早期预测经动脉化疗栓塞抵抗的研究进展

王亚楠，周翔

国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院介入治疗科，北京 100021

肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球第六大常见恶性肿瘤，也是肿瘤相关死亡的第二大常见原因[1]。在中国，慢性乙型肝炎是最常见的病因[2]。作为最常用的局部治疗方式，经动脉化疗栓塞（transarterial chemoembolization，TACE）在肝癌的治疗中发挥重要作用。对于中期肝癌，巴塞罗那临床肝癌（Barcelona clinic liver cancer，BCLC）分期系统推荐TACE作为标准治疗方案。一项包含14个国家的18 031例HCC患者的国际大型纵向队列研究（BRIDGE）表明TACE不仅常在中期肝癌患者中应用，BCLC A/C期肝癌患者行TACE治疗也很常见[3]。更有研究表明，部分合并门脉癌栓、肝外转移、肝功能Child-Pugh A/B级的晚期HCC患者，TACE治疗也取得肯定效果[4-5]。

由于肝癌患者的异质性及TACE手术本身的局限性，重复行TACE术可削弱治疗效果，即所谓的TACE抵抗。分子靶向治疗和免疫治疗可有效改善肝功能良好的晚期肝癌患者预后。两项回顾性研究指出，当患者出现TACE抵抗时，20%～25%的患者术后肝功能下降为Child-Pugh B级或者C级，即使基线肝功能为Child-Pugh A级[6-7]。重复TACE造成的肝功能不全及不可治疗进展时间（time to untreated progression，TTUP）缩短，是患者生存时间（overall survival，OS）缩短的主要原因[8]。研究发现TACE抵抗后，尽早转入系统治疗，患者生存获益和肝功能保护更为显著[9-10]。不可切除的HCC患者的OS差异很大，这取决于发现TACE抵抗的时间及相应治疗策略的调整[11]。早期发现TACE抵抗并转入系统治疗对临床具有重要指导意义。

1 TACE抵抗的概念及机制

TACE抵抗的概念由日本肝病协会（Japan Society of Hepatology，JSH）[12]首先提出，韩国[13]及欧洲[14]相继提出相应版本的TACE抵抗概念，2014年JSH改善的TACE抵抗的概念获得较广泛认可并沿用至今，内容包括肝内病灶反应不足或进展：即使更换了化疗药物或重新评估供血动脉，连续2次或以上TACE术后1～3个月后增强CT/MRI评估，与前一次术前图像比较，肝内靶病灶残余活性成分＞50%或病灶数量增多；肿瘤标志物持续增高，即使曾一过性轻度降低；新见血管侵犯；新见肝外转移[15]。

TACE抵抗的分子机制目前尚不明确，可能的解释有：TACE治疗后肿瘤内部缺血、缺氧环境使酪氨酸激酶受体家族c-met表达上调，促进肝癌细胞浸润和转移，诱导TACE抵抗发生。Kajihara等[16]发现与未行TACE治疗患者相比，TACE治疗的肝癌患者血清c-met表达更高，c-met表达上调的患者更容易发生TACE抵抗。近期研究表明，肿瘤蛋白53（tumor protein p53，TP53）突变患者更容易发生TACE抵抗，其机制可能为TP53突变影响丝裂原活化蛋白激酶和凋亡通路[17]，进而抑制细胞凋亡。此外，Zhao等[18]提出在HCC样本中，去乙酰化转移酶 T7（the silent information regulator T7，SIRT7）通过去乙酰化抑制p53的转录活性，介导患者对化疗药物多柔比星抵抗，降低SIRT7活性可明显增加多柔比星的细胞毒性作用，抑制肿瘤生长和诱导细胞凋亡。这些分子通路既可以作为早期发现TACE抵抗的标志物，也可作为新的治疗靶点逆转TACE抵抗。导致TACE抵抗的机制可能是复杂、多通路调控的，仍需进一步探索。

2 早期预测TACE抵抗的研究

近年来，许多研究试图建立TACE预后及治疗后反应的预测模型[19-20]，以TACE抵抗作为终点的研究相对较少。即便如此，对于早期预测TACE抵抗标志物的研究范围已经深入到遗传分子层面。TACE抵抗尚缺乏统一认可的预测模型或评分体系。

Hu等[21]选取824例以TACE作为初始治疗的HCC患者为研究对象，回顾性分析了TACE抵抗与常见影像学及实验室指标的关系，建立术前TACE抵抗风险分级系统，即根据术前肿瘤强化模式、白蛋白-胆红素（albumin-bilirubin，ALBI）评分、血清甲胎蛋白（alpha-fetoprotein，AFP）水平、血清γ-谷氨酰转肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，γ-GT）水平、靶病灶直径等因素评分之和，将患者分为6级，分级越高，发生TACE抵抗的风险越高。然而，该模型缺乏临床及外部验证，其对临床治疗的实际指导作用尚不明确；另一方面，该研究纳入了临床常见的实验室指标及肿瘤特征，并没有涉及影像组学、分子生物学等指标。

3 早期预测TACE抵抗的标志物研究

3.1 分子生物学指标

早期预测TACE抵抗的分子生物学指标涉及RNA、蛋白质组及激酶等，影响着肿瘤的生物学行为。

3.1.1 微小RNA（microRNA，miRNA）miRNA是内源性的、进化保守的非编码RNA，参与转录后基因表达调控。越来越多的证据阐明了miRNA在HCC进展中的作用。近来，一些研究探索了miRNA在早期预测TACE抵抗中的作用。Kim等[22-23]通过一系列研究发现术前血清miRNA特定组合：miRNA-21≥2.5、miRNA-26a≥1.5以及miRNA-29a-3p＜0.4或miRNA-122高表达（＞100）患者更倾向于早期TACE抵抗（1年内）。Hea等[24]发现术前多种血清miRNA水平可预测患者TACE术后反应，术前血清miRNA-133b高表达患者更有可能获得完全缓解。可见，miRNA可从基因层面早期鉴别TACE抵抗患者。然而，miRNA标准化测量方法的缺乏限制了其在临床中的应用[25]。

3.1.2 TP53促分裂原活化的蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）通路以及凋亡通路是导致TACE抵抗的主要机制[17]。TP53是两条通路的共同转录因子，在TACE抵抗中发挥重要作用。约25%的HCC患者发生了TP53突变[26]，在乙肝相关肝癌中，这一比例高达57.9%[17]。Nault等[27]证实晚期肝癌TP53突变率更高。Speidel[28]报道TP53基因上调和激活可促进细胞凋亡和衰老。研究证实TP53突变组细胞增殖加速、转移及抗凋亡性增加，携带TP53突变的肝癌患者预后更加不良[29-32]。Xue等[17]发现乙肝相关晚期肝癌患者中，TACE抵抗组TP53突变率高于非抵抗组（73.9%vs 33.3%，P=0.020），经单因素和多因素Logistic回归分析，认为TP53突变患者更容易发生TACE抵抗（P=0.041）。TP53突变可能是TACE抵抗的早期预测指标之一。

3.1.3 M2型丙酮酸激酶（M2 isoform of pyruvate kinase，PKM2）Warburg效应已得到广泛认可，肿瘤细胞的代谢重编程成为肿瘤研究的一个新兴概念[33]。丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK）作为糖酵解过程中最重要的关键酶，其变体PKM2在多种恶性肿瘤中含量丰富，已经被证明是HCC患者预后的不利因素[34]。Xu等[35]证明PKM2表达上调可促进肝癌细胞糖酵解活性、促进肿瘤增殖并抑制细胞凋亡。研究发现PKM2高表达与患者生存期缩短明显相关（P＜0.01），在TACE不应答患者中，PKM2基因表达明显上调。体外实验中，通过敲除PKM2基因或化学药物紫草素抑制PKM2，可恢复肝癌细胞对化疗药物多柔比星、顺铂的敏感性，进而恢复患者对TACE的敏感性[36-37]，为TACE抵抗患者提供新的治疗方法。PKM2高表达可有效鉴别TACE抵抗患者，并可为治疗TACE抵抗提供新思路。

3.1.4 其他Rhee等[38]发现肿瘤组织表达干细胞特性（K19、EpCAM）或缺氧相关标志物碳酸酐酶Ⅸ（carbonic anhydrase Ⅸ，CAIX）的患者对TACE治疗反应差，术后肿瘤残余5%～90%，而三者均为阴性的肝癌患者TACE术后更大概率获得肿瘤完全坏死（75%）。

3.2 临床生化指标

3.2.1 肿瘤标志物 血清AFP是目前临床上最常应用的HCC相关肿瘤标志物，在HCC的诊断、预后方面发挥重要作用。在AFP阳性肝癌患者中，抑制AFP可增强化疗药物的细胞毒性[39]，改善治疗效果。目前许多研究从不同角度分析了肿瘤标志物在预测TACE抵抗中的作用。Hiraoka等[40]定义AFP≥100 ng/ml、AFP-L3≥10%、异常凝血酶原（Desgamma carboxy prothrombin，DCP）≥100 mAU/ml为阳性，术前阳性指标数目≥2，则患者更易发生TACE抵抗。另有研究表明，术前血清AFP＞200 ng/ml或＞400 ng/ml患者均易发生TACE抵抗[41-42]。可见，血清AFP水平、肿瘤标志物阳性数目均可用于预测TACE抵抗，但尚未得出一致认可的结论以及TACE抵抗的阈值。2014年JSH提出的TACE抵抗概念只是定义肿瘤标志物持续性升高，并未界定其具体阈值。在大量关于AFP与HCC预后的研究中，AFP阈值范围从20 ng/ml到10 000 ng/ml不等，这表明无论在预测患者预后或者TACE抵抗方面，确定AFP最佳阈值都是个棘手的问题[43]。此外，AFP的特异度和灵敏度均较低。除了AFP，其他不同的肿瘤标志物也对TACE术后应答判断、生存预后评估起到了一定的指导作用[44-46]。作为唯一能鉴别肝硬化与HCC的肿瘤标志物，DCP也没有明确的阈值，且不同检测机构间的检测结果差异较大，限制了DCP的应用。血清磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（glypican 3，GPC3）在HCC表面高表达，是较AFP更为可靠的肿瘤标志物。GPC3水平增高与肿瘤的复发和进展相关，不仅可以作为诊断标志物而且可作为潜在的治疗靶点[47]。研究表明GPC3联合AFP较单用AFP更能有效诊断HCC[48]。可见，多指标联合应用可能是未来肿瘤标志物的研究方向。

3.2.2 炎症相关因子 白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）是一种促癌趋化因子，在多种恶性肿瘤中表达上调，部分晚期肿瘤患者血清IL-8水平明显升高[49]。据报道，在HCC患者中，高IL-8水平与血管和胆管侵犯相关[50]。Kim等[42]纳入119例行TACE治疗的肝癌患者，发现术前血清AFP（＞400 ng/ml）及IL-8（＞32 pg/ml）均高表达的患者更容易发生TACE抵抗。该研究认为术前血清IL-8水平对TACE抵抗的预测能力优于AFP。但该研究样本量较小，尚需大样本研究进一步探索IL-8对TACE抵抗的早期预测作用。Wu等[51]研究表明TACE术后血清IL-6低表达患者更可能获得客观缓解（objective response，OR；P=0.021），且术后 IL-6（≤12.7 pg/ml）联合中性粒细胞比率（术后/术前＞2.47）更能有效预测患者术后OR（曲线下面积=0.740，95%CI：0.601～0.879）。

3.2.3 肝功能指标 研究表明，ALBI较Child-Pugh等更能有效评估患者肝功能[52-55]，在HCC患者治疗方式的选择中起重要作用。有研究表明，在反复进行TACE手术的BCLC B期HCC中，ALBI分级较Child-Pugh更容易体现患者肝功能的变化[56]。但对于失代偿期肝硬化患者，终末期肝病模型（model for end-stage liver disease，MELD）较 ALBI更能有效预测患者生存期[57]。Hu等[21]建立的术前TACE抵抗预测模型，包含了ALBI及γ-GT，认为ALBI分级越高、γ-GT水平越高，患者越有可能发生TACE抵抗。血清γ-GT与肿瘤复发及不良预后明确相关[58]。Park等[59]通过分析121例HCC患者TACE抵抗情况，认为肿瘤负荷高及血清白蛋白水平低均为TACE抵抗的危险因素。可见，术前肝功能状态欠佳容易导致TACE抵抗。

3.3 肿瘤相关影像学指标

影像学指标作为临床常见的检查指标及判断TACE抵抗的直接证据，分析其与TACE抵抗的关系具有重要的临床意义。

3.3.1 肿瘤特性 肿瘤特性直接决定该患者的治疗反应及生存期，包括肿瘤负荷、强化方式及程度、血管侵犯、肿瘤位置、肿瘤组织硬度、术前肿瘤增长速度等。日本第四届国际京都肝癌研讨会（International Kyoto Liver Cancer Symposium，IKLS）专家共识认为4～7个病灶、最大肿瘤直径3～5 cm患者TACE治疗反应较好[15]，关于容易导致TACE抵抗的肿瘤负荷，各项研究结果间有差异，但都与该专家共识保持一致[41,60-61]。血管侵犯是晚期肝癌的标志，BCLC分期系统推荐靶向治疗作为一线治疗，但为了有效控制肿瘤，临床医师更愿意联合TACE治疗，TACE超适应证应用在临床并不少见。研究结果表明，合并血管侵犯的HCC患者更容易TACE抵抗[21]。第四届IKLS专家共识中有72.2%与会专家认为低分化肝癌对TACE治疗反应不佳[24]。多项研究显示病灶位置可影响TACE治疗效果[62-63]。Vesselle等[63]发现肿瘤肝内定位与术后反应明确相关，即位于肝左叶者术后完全缓解（complete response，CR）可能性最高，肝脏中部（Ⅰ、Ⅳ段）术后CR可能性最低。这可能与肿瘤距门脉分支距离[64]、肝脏尾状叶血管变异及肝脏左右叶间丰富的交通支[65-66]有关。动脉期明显强化、门脉期迅速廓清是典型的HCC强化模式，Kawamura等[67-68]将病灶在增强CT/MRI图像上的强化模式分为4类，Hu等[21]发现不均匀环状、分隔样强化患者更容易发生TACE抵抗。Kim等[69]研究发现在增强MRI扫描中，术前动脉期强化程度低的患者对TACE治疗反应欠佳。TACE术中，数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）下血管显影良好、强化值较高的患者对TACE治疗反应较好[70]。肿瘤组织硬度[71]、术前肿瘤生长速率也可作为预测患者TACE术后反应的指标[72]。

3.3.2 影像学检查方法 术后1～3个月行增强CT/MRI检查是评价TACE治疗反应的标准检查方法。目前，大量研究表明，新的检查方法或传统检查方法的新参数为早期、准确评价治疗效果提供了新的技术手段。术前MRI T1加权成像（T1-weighted imaging，T1WI）中高信号提示对TACE治疗反应欠佳[73]。超声造影提示的肿瘤组织血管网形态特征可有效预测患者TACE术后反应[74-75]。术中DSA显示血管强化值较高患者对TACE治疗反应较好[70]。Watanabe等[76]发现TACE术后1～2天行超声造影即可准确评估治疗反应，时间明显短于常规检查。传统影像学检查无法准确区分局部残存、复发恶性肿瘤，超极化代谢成像可以检测出TACE术后残存的恶性肿瘤细胞，指导治疗，减少局部复发和远处转移[77]。但尚未有关于影像学参数与TACE抵抗关系的研究。

需要指出的是，TACE抵抗是基于日本肝癌背景提出的概念，与中国肝癌的发病情况有很大不同。中国肝癌患者往往发现晚、乙型肝炎病毒感染多、病灶大、数量多。TACE抵抗的定义仍存在不足之处，张申等[78]详细讨论了TACE抵抗的概念，并指出其可能存在的漏洞：①TACE治疗重点在于栓塞而不在于化疗，那么强调更换化疗药物作为判断TACE抵抗的前提条件是否有必要；②未明确指出靶病灶残余活性成分的测量和计算方法；③一些研究表明TACE可有效控制肝内新发病灶[79-80]，Kudo等[81]在TACTICS试验中指出肝内新发病灶不能代表肿瘤进展，肝内新发病灶不应作为停止TACE治疗的依据等。此外，一次TACE术后靶病灶残留活性＞50%合并相邻一次TACE术后肝内新发病灶的情况在临床上并不少见，目前TACE抵抗概念尚未对该情况做出明确界定。

4 小结与展望

尽早发现TACE抵抗有重要临床意义。目前的研究主要集中于预测TACE术后反应，而早期预测TACE抵抗的研究较少，且多为回顾性，集中于某个指标与TACE抵抗的关系，综合多个临床指标的预测模型较少。现有的模型多建立在局部样本基础上，缺乏临床及外部验证。本文总结了可能对早期预测TACE抵抗有帮助的分子生物学、临床生化及常见肿瘤相关影像学指标，可纳入后续模型建立中。目前较少研究开展影像组学研究，且缺乏前瞻性研究去证实其准确性，未来影像组学的研究需被更多关注。强有力的早期预测TACE抵抗模型必将更好地指导肝癌患者的治疗。