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肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是目前发病率高、治疗困难、死亡率高的恶性肿瘤，全球每年有1000000人死于肝癌 ［1］ 。我国肝癌的死亡率在所有恶性肿瘤中居第二位，年死于肝癌的人数占全世界肝癌年死亡总数的53% ［2］ 。虽然肝癌的诊断和治疗有了长足的进步，但生存率在总体水平上变化不是很明显。迄今已建立的一系列人肝癌细胞系（cell line）和人肝癌细胞系的动物模型，为肝癌的发病机理和治疗研究奠定了良好的基础。动物肝癌细胞的建立从20世纪50年代末开始，第一株人肝癌细胞系于1960年建立 ［3］。目前国内外已建立了动物和人的肝癌细胞系有100多株，人肝癌细胞系数十株。人肝癌细胞系因为取材于HCC患者，或人肝癌动物模型，因此，其中的信息与人的更为相似，获得的结果更有意义，应用也更为广泛。
1 人肝癌细胞系分类
1.1 取材于原发肝癌组织，建系过程中没有改变其生物学特性 早期所建的细胞系大都属于此类 ［4～7］，它们有一些共同点，如AFP均为阳性，能分泌一些血浆蛋白，但也存在一些明显的差别，PLC/PRF/5和HepG2在裸鼠中成瘤性都较差，而QGY-7703和SMMC-7721异种移植成功率为100%，PLC/PRF/5能检测到HBsAg，HepG2则不含HBV。郭秀婵等 ［8］ 建立的3株人肝癌细胞，显示了HBV可以协同AFB1导致肝癌的发生。丙型肝炎病毒是肝癌的一个重要致病因素，Aoki等 ［9］ 建立了一株能成功翻译由重组腺病毒产生的HCV RNAs的人肝癌细胞系。
1.2 具有特征性的人肝癌细胞系 MHCC97是利用裸鼠人肝癌高转移模型在体外建立的 ［10］，该细胞系HBsAg、HBxAg、AFP均阳性，经皮下和肝内接种均可使棵鼠致瘤，并发生肺部转移，肝内接种者，肺转移达100%（12/12），肺转移灶癌细胞AFP阳性。从该细胞系克隆出的两株细胞 ［11］ 的生物学特性有明显差别，高转移株肺转移率为100%，而低转移株仅为40%。吴小鹏等 ［12］一株外生型肝癌细胞系EGHC-9901，该细胞系能持续高分泌AFP，能形成完整毛细胆管且有明显微绒毛，说明细胞变异较小。一些人肝癌细胞系其宿主患有其他肿瘤或疾病。KMCH-1是第一株肝癌和胆管癌混合的细胞系 ［13］ ，该细胞系在无胸腺鼠中能成瘤，但形成瘤体的分化程度却不同，皮下移植瘤呈低分化，而腹腔内肿瘤分化良好。RBHF-1 ［14］ 遗传性血色素沉积病的肝癌患者，HBV和HCV均阴性，该细胞系的建立有助于铁沉积过多的研究。Mz-Hep-1 ［15］ 是第一株致癌物相关的肝癌来源的细胞系，该细胞系的宿主长期暴露在高浓度的二氧化钍环境中，没有肝炎病毒感染。
1.3 人为转染了病毒和（或）基因的细胞系 随着随着分子生物学技术的发展，人们根据预设目的改造原有的细胞系，从而建立有既定生物学特性的肝癌细胞系。HB611 ［16］ 是一株转染了含HBV基因的重组DNA分子和一种抗新霉素基因的Huh6-c15的肝癌细胞系克隆，能聚集核心颗粒并高水平产生和释放HBsAg和HBeAg。有人 ［17］ 将病人的HCV转染到SMMC-7721细胞中，在至少3个多月的时间里都能在细胞内检测到HCV RNA和HCVNS3，CP10抗原的表达。
1.4 用于治疗性研究的人肝癌细胞系 此类细胞系主要用于药物筛选和细胞凋亡机制的研究。如杨俊霞等利用QGY细胞系作为研究模型，采用逐步用顺铂诱导建立了人肝癌顺铂耐药系QGY/cDDP ［18］ ，该细胞系和多种抗癌药有交叉耐药性，并且与5-氟尿嘧啶、表阿霉素、羟基喜树碱等多种抗癌药有不同程度的交叉耐药性，且耐药性稳定。耐药细胞系7721/Adm ［19］ 阿霉素半数致死浓度（IC50）增大4.65倍，并对多种抗癌药物产生耐药性，其耐药性提高了2～6倍不等，该耐药模型P-gp，MRP表达有非常显著的升高，而GSH/GST的表达无明显变化。
2 人肝癌细胞系的应用
人肝癌细胞系广泛地应用于肝癌的生物学特性、发病机制、浸润及转移机制、临床诊断、药物筛选及防治等领域的研究，而且已经深入到了基因及分子水平。它主要用于以下几个方面。
2.1 在肝癌发病机制研究中的应用 肿瘤的发生从根本上说肿瘤是个基因性疾病，从原癌基因激活为癌基因和抑癌基因的失活，通过一系列的信号传导途径，导致了正常细胞的分化、异常增生，最终形成肿瘤。Ebinuma H等 ［20］ 认为，c-myc mRNA的过度降低可以诱导肝癌细胞系的凋亡，同时可以引起Bcl-2的减少，提高细胞的死亡率。AFP是肝癌特异性抗原，同时也是个潜在的肝细胞生长因子，通过对Bel-7402的研究，显示AFP能促进肝癌细胞增殖，其生长调节是由特异的膜受体介导的，并通过cAMP-PKA和细胞内钙离子通道的跨膜信号传导来调节癌基因的表达水平，且有剂量依赖性 ［21］ 。
2.2 在诊断和预防研究中的应用 目前与肝癌诊断的标志物比较多，如AFP、MAGE、BAGE等，但都缺乏很好的特异性和敏感性，利用人肝癌细胞系可以筛选一些有潜在价值的肝癌诊断标志物，有可能预防肝癌的发生和提高肝癌的早期诊断水平。Obora等 ［22］ 对5株人肝癌细胞系进行了研究，结果显示在干扰素抑制肝癌细胞生长和凋亡上，无环视黄醛具有协同作用，两者结合有可能预防肝癌的发生。Wang Z等 ［23］ 通过对肝癌动物模型和人肝癌细胞系HepG2，SMMC7721以及人胚胎肝细胞系L-02中胰岛素生长因子Ⅱ（IGF-Ⅱ）的检测表明，在癌前阶段，IGF-Ⅱ可以通过旁分泌机制促进肝细胞的增殖，而肝细胞发生恶性转化后，IGF-Ⅱ也转为自动分泌。因此，IGF-Ⅱ有可能成为肝癌早期诊断的生物学标志物。
2.3 用于肝癌治疗的研究 人肝癌细胞系可以应用于药物作用机制的研究。Favoulet P等 ［24］对吡柔比星和阿霉素的细胞外毒性进行了比较，发现吡柔比星对HepG2和Hu-H7的毒性效果更好，认为吡柔比星能更好地应用于晚期肝癌病人的肝动脉化疗栓塞而不至于引起完全的肝动脉阻塞。Abiru S等 ［25］ 研究表明，阿司匹林和选择性环氧化物酶-2（COX-2）抑制剂NS-398可以抑制肝细胞生长因子（HGF）诱导的HepG2细胞侵袭，其机制是通过细胞外信号调节激酶（ERK）1/2通路。
2.4 用于肝炎病毒的研究 将肝炎病毒整合到人肝癌细胞系中，通过检测一些指标，可以研究肝炎发病机制，为肝炎疫苗和药物治疗提供理论依据。Bouchard等 ［26］ 将缺乏x蛋白的土拨鼠HBV整合转染到人肝癌细胞系HepG2中，然后用5～10倍的x蛋白加以刺激，HBV RNA复制有明显增加，而单纯用信号传导抑制剂，对HBV RNA复制仅有轻微作用，说明这些复制的信号通路是由x蛋白激活的。这为抑制肝炎的复发和加剧提供了治疗方向。Alisi等 ［27］ 研究表明，核心蛋白可以直接影响不同p73亚型的功能，在HCV的发病中起着重要作用。
2.5 作为生物人工肝的肝细胞来源人肝癌细胞系有正常肝细胞某些功能，对生存条件要求不严，来源广泛，经过传代培养，数量能满足需要。C3A细胞是从HepG2演化而来，具有良好的分泌蛋白、参与尿素及糖原合成肝细胞特异性功能，且增殖能力强。目前美国Hepatix公司生产的Hepatix-ELAD体外人工肝辅助装置中使用的生物成分就是C3SA细胞株 ［28］ ，已被批准进行Ⅱ期临床试验。
3 存在的问题
由于肿瘤的异质性，并且处在不同的生存环境，体外建立的人肝癌细胞系会发生转化，包括基因的丢失、漂移等，和体内的实体瘤之间有显著的差异，而且同一种细胞系经过反复传代后也会发生转化，这样的实验结果具有不确定性。因此应该正确认识和评价细胞系的应用效果:①所建立的细胞系不能和来源的癌组织划等号。②在药物的细胞毒性实验中，不能认为在体外对肝癌细胞有杀伤作用就一定适合体内，药物的作用不可能象在体外一样到达几乎每一个细胞，动物和人的生理环境以及对药物的反应性也不一样。③一般肝癌的发病都有一个长达十几年甚至几十年的癌前变化期，病因和发病机制复杂，故基于某一种或几种肝癌细胞系的实验结果不一定能反映全部肝癌的病因和特性。④还没有形成肝癌细胞的规模化培养，有限的培养肝癌细胞还远远不能满足研究的需要。
4 展望
尽管人肝癌细胞系的应用存在着一些不足，但它是肝癌实验研究的基础。随着人类基因组的完成和分子生物技术的进步，可以针对肝癌的浸润、转移、复发等机制进行更深入的研究，同时加强肝癌抗体和药物的筛选，尽早制服肝癌。
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作者单位:710038西安第四军医大学唐都医院肿瘤科
（收稿日期:2004-05-11）
（编辑青 山）