原發(fā)性肝癌個體化診療的研究進(jìn)展

張磊，單忠強(qiáng)，劉樹業(yè)(天津市第三中心醫(yī)院，天津30070；天津大學(xué)化工學(xué)院)

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原發(fā)性肝癌個體化診療的研究進(jìn)展

張磊1，2，單忠強(qiáng)2，劉樹業(yè)1(1天津市第三中心醫(yī)院，天津300170；2天津大學(xué)化工學(xué)院)

摘要：原發(fā)性肝癌是與慢性肝炎病毒感染密切相關(guān)的腫瘤疾病，通常相同病理類型、相同分期及同一治療手段的原發(fā)性肝癌患者會出現(xiàn)不同預(yù)后效果。目前強(qiáng)調(diào)和注重人體內(nèi)在因素和個體差異在疾病診療上的影響為主導(dǎo)思想的“個體化診療”模式成為提高肝癌治療效果的趨勢。代謝組學(xué)能反映在基因與環(huán)境共同作用下形成的個體生物體系、功能及狀態(tài)的整體特征，通過對原發(fā)性肝癌不同病理分級代謝輪廓的研究，找尋與癌細(xì)胞分化相關(guān)的標(biāo)志物，準(zhǔn)確的分期分級為治療方向選擇及預(yù)后判斷提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：原發(fā)性肝癌；代謝組學(xué)；個體化診療；生物標(biāo)志物

原發(fā)性肝癌(PHC)是與慢性肝炎病毒感染密切相關(guān)的疾病，惡性程度高，進(jìn)展迅速，治療困難，病死率高。近年來針對該病已有較多治療手段，但其總體療效仍不甚滿意。目前針對小肝癌的治療首選外科切除還是經(jīng)皮消融仍存在爭議，通常相同病理類型、相同分期及同一治療手段的PHC患者往往出現(xiàn)不同預(yù)后效果，個體化診療模式成為提高肝癌治療效果的新趨勢。代謝組學(xué)能反映在基因與環(huán)境共同作用下形成的個體生物體系、功能及狀態(tài)的整體特征，通過對PHC不同病理分級代謝輪廓的研究，找尋與癌細(xì)胞分化相關(guān)的標(biāo)志物，準(zhǔn)確的分期分級為治療方向選擇及預(yù)后判斷提供可靠依據(jù)。現(xiàn)就PHC個性化診療的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1肝癌分期分級標(biāo)準(zhǔn)在PHC個體化診療中的價值

1.1肝癌傳統(tǒng)分期分級體系肝癌合適的臨床分期及按臨床分期予相應(yīng)治療方案是個體化診療的核心手段?，F(xiàn)今有諸多國際公認(rèn)的肝癌分期標(biāo)準(zhǔn)，每種分期分級方法均有各自的優(yōu)劣及適用范圍，經(jīng)典的Okuda分期能提供各期肝癌患者的自然病程，但對于早期肝癌的鑒別能力較差；TNM分期法最大程度地減少不同干預(yù)措施對預(yù)后造成的偏倚，但未考慮肝硬化因素及患者全身情況；CLIP評分法、French評分法、香港中文大學(xué)預(yù)后系數(shù)均未具體區(qū)分治療方式對預(yù)后的影響；巴塞羅那分期法對治療的指導(dǎo)作用及對早期患者的鑒別作用強(qiáng)，實用性高，被諸多權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)為是最可行的評分系統(tǒng)，且有高級別的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持，但其研究對象集中于西方國家(肝癌發(fā)病相關(guān)因素通常不以噬肝性病毒感染為主)，因此對于中國及亞太地區(qū)的適用性尚待考證?？傮w來說國際上各種臨床分期的指標(biāo)均來自臨床常規(guī)的檢測，往往只關(guān)注腫瘤進(jìn)展的程度，而忽略了腫瘤本身的異質(zhì)性及來自人體環(huán)境的異質(zhì)性?；诂F(xiàn)有的分期標(biāo)準(zhǔn)，與根據(jù)回顧性研究及長期形成的習(xí)慣所制定治療方案的具體方法及最終效果往往大相徑庭。找到更接近肝細(xì)胞肝癌生物學(xué)分型的標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)、針對腫瘤及患者自身做出更為精確的判斷并可對某些治療手段的實施做出一定的預(yù)后評價對患者更有意義。

1.2肝癌基因多態(tài)性分期分級體系個體化診療思想中的核心思想即“個體差異”由先天遺傳因素和后天環(huán)境因素共同構(gòu)成，目前國際上流行的肝癌個體化診療的應(yīng)用主要集中于基因?qū)用婧偷鞍讓用?，如基于單核苷酸多態(tài)性(SNPs)分析的“個體化診療”觀點(diǎn)已基本確立，通過對SNPs與疾病和藥物治療的關(guān)聯(lián)性分析，醫(yī)生不僅可通過所檢測出的SNPs來預(yù)測并確定與疾病有關(guān)的基因，同時亦能事先把握患者個體對于某種藥物的反應(yīng)特點(diǎn)，并根據(jù)這一特點(diǎn)選擇治療效果最好及不良反應(yīng)最小的藥物進(jìn)行準(zhǔn)確治療。Zheng等[1]研究提示激酶插入嵌合受體不同基因型將導(dǎo)致晚期肝細(xì)胞癌患者使用索拉菲尼治療不同的生存時間預(yù)后；與此同時Scartozzi 等[2]研究顯示血管內(nèi)皮生長因子及血管內(nèi)皮生長因子受體的SNPs亦是晚期肝細(xì)胞癌患者使用索拉菲尼治療預(yù)后評估的潛在標(biāo)志。上述方法為肝癌的診療做出了一定貢獻(xiàn)，但他們忽略了后天環(huán)境因素如個人生活習(xí)慣、環(huán)境、條件等無法用基因和蛋白差異來體現(xiàn)的因素對個體的影響，有一定的局限性，而代謝組學(xué)與基因組學(xué)等相比更接近生物學(xué)表型，反映的是已經(jīng)發(fā)生了的生物學(xué)事件，亦是基因型與環(huán)境共同作用的綜合結(jié)果，是生物體系生理和生化功能狀態(tài)的直接體現(xiàn)，更有助于找到個體差異存在的客觀依據(jù)和產(chǎn)生機(jī)制，更適合個體化診療為主導(dǎo)思想的研究領(lǐng)域[3]。

2代謝組學(xué)研究在PHC個體化診療中的價值

代謝組學(xué)由英國學(xué)者Nicholson 等于1999 年首次提出，近年來發(fā)展迅速，并已成為國際研究的熱點(diǎn)。代謝組學(xué)是眾多組合學(xué)科中的一種，即通過考察生物體系受刺激或擾動后(如將某個特定的基因變異或環(huán)境變化后) 代謝產(chǎn)物的變化或其隨時間的變化來研究生物體系的一門科學(xué)[4]，其研究涉及生命科學(xué)、分析科學(xué)及化學(xué)統(tǒng)計學(xué)三大方面的專業(yè)知識，關(guān)注的對象是生物體內(nèi)相對分子質(zhì)量1 000道爾頓以下的小分子化合物。臨床中代謝組學(xué)是以組群特征分析為基礎(chǔ)，以高通量分離、檢測和數(shù)據(jù)處理為手段，基于海量數(shù)據(jù)，通過大量的計算機(jī)復(fù)雜運(yùn)算，從相互比對的海量數(shù)據(jù)中提取出豐富的相關(guān)有用信息。在代謝過程中，小分子代謝產(chǎn)物是這一過程的最終結(jié)果，其能準(zhǔn)確反映生物體系的狀態(tài)。代謝組學(xué)研究所關(guān)注的正是這些小分子的代謝產(chǎn)物，作為一門新興學(xué)科，優(yōu)點(diǎn)包括[5]：檢測更容易；不需要特征化的數(shù)據(jù)庫；種類少；代謝產(chǎn)物具有通用性。與其他組學(xué)技術(shù)相比代謝組學(xué)還有一個優(yōu)勢就是文獻(xiàn)中存在豐富的關(guān)于代謝途徑和代謝物生化性質(zhì)的信息[6]。代謝物濃度的變化與機(jī)體的生化狀態(tài)相關(guān)，反映源于代謝機(jī)制的變化，包括疾病狀態(tài)和對化學(xué)干預(yù)的反應(yīng)[7]。代謝組學(xué)利用高分離效率、高靈敏度及極低檢測限的儀器，以生物體內(nèi)低相對分子質(zhì)量物質(zhì)的動態(tài)規(guī)律變化來表征生物體的生理病理變化趨勢，最終通過還原相關(guān)聯(lián)生物事件揭示生物體的病理生理變化實質(zhì)和機(jī)制所在[7]。代謝組學(xué)能確定正常的代謝機(jī)制及如何將異常的代謝機(jī)制作為臨床診斷的工具[8]，進(jìn)一步探究干預(yù)的效果(包括藥物和營養(yǎng))。而肝臟作為體內(nèi)新陳代謝的中心站，其生化變化處于基礎(chǔ)研究與臨床研究的重要交叉地位，有超過500種以上的化學(xué)反應(yīng)在其中發(fā)生，而小分子的產(chǎn)生和代謝產(chǎn)物是這一系列事件的最終結(jié)果，其能更準(zhǔn)確地反映生物體系的狀態(tài)，所以代謝組學(xué)研究起步伊始，即在肝病領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究[9,10]。

3新型代謝標(biāo)志物在PHC個體化診斷中的應(yīng)用

Shao 等[11]基于液相色譜與三重四級桿生物質(zhì)譜技術(shù)，對肝細(xì)胞肝癌尿液代謝輪廓進(jìn)行分析，并對比肝硬化等肝臟疾病患者及健康志愿者，結(jié)果顯示多種核苷類物質(zhì)、膽汁酸類物質(zhì)、檸檬酸及多種氨基酸類物質(zhì)能成為肝細(xì)胞損傷的標(biāo)志物，同時環(huán)腺苷酸、谷氨酸鹽及中短碳鏈的?；舛緣A類物質(zhì)可作為肝硬化與腫瘤的鑒別標(biāo)志物，同時針對標(biāo)志物肉毒堿及乙內(nèi)酰脲-5-丙酸進(jìn)行組合診斷二元回歸，其對于肝硬化與腫瘤鑒診呈現(xiàn)良好的靈敏度。Zeng 等[12]基于毛細(xì)管電泳與生物質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對183例肝細(xì)胞肝癌患者的血清代謝輪廓進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示色氨酸、谷氨酸鹽及2-羥基丁酸等多種代謝物可作為血清診斷標(biāo)志物，尤其在小肝癌的診斷方面表現(xiàn)出色。Dai 等[13]基于液相色譜與生物質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對于早期肝癌與肝硬化患者的尿液中36種甾類激素物質(zhì)進(jìn)行檢測，通過整體回歸分析發(fā)現(xiàn)該類物質(zhì)的變化趨勢能為肝細(xì)胞肝癌早期患者的篩查及鑒診提供可靠的臨床標(biāo)志。Tan等[14]利用代謝組學(xué)的方法篩選了能用于小肝癌診斷的血清代謝標(biāo)志物，其研究小組以二乙基亞硝胺誘導(dǎo)大鼠PHC，發(fā)現(xiàn)PHC的病程進(jìn)展在組織病理狀態(tài)上與人類相似，利用液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)平臺，分析了大鼠的血清代謝輪廓，發(fā)現(xiàn)?；悄懰峒皟煞N溶血磷脂膽堿隨PHC病程的進(jìn)展呈現(xiàn)異常的變化趨勢，認(rèn)為這三種代謝物可能與肝癌的病程進(jìn)展相關(guān)，接著又對262例PHC患者的血清和76例肝硬化患者及74例乙肝患者的血清中三種代謝物含量進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)三種特征代謝物聯(lián)合檢測小肝癌的靈敏度與特異性均達(dá)80%以上，優(yōu)于AFP檢測，且利用這三種特征代謝物可有效鑒別肝癌與肝硬化疾病，其研究已進(jìn)入臨床應(yīng)用領(lǐng)域，為代謝標(biāo)志物的臨床應(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)。Budhu 等[15]利用液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)分析了30例肝細(xì)胞肝癌患者腫瘤組織和正常組織樣本，在基因?qū)用婧痛x層面進(jìn)行了聯(lián)合研究，并將研究結(jié)果在356例肝癌患者的樣本中進(jìn)行了驗證，分析發(fā)現(xiàn)28個代謝物及169個基因與肝癌的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后有關(guān)聯(lián)，尤其是與硬脂酰-輔酶A脫氫酶(SCD)相關(guān)的脂類代謝物及其相關(guān)基因均在兩組間存在顯著差異，且SCD與AFP的聯(lián)用對早期肝癌的預(yù)后判斷有顯著作用。Zhang等[16]利用UPLC-Q-TOF-HDMS系統(tǒng)對肝癌患者的尿液進(jìn)行了代謝組學(xué)方面的分析，結(jié)果顯示甘氨膽酸在尿液中的上升與肝癌密切相關(guān)，后續(xù)代謝網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的變化與多條通路的異常有關(guān)，包括初級膽汁酸合成，二級膽汁酸合成及膽汁分泌等。

4新型代謝標(biāo)志物在肝癌治療效果評價及預(yù)后判斷中的作用

Huang等[17]利用基于質(zhì)子核磁共振的代謝組學(xué)平臺，進(jìn)行了肝癌患者陽虛綜合征的研究，發(fā)現(xiàn)與肺陽虛肝癌患者相比，6類代謝物(LDL/VLDL、異亮氨酸、乳酸、脂類、膽堿及葡萄糖/糖類)的血液濃度在陽虛患者中明顯下降，此為肝病辨證施治及治療個體化提供了新思路。Zhou等[18]利用液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)分析了18例晚期復(fù)發(fā)肝細(xì)胞肝癌及22例早期肝細(xì)胞肝癌患者血漿樣本的代謝輪廓，發(fā)現(xiàn)多種氨基酸、膽汁酸、膽固醇、磷脂及糖類物質(zhì)在兩組間的含量差異，對蛋氨酸、甘氨鵝脫氧膽酸及膽固醇硫酸鹽進(jìn)行多元數(shù)據(jù)回歸，作為多指標(biāo)聯(lián)合判斷腫瘤復(fù)發(fā)的判斷指標(biāo)。

代謝組學(xué)研究方法在肝癌個體化診療中有廣闊的應(yīng)用前景，臨床及科研工作者可利用代謝組學(xué)的研究方法，基于生物質(zhì)譜技術(shù)及多元統(tǒng)計學(xué)手段，結(jié)合臨床實驗診斷和病理學(xué)診斷數(shù)據(jù)，針對噬肝性病毒相關(guān)原發(fā)性肝癌的中國特色及診療中亟待解決的問題進(jìn)行研究與探索。通過分析各類生物樣本的代謝輪廓差異，找尋與腫瘤進(jìn)展程度及患者生命體征相關(guān)程度顯著，更接近腫瘤生物學(xué)分型的特征代謝物作為該疾病病程檢測標(biāo)志物。根據(jù)不同的治療方法與臨床用藥，找尋與療法及藥物敏感程度相關(guān)的潛在代謝標(biāo)志物，用以評價臨床干預(yù)效果。代謝物變化是生物機(jī)制終末效應(yīng)的體現(xiàn)，因而代謝輪廓更接近生物表型，希望通過對原發(fā)性肝癌代謝輪廓的研究，找到能對評估患者預(yù)后、治療方式選擇有提示意義的標(biāo)志物，推動個體化診療進(jìn)程。

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(收稿日期：2015-10-03)

中圖分類號：R735.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)13-0096-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.13.038

通信作者：劉樹業(yè)(E-mail：rikkichang12345@163.com)

基金項目：天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃項目(13JCYBJC22100)；天津市衛(wèi)生和計劃生育委員會科技基金面上項目(2014KY01)。