterventionstudy,QHBIS),这也是到目前为止,世界上唯一采用整群抽样的随机临床对照研究,研究设计得到了英国牛津大学Peto教授的指导,有效地控制了相关混杂因素的影响,可客观确定新生儿乙肝疫苗预防PLC的作用。这一研究包括约8万新生儿参与,于—年期间建立了包括约4万名新生儿乙肝疫苗接种者和约4万名同龄对照人群队列,以原农村公社为基础单位随机整群抽样,无论母亲HBsAg携带状况如何,疫苗组公社出生的所有新生儿,于出生后24h内、1个月龄和6个月龄分别接种3针5μg血源性乙肝疫苗。随后,由英国牛津大学进行了临床研究注册(



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