肝癌TACE抵抗的预测及后续治疗研究进展

杨俊辉，夏景林，2

1.温州医科大学附属第一医院 消化内科，浙江 温州 325000；2.复旦大学附属中山医院 肝癌研究所，上海 200000

原发性肝癌是全球癌症相关死亡的第四大常见原因，而且其病死率每年持续上升2%～3%[1]。肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占原发性肝癌的90%以上。早期HCC无明显症状，80%以上患者确诊时已处于中晚期状态，而且对常规化疗和放疗具有明显耐药性[2]。经动脉化疗栓塞（transarterial chemoembolization，TACE）是巴塞罗那临床肝癌（Barcelona Clinic Liver Cancer，BCLC）分期系统推荐的中期HCC的标准治疗[3]。然而，部分患者对TACE治疗无效甚至出现肿瘤进展。亚太原发性肝癌专家组（Asia-Pacific Primary Liver Cancer Expert，APPLE）总结了3种不适合TACE（TACE-unsuitability）的情况：（1）TACE治疗无反应；（2）发生TACE抵抗；（3）TACE后肝功能恶化为Child-Pugh B或C级[4]。研究表明，发生TACE抵抗的患者预后较差[5]，早期识别TACE抵抗（TACE failure/refractoriness）状态并进行恰当的后续治疗有助于改善HCC患者预后。

1 TACE抵抗的概念

“TACE抵抗”最早由日本肝脏病学会（Japan Society of Hepatology，JSH）于2010年定义并于2014年修订后沿用至今，内容包括：（1）连续2次及以上TACE治疗后肝内靶病灶相较首次TACE治疗前仍有50%以上活性，或连续出现肝内新发病灶；（2）新发血管浸润或肝外转移；（3）术后肿瘤标志物持续升高（即使有短暂下降）[6-7]。2011年肝细胞癌介入治疗国际专家组（Expert Panel Opinion on Interventions in Hepatocellular Carcinoma，EPOIHCC）共识将TACE抵抗定义为同一病灶在6个月内经3次及以上TACE治疗后仍为稳定期状态（stable disease，SD）或进展期状态（progression disease，PD）[8]。欧洲学者认为TACE抵抗的定义主要取决于治疗目的，如果将TACE作为姑息性治疗，病灶达到SD时即可认为治疗有效；而当TACE作为治愈性方案时，患者处于SD和PD状态均被视为TACE抵抗[9]。国内学者根据TACE抵抗诊断标准指出了几个争议点：（1）HCC肝内转移是早期且普遍的，重复TACE治疗可以有效控制新发病灶，因此新发病灶不应作为诊断标准；（2）出现肝外转移和门脉栓塞并不是TACE的绝对禁忌证，部分患者仍可以获得良好的治疗反应；（3）单个肿瘤指标变化与肿瘤形态学变化不完全相符[10]。2022年中国医师协会介入医师分会（Chinese College of Interventionalists，CCI）对“TACE抵抗”概念进行了重新定义：经连续3 次及以上规范化、精细化TACE治疗后，末次术后1～3 个月内通过增强CT/MRI检查并基于mRECIST标准进行评估，若肝内靶病灶与首次TACE治疗前相比仍处于PD，则为发生“TACE抵抗”[11]。何时停止HCC患者的TACE疗程一直是个难题，各国学者提出的TACE抵抗标准一定程度上帮助了临床医师的决策。但在实际临床工作中，许多被鉴定为“TACE抵抗”的HCC患者依旧接受了重复TACE治疗，而且其中部分患者也可以获得较好的疗效。因此，迫切需要更加严格和标准化的TACE抵抗的定义。

2 TACE抵抗的机制

TACE抵抗发生的原因尚未完全阐明，部分研究对其潜在的分子机制进行了阐述。Cheng等[12]的研究表明缺氧相关基因（包括CTSO、MMP1、SPP1和TPX2）的表达失调在TACE抵抗中发挥了重要作用，提示肿瘤缺氧可能是TACE抵抗的关键因素之一。缺氧是几乎所有实体瘤中肿瘤微环境的典型标志，与肿瘤细胞过度增殖和血液供应不足相关。TACE通过注射化疗药物杀伤肿瘤细胞的同时，还借助常规栓塞剂或栓塞微球阻断了肿瘤血供，更易导致肿瘤组织缺氧。在慢性缺氧环境中，TP53突变有利于肿瘤血管生成和肿瘤进展[13]。Xue等[14]分析了38例接受TACE治疗的晚期HCC患者的基因突变情况，结果显示TP53突变频率最高（22/38，57.9%），而且只有TP53突变在TACE抵抗和非TACE抵抗患者中差异有统计学意义（P=0.02）。此外，功能富集分析结果显示丝裂原活化蛋白激酶信号通路和细胞凋亡途径与TACE疗效相关，可能是TP53突变导致TACE抵抗的重要中间环节。SIRT7（the silent information regulator T7，SIRT7）在HCC患者中普遍表达上调，与TACE治疗耐药和低生存率相关。SIRT7通过p53脱乙酰化减少p53诱导的NOXA（p53蛋白的靶基因）转录，在抑制p53介导的细胞毒性方面发挥关键作用[15]。总之，这些分子途径可以为识别TACE抵抗HCC患者提供证据，也可能成为新的治疗靶点。

3 TACE抵抗的预测模型及潜在的预测标志物

对于TACE抵抗的HCC患者，重复TACE治疗可能导致肝功能恶化，以致错失其他全身治疗的机会，从而降低总生存期[2]。评估肿瘤进展和肿瘤治疗反应有助于指导TACE抵抗后续治疗。Yamanaka等[16]的研究表明TACE后1周评估肿瘤反应有助于早期诊断TACE抵抗。肿瘤反应不足被定义为存在>50%活性病变（无效）或肿瘤数目增加（进展），与TACE抵抗相关。当初次TACE治疗后同时观察到“无效”和“进展”时，应考虑换用其他治疗[17]。虽然TACE治疗后评估可以很好的预测TACE抵抗，但时效性较差。如何在初次TACE治疗前识别可能出现TACE抵抗的患者是目前研究的热点。为了更好地指导实践，研究者们已经建立了多种TACE抵抗预测模型（见表1），用以预测TACE抵抗的风险。

表1 TACE抵抗预测模型的研究结果

3.1 基于肿瘤影像学特征的预测模型

肿瘤影像学特征是一组通过影像学图像获得的参数，包括肿瘤数目、直径、分布、血管浸润和远处转移等。Wang等[5]的一项回顾性研究表明超过upto-seven标准（P=0.001）、肿瘤双叶浸润（P=0.002）和超过三个肿瘤（P=0.005）是早期TACE抵抗（最初两次TACE治疗后即出现抵抗）的独立预测因子，并基于这三个参数构建了早期TACE抵抗预测模型和列线图。但值得注意的是，目前国内指南倾向于3 次规范化TACE治疗后进行肿瘤评估[11]，更早期的评估可能使得部分TACE远期疗效较好的HCC患者被视为TACE抵抗。Chen等[18]提出另一种TACE抵抗评分方法，该评分由肿瘤数量和肿瘤双叶浸润两个因素组成，肿瘤数目的分值记为肿瘤个数×1，存在/不存在双叶浸润的分值分别为7.5分和0分，两个变量的分值之和为最终评分，评分为0～3.5 分的患者TACE抵抗发生率较低，而评分>3.5分的患者易发生TACE抵抗。章娜等[19]利用肿瘤数目、肿瘤直径、肿瘤边界和BCLC分期构建了TACE抵抗HCC列线图，列线图总分为0～2分的患者为TACE抵抗低风险组，3～5 分为TACE抵抗高风险组。此外，有研究表明乏血供肝癌结节（P<0.001）和超过up-to-seven标准（P=0.002）是初次TACE治疗后更短的TACE抵抗发生时间（the time to TACE refractoriness，TTTR）的独立危险因素[26]。Up-to-seven标准是构建TACE抵抗预测模型的一个重要候选参数，APPLE共识将达到up-to-seven标准作为判断TACE抵抗的指标之一[4]。对于中国HCC患者而言，其首次确诊时肿瘤负荷普遍较大（首诊时中位肿瘤直径即已达到6.5～6.7 cm），所以需要更加精细的标准来对患者进行分组。Wang等[27]开发的six-and-twelve评分根据肿瘤直径和数量之和≤6，>6且≤12和>12将患者划定为三个预后水平，可有效地区分出不同预后的HCC患者。相较于up-to-seven标准，six-and-twelve评分可能更适用于中国HCC人群的TACE抵抗危险分层。

3.2 基于肿瘤标志物和影像学特征的预测模型

肿瘤标志物（tumor marker，TM）是反映肿瘤存在的血清学指标。在JSH的定义中，肿瘤标志物的持续升高（即使存在短暂的下降）是TACE抵抗诊断的标准之一[6]。甲胎蛋白（a-fetoprotein，AFP）、甲胎蛋白异质体3（lens culinaris-agglutinin-reactive fraction of AFP，AFP-L3）和异常凝血酶原（desgamma-carboxy prothrombin，DCP）是临床上应用较为广泛的HCC标志物。Hiraoka等[28]建立了一种简单的TM评分：AFP≥100 ng/mL、AFP-L3≥10%和DCP≥100 mAU/mL各计1分，TM总评分≥2分的患者易发生TACE抵抗且预后更差，而TM总评分<2分的HCC患者重复TACE治疗有效且预后更佳，两组中位生存时间为23.2个月和37.7个月（P=0.014）。Hu等[20]设计的P-TACE模型包含AFP、γ-GT、ALBI分级、血管强化类型和最大肿瘤直径。其中，AFP与肿瘤分化程度相关，ALBI分级和γ-GT反应患者肝功能状态，血管强化类型和肿瘤直径会影响TACE治疗效果，这5 个因素的协同效应提升了模型的预测能力。P-TACE评分将HCC患者分为六个风险亚组（评分<4、≥4～<7、≥7～<10、≥10～<13、≥13～<16，≥16），评分越高代表患者发生TACE抵抗的风险越高。其中，评分达到第6级（≥16分）的HCC患者发生TACE抵抗的风险高达85%。

3.3 基于机器学习算法的预测模型

机器学习（machine learning，ML）是一个新兴的领域，拥有庞大的数据来源，可以将计算机科学和统计学融合到医学问题中。随机森林（random forest，RF）是一种以决策树为基础的有监督机器学习，被认为是最有前途的机器学习算法之一[29]。Zou等[21]利用RF算法开发和验证了一种TACE抵抗的预测模型。他们根据RF算法生成每个候选因素的重要性评分（importance score）并计算方差膨胀系数（variance inflation factor，VIF）。VIF<5的参数被认为共线性较小。最终，中性粒细胞和淋巴细胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）（评分=0.178）、血小板数目（评分=0.175）、患者年龄（评分=0.157）、肿瘤分布（评分=0.081）和肿瘤数量（评分=0.065）被纳入模型中。RF模型除了常见的肿瘤特征参数外，还纳入了年龄、PLT和NLR。在普通预测模型中，这些参数由于显著性不强并不会被纳入模型当中，这可能会使得其价值被忽略。

3.4 基于放射组学的预测模型

放射组学是一种基于图像的计算机辅助诊断技术，通过对CT、PET-CT或MRI图像的目标区域进行分割，提取放射组学特征（包括原始图像中的形状特征、一阶特征和所有图像中的纹理特征），并将这些数据与临床终点相关联[30]。最近，研究者们也将放射组学应用于TACE抵抗的预测。Sheen等[22]从CT图像中提取了40 个放射组学特征，并通过Lasso回归模型筛选出2组纹理特征（即GLZLM-LZLGE和GLZLM-GLNU）用于建立放射组学评分（Rad-score）。随后，他们将Rad-score与临床参数进行组合后获得了3 个新的评分。受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）分析的结果提示3 个评分均具有较好的预测能力，AUC分别为0.95（Rad-score+T stage），0.95（Rad-score+logAFP）和0.91（Rad-score+BI）。另一项研究利用8个放射组学特征（包括2个体积纹理特征和6个小波纹理特征）构建了Rad-score[31]。类似的，他们将Rad-score和临床特征结合后使模型获得了更好的预测能力。然而，相较于影像图像上可直接获取的肿瘤特征，放射组学特征的获取相对繁琐。此外，仍需要进一步的技术改进以克服复杂计算机相关模型固有的局限性，特别是图像采集缺乏标准化的问题[30]。

3.5 基于高通量基因组数据的预测模型

高通量测序技术（high-throughput sequencing，HTS）也被称为下一代测序技术（next generation sequencing，NGS），是对传统测序的一次革命性的改变，一次可对几十万到几百万个分子进行测序。癌症是HTS发挥巨大作用的一个重要领域。He等[23]联合基因表达综合数据库（gene expression omnibus，GEO）和癌症基因组图谱数据库（the cancer genome atlas program，TCGA）的基因组测序数据鉴定了487 个TACE抵抗相关基因，并筛选出4 个关键基因（包括TTK、EPO、SLC7A11和PON1）用于构建TACE抵抗诊断评分和预后评分。诊断评分在训练集（AUC=0.806）和外部验证集（AUC=0.791）中均具有良好的预测能力。预后评分高的肿瘤表现出免疫抑制表型，对免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors，ICIs）和索拉非尼表现出良好的反应。另一项类似的研究筛选出了4 种免疫相关基因（包括S9A1、TREM12、COLEC1和IFIT887），并利用人工神经网络算法构建了TACE抵抗预测模型[24]。此外，COLEC12、S100A9和TREM1基因低表达、IFIT1基因高表达以及TACE治疗后有反应的患者免疫治疗效果好。总之，高通量测序技术从基因角度探究了肿瘤HCC患者的异质性，有助于TACE抵抗的机制研究。

3.6 其他预测标志物

3.6.1 微小RNA（microRNA，miRNA）异常miRNA表达是包括HCC在内的许多癌症中普遍存在的特征[32]。一项回顾性研究表明，血浆高miR-122（100）水平与接受TACE治疗的HCC患者的早期TACE抵抗显著相关[33]。此外，Kim等[34]的研究表明血浆高miRNA-21（≥2.5）、高miRNA-26a（≥1.5）和低miRNA-29a-3p（<0.4）的组合（满足3个条件）是早期TACE抵抗的独立预测因素。尽管这两项研究结果均提示miRNA对总体TACE抵抗的预测价值不大，但目前相关研究较少，未来仍需要更多的研究去挖掘miRNA在TACE抵抗中的价值。

3.6.2 蛋白质 精氨酸酶-1（ARG1）是一种在尿素循环中将精氨酸转化为尿素的酶，主要存在于肝门周围的肝细胞中。Xia等[25]的研究显示TACE抵抗患者的平均ARG1水平显著低于非抵抗患者（36.55 ng/mL和54.22 ng/mL，P<0.05）。在不可切除HCC患者中，ARG1水平较高的患者发生早期TACE抵抗的风险较低，这可能与ARG1介导的精氨酸消耗相关。

3.6.3 血清炎症因子 炎症是一个复杂的网络，各种炎症因子在HCC的发育、进展和迁移中起重要作用[35]。Kim等[36]分析了TACE治疗前各种血清炎症因子（包括EGF、FGF2、G-CSF、IFN-γ、IL-8、IL-12和IL-17A等）的水平，结果表明TN、TD及AFP和IL-8的组合（AFP>400 ng/mL或IL-8>32 pg/mL）与总体TACE抵抗相关，而较高的EGF（>35 pg/mL）和较低的G-CSF水平（≤12.5 pg/mL）仅与早期TACE抵抗相关。

4 TACE抵抗HCC患者的后续治疗

在JSH于2010 年引入TACE抵抗概念后，已有多项研究对TACE抵抗后续治疗的选择进行了尝试。由于TACE抵抗的概念并没有区分常规经动脉化疗栓塞（conventional TACE，cTACE）和载药微球经肝动脉化疗栓塞（drug-eluting beads TACE，DEBTACE），所以目前的研究针对的是cTACE或DEBTACE抵抗的患者。TACE抵抗后续治疗的探索主要包括：（1）换用其他TACE技术：包括DEB-TACE、球囊阻断经动脉化疗栓塞（balloon occluded TACE，B-TACE）；（2）换用系统治疗（包括靶向治疗和靶免治疗）联合/不联合TACE治疗；（3）换用局部治疗：包括局部消融、局部放疗和肝动脉输注化疗（hepatic arterial infusion chemotherapy，HAIC）等。Zhang等[37]详细总结了2021年4月前在国外期刊发表的23项有关TACE抵抗研究的结局。因此，本文仅对相关研究结果进行简单的归纳，并将2021 年4 月以来国内外最新进展整理于表2中。

4.1 DEB-TACE和B-TACE

TACE是全球使用最广泛的不可切除HCC的治疗方法，对无血管浸润或肝外扩散的多灶性病变的无症状患者具有生存获益[3]。cTACE和DEB-TACE是目前最常用的药物输送方式。cTACE通过导管将化疗药物-碘油混合乳剂以及栓塞剂（明胶海绵等）输送到肝动脉，杀伤肿瘤细胞并导致栓塞区域缺血坏死。DEB-TACE利用载药微球缓慢释放化疗药物，增加了肿瘤缺血强度和持续时间。关于cTACE和DEB-TACE的疗效和安全性优劣仍有争议。B-TACE技术最早于2013年在日本开展，其理论优势是由于球囊膨胀引起的肿瘤血管闭塞，减少因肿瘤血管纤细或痉挛导致的栓塞剂反流，从而导致化疗药物和碘油在肿瘤内的密集积聚，增加了治疗成功率[48]。几项回顾性研究的结果初步证实了DEB-TACE[39，46]和B-TACE[49]治疗在cTACE抵抗的HCC患者中的疗效，但这些研究都没有设置对照组，而且样本量较小。总之，对于cTACE发生抵抗的患者，在切换为系统治疗和其他局部治疗前，可以先尝试使用DEBTACE和B-TACE技术。

4.2 分子靶向药物治疗

分子靶向治疗是晚期HCC的标准治疗方案，通过特异性结合致癌位点而发挥抗肿瘤效果。对于不适合TACE治疗的患者，APPLE共识建议优先使用分子靶向治疗，其次是选择性的局部治疗[4]。索拉非尼（Sorafenib）是第一种被批准应用于临床的口服多靶点酪氨酸激酶抑制剂，具有抑制肿瘤血管生成和抑制肿瘤细胞增殖的双重作用。根据目前一些回顾性研究的证据，索拉非尼是TACE抵抗患者的首选替代方案[37]。研究表明，TACE抵抗患者单用索拉非尼治疗比继续TACE治疗有更好的生存获益，显著延长了中位OS（25.4个月vs11.5个月，P=0.003）和疾病进展时间（22.3个月vs7.7个月，P=0.001）[50]。索拉非尼和TACE的联合治疗可能较单用索拉非尼[47]或TACE[51]效果更好，但不良反应的发生率相对升高。此外，索拉非尼联合TACE的基础上加用ICI可以进一步延长患者生存期（中位OS：13.8个月vs23.3个月，P=0.012；中位PFS：7.30 个月vs16.26 个月，P<0.001），这可能与免疫治疗逆转了肿瘤微环境的免疫衰竭相关[52]。阿帕替尼（Apatinib）[38]和仑伐替尼（Lenvatinib）[43-44]是两种新型的酶抑制剂，也被证明在TACE抵抗患者中有效。而且对于索拉非尼-TACE联合治疗抵抗患者，阿帕替尼可作为进一步治疗的选择[51]。

4.3 其他局部治疗方案

局部消融治疗通常用于肿瘤数目≤3 个，每个肿瘤直径≤3 cm的早期HCC患者[53]。Chen等[54]比较了索拉非尼与微波消融（microwave ablation，MWA）在TACE抵抗的中期HCC患者的益处，他们发现，MWA在改善肿瘤大小为≤7 cm，肿瘤数量≤5的中期HCC患者的生存率方面优于索拉非尼，提示MWA可能更适用于肿瘤负荷更小的患者。但在最近的一项研究中，分步减瘤MWA（强化消融阶段：消除80%以上的肿瘤病灶；残余肿瘤消融阶段：行重复消融消除残余肿瘤和子病灶）被证明可以改善巨大不可切除（直径≥10 cm）HCC患者的长期OS和PFS[42]。

立体定向放疗（stereotactic body radiotherapy，SBRT）可以向局灶性肿瘤提供高辐射剂量以杀灭肿瘤细胞，广泛应用于肿瘤分期较早或伴有局部静脉血栓形成的HCC患者的局部治疗和等待肝转移患者的桥接治疗[55]。Lee等[56]的研究表明对于出现TACE抵抗但意大利肝癌（CLIP）评分≤1分的晚期HCC患者，SBRT（生物有效剂量≥85 Gy10）可以实现实质性的肿瘤控制。此外，在局部晚期（肿瘤局部分期较差但尚无远处转移）HCC患者，联用SBRT和ICI比继续TACE治疗预后更好而且不良反应的发生率更低[57]。

钇90（90Y）经动脉放射性栓塞术（transarterial radioembolization，TARE）是TACE的一种安全有效的替代方法。在早中期HCC患者中，钇90TARE比DEB-TACE具有更好的肿瘤控制和生存率，而且两者的安全性无明显差异[58]。一项针对30 例DEBTACE抵抗患者的研究显示TARE在晚期HCC患者中也是安全有效的。11例患者（36.7%）实现了部分缓解（partial response，PR），8例患者（26.7%）保持在SD，10例患者（33.3%）出现了PD。其中3例（10.0%）患者实现了肿瘤降期并最终接受了肝移植[59]。

125I粒子属于内放射治疗，通过产生γ射线直接杀伤肿瘤细胞，具有局部高剂量，副作用小等特点。Xu等[60]对19 例TACE抵抗患者的21 个肿瘤病灶进行了CT引导下的125I放射性治疗，结果显示其中12个病灶（57.1%）实现完全缓解（complete response，CR），7个病灶（33.3%）实现PR，6个月的客观缓解率达到90.5%（19/21）。另一项回顾性对照研究显示，TACE抵抗后125I治疗组的肿瘤客观缓解率和生存时间均优于继续TACE治疗组，而且两组患者术后栓塞综合征发生率并无明显差异[45]。

HAIC是晚期HCC的一种治疗方式，需要通过经皮导管置入将化疗药灌注到肝动脉。HAIC提供了更高的肿瘤内化疗药物浓度，避免了首过效应，理论上可以产生更高的治疗效果和更少的肝细胞损伤。JSH在2014年对TACE抵抗概念进行了修订，并建议出现TACE抵抗的HCC患者（即使仍处于中期阶段）应尽快将治疗从TACE转到索拉非尼或HAIC。其中，HAIC是出现肿瘤进展或门静脉主干栓塞的TACE抵抗患者的首选治疗，而索拉非尼是出现门静脉小分支栓塞的TACE抵抗患者的推荐药物[7]。但最近2 项关于HAIC与索拉非尼的回顾性对照研究结果并没有显示HAIC在TACE抵抗患者治疗中的优势[61-62]。此外，两月一次的HAIC（bi-monthly HAIC，B-HAIC）方案被证明可以保护失代偿期肝硬化患者的肝功能储备[63]。对于TACE抵抗的晚期HCC患者，B-HAIC可能是有效的替代方案。

5 小结

“TACE抵抗”在HCC患者中客观存在，如何早期识别TACE抵抗和管理后续治疗是目前研究的热点。较大的肿瘤负荷、肿瘤双叶浸润、肿瘤边界不规则、血管强化模式Ⅲ或Ⅳ型和AFP升高等指标与TACE抵抗相关，这些临床指标评价方式简便且容易获取。目前多种基于临床指标的TACE抵抗预测模型被建立，但并未在临床上广泛应用，其预测性能有待进一步验证。最近，部分研究探索了放射组学和基因组学在TACE抵抗中的应用价值，其中放射组学是从影像图片中挖掘高维数据，旨在实现TACE抵抗精准诊断，而基因组学研究生物遗传信息，有助于TACE抵抗的机制探索。对于TACE抵抗的患者，索拉非尼被推荐为首选的替代方案。此外，几项回顾性研究的结果显示ICI、DEB-TACE、B-TACE、SBRT、TARE、125I粒子放射治疗及HAIC可以使得部分TACE抵抗患者获益，是潜在的替代治疗方案。但未来仍需更大样本量的多中心研究来验证这些治疗方案的确切疗效和受益人群，为临床医师的治疗决策提供更可靠的证据。