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影响因子50.3!河南省肿瘤医院与北大联合研究:为肝癌患者精准治疗提供新方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-04-11  浏览次数:16105
核心提示:肝癌是中国高发恶性肿瘤,因治疗方案有限、药物有效反应率低,在中国肝癌患者的死亡率高。近年来,虽然有仑伐替尼等靶向药物用于临床,但有效率较低;现有的分子分型均无法用于指导药物治疗。因此,临床亟需研究可以指导肝癌精准用药的分子分型和揭示新的耐药
肝癌是中国高发恶性肿瘤,因治疗方案有限、药物有效反应率低,在中国肝癌患者的死亡率高。近年来,虽然有仑伐替尼等靶向药物用于临床,但有效率较低;现有的分子分型均无法用于指导药物治疗。因此,临床亟需研究可以指导肝癌精准用药的分子分型和揭示新的耐药靶点。

4月8日,河南省肿瘤医院肝胆胰外科主任韩风团队与北京大学第一医院张宁教授团队、北京大学肿瘤医院吴健民教授团队基于多年紧密合作,在国际期刊《Cancer Cell》联合发表研究论文《Pharmacogenomic profiling of intra-tumor heterogeneity using a large organoid biobank of liver cancer》,影响因子50.3。

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河南省肿瘤医院肝胆胰外科韩风主任团队的副主任医师庄昊,与北京大学第一医院博士后杨慧、程景辉博士、徐红闯助理研究员及汪一诺博士为共同第一作者,张宁教授、吴健民教授为并列通讯作者,我院肝胆胰外科杨楠木副主任医师及2021级硕士研究生张婷婷作为主要作者参与该项研究。

该研究基于中国肝癌患者的手术样本,建立了144位肝癌患者的类器官生物库,包括399个肿瘤类器官品系。

该研究通过对组织和类器官的外显子及转录组测序,揭示了类器官的异质性特征;通过对肝癌靶向药的大规模药敏测试,结合类器官的转录组数据和机器学习模型,揭示了可以指导用药的肝癌药敏分子分型;进一步机制研究,发现c-Jun 高表达是造成肝癌耐药的一个重要因素,筛选靶向药联合用药新方案,通过药化方法合成新药PKUF-01,为肝癌的精准诊疗提供依据和线索。

亮点一:高质量肝癌类器官生物库的建立

团队对肝癌患者的手术标本多点取样,成功建立了涵盖144位患者,399个肿瘤位点的肝癌类器官生物库。通过HE染色,证实类器官保留了患者的病理学特征。通过对类器官和对应的患者标本的免疫荧光、免疫组化染色,证实肝癌类器官与肝癌患者的诊断标记物的一致性。

团队选取99个位点,进行组织和对应类器官的外显子、转录组测序,分析了组织与对应类器官的基因组特征。从体细胞突变(somatic mutations)、拷贝数变异(copy number alterations, CNA)和转录组相似性等多维度验证了类器官生物库高度保留组织样本的分子特征。综上证实了本团队高质量类器官生物库的建立。

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亮点二:瘤内基因组异质性研究的突破


基于外显子测序结果,团队对基因组异质性进一步研究,团队在部分患者的多区域类器官中,发现肿瘤体细胞突变、拷贝数变异在多区域类器官的显著不同。

为了系统地研究基因组的瘤内异质性(intra-tumor heterogeneity, ITH),团队绘制了每个多区域取样患者的进化树。为了研究基因组异质性是否会导致药敏的异质性,团队研究了原发性肝癌一线靶向药索拉非尼、仑伐替尼的靶基因在患者中的差异表达。发现部分患者中,索拉非尼、仑伐替尼的靶基因在多区域中有显著的表达差异,且不同位点间存在药敏异质性。

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亮点三:大规模筛选肝癌靶向药新方案


本团队选取临床上常用的肝癌一线药物索拉非尼、仑伐替尼,常用的二/三线药物瑞戈非尼、阿帕替尼、贝伐单抗,以及针对胆管癌FGFR2融合的药物培米替尼、胆管癌IDH1突变的药物艾伏尼布,对类器官生物库进行大规模药物筛选,以探索肝癌药敏分子分型。

结合376个肝癌位点的7种肝癌靶向药药敏筛选结果,已完善的患者临床药敏信息,团队进一步比对了患者临床药敏和类器官药敏。在14个有完整治疗随访的患者中,类器官的药敏与临床患者的药物治疗效果是一致的。此外,团队也用动物模型验证了和类器官结果的一致性。这些为进一步通过类器官研究药敏分子分型奠定了基础。

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亮点四:解析肝癌临床靶向药的药敏分子分型

在基因组层面上,基因组异质性曾被报道为是导致耐药性的重要因素,团队使用多区域类器官研究了基因组异质性与肝癌靶向药药敏的关联。

与敏感组相比,在仑伐替尼耐药组中发现mutation-ITH和CNA-ITH水平显著升高,表明ITH与仑伐替耐药相关。团队还分别研究了基因组ITH与索拉非尼、瑞戈非尼和阿帕替尼药敏的相关性。提示基因组ITH在一定水平上,可以预测药物敏感度。团队结合255个类器官的转录组数据和机器学习模型,解析了肝癌临床靶向药仑伐替尼,索拉非尼、瑞戈非尼、阿帕替尼的药敏分子分型。

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亮点五:以c-Jun为核心的耐药靶点


团队以肝癌一线药仑伐替尼为例,具体研究其关键耐药靶点。团队进行了蛋白质-蛋白质相互作用网络分析,发现JUN在该网络中处于核心地位。进一步通过敲低和过表达c-Jun的方法,验证仑伐替尼药物敏感度的变化。

此外,团队引入三种c-Jun的抑制剂Veratramine, SR11302 和NY2267,与仑伐替尼联用,增强仑伐替尼的药物敏感度。形成c-Jun为耐药靶点的仑伐替尼联合用药新方案;揭示了JNK和Wnt/β-catenin作为c-Jun的上游,介导了仑伐替尼耐药的机制。

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亮点六:合成PKUF-01,提升肝癌治疗效果


基于团队发现的仑伐替尼和c-Jun抑制剂的协同用药效果,团队将仑伐替尼和c-Jun抑制剂藜芦胺连接,合成PKUF-01。

团队在仑伐替尼耐药的类器官中,检测到PKUF-01对肿瘤更好的杀伤效果,并在裸鼠成瘤实验中进一步证实了PKUF-01的体内肿瘤杀伤效果。最后,团队揭示了PKUF-01的药敏分子分型,揭示了PKUF-01耐药类器官中,干性相关基因的高表达,提示PKUF-01的耐药可能与肿瘤干性相关。

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