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肝癌(HCC)治疗面临耐药困境,乐伐替尼虽为一线用药但易产生耐药性。研究人员开展了乐伐替尼耐药相关基因的鉴定及预后模型构建研究。结果发现相关基因特征可预测预后,PFKFB4 促进肿瘤进展和耐药。该研究为肝癌治疗决策提供新依据。
肝癌是全球常见且致命的恶性肿瘤,其中肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)占比颇高。因其发病隐匿、侵袭性强,多数患者确诊时已错过手术时机,即便接受手术,复发率也居高不下。系统治疗成为晚期 HCC 的重要手段,然而,药物耐药问题却严重阻碍了治疗效果,导致肿瘤迅速进展、复发,患者预后极差。乐伐替尼(Lenvatinib)作为 HCC 一线治疗药物,能显著抑制肿瘤生长,但多数患者在用药约 8 个月后会出现耐药,使得治疗陷入困境。在此背景下,探寻乐伐替尼耐药相关基因,并评估其对预后和治疗反应的影响,成为改善 HCC 患者预后的关键。
为解决这一难题,河北医科大学第四医院的研究人员展开了深入研究。他们通过一系列实验和分析,成功鉴定出与乐伐替尼耐药相关的预后标志物,并构建了相应的预后模型。这一研究成果发表在《BMC Gastroenterology》杂志上,为 HCC 的精准治疗提供了新的方向和依据 。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从多个数据库(如 The Cancer Genome Atlas (TCGA)、International Cancer Genome Consortium (ICGC)、Genomics Expression Omnibus (GEO)等)获取肝癌样本的 mRNA 表达谱及临床信息;接着,利用生物信息学方法筛选乐伐替尼耐药相关差异表达基因(LRRDEGs),并与 HCC 预后相关基因进行交叉分析;然后,通过 LASSO - Cox 回归模型构建乐伐替尼耐药相关预后签名(LRRPS);最后,进行细胞实验,包括建立乐伐替尼耐药细胞系、siRNA 转染、Western blotting、qRT - PCR 等,验证关键基因的功能。
研究结果如下:
- 乐伐替尼耐药相关预后基因的鉴定:分析 GSE186191 数据集,筛选出 193 个上调和 87 个下调的 LRRDEGs,这些基因主要富集在代谢途径、Notch 信号通路和 Wnt 信号通路等。通过与 TCGA 数据库中 HCC 预后相关基因交叉分析,确定了 29 个乐伐替尼耐药相关预后基因12。
- 乐伐替尼耐药相关预后签名的构建与验证:运用 10 折交叉验证的 Lasso - Cox 回归,构建了包含 ALPK3、SLC2A2、CTSV 和 PFKFB4 的预后签名。根据中位风险评分将患者分为高、低风险组,高风险组患者总生存期明显更差。在 TCGA 和 ICGC 队列中进行验证,结果显示该风险评分在预测 HCC 患者预后方面具有较高的特异性和敏感性34。
- 列线图的构建与验证:COX 比例风险回归分析表明,风险评分是 HCC 患者总生存期(Overall Survival,OS)的独立预后指标。基于风险评分和 TNM 分期构建的列线图,校准曲线显示其预测准确性较高,且优于传统 TNM 分期系统56。
- LRRPS 与临床病理特征的关联:在 TCGA 和 ICGC 队列中,LRRPS 与患者的临床病理特征密切相关。高 LRRPS 值与更高的组织学分级、AFP 水平、血管侵犯和更晚期的 TNM 分期相关,提示患者预后更差78。
- 基因突变景观:高风险组中 TP53 等基因的突变频率较高,且高风险组的突变等位基因肿瘤异质性(MATH)评分显著高于低风险组,表明高风险组肿瘤异质性更高,可能更易产生耐药和不良预后910。
- 治疗反应预测:低风险组患者对常见的靶向和化疗药物(如乐伐替尼、卡博替尼等)更敏感。在 TACE 治疗中,无反应组患者的 LRRPS 更高,基于 LRRPS 预测 TACE 治疗反应的 AUC 值为 0.784,证明风险评分对治疗结果具有较强的预测能力1112。
- 肿瘤微环境和干性评分分析:风险评分与 M0 巨噬细胞、T 细胞滤泡辅助细胞等免疫细胞浸润呈正相关,与 M1 巨噬细胞等呈负相关。高风险组患者的免疫检查点分子表达更高,血管生成相关基因过表达,且癌症干细胞(CSCs)干性指数(mRNAsi)更高,表明高风险组患者倾向于具有免疫抑制性的肿瘤微环境1314。
- 功能富集分析:基因集富集分析(GSEA)显示,高风险组激活的通路主要与 DNA 修复、细胞周期等相关,低风险组则涉及更多肝脏生理功能相关通路154。
- 关键基因的验证:在多个数据集和数据库中验证了 ALPK3、SLC2A2、CTSV 和 PFKFB4 的表达和预后意义。其中,PFKFB4 在乐伐替尼耐药细胞系中高表达,敲低 PFKFB4 可增强乐伐替尼对耐药细胞的抗增殖和促凋亡作用1616。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次鉴定出乐伐替尼耐药相关预后签名,可有效预测 HCC 患者预后,并帮助筛选出具有高耐药风险的患者。基于风险评分和 TNM 分期构建的列线图,在预后预测方面具有重要价值。此外,研究还揭示了高风险患者具有免疫抑制性肿瘤微环境、高基因突变率、高肿瘤干性和更强的 DNA 修复能力等特征,这些都与不良预后和治疗耐药相关。PFKFB4 作为关键靶点,在乐伐替尼耐药和 HCC 进展中发挥重要作用,有望成为克服耐药和改善临床结局的潜在治疗靶点。不过,该研究也存在一定局限性,如基于公共数据集的分析可能无法完全反映肿瘤的复杂性和异质性,PFKFB4 的具体作用机制还需进一步深入研究。未来,研究人员计划开展多中心前瞻性临床试验,以进一步验证模型的稳健性和临床适用性,为 HCC 的精准治疗提供更有力的支持。