编者按:2016年9月9~11日,第十届国际肝癌协会(ILCA)年会在加拿大温哥华隆重召开。8日下午,ILCA工作组照例在会前召开了一场内部学术研讨会,会议的议题直指肝癌领域发展前沿的关键问题--肝癌临床前模型研究,盘点从靶点鉴定到临床试验的重要进展。
动物模型能否正确模拟人类肿瘤的生物学过程?
肝细胞肝癌(HCC)与HBV、HCV、酒精、肥胖以及化学致癌剂等多个因素相关。在正常细胞逐向肿瘤细胞演变的过程中,不同病因的致癌机制可能不同。因此,这也决定了HCC的遗传异质性,它对靶向治疗具有高度的耐药性。全基因组测序遗传分析揭示,包括复杂突变的巨大肿瘤内异质性,每一例HCC中都可具有不同的组合。同时,转录水平的分析表明,HCC可能包含有多个不同生物学和微环境的分子亚型。上述HCC细胞内存在的大量基因改变以及特有的肿瘤微环境,是目前HCC靶向药物研发过程中所遇到的一大瓶颈问题。
美国NIH人类肿瘤实验室副主任、肝癌研究组组长Xin-Wei Wang教授首先介绍了HCC临床前模型的重要性和相关性。众所周知,啮齿动物模型如小鼠是人类研究肿瘤生物学的有效工具,而且尤其在HCC形成过程中非常敏感。但是,Wang教授抛出了一项足以颠覆我们常规临床前研究模式的一项研究,这项开创性的研究表明:并非所有肝癌小鼠模型都能够正确模拟人类肝癌的生物学过程(Lee JS et al, Nat Genet 36: 1306-11, 2004)。摆在我们面前的一个关键问题仍然是,哪些模型与人类HCC最相关、且便于临床研究。
Wang教授认为,我们可能需要的是一种可以同时模拟人类肿瘤细胞的基因改变和肿瘤微环境的精确模型,这样的模型可以为功能性癌症基因组学研究提供一个捷径,为精准医疗铺平道路。他表示,本届ILCA会前研讨会的议题具有挑战性,希望为形成肝癌临床前模型研究相关共识提供重要的依据。
如何解释关于促癌基因与抑癌基因的“悖论”?
既往研究表明,肝癌的形成是由原癌基因的激活和/或肿瘤抑制基因的失活所触发。研究者一直致力于研发可影响肿瘤形成的经典通路的靶向药物,其中多激酶抑制剂索拉非尼是目前应用最广的进展期HCC靶向药物。不幸的是,索拉非尼和其他类似的蛋白酶抑制剂在临床上仅可获得很小的治疗获益。
美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Gen-Sheng Feng教授主要讨论了肝癌动物模型研究与真实世界的矛盾与分歧。他认为,这种“基于机制”的全身治疗药物的失败,其原因在于我们对肿瘤形成的复杂机制知之甚少。他引证了近期一些有关经典癌蛋白抗癌效应的有趣发现,在肝癌细胞中剔除Met、Egfr、ctnnb1、Ikkβ或Ikkγ可加速化学致癌剂二乙基亚硝胺(DEN)诱导的HCC进展。这些全新的“矛盾”的数据可能解释了为何抑制经典的致癌通路对HCC疗效有限,同时揭示了肝癌发生过程的复杂性及当前相关认识的局限性。
Shp2/Ptpn11是第一个被鉴别出来的促癌基因,可编码一种酪氨酸磷酸酶。Shp2通过促进Ras-Erk信号通路正性调节细胞的存活和增殖。然而,研究者近期的数据显示在肝癌细胞中沉默Shp2可增强DEN的HCC诱导作用,与Met、EGFR、IKKβ、β-catenin和Jnk基因剔除的影响一致。尽管如此,由于这些作用与传统观点相悖,其结果没有得到广泛认可。
为了阐明这些促癌分子的这种具有抗癌作用的“悖论”,Gen-Sheng Feng等人聚焦于Shp2与经典抑癌基因Pten之间的相互作用作用。有趣的是,同时剔除Shp2和Pten可加速NAFLD患者进展为NASH,诱导肝癌的形成,缺乏SHP2和PTEN表达的肝癌患者预后更差。因此,Shp2/Ptpn11是一个名副其实的抑癌基因,可与Pten协同,维护肝脏的稳态和功能。这种肝细胞内Shp2和Pten的协同作用与两个分子在髓系细胞中相反的作用形成了鲜明的对比,在髓系细胞中,额外移除Shp2会消除由于Pten丢失引起的骨髓增生性肿瘤。
什么是HCC理想的临床前动物模型?
德国海德堡大学医学院Peter Schermacher教授最后对此次ILCA会前会进行了总结。他表示,小鼠HCC模型对于鉴定新药是一个有力的工具。对于药物筛选来说,除了HCC细胞系以外,常用的小鼠模型主要包括三种:异种移植(PDX)模型(原发肿瘤异种移植到免疫缺陷小鼠)、基因工程小鼠(GEMM)和免疫治疗的特殊实验模型。
PDX模型是HCC中检验药物最常用的方法,在免疫缺陷小鼠体内异位或原位注射人HCC细胞株或患者肿瘤细胞。宿主通常选择裸鼠或严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠。当使用HCC细胞系进行异种移植时,必须使用多个细胞系进行药物筛选,因为细胞系的异质性常导致不同结果的发生。PDX模型保留了原发性人类肿瘤的形态学和分子特征。该模型已被用于验证全身系统治疗、分子靶向治疗和免疫治疗。PDX模型同样使转移模型的产生成为了可能,其方法是将移植肿瘤组织原位移植至裸鼠。虽然PDX模型为药物筛选提供了一个快速的解决方案,已成为所有标准药物开发线路的一部分,是临床试验的必备条件,但是大部分不能准确预测新的抗癌药物在人类患者的临床疗效,这很大程度上是由于其无法复制人类肿瘤在体内的复杂性和异质性。
GEMM是另一种验证HCC药物的工具,其方法是剔除抑癌基因或过表达癌基因。近期,还出现了有力的siRNA和CRISPR-Cas9技术,在小鼠体内产生肿瘤,并随后测试(基于生物标志物的)药物反应、设计组合疗法。例如,siRNA筛选策略已鉴定出Mapk14抑制剂是一种针对索拉非尼耐药的有前景的药物。此外,AURKA抑制剂已被提议可作为治疗TP53改变的HCC治疗策略。
另外,已经有人提出联合应用GEMM和基于DEN毒性试验的方法。对于肿瘤免疫治疗的临床前验证,已有数个不同的临床前模型证实了抗-CTLA-4或抗-PD-1/PD-L1抗体的有效性,例如小鼠异种移植模型、基因工程小鼠和人类肿瘤异种移植的人源化小鼠模型。
以上,是本次会前会上有关肝癌临床前研究的三大疑问的总结。虽然探寻肝癌治疗药物的道路曲折坎坷,但是我们也很高兴地看到在寻找有价值的治疗靶点和新药研发的方面,仍有不少成果令人欣慰。
二代测序,寻找新的基因突变及治疗靶点之利器
在西方国家,HCC主要由慢性丙型肝炎、非酒精性脂肪性肝病、酒精性肝病相关肝硬化发展而来。近年来,我们已在HCC的分子分型、基因遗传学及表观遗传学方面取得了进展。
ILCA秘书长、法国巴黎第五大学Jessica Zucman-Rossi教授团队通过应用基因学的方法,鉴定出几个新的HCC相关癌基因和抑癌基因,并在会上做了介绍。他们利用二代测序发现,TERT启动子突变使端粒酶激活是肝脏良性肿瘤(如腺瘤和肝硬化结节)向恶性肿瘤转变的最重要机制。而且,他们还发现基因毒性剂的暴露可导致AAV2反复插入肿瘤驱动基因,并引起一些突变。Rossi教授强调,二代测序对于鉴别新的HCC药物靶点效果显著,这些发现为发展以基因组为基础的临床试验开辟了新的途径。
肝癌新兴小分子药物和技术
Klaus Hoeflich博士是美国一家创新型生物制药公司(Blue Print Medicines)旗下专攻小分子药物研发的科学带头人,他介绍了他们正在研发的一些创新性的靶向治疗策略。例如,BLU-554是一种选择性、不可逆的小分子抑制剂,可通过激活FGF19/FGFR4通路诱导肿瘤消退。此外,他还介绍了针对特殊类型纤维板层型肝癌的新型免疫检查点抑制剂的研发情况。他们发现在纤维板层型肝癌患者中,普遍存在DNAJB1-PRKACA激酶融合。利用专有的激酶抑制剂库中有效的化合物工具,他们正在研究这些致癌的信号转导通路在调节肿瘤微环境中免疫成分中可能发挥的作用,探索有关FGFR4和PRKACA的新型免疫调节机制,并设计联合免疫检查点抑制剂治疗HCC的治疗方法。总而言之,相信这些靶向治疗措施将为患者带来更高的应答率和更持久的作用,最终有助于改善肝癌治疗的选择。
德国图宾根大学胃肠肿瘤主任Lars Zender教授介绍了创新性的联合嵌合体小鼠模型开展体内稳定的RNAi或Crispr/Cas技术,并以此来鉴定治疗肝癌的新靶点。Lars Zender还举例说明了一种新型有前途的肝癌治疗药物,该药在临床前评价完成仅13个月就进入了临床试验阶段。
(来源:《国际肝病》编辑部)
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