前言
研究背景
基因组测序技术提升了研究者对HCC复发机制的理解,然而,尽管既往研究已通过体细胞突变整合分析识别了部分HCC驱动基因,但由于样本量有限,复发性HCC所特有的高频突变基因尚未准确锁定,针对潜在治疗靶点的探索仍在进行中4。在此背景下,为了进一步开发复发性HCC患者所适用的精准疗法,研究团队对大规模配对样本进行了深度测序,并对LRP4这一高频突变基因的功能效应和机制进行了探索。
研究方法
研究共入组309例复发性HCC患者,所有患者均于复旦大学附属中山医院接受首次及第二次根治性切除术,既往接受过介入治疗、化疗、放疗、靶向治疗或免疫治疗的患者被排除在外。所有患者从首次根治性手术至疾病复发的中位时间为17.2个月,生存时间被定义为二次手术至死亡或随访结束的时间间隔,再复发时间被定义为二次手术至再次复发的时间间隔。
研究结果
1.
原发性和复发性配对HCC的基因组改变
通过对106对原发与复发HCC病灶进行全外显子和全基因组分析,研究者共识别出13558个体细胞非同义单核苷酸变异及插入/缺失。进一步的分析显示,原发灶与复发灶在突变载量上基本持平,平均每例样本均为128个突变。其中,TP53、CTNNB1和AXIN1在两类病灶中的突变频率几乎相等,FGFR1和PTPRG在原发灶中突变率更高,而LRP4、TSC1和JAK1则在复发灶中呈现更高的突变频率。
2.
LRP4体细胞突变和LRP4表达降低是第二次根治性切除术后预后较差的预测因素
在总计309对配对样本中,LRP4在复发性肿瘤中的体细胞突变率显著高于原发性肿瘤(7.8% vs. 0.97%,P<0.001)。临床分析表明,LRP4的突变或低表达与血管侵犯、高血清AFP浓度、分化差及更差的TNM分期密切相关。针对患者生存的分析显示,LRP4突变或低表达的患者在第二次手术后的再复发率更高,且生存时间更短,多因素分析确证其为独立的预后预测因子。
3.
LRP4在HCC中发挥抑癌基因的作用
研究发现在HCC细胞系中,LRP4的mRNA和蛋白水平均低于正常肝细胞,尤其在具有高转移潜能的MHCC97H和HCCLM3细胞系中表达最低。在Huh7和PLC/PRF/5细胞中敲低LRP4,可增强细胞的增殖、克隆形成及迁移能力;小鼠模型也显示LRP4敲低促进了肿瘤生长和肺转移。相反,过表达野生型LRP4可抑制这些恶性表型,通过CRISPR/Cas9构建的内源性突变细胞系也表现出更强的致瘤性。这些结果共同证实,LRP4是HCC中的关键抑癌基因,其突变会破坏LRP4的功能,从而失去抑癌作用。
4.
LRP4功能缺失突变促进HCC中Wnt/β-catenin信号通路的激活
研究者发现,敲除LRP4会导致Wnt通路激活。双荧光素酶报告实验显示,野生型LRP4能强效拮抗Wnt3a诱导的β-catenin激活,突变型LRP4丧失了这种抑制能力。野生型LRP4可通过抑制GSK-3β的磷酸化(S9位点),促进β-catenin降解,从而降低其胞核水平,而LRP4突变会导致β-catenin在核内异常积聚。使用β-catenin抑制剂ICG-001可逆转由LRP4敲低引起的细胞增殖和迁移增强,证明LRP4失活通过激活GSK-3β/β-catenin通路驱动HCC进展。
5.
LRP4突变通过β-catenin/ATF3信号抑制CCL4的表达和分泌
趋化因子芯片检测显示,过表达野生型LRP4可上调CCL4并下调CXCL5。ELISA实验证实,LRP4敲低或突变会导致CCL4的分泌水平大幅下降。进一步的研究揭示,Wnt/β-catenin信号的激活会诱导转录抑制因子ATF3的表达。ChIP实验证实,ATF3会直接结合在CCL4的启动子区域并抑制其转录。使用ICG-001或敲低ATF3均能恢复CCL4的分泌,表明LRP4失活通过β-catenin/ATF3信号轴抑制CCL4产生。
6.
LRP4突变通过β-catenin/CCL4信号通路减少肿瘤内cDC1和CD8+ T细胞的浸润
针对小鼠的原位肿瘤分析显示,野生型LRP4组中CD8+ T细胞和cDC1细胞比例较高,而LRP4缺失或突变组中则明显减少。流式细胞术显示,LRP4的缺失减少了CD103+ cDC1和总CD8+ T细胞的浸润,导致免疫细胞招募不足,使用ICG-001抑制β-catenin可有效逆转这一现象。
7.
PD-1阻断联合β-catenin信号抑制可逆转LRP4突变复发性HCC的免疫耐药性
小鼠皮下模型显示,野生型LRP4组对PD-1单抗应答良好,而LRP4敲低组则表现出明显的耐药性。然而,将PD-1单抗与β-catenin抑制剂ICG-001联用,可产生协同抑癌效应,肿瘤体积缩小率达78.37%。分析显示,联合方案上调了CCL4表达并增加了CD141+ cDC1及CD8+ T细胞的浸润,成功克服了由LRP4突变引起的免疫治疗耐药。
8.
LRP4突变复发性HCC在二次根治性切除术后未能从免疫治疗中获益
对94例接受抗PD-1治疗的复发性HCC患者进行的数据分析显示,在LRP4野生型患者中,接受抗PD-1治疗能降低复发率并延长生存期。然而对于携带LRP4突变的患者,接受抗PD-1治疗未能改善再复发状况(P=0.252)和生存获益(P=0.283),这一结果提示,携带LRP4突变的复发性HCC患者无法从现有的PD-1单抗单药治疗中获益。
结论与讨论
本研究系统性阐明了LRP4突变是复发性HCC中特有的关键分子特征,发生率约为7.8%,远高于原发性HCC。作为一种抑癌基因,LRP4突变可通过激活GSK-3β/β-catenin/ATF3信号轴抑制CCL4的分泌,导致肿瘤微环境内cDC1和CD8+ T细胞缺失,从而形成免疫耐药屏障。研究显示,LRP4突变可作为预测复发性HCC患者免疫治疗耐药的关键生物标志物。对于此类患者,联合应用Wnt/β-catenin通路抑制剂与免疫检查点阻断剂,为突破HCC复发后的精准治疗提供了极具前景的临床方案。
参考文献
1. Tabrizian P, Jibara G, Shrager B, Schwartz M, Roayaie S. Recurrence of hepatocellular cancer after resection: patterns, treatments, and prognosis. Ann Surg 2015;261:947-955.
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3. Sun R, Liu K, Pan S, et al. LRP4 mutations promote tumor progression and resistance to anti-PD-1 therapy in recurrent hepatocellular carcinoma. Hepatology, 2025, 82(5): 1073-1089.
4. Ding X, He M, Chan AWH, Song QX, Sze SC, Chen H, Man MKH, et al. Genomic and Epigenomic Features of Primary and Recurrent Hepatocellular Carcinomas. Gastroenterology 2019;157:1630-1645 e1636.
审批编号:CN-190734
有效期至:2027-08-18
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撰写:Babel
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