肝癌肿瘤异质性的临床新进展

徐伟，李高峰，李权，王杰，吴东(1.苏州大学研究生院，江苏苏州10006；.东方肝胆外科医院特需治疗二科，上海00438)



肝癌肿瘤异质性的临床新进展

徐伟1，2，李高峰2，李权1，2，王杰2，吴东2
(1.苏州大学研究生院，江苏苏州210006；2.东方肝胆外科医院特需治疗二科，上海200438)

[摘 要]肿瘤异质性是恶性肿瘤的重要特征，近年来发现肝癌具有显著的肿瘤异质性。肝癌的肿瘤异质性可表现为肝癌细胞亚群的异质性，不同的干性分子的表达使肝癌细胞具有不同的生物学特性；肝癌的肿瘤异质性还可表现为癌旁HPC活化状态的不同；同时肝癌肿瘤异质性的形成还与肝癌亚型及多中心发生密切相关。因此，尽管目前治疗肝癌的手段丰富多样，但其临床疗效仍然有限。本文就肝癌的肿瘤异质性，从以上角度进行阐述，探讨肝癌肿瘤异质性的发生机制，为临床形成有效的个体化治疗提供理论依据。

[关键词]肝癌；肿瘤异质性；肝前体细胞；干性分子；多中心发生；肝癌亚型

1　肿瘤的异质性

肿瘤异质性(heterogeneity of tumors)这一概念首先由Fidler等于1977年发现并提出，近几十年来，随着对肿瘤研究的深入，人们对肿瘤异质性的概念有了更为深刻的认识。肿瘤异质性是肿瘤(尤其是恶性肿瘤)的重要特征之一，其表现较为多样。异质性的存在，在群体水平表现为同一种类型肿瘤在临床上对放疗、化疗的治疗敏感性以及预后的显著差异；在个体水平可体现为在肿瘤病理表现的异质性，包括肿瘤细胞、基质细胞和免疫细胞均可呈现不均一性[1]。其中，肿瘤干细胞的存在或干细胞相关表型差异是肿瘤异质性的一个重要体现，具备干细胞/肿瘤干细胞表型的肿瘤被认为是重要的肿瘤亚型[2]。肿瘤在演进过程中因获得性遗传不稳定性常出现多个不同生物学特征的细胞亚群。这些细胞亚群对各种治疗因子的敏感性不同，有的肿瘤因基因扩增可获得对治疗的抵抗性。从肿瘤异质性角度出发，对不同肿瘤或同一肿瘤的不同个体，甚至同一个体的不同肿瘤阶段，均应采取不同的治疗方法。

在肝脏，近年来具备干细胞表型的肝细胞癌亚型被证明临床预后较差，与其相对较强的侵袭转移能力有关。Yamashita等[3]之前也发现EpCAM表达阳性的肝细胞癌具备较高的手术后复发风险，可能归因于肿瘤干细胞群极强的侵袭转移能力。混合型肝细胞-胆管细胞癌也已经被证明具有较差的临床预后，并普遍被认为可能跟其具备的干/祖细胞特征和较强的异质性有关。肝癌由于其复杂的病因、发生机制及显著不同的临床预后，近年来肝癌的肿瘤异质性越来越受到重视，因此本文对肝癌的肿瘤异质性研究进展作一综述。

2　肝癌的临床现状

原发性肝癌是世界上第五大常见的恶性肿瘤，占癌症相关死亡因素的第三位，在我国原发性肝癌更是占到肿瘤死亡原因的第二位[4]。近年来肝癌的治疗已有很大的进展，治疗方法包括外科手术治疗、微创治疗、TACE和靶向药物等已一定程度上提高了肝癌的治疗效果，其中手术治疗(肝切除和肝移植)是肝癌的根治性治疗方法，患者术后5年生存率可达50%～70%[5]。尽管肝癌治疗方法呈多样化发展，但是患者总体治疗效果的进一步提高仍存在困难。其主要原因一是肝癌早期诊断难，大部分患者临床上初诊时已至中晚期，很多患者失去手术根治机会，而另一个重要原因是肝癌具有显著的异质性。

肝癌的发生是一个长期进展的过程，包括一系列遗传与表观遗传因素的改变。Shibata等[6]利用下代基因测序技术发现肝癌的发病机制极其复杂和异质，涉及体细胞突变、结构改变、HBV整合、RNA编辑和反转录转座子的改变等过程，同时还有多种重要基因和通路参与肝癌的发生。最终使肝癌不仅可表现为病理类型的不同，还可表现为同一类型肿瘤在临床上对手术、放疗和化疗等治疗敏感性不同，以及患者预后的显著差异。因此，肝癌的肿瘤异质性已成为临床上影响肝癌患者疗效的重要因素。

3　肝癌多中心发生与肿瘤异质性

临床上有相当一部分肝癌患者就诊时即呈现多发病灶，这种情况可能为肝细胞癌的多中心发生(multicentric occurrence，MO)或原发癌的肝内转移(intrahepatic meta-stasis，IM)所致，这两类肝癌患者的治疗方式及预后明显不同，显示出显著的肿瘤异质性。Miao等[7]研究发现多发肝癌中原发肿瘤、门静脉癌栓及肝内转移灶具有相似的基因表达谱，而多中心发生肝癌患者则结果相反。相似地，在HCV感染相关多发肝癌的研究中，同一患者的两个多中心发生肝癌结节具有不同的突变基因型，而对于肝内转移灶，其突变基因型相似度可达到64%[8]。Huang等[9]通过全外显子测序也发现，发生肝内转移的重要标志门静脉癌栓与原发癌具有相似的基因突变型。因此，目前多认为肝癌多中心发生肿瘤主要通过累积的不同基因的改变而发生，而肝内转移灶与原发肿瘤具有相同的基因谱[10]，充分说明了MO的遗传异质性。Cai等[11]对具有多中心发生特征的32例混合型肝癌研究发现，MO与癌旁组织的高胆管反应增殖指数(proliferation index of ductular reaction，PI-DR)、OV-6表达、较小的肿瘤大小、纤维分期及多结节融合密切相关，进一步证实肝癌的多中心发生与肿瘤异质性的密切联系。

4　肝癌干性分子表达与肿瘤异质性

肿瘤干细胞往往可表达或高表达一类基因，研究认为，正是这些基因的高表达赋予肿瘤干细胞的干性能力(stemness)。早在2006年，Lee等[2]研究就发现肝癌的异质性与肿瘤干细胞的干性激活密切相关，他们利用基因芯片技术发现具备干细胞表型的肝细胞癌亚型临床预后较差，认为可用于肝癌的分类以及具有高干性特征肝癌的界定。之后Yamashita等[3]用AFP和EpCAM定义了四种不同肝细胞癌亚型，发现EpCAM+AFP+肝干细胞样肝癌术后复发率高，肿瘤侵袭转移能力强，预后最差。此后多项研究也从不同侧面证实此观念，发现多种分子(CK19、CD90、CD133和OV-6等)与肿瘤干性相关，并显著影响患者预后[12-14]。但这些研究发现高干性细胞亚群的表型及特征并不完全相同，难以用统一的标准进行界定，也显示了这些肿瘤亚群间的异质性。Tang等[15]发现CD133+肝癌细胞具有促进血管生成和肿瘤起始能力，Yamashita等[16]发现CD90+肝癌细胞具有内皮细胞特性，使细胞更容易发生远处转移，而ABCG家族则可赋予肿瘤干细胞耐药性。充分说明肝细胞癌中不同的干性表达可以使肝癌表现出不同的生物学行为，决定了肝细胞癌的肿瘤异质性，并最终影响肝癌患者的预后及生存。

5　肝前体细胞与肿瘤异质性

我国临床上常见的肝癌往往伴随着肝炎等慢性肝脏疾病，而在慢性肝脏疾病背景下往往可以观察到肝前体细胞(hepatic progenitor cell，HPC)的激活，提示肝前体细胞可能与肝癌发生相关[17]。

按照Roskams的HPC起源经典理论，肝前体细胞在向肝细胞或胆管细胞分化过程中可在不同方向、不同阶段发生变异或改变，出现不同恶性程度的肝癌细胞，形成肝细胞癌、胆管细胞癌或混合型肝细胞-胆管细胞癌[17]。临床上发现这三种肝癌亚型在临床特征、治疗效果及患者预后等方面具有明显的异质性，肝细胞癌预后较好，胆管细胞癌次之，而混合型肝癌则预后最差。Cai等[11]在对80例混合型肝癌的研究中发现癌旁HPC的活化与癌旁PI-DR呈正相关，可影响肿瘤内EpCAM、CK19、OV-6、c-Kit及AFP等干性分子的表达，并且与患者术后复发和生存密切相关。Ye等[18]在对120例HCC癌旁胆管反应的研究中进一步证实癌旁PI-DR与HPC标记物EpCAM、OV-6及c-Kit等显著相关，认为癌旁PI-DR是肝细胞癌患者的预后独立危险因素。Roskams等[17]早期研究也发现HPC起源的肝细胞癌可表达CK19等干/祖细胞标记物，使其更易发生转移，术后更快复发和具有更差的预后。由此可见，癌旁HPC活化可不同程度影响肿瘤内干性分子的表达，使肿瘤细胞具有不同的干性激活特征，产生显著的肿瘤异质性，影响患者的复发和生存。

近年来也有研究发现多种通路可参与调控HPC的分化状态，决定细胞最终命运，提示其与肝癌肿瘤异质性可能相关。Boulter等[19]研究发现，Notch通路可通过下调HPC中Numb的表达促使HPC分化为胆管细胞；而Wnt通路可以维持HPC中Numb的表达，并抑制Notch通路，使HPC向肝细胞分化。另有学者发现Hippo-YAP通路可以维持成熟肝细胞的分化状态，抑制Hippo通路引起成熟肝细胞去分化为肝前体细胞样肝细胞，并可向胆系分化，Notch通路可以作为YAP的下游效应通路发挥促进作用[20]。此外，越来越多的证据均表明，Hippo-YAP通路与HPC存在紧密联系，多项研究表明通过抑制Hippo-YAP通路上游基因(如Nf2或Sav1等)可导致前体细胞的扩增和肝脏体积增大，并最终导致肝细胞癌、胆管细胞癌及混合癌的产生[21-22]，并且此种效应可被特殊抑制剂(如EGFR抑制剂:厄洛替尼)所抑制[23]。因此，Hippo通路失调和YAP过表达可参与肝前体细胞的活化，是肝细胞癌发生的早期事件[24]，介导肝癌肿瘤异质性的形成。

6　肝癌亚型与肿瘤异质性

临床上肝癌亚型的分类，除了肝细胞癌、肝内胆管细胞癌和混合型肝癌这三种常见类型外，还存在其他亚型(如中间型肝癌、双表型肝癌及硬性肝细胞癌等)。Lu等[25]对手术切除肝癌标本行病理组织学研究发现一小部分(155/1 530)肝细胞癌可表达胆管细胞标记物CK19，具有更强的侵袭性生物学行为和更差的预后，命名为双表型肝细胞癌(DP-HCC)。前期也有学者发现部分肝细胞癌可表达祖细胞/胆管细胞标记物(AFP、CK19及c-Kit等)，并将这类可能起源于HPC的肝细胞癌命名为中间型肝癌[26]。此外，Seok等[27]研究发现肝细胞癌中还存在一类具有丰富纤维间质的硬性肝细胞癌(Scirrhous HCC，S-HCC)亚型，能够表达胆管细胞癌标记物(CK7、CK19)及干/祖细胞标记物(EpCAM、AFP、CK19等)，具有中间型肝癌特征；同时S-HCC能够表达EMT相关分子(Twist、Snail)及TGF-β，与肿瘤的恶性侵袭相关。因此，不同的肝癌亚型具有各自不同的特征，显示出了肝癌具有显著的肿瘤异质性。

7　结语

人们认识肿瘤异质性这个概念已经好多年，对其研究也越来越深入，但纵观几十年来的研究成果，还只是冰山一角。临床上虽早已注意到肝癌显著的异质性，并逐步开始实施肝癌患者的个体化治疗方案，但结果仍不尽满意，其五年生存率仍较低。因此，认识并阐明肝癌肿瘤异质性的不同发生机制，为临床治疗提供指导和依据已成为当下迫切需要解决的一大难题。人们需要像探索浩瀚的宇宙一样，持续探索肿瘤的发生机制，进而解释肿瘤异质性，从而为癌症治疗指明方向。

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(本文编辑:鲁翠涛)

·文献综述·

[通讯作者简介]吴东，副教授，硕士生导师，E-mail:wuyuz@aliyun.com。

作者简介][第一徐伟(1989-)，男，江苏苏州人，在读硕士。

[基金项目]上海市市级医院新兴前沿技术联合攻关项目(SHDC12 013111)。

[收稿日期]2015-07-02

[中图分类号]R735.7

[文献标识码]A

DOI:10.11952/j.issn.1007-1954.2016.01.022