專家論壇｜肝細胞癌分子異質性與臨床精準治療

2HCC分子異質性與靶向治療

近年來，隨著基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組和免疫組等多組學技術蓬勃發展，HCC分子分型系統被發現和建立，HCC被分為增殖類亞型和非增殖類亞型^{[4, 8-10]}(圖 1)。在此基礎上，結合多組學特征可進一步精細分型，發現具有不同分子特征及臨床預后的亞型。

圖1 2004—2020年間基于基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝特征和免疫特征研究發表的HCC分子亞型

2.1 基因組學分子分型

綜合基因拷貝數和表達譜變化，HCV感染相關HCC可分為5個亞型^[11]：“Proliferation”增殖亞型、“CTNNB1”突變亞型、“Interferon-related”炎性亞型、“Polysomy of chromosome 7”亞型和“Unannotated”未定義亞型。其中，“Proliferation”增殖亞型富集IGF-IR磷酸化，IGF-IR抑制劑和單克隆抗體(A12)以及靶向藥物(雷帕霉素和依維莫司)有潛在療效。

“IFN-related”炎性亞型中IFN刺激基因顯著上調，提示該亞型抵抗IFN和利巴韋林治療。新亞型“Polysomy of chromosome 7”含多條7號染色體，多個基因表達上調為HCC分子治療提供潛在靶點。通過評估術后患者基因拷貝數與臨床結局的關系，發現7號染色體擴增與術后早期復發有關。

隨后，Schulze等^[12]提出新的基因組分型MSig1~6。MSig1多有吸煙史，MSig2與HBV感染相關，二者C＞A突變率高。MSig3常見CTNNB1突變。MSig4多有TP53和T＞C突變。MSig5突變率低，而MSig6多發TERT和CTNNB1突變。各亞型以CTNNB1和TP53突變為主，且同一通路突變可分布于不同亞型，這種突變互作有助于預測靶向藥物療效。

該研究確定了不同病因引起驅動基因和通路變化情況，有助于確定靶向治療的獲益人群。Fujimoto等^[13]研究也發現6個分子亞型：C1~C6。各亞型都有特異驅動突變，具體如下：C1(ARID2、PBRM1突變)，C2(LRP1B、ARID1A、PTPRD、RB1、APOB突變)，C3(MACROD2突變)，C4(CTNNB1突變)，C5(CDKN2A突變)，C6(TP53突變)。

上述基因組分子分型均發現常見驅動突變，提示靶向抑制相應的信號通路活性可能對各分子亞型具有治療價值。

2.2 轉錄組學分子分型

基于轉錄組學特征的分子分型對于臨床預后評估作用較大，比如根據HCC基因表達譜可分為Cluster A和Cluster B兩種亞型^[14]。Cluster A中細胞增殖和抑制凋亡相關基因表達上調，預后差；Cluster B中泛素化和組蛋白修飾相關基因表達增加，預后較好。

此外，PTMA和HIF1a抑制劑可延緩Cluster A和B腫瘤進展，具有治療意義^[15-16]。Cluster A中可分離出一種新亞型HB^[17]，其干性標志物表達增加，提示HB亞型的惡性特征，復發和死亡風險更高。

結合轉錄組與基因組譜征，可以將HCC分為具有不同生物學特性的分子亞型G1~G6^[18]。G1和G2與HBV感染相關，AKT通路均被激活。G3~G6與HCV感染和過量飲酒有關，G3和G4分別發生TP53和TCF1突變，G5和G6高CTNNB1突變率且WNT通路激活，預后好。這項研究還發現50%的腫瘤WNT或AKT通路激活，提示抑制這些信號通路可能會使相關患者獲益。

另外兩種分型系統則更加全面地整合HCC轉錄組信息，對探索靶向治療新策略具有借鑒意義。HCC可分為S1~S3三種分子亞型^[19]。S1亞型富集惡性特征，早期復發和轉移風險高，與腫瘤遷徙和轉移密切相關的TGFβ和WNT信號通路高度激活，提示β-catenin抑制劑的潛在療效^[20-22]。

S2亞型AKT通路激活，AKT通路抑制劑對此亞型可能發揮作用。S3亞型腫瘤體積較小，預后好，可能適用于維甲酸類藥物的分化治療^[23]。此外，HCC也可分為高Notch活性和低Notch活性兩個亞型^[24]。約30% HCC的Notch活性較高，CTNNB1突變率低且預后較差，而低Notch活性HCC的CTNNB1突變率高且預后較好，因此新型Notch抑制劑在高Notch活性亞型中的治療價值有待進一步探索。

2.3 代謝組學分子分型

代謝紊亂是惡性腫瘤的重要特征之一^[25]，干預其代謝異常可能是腫瘤治療的新思路。HCC可分為4個代謝組學分子亞型：“ECM-type”“STEM-type”“Perivenous-type”(PV)和“Periportal-type”(PP)^[26]。

PV亞型富集肝靜脈周圍肝細胞特征(如常發生脂肪酸和膽鹽代謝)，預后差；PP亞型富集門靜脈周圍肝細胞特征(如多發生糖異生、氨基酸分解代謝，表達HNF4A誘導基因)，預后好且復發率低；“ECM-type”亞型涉及細胞外基質重塑和上皮間充質轉換；而“STEM-type”亞型易發生轉移，生存率低。

值得一提的是，PP亞型術后早期復發風險低，預后好，可能更多地受益于肝移植手術。

另外一種基于代謝特征的分子分型也可指導臨床診治。Yang等^[27]研究發現3種代謝組分子亞型：C1~C3。C1代謝活性強，主要涉及氨基酸代謝紊亂，可能為耐藥患者提供替代治療切入點，其臨床證據之一是代謝藥物甲福明二甲雙胍，可顯著抑制肝癌生長并延長患者生存期^[28]。

C2與免疫紊亂相關，可能是CTLA4抑制劑和卡博替尼治療的候選人群^[29-31]。目前未發現C3獨特分子特征，針對C3患者的治療策略較少。總之，這種代謝分型為腫瘤代謝治療提供了新靶點和新見解。

2.4 蛋白質組學分子分型

近年來高通量蛋白組學技術快速發展，開啟腫瘤分子分型的新維度，也帶來腫瘤精準治療的新契機。基于高精度蛋白組數據，HCC可分為三種分子亞型：S-Ⅰ、S-Ⅱ和S-Ⅲ^[32]。S-Ⅰ亞型肝功能相關蛋白上調，具有肝細胞樣特征；而S-Ⅱ和S-Ⅲ亞型增殖相關蛋白上調。

S-Ⅲ亞型多條促癌信號通路高度激活，惡性程度最高，總生存期最短，采用美國食品藥品監督管理局批準藥物或正在臨床試驗的候選藥物靶向該亞型特征蛋白可能具有潛在的治療效果。比如，S-Ⅲ亞型依賴其高表達的甾醇酰基轉移酶1(SOAT1)催化脂肪酸膽固醇酯合成和HCC進展，提示SOAT1抑制劑可能對S-Ⅲ亞型具有治療價值。

另外一項研究也將HBV相關HCC分為3個亞型：S-Mb、S-Pf和S-Me^[33]。S-Mb代謝相關蛋白表達上調；S-Pf增殖相關蛋白上調，患者總生存期最短；S-Me免疫、炎癥相關蛋白表達降低。S-Me和S-Pf高表達PYCR2，患者惡性程度高，預后差；但高表達ADH1A的患者血清AFP水平低，預后較好。這項研究發現2個預后標志物：PYCR2和ADH1A，對HCC患者預后評估意義重大。

2.5 免疫組學分子分型

近年來腫瘤免疫治療取得重大臨床進展，但免疫治療的個體應答效率差異極大，亟需建立免疫分子分型系統，指導臨床治療。Sia等^[34]發現約25% HCC高表達PD-1和PD-L1，定義為“免疫亞型”，包括免疫激活和免疫抑制兩種亞型。

免疫激活亞型富集T淋巴細胞、自然殺傷細胞和IFN信號，對PD-1抑制劑敏感。免疫抑制亞型則富集耗竭T淋巴細胞、M2巨噬細胞，其原因可能是高度激活TGFβ信號通路，因此TGFβ抑制劑(galunisertib)有望增加免疫抑制亞型對免疫檢查點抑制劑的臨床療效。

免疫微環境在決定腫瘤免疫治療效果中發揮重要作用，Kurebayashi等^[35]分析HCC免疫微環境，發現3種分子亞型：高免疫、中等免疫和低免疫亞型。其中，高免疫亞型B淋巴細胞、漿細胞和T淋巴細胞浸潤增加，CD8+T淋巴細胞和腫瘤細胞中PD-1/PD-L1表達上調，整體療效和預后較好。

Kim等^[36]進一步將高表達PD-1的CD8+T淋巴細胞群分為2個亞型：“高表達PD-1”和“低表達PD-1”，“高表達PD-1”亞型表達多種免疫檢查點受體，PD-1+CD8+T淋巴細胞較多，PD-1抑制劑療效較好。

此外，還可根據HCC免疫微環境功能狀態分為免疫正常型、免疫缺陷型和免疫抑制型^[37]。免疫正常型可聯合使用T淋巴細胞反應激活劑(如IL-12、CpG寡核苷酸)和免疫檢查點抑制劑進行治療；免疫缺陷型對免疫檢查點抑制劑不敏感，需要腫瘤血管生成抑制劑(如使用小劑量索拉非尼或貝伐單抗)促進T淋巴細胞浸潤；對于免疫抑制型，免疫檢查點抑制劑也有可能維持或促進T淋巴細胞浸潤，發揮抗腫瘤效應。總之，基于免疫組學的分子分型為選擇HCC免疫治療提供了精準指導方案。

3基于分子分型進行HCC精準治療的機遇與挑戰

多組學測序技術突飛猛進，揭示HCC的多種分子亞型。不同分子亞型決定靶向和免疫治療效果，已逐漸開始影響臨床決策，加速HCC精準治療進程。比如，Ⅱ期臨床研究^[38]發現，RAS突變晚期HCC患者對雷馬替尼和索拉非尼聯合治療臨床反應最好，為RAS突變型HCC的靶向治療提供理論依據。

攜帶TSC1/2基因突變的HCC侵襲性強，但對雷帕霉素單藥治療響應較好^[39]。此外，類FMS酪氨酸激酶3是索拉非尼療效預測的生物標志物^[40]，索拉非尼可有效緩解類FMS酪氨酸激酶3高表達HCC患者的腫瘤進展。

雖然分子分型為HCC精準治療帶來新契機，但廣泛臨床推廣的時機尚未成熟。首先，目前尚缺乏大規模、前瞻性臨床試驗證明這些分子分型系統的有效性。其次，許多分子亞型對應的分子靶向藥物仍然極為缺乏，限制了分子分型系統的臨床推廣。

然而，基于患者分子亞型給予相應治療是大勢所趨，也是HCC個體化精準治療的關鍵依據。隨著靶向和免疫治療藥物研發的快速進展，相信在不久的將來，臨床醫生有望依據HCC分子異質性制定個體化精準治療方案，延長患者生存期，改善臨床預后，極大地推進腫瘤精準醫療的歷史進程。

鄒強，王軍，文良志，等. 肝細胞癌分子異質性與臨床精準治療[J]. 臨床肝膽病雜志, 2021, 37(8): 1765-1769.