肝細胞癌靶向治療效果相關生物標志物的研究進展

陳華蕾，李威

(首都醫(yī)科大學附屬北京地壇醫(yī)院腫瘤診治中心，北京 100000)

肝癌是第四大癌癥相關致死原因，其發(fā)病率居全球惡性腫瘤發(fā)病率第6位[1]。世界衛(wèi)生組織預計，到2030年將有超過100萬例患者死于肝癌，且肝癌患者的5年生存率約為18%[2]，嚴重危害人類生命健康。肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是原發(fā)性肝癌最常見的類型，約占患者總數(shù)的90%[3]。HCC細胞起源于正常肝細胞基因突變以及表觀遺傳學改變的選擇性積累，這些遺傳學改變與HCC的危險因素、病理特征和臨床預后密切相關。HCC可分為若干亞型，不同的分子亞型對靶向治療的敏感性存在一定差異[4]。分子靶向藥物是晚期HCC患者有效的治療方法[5]。經(jīng)美國食品藥品管理局批準用于HCC靶向治療的藥物主要包括酪氨酸激酶抑制劑(侖伐替尼、卡博替尼、瑞戈非尼)以及抗血管生成藥物(雷莫蘆單抗)等[6]。由于患者對靶向治療的療效反應存在一定差異，因此選擇可預測靶向治療效果的生物標志物以及對治療反應最佳的患者人群顯得尤為重要?，F(xiàn)就HCC靶向治療效果相關生物標志物的研究進展予以綜述。

1 HCC形成的機制及分子亞型

1.1HCC形成的機制 HCC的發(fā)生發(fā)展是復雜、多步驟的過程，HCC細胞大多來源于成熟肝細胞的去分化，少數(shù)則直接來源于祖細胞[4,7]。體細胞的基因組蛋白質編碼區(qū)平均50～70個基因發(fā)生突變，其中大多為過客突變，不參與腫瘤的發(fā)生，僅有2～6個蛋白質的基因發(fā)生驅動突變(即改變主要的信號轉導通路)，從而實現(xiàn)惡性轉變[8]。在突變基因中，以端粒酶逆轉錄酶啟動子、腫瘤蛋白53、編碼β聯(lián)蛋白的CTNNB1基因、體軸抑制因子1、富含AT的結構域1A和富含AT的結構域2等基因較常見，其中端粒酶逆轉錄酶啟動子、腫瘤蛋白53和CTNNB1是理想的治療靶點[9]。這些基因突變通過影響與端粒維持相關的信號通路、Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路、p53/細胞周期調節(jié)相關通路、氧化應激/細胞凋亡通路、表觀遺傳學修飾、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路以及促分裂原活化的蛋白激酶信號通路參與HCC的發(fā)生發(fā)展；此外，表觀遺傳學失調在HCC發(fā)生中起重要作用，其通過DNA甲基化修飾、組蛋白和染色質重構以及微RNA(microRNA，miRNA)和長鏈非編碼RNA水平的改變促進HCC的發(fā)生，且這種表觀遺傳修飾異常占HCC患者的20%～50%[4]。表觀遺傳學改變?yōu)镠CC的診斷和治療提供了新的靶點?；蛲蛔兣c表觀遺傳學改變在腫瘤的發(fā)生過程中相互作用并決定了腫瘤的異質性，因此，充分了解腫瘤內和腫瘤間的異質性有利于發(fā)現(xiàn)具有代表性的生物標志物，從而更好地選擇對靶向治療相對敏感的患者群體，提高治療效益。

1.2HCC的分子亞型 基于基因表達水平，HCC可分為增殖型和非增殖型，且兩種亞型分別占50%；增殖型HCC多見于乙型肝炎病毒感染者，主要通過激活蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白、間充質上皮轉化因子(mesenchymal to epithelial transition factor，MET)、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、胰島素樣生長因子以及Ras/促分裂原活化的蛋白激酶通路促進肝細胞的異常增殖；增殖型HCC細胞的染色體不穩(wěn)定、分化程度較低、侵襲性較強，且增殖型HCC患者的血清甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)水平較高，臨床預后較差[10]。非增殖型HCC多見于丙型肝炎病毒感染或酒精相關的HCC患者，以CTNNB1突變?yōu)橹饕憩F(xiàn)，其基因表達模式與正常肝細胞相似，且分化程度較好、不易發(fā)生血管侵犯，同時AFP水平較低，臨床預后優(yōu)于增殖型HCC[10-11]。增殖型HCC又可分為Wnt/TGF-β型(以TGF-β和Wnt通路激活為主)和先祖型(表達上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白等祖細胞標志物)，非增殖型HCC則以Wnt/β聯(lián)蛋白過度激活的CTNNB1型為主[5]。進一步探索HCC分子及生物學亞型對發(fā)現(xiàn)新的作用靶點以及開發(fā)療效預測性的生物標志物均具有重要意義[12]。有研究認為，抑制TGF-β和Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路可治療特定亞型HCC，但由于缺乏臨床研究證據(jù)支持，某特征性基因型暫不能作為預測療效的生物標志物[5]。

2 預測靶向藥物療效的相關生物標志物

由于耐藥性等原因，傳統(tǒng)的全身化療藥物(5-氟尿嘧啶、卡培他濱、阿霉素、吉西他濱等)并不能有效改善晚期HCC患者的生存效益，且不良反應嚴重[13]。而分子靶向藥物可延長中晚期HCC患者的生存期，改善患者生活質量。靶向治療藥物主要包括酪氨酸激酶抑制劑、抗血管內皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)抗體以及肝細胞生長因子受體抑制劑等；此外，還包括目前正在探索的新型靶向治療藥物如哺乳動物雷帕霉素靶蛋白抑制劑、端粒酶抑制劑和miRNA抑制劑等[14-15]。國家市場監(jiān)督管理總局(原國家食品藥品監(jiān)督管理局)已批準索拉非尼用于不可切除的HCC的治療[16]。此外，一些多靶點酪氨酸激酶抑制劑(如瑞戈非尼、侖伐替尼和卡博替尼)在晚期HCC患者的治療中也顯現(xiàn)出較好的應用前景[17]。其中，索拉菲尼和侖伐替尼為晚期HCC患者的一線治療藥物，瑞戈非尼和卡博替尼作為二線治療藥物可改善患者的臨床預后。雷莫蘆單抗和阿帕替尼均是抗VEGFR單克隆抗體，其中雷莫蘆單抗已被批準用于晚期HCC患者的二線治療[18]。雖然目前分子靶向藥物的研究已取得一定進展，但藥物的客觀緩解率仍較低且僅能延長患者總生存期數(shù)月，同時耐藥性與不良反應導致其臨床持續(xù)應用受限[19]。因此，未來應加強對腫瘤異質性的理解，進一步探索預測藥物療效的生物標志物并尋找新的治療靶點。

2.1預測酪氨酸激酶抑制劑療效的相關生物標志物

2.1.1預測索拉菲尼療效的相關生物標志物 索拉菲尼是常見的酪氨酸激酶抑制劑，其主要作用靶點為酪氨酸激酶受體FMS樣酪氨酸激酶-3、RET原癌基因、血小板源性生長因子受體α、血小板源性生長因子受體β、VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3和c-Kit等；此外，索拉菲尼還可通過抑制原癌基因Raf-1的表達破壞Raf/促分裂原活化的蛋白激酶激酶/胞外信號調節(jié)激酶信號通路，進而抑制血管生成與腫瘤細胞增殖[20]。有研究表明，血清中的某些細胞因子水平升高可間接反映腫瘤相關信號通路的激活，因此可通過其預測索拉菲尼的療效[21]。索拉菲尼適用于肝功能儲備較好(A級)且巴塞羅那肝癌分期為B或C期的HCC患者[22]。HCC患者基線血清轉氨酶、AFP以及膽紅素水平等均可作為預測患者臨床預后的生物標志物，但作為預測索拉非尼療效的指標則無顯著臨床意義[23-24]。一項關于索拉菲尼療效和安全性的薈萃分析顯示，索拉菲尼對無肝外擴散、丙型肝炎病毒陽性或中性粒細胞/淋巴細胞比值較低的HCC患者療效較好，索拉菲尼可顯著提高無肝外擴散HCC患者的總生存期；索拉非尼還可通過促進T細胞活化、抑制調節(jié)性T細胞的功能起到抗腫瘤作用，因此存在較高適應性免疫浸潤(淋巴細胞)及較低先天性免疫浸潤(中性粒細胞或中性粒細胞/淋巴細胞比值均較低)的HCC患者對索拉非尼的反應更好[25]。

在HCC患者接受索拉菲尼治療后的早期階段，其血清兩性調節(jié)蛋白或血管內皮生長因子(vascular endothlial growth factor，VEGF)水平均可預測索拉菲尼的遠期療效[26]。此外，血清血管生成素-2(angiopoietin-2，Ang-2)、肝細胞生長因子、胰島素樣生長因子、缺氧誘導因子-1α和TGF-β1水平均具有預測索拉非尼療效的作用[27-28]。有數(shù)據(jù)表明，VEGF、VEGFR-2、缺氧誘導因子-1α和內皮型一氧化氮合酶等基因多態(tài)性分析可鑒定出應用索拉非尼受益的HCC患者[29]。

應用索拉非尼治療的HCC患者體內高水平的VEGF與不良預后相關，因此VEGF可作為評估HCC患者臨床療效的指標[30]。Peng等[31]研究表明，索拉非尼可抑制VEGFR-1或VEGFR-2高表達的HepG2細胞增殖，而在VEGFR-1或VEGFR-2低表達的Hep3B細胞中則未出現(xiàn)該現(xiàn)象，由此推測，索拉非尼對VEGFR-1或VEGFR-2高表達的HCC細胞的生長抑制作用更敏感；同時，自分泌VEGF可通過上調VEGFR-1或VEGFR-2水平促進HCC細胞增殖，故HCC腫瘤組織中自分泌VEGF水平可作為評估索拉菲尼療效的重要指標；此外，VEGFA是腫瘤血管生成過程中重要的調節(jié)因子，在肝臟組織中可誘導肝細胞增殖，VEFGA擴增可增強Mdr2-/-HCC小鼠模型和HCC患者對索拉菲尼的敏感性[31]。另一項小規(guī)?；仡櫺躁犃醒芯勘砻?，索拉菲尼可顯著提高VEGFA擴增的HCC患者的生存率，因此VEGFA可作為預測索拉菲尼療效的潛在生物標志物[32]。目前通過檢測血清VEGFA水平預測索拉非尼的療效仍存在爭議，未來還需前瞻性的臨床試驗進行驗證。Arao等[33]研究發(fā)現(xiàn)，體外成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)3、FGF4或FGF受體擴增的腫瘤細胞系對索拉非尼高度敏感，而低劑量索拉非尼治療對FGF4過表達的腫瘤患者部分有效，對表達FGF3的腫瘤患者則無效，雖然FGF3或FGF4擴增在HCC患者中所占比例較小，但該變異在索拉菲尼應答的HCC患者中較常見，因此FGF3或FGF4擴增為預測索拉非尼的反應性提供了新思路，有必要開展前瞻性研究進行驗證。此外，血管包繞腫瘤細胞巢(vessels that encapsulated tumor clusters，VETC)可將腫瘤細胞簇釋放入血，從而促進HCC的復發(fā)和轉移。研究證明，索拉非尼可有效延長VETC陽性患者的總生存期，但不能延長VETC陰性患者的總生存期[34]，表明VETC模式有望成為應用索拉菲尼治療獲益的HCC患者的預測指標。

2.1.2預測侖伐替尼療效的相關生物標志物 作為一種常用的酪氨酸激酶抑制劑，侖伐替尼的主要作用靶點為VEGFR、FGF受體1～4、RET、Kit以及血小板源性生長因子受體α。一項Ⅲ期臨床試驗顯示，經(jīng)侖伐替尼治療HCC患者的總生存期不低于索拉菲尼治療患者[35]。目前，臨床試驗中可預測侖伐替尼療效的生物標志物仍非常有限。有研究通過評估超聲造影時間-強度曲線的早期變化預測HCC患者對侖伐替尼治療的反應，結果發(fā)現(xiàn)，侖伐替尼應答與非應答HCC患者的時間-強度曲線變化率比較差異有統(tǒng)計學意義，因此時間-強度曲線可預測侖伐替尼早期臨床治療的效果[36]。另有研究表明，患者基線白蛋白-膽紅素評分以及接受治療1個月后的基線白蛋白-膽紅素評分、AFP變化均會對應用侖伐替尼治療的HCC患者的客觀反應率產(chǎn)生影響，因此基線基線白蛋白-膽紅素評分、AFP以及治療后基線基線白蛋白-膽紅素評分的早期變化可能成為早期預測應用侖伐替尼治療的HCC患者客觀反應率的指標[37]。

Chuma等[38]應用侖伐替尼治療74例Child-Pugh分級為A級的HCC患者，并收集患者血液樣本檢測VEGF、FGF19、FGF23和Ang-2水平，結果發(fā)現(xiàn)，侖伐替尼應答者的FGF19水平顯著升高，而Ang-2水平則降低，且兩者表達變化與患者的無進展生存期顯著相關，因此早期循環(huán)中的FGF19和Ang-2水平變化，可預測應用侖伐替尼治療的HCC患者的臨床療效。Myojin等[39]研究發(fā)現(xiàn)，β-半乳糖苷α-2，6唾液酸轉移酶1(beta-galactoside alpha-2，6-sialyltransferase 1，ST6GAL1)是FGF19陽性的HCC細胞產(chǎn)生的分泌蛋白，血清ST6GAL1水平與FGF19的表達呈正相關，F(xiàn)GF19可反映侖伐替尼治療的敏感性，因此血清ST6GAL1水平亦可作為評估HCC患者對侖伐替尼治療敏感性的生物標志物。REFLECT研究顯示，VEGF、Ang-2和FGF21基線水平較高的HCC患者接受侖伐替尼及索拉菲尼治療后病情惡化，導致HCC患者的總生存期縮短，但與索拉菲尼相比，侖伐替尼可相對延長FGF21基線水平較高的HCC患者的總生存期[40]。還有研究表明，侖伐替尼對FGF受體4具有顯著的抑制作用，因此FGF受體4可作為預測侖伐替尼反應性的潛在生物標志物[41]。臨床根據(jù)血清VEGF及其配體VEGFR水平預測侖伐替尼的療效較困難，仍需未來進一步研究驗證其作為侖伐替尼療效預測生物標志物的可行性。

2.1.3預測瑞戈非尼療效的相關生物標志物 瑞戈非尼是晚期HCC患者的二線治療藥物，其主要作用靶點為VEGFR1～3、Tie-2、血小板源性生長因子受體β以及Kit等，可改善索拉非尼治療后疾病進展的HCC患者的總生存率[42]。Teufel等[43]回顧性研究發(fā)現(xiàn)，血漿生物標志物中的5種蛋白質(Ang-1、半胱氨酸蛋白酶抑制劑B、TGF-β1、氧化型低密度脂蛋白受體-1、人巨噬細胞炎性蛋白-1α)和9種miRNA(miR-30A、miR-122、miR-125B、miR-200A、miR-374B、miR-15B、miR-107、miR-320和miR-645)均可預測瑞戈非尼的療效，但仍需前瞻性研究進一步證實。

2.1.4預測卡博替尼療效的相關生物標志物 卡博替尼是以MET、RET、AXL(anexelekto)、Kit、神經(jīng)營養(yǎng)因子受體酪氨酸激酶及VEGFR等為作用靶點的多靶點酪氨酸激酶抑制劑，主要用于索拉菲尼耐藥的晚期HCC患者的二線治療。索拉菲尼耐藥主要與HCC組織中MET表達上調有關，卡博替尼可抑制VEGFR表達，還可靶向抑制MET/AXL等致癌或血管生成相關的信號轉導通路，進而克服索拉菲尼耐藥性、延長HCC患者的總生存期、改善患者預后[44]。研究證明，MET擴增可增強HCC患者對卡博替尼治療的敏感性，因此MET可作為預測卡博替尼療效的生物標志物[45]。

目前關于HCC靶向治療效果相關生物標志物的研究多局限于組織學與血清學水平，未來還應從基因水平探究靶向治療的效果，尤其是與血管增殖相關的遺傳學的改變。但由于HCC具有異質性，因此很難通過一次活檢獲得其所有的突變類型；同時，靶點的表達或信號級聯(lián)反應的激活均不具有明確的腫瘤依賴性，這些因素均導致HCC靶向治療效果預測復雜化[46]。但為了提高療效、減少不良反應，未來仍需開展前瞻性試驗進一步探究。

2.2預測抗血管生成藥物療效的相關生物標志物 雷莫蘆單抗是人源性免疫球蛋白G1單克隆抗體，可作為晚期HCC患者的二線治療藥物，VEGFR-2是其主要作用靶點。研究發(fā)現(xiàn)，約40%的晚期HCC患者血清AFP≥4×10-4g/L，且與HCC患者的預后不良有關[24]。VEGF和VEGFR-2介導的信號轉導在HCC血管生成和腫瘤生長中均具有重要作用，而AFP水平升高與HCC患者VEGFR表達上調及血管生成增加相關，經(jīng)索拉非尼治療后，50%HCC患者的AFP水平可達4×10-4g/L或更高，因此該類人群需要進一步接受有效且耐受性良好的治療[47]。REACH-2研究表明，與應用安慰劑治療的HCC患者相比，應用雷莫蘆單抗治療的基線AFP水平高于4×10-4g/L的HCC患者總生存期顯著延長，表明血清AFP水平升高對雷莫蘆單抗治療敏感的HCC患者具有一定預測價值[48]。

我國臨床腫瘤學會頒布的原發(fā)性肝癌診療規(guī)范指出，國產(chǎn)小分子抗血管生成靶向藥物阿帕替尼有望以單藥或聯(lián)合治療的方式用于HCC患者[49]。貝伐單抗是一種重組的針對VEGF人源化的單克隆抗體，可通過中和VEGF阻斷其與相應受體結合，從而抑制腫瘤的生長和轉移；貝伐單抗與阿替利珠單抗聯(lián)合可用于HCC患者的一線治療，但目前尚無相關的臨床證據(jù)表明VEGF可作為預測貝伐單抗療效的生物標志物[50]。

總之，腫瘤血管生成在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用越來越受到關注，而抑制腫瘤血管生成已成為靶向治療的關鍵。為了更好規(guī)避不良反應，需要通過具有療效預測性的腫瘤標志物選擇適宜接受治療的患者群體。同時，還應合理評估二線治療藥物、分子靶向藥物以及抗體類藥物的不良反應，爭取實現(xiàn)患者的個體化治療。

3 小 結

雖然目前HCC靶向治療已取得一定進展，但在有效、精準治療措施實施過程中仍存在許多問題。首先，缺乏可靠的用于臨床實踐的生物標志物預測靶向治療的效果；其次，目前關于HCC的具體致癌通路尚未完全闡明，因此需要進一步了解突變驅動基因之間的相互作用，從而開發(fā)更有效的聯(lián)合治療方式。近年隨著人工智能技術的發(fā)展，通過大數(shù)據(jù)分析探索HCC新的治療靶點和療效預測的生物標志物成為一種可能。未來還應開展更多關于預測HCC靶向治療效果相關生物標志物的前瞻性臨床研究，為HCC患者的臨床管理提供更科學、有效的指導策略。