王慶斌,商昌珍,陳亞進
肝細胞癌(簡稱肝癌)是全球第六大常見惡性腫瘤,也是癌癥相關死亡的第四大原因,每年約有84萬例新發病例和78萬死亡病例[1]。肝癌的外科治療包括肝移植和部分肝切除,由于肝臟供體的缺乏,根治性肝癌切除術仍是肝癌患者最有效的治療方法。然而,即使是在早期肝癌接受根治性切除術后,也有60%的患者在5年內發生復發,并最終影響長期生存率[2]。對肝癌患者術后預后進行更加準確的預測,并制定個體化預防復發的治療策略,將有助于改善肝癌患者的治療預后。近年來,在肝癌預后預測指標的篩選及臨床價值評估領域,取得了一定的研究進展。本文結合相關研究文獻,從腫瘤分期系統、血液學指標、影像學特征和臨床模型等方面對肝癌預后預測的研究進展作一綜述,旨在為預測肝癌預后相關因素的篩選及個體化治療體系的建立提供更多參考依據。
腫瘤分期系統的作用主要體現在兩個方面,一是指導治療,二是預測預后。目前已有多種肝癌分期系統被用于臨床實踐中,主要包括國際抗癌聯盟(UICC)和美國癌癥聯合會(AJCC)制定的TNM分期、巴塞羅那肝癌分期系統(BCLC)、日本的Okuda分期、日本JIS評分、中國肝癌分期(China liver cancer staging,CNLC)等。在指導治療方法選擇及預后預測方面,目前我國常采用的是BCLC分期和CNLC分期。相關研究表明[3],由于BCLC綜合了腫瘤特征、肝功能狀態和患者的總體健康狀況等影響肝癌預后的關鍵預測指標,所以BCLC分期系統對指導治療方法選擇及預后預測具有重要的參考價值。但是國際多中心觀察性研究顯示[4],BCLC分期手術指征僅局限于部分BCLC分期A期患者,而在臨床實踐中部分經過選擇的BCLC分期B、C期肝癌患者也可以獲益于手術治療。此外,不同的分期系統是基于不同的人群隊列而建立,BCLC分期系統是在綜合分析西方國家肝癌人群數據基礎上而提出,西方國家肝癌患者多數具有酒精性肝病背景,而我國肝癌患者多數合并肝炎相關肝病。因此,為制定更符合我國肝癌診治特點的參考指南,2017年6月由我國衛生和計劃生育委員會主持制定了《原發性肝癌診療規范(2017年版)》[5],該規范內容更適合當時我國肝癌診療的現狀,為規范肝癌診療與預后預測等臨床實踐提供了重要的參考依據。近三年來,國際范圍內在肝癌的診斷和綜合治療領域出現了更多新的循證醫學證據,因此我們國家于2019年修訂并更新頒布了《原發性肝癌診療規范(2019年版)》[6],在此規范中提出的中國肝癌分期(CNLC分期)充分結合了我國肝癌發病及診治的具體特點,更適合指導臨床肝癌診療及預后預測的實踐工作。總之,各種肝癌分期系統對肝癌診治和預后預測具有不同的優勢和適用人群,隨著醫學理念和技術的不斷發展,肝癌分期系統也在不斷的更新和完善,從而更高效地為臨床實踐提供更全面的科學依據。
腫瘤微環境由多種免疫炎癥細胞、非免疫基質成分、細胞因子等組成。在腫瘤發生發展過程中,腫瘤微環境具有重要的調控作用,其中部分因素對于肝癌治療預后具有一定的預測價值。
腫瘤微環境中通常存在多種免疫炎癥細胞,主要包括中性粒細胞、腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)、調節性T細胞(Tregs)、Th17細胞、樹突狀細胞(DCs)和NK細胞等。Li等[7]發現腫瘤內浸潤的中性粒細胞增多與無復發生存期(RFS)和總生存期(OS)的降低顯著相關,且轉化生長因子-β(TGF-β)表達水平也會升高,而瘤周中性粒細胞則與預后無關。TAMs作為最主要的腫瘤浸潤免疫細胞,對促進腫瘤的生長、發展和轉移具有重要意義,研究[8]表明CD11c陽性TAM高密度、CD206陽性TAM低密度均與較好的OS相關,而CD68陽性TAM密度高低與否都無預后意義。此外,這些巨噬細胞的存在對RFS無預后意義。T細胞按功能的不同可分為輔助T細胞(Th)、細胞毒性T細胞(CTL)和Tregs,Th又可分為Th1、Th2、Th9、Th17等亞群。Huang等[9]研究表明瘤內IL-17(+)T細胞和FoxP3(+)Tregs高表達則預后不良。最近的一項研究[10]表明,腫瘤內漿細胞樣樹突狀細胞(pDCs)單獨存在或與Tregs和/或IL-17產生細胞聯合存在是復發時間(TTR)和OS的獨立預測因子,這些細胞的組合可能是更好的預測因子。
細胞因子是一類通過結合相應受體調節細胞生長分化,調控免疫應答的一類小分子可溶性蛋白質。淋巴細胞、單核/巨噬細胞、樹突狀細胞、粒細胞等均可產生細胞因子。既往研究表明,IL-8、IL-10、IL-17、IL-18等都與肝癌預后密切有關。Noda等[11]通過研究159名非病毒性肝癌患者的血清IL-34水平和預后之間的關系,發現IL-34是影響非病毒性肝癌患者生存的獨立因素。Shi等[12]則表明IL-22促進了慢性乙肝患者向肝癌進展,瘤內IL-22+細胞高浸潤和血清IL-22高水平也被認為是不利于肝癌預后的指標。趨化因子主要包括CXC、CC、CX3C和XC等亞族,與趨化因子受體結合后發揮生物學作用。有眾多趨化因子及其受體參與肝癌的發生和轉移,如有研究表明CXCL10高表達者的OS和無病生存期(DFS)均明顯低于CXCL10低表達者,CXCL10的表達水平是影響HCC患者OS的獨立預后因素[13]。癌組織和癌旁組織的免疫炎癥相關指標的檢測往往依賴于組織活檢和術后標本,前者會增加播散的風險而后者則無法在術前對患者預后進行預測。相比之下外周血中的免疫炎癥相關指標檢測簡單方便且重復性高,所以未來通過檢測外周血免疫炎癥指標預測肝癌患者預后具有潛在的臨床應用前景。
2006年Budhu等[14]通過檢測肝癌及癌旁組織中與免疫炎癥相關的基因表達譜,篩選出了17個相關基因,主要包括編碼Th1/Th2型細胞因子、腫瘤壞死因子(TNF)、巨噬細胞集落刺激因子-1(CSF-1)、膜聯蛋白A1、人白細胞抗原Ⅱ型分子等基因。該研究表明Th1/Th2細胞因子失衡能夠預測肝癌預后,編碼Th2型細胞因子的基因表達上升與肝切除術后復發相關。最近國內學者Wang等[15]通過差異表達基因(DEGs)分析和單變量Cox回歸分析來確定與OS相關的DEGs,在329個差異表達的免疫相關基因中發現了64個免疫相關基因與肝癌患者的OS顯著相關,并構建了由9個免疫相關基因(ANGPT1、NDRG1、MAPT、SEMA3F、HSPA4、OSGIN1、RBP2、IL17D、DCK)組成的免疫預后模型。其預測價值在外部數據庫中也得到了驗證,并且這種預后模型也可以作為免疫細胞浸潤增加的預測因子。同樣的,Peng等[16]通過TCGA數據庫挖掘也鑒定出9個與肝癌患者預后密切相關的免疫相關基因(PSMD14、S100A11、FABP6、RBP2、LCNL1、FCN2、NDRG1、CSPG5和NR6A1),且構建了基于9基因標簽的預后風險評分系統,該系統有助于臨床醫生判斷肝癌患者預后和制定個性化的治療方案;這種方法比全基因組測序更經濟,可行性更高,基因標簽結合臨床病理參數后也能更準確的分析患者預后,但這些基因的功能及作用機制有待進一步深入研究。
越來越多的研究支持使用各種組合來開發炎癥相關的綜合預后評分,這些評分包括中性粒細胞與淋巴細胞比率(NLR)、血小板與淋巴細胞比率(PLR)、系統免疫炎癥指數(SII)、預后營養指數(PNI)、預后指數(PI)、格拉斯哥預后評分(GPS評分)及改良后格拉斯哥預后評分(mGPS評分)等。中性粒細胞和淋巴細胞是參與炎癥免疫的主要細胞,大部分研究都認為高NLR與預后不良有關,不過臨界值尚未有統一標準,Wu等[17]認為術后NLR≥2.29預示預后不良,并且NLR≥2.41意味著早期復發,NLR≥2.15則是晚期復發。確定一個統一的標準是我們未來應該努力的方向。一項研究[18]對NLR、PLR、PNI、PI、GPS等炎癥指標進行了比較,發現術前NLR是肝癌切除術后RFS的獨立預測因子,且優于其他基于炎癥的預后評分。SII是中性粒細胞*血小板/淋巴細胞值,Wang等[19]對163例接受根治性切除的肝癌患者進行了前瞻性研究,發現SII的動態變化是早期復發的獨立危險因素,而且在甲胎蛋白陰性和HBe Ag陰性-HBVDNA<2000 IU/mL的亞組中仍有預測價值。最近一項研究[20]表明,術前纖維蛋白原/白蛋白比值是肝癌根治性切除術后的有效預后因素,纖維蛋白原/白蛋白比值升高與肝癌患者生存率降低和復發風險增加相關,且與其他預后評分(NLR、PLR和ALBI評分)的預后能力相當。炎癥相關指標特別是NLR、PLR等檢測方便且經濟,在預后預測方面具有一定優勢。
甲胎蛋白(AFP)是診斷肝癌的最常見血清腫瘤標記物,但敏感性和特異性不高,且30%~40%左右的肝癌患者AFP為陰性。Sharma等[21]研究表明,相比單獨檢測甲胎蛋白,血清甲胎蛋白與總腫瘤體積的比值是更好的預后指標,其比值大于20能夠預測肝癌復發。而另一項研究[22]則通過術前及術后1周甲胎蛋白的變化來計算甲胎蛋白反應(AR=lgAFP7/lgAFP0),最佳截斷值為0.8135,是RFS和OS的獨立預測因子。AFP主要包括三種異質體,即AFP-L1、AFP-L2、AFP-L3。一項meta分析[23]顯示,治療前血清AFP-13%水平高提示肝癌患者預后不良,且AFP-13%水平對低AFP水平肝癌患者的預后有重要的預測價值。
脫-γ-羧基凝血酶原(DCP),又稱維生素K缺乏或拮抗產生的凝血酶原Ⅱ(PIVKAⅡ),與肝癌早期復發和預后不良密切相關。Meguro等[24]利用DCP和AFP對乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)感染肝細胞癌患者的預后進行了分析,在HBV和HCV組中,高水平的AFP和DCP是與腫瘤復發相關的獨立危險因素。而Okamura等[25]則研究了DCP半衰期和肝癌術后患者預后的關系,發現術后半衰期≥4 d是影響OS和RFS的獨立預后危險因素(風險比分別為2.92%和4.19%,P<0.001)。最近Huang等[26]對3440例接受肝癌切除術的患者資料進行了回顧性分析,發現術前血清CA125升高與肝癌的許多惡性特征相關,如多發腫瘤、肝硬化、衛星結節等,可作為OS和RFS的獨立預后因素。目前,多數預測生物標記物是在腫瘤組織中確定的,而血清生物標志物由于具有非侵入性、測量重復性高等優點,更適合用于治療后的定期隨訪監測。而多種生物標記物的聯合運用的預測價值,還需要在未來開展更多相關研究進行探索和驗證。
微小RNA(miRNA)是一種非編碼小RNA,長度在20~25 nt之間,通過與mRNA結合抑制基因表達。既往研究表明,hsa-mir-18a、hsa-mir-21、hsamir-101、hsa-mir-221、hsa-mir-224、hsa-mir-143、hsamir-338等miRNA與肝癌患者預后不良有關。有學者[27]通過獨立的數據集建立了一個miRNA表達數據庫來驗證先前發表的肝癌預后生物標志物,發現在RNA-seq數據集中有55個miRNA的表達水平與OS相關,而在基因芯片數據集中則有84個,其中hsa-mir-149、hsa-mir-139、hsa-mir-3677、hsa-mir-146b-3p、hsa-mir-584、has-mir-31與肝癌患者OS的相關性最強。
長非編碼RNA(lncRNA)是一類長度為200~100 000個核苷酸的RNA分子,在一系列細胞生物學過程中起著重要作用,并與包括肝癌在內的多種惡性腫瘤的發生、發展和遷移有關。我們先前的一項研究[28]發現,lncRNA CTC-297N7.9在肝癌細胞系和肝癌組織中表達均下調,CTC-297N7.9的表達與AFP、腫瘤分期、腫瘤分化程度相關,Cox回歸分析顯示CTC-297N7.9表達水平是影響肝癌患者OS和DFS的獨立預后因素。Zhao等[29]基于TCGA數據庫中370例肝癌患者的lncRNA表達譜,篩選出與預后顯著相關的5個lncRNA(AC015908.3、AC091057.3、TMCC1-AS1、DCST1-AS1和FOXD2-AS1),可以作為肝癌患者預后的生物標志物。
近年來,競爭性內源RNA(ceRNA)備受關注,它并非是一種新的RNA,而是一種全新的基因表達調控模式。ceRNA網絡有助于闡明lncRNA作為ceRNA的調控機制并有助于解釋肝癌的發病機制,此外還可以進一步評估參與ceRNA網絡的候選lncRNA、miRNA和mRNA作為HCC的潛在治療靶向和預后生物標記物的能力[30]。Li等[31]從腫瘤基因組圖譜(TCGA)中獲得247例R0切除肝癌患者的lncRNA、miRNA和信使RNA(mRNA)的表達數據和臨床資料,通過比較1年復發組(n=56)和非復發組(n=60),檢測到34個差異表達的lncRNAs(DElncRNAs),5個DEmiRNAs和216個DEmRNAs。其中3個DElncRNAs、hsa-mir-150-5p和11個DEmRNAs用于構建CeRNA網絡。此外,基于Cox和LASSO回歸分析進一步篩選的lncRNAs和mRNAs分別構建了兩個列線圖模型,它們能夠準確預測DFS(一致性指數分別為0.725和0.639)。進一步的DEmRNAs功能富集分析還發現CeRNA網絡和列線圖模型中的mRNAs與免疫通路相關。
肝癌的預后和治療通常受腫瘤特征、肝功能狀態和患者總體健康狀態的影響[32],因此術前應對患者肝功能進行充分的評估以指導治療或預測預后。Child-Pugh(CP)評分被廣泛用于評估肝癌患者的肝功能和預測術后預后,且一些分期系統如BCLC分期也采用CP評分來評價肝功能的情況。但其缺點在于腹水和肝性腦病的判斷存在主觀因素且白蛋白水平和腹水也會相互影響。白蛋白-膽紅素(ALBI)評分計算公式:ALBI評分=(log10膽紅素*0.66)+(-0.085*白蛋白),評分越高表示肝功能越差。與CP評分相比,ALBI評分能更準確地預測肝癌術后患者的術后肝功能衰竭(PHLF)和OS[33]。另一項研究[34]則將基于CP評分的BCLC分期和基于ALBI評分的BCLC分期進行了對比,結果顯示兩者預測肝癌患者的總體預后相似。而ALBI評分簡單易得且客觀,為我們提供了另一種選擇,但基于ALBI評分的BCLC分期仍有待進一步研究。Ho等[35]則比較了ALBI評分、CP評分、吲哚氰綠15分鐘滯留率(ICG-15)、FIB-4、天冬氨酸轉氨酶和血小板比值(APRI)、King′s score等12個肝功能儲備模型的術后預后預測能力,結果顯示King′s score評分是更可行的預測腫瘤復發的指標,而ALBI是預測患者生存期最準確的模型。
此外,能夠反映肝功能的其他指標,如術前國際標準化比值(INR)、纖維蛋白原(FIB)、載脂蛋白A1、堿性磷酸酶(ALP)、谷氨酰轉肽酶(GGT)、前白蛋白等都與術后預后密切相關[36]。一項多中心研究[37]對1483名肝癌患者的術前血清前白蛋白水平與預后進行了分析,發現血清前白蛋白比廣泛使用的血清白蛋白水平更能反映營養狀況和肝功能,是患者OS和RFS的獨立預測因子。而前白蛋白是否可以取代白蛋白來改善CP評分和ALBI評分,從而更好地評估HCC肝癌切除術后肝功能和預測預后,則還需進一步的研究。
醫學影像學被廣泛運用臨床工作中,其對于腫瘤預后也有預測價值。An等[38]研究表明,邊緣增強、腫瘤周圍實質增強、較大的腫瘤和衛星結節的存在是單發肝癌切除術后早期復發的獨立預測因素,基于這些預測指標開發的列線圖可用于術前評估早期復發的風險。但這些傳統的影像學特征的判定往往比較主觀且數量較少,而隨著科學技術的發展,影像學特征的定性判斷也取得了飛速的進步。Lee等[39]利用FDG PET容積參數如腫瘤/非腫瘤攝取率、腫瘤代謝體積(MTV)和病灶糖酵解總量(TLG)等預測肝細胞癌根治性手術切除后的早期RFS。該研究結果顯示,只有MTV和TLG是肝外RFS的預后指標,血清APF、膽紅素水平、MTV和TLG對早期肝內RFS有意義,但所有FDG PET容積參數均不能預測晚期肝內RFS。此外,基于CT的影像紋理特征對于預后也有預測價值。如Brenet Defour等[40]分析了患者術前的增強CT結果,分別評估了動脈期和門靜脈期的平均灰度值、標準差、峰度、偏斜度和熵等紋理參數,結果顯示門靜脈期CT的偏斜度與OS顯著相關,但是沒有任何紋理特征被確定為RFS的預測因子。有研究[41]則表明擴散加權成像(DWI)是預測肝癌早期復發的一種很有前景的影像學檢查,而其中表觀擴散系數最小值(ADCmin)則是單發肝癌術后早期復發的重要危險因素。Zhang等[42]則研究了體素內不相干運動擴散加權成像(IVIM-DWI)的各種參數如純擴散系數(D值)、假擴散系數(D*)等的預后價值,結果顯示IVIM模型得出的D值是肝癌患者術前預測肝切除術后復發的潛在生物標志物,當D值聯合年齡和AFP水平時則可以提高對腫瘤復發的預測能力。隨著影像學的發展,其在臨床診療和預后判斷的應用價值不言而喻,但是相比影像醫生而言,這些影像學相關的指標對于臨床醫生可讀性較差,且相關檢測會受限于設備,在一定程度上會限制其應用。不過隨著學科的不斷交叉融合,多學科診療模式的不斷發展,影像學相關預后指標將會得到更多重視。
由于單因素預測預后價值有限,臨床上常將多個與預后有關的因素結合起來構建臨床預測模型。近年來對于列線圖模型的研究越來越多。Pan等[43]分析了432名行腹腔鏡下肝切除術患者的臨床資料,確定了乙肝表面抗原、腫瘤數目、癌栓、癌細胞分化和微血管腫瘤侵犯等危險因素并構建了列線圖模型來預測1、2和3年的RFS,其預測能力強于TNM分期和BCLC分期系統,且這些臨床參數易于獲得。有研究[31]僅利用lncNRA和mRNA數據分別建立了兩個列線圖,發現它們有著準確預測DFS的能力(C指數分別為0.725和0.639),但僅使用RNA數據而沒有臨床數據去建立列線圖可能會降低模型的預測能力。近來一項研究[44]則基于機器學習的放射組學確定了3個放射學征象,結合已有預后參數分別建立了術前術后列線圖預測模型,結果顯示優于無放射組學模型和廣泛應用的分期系統。列線圖將復雜的回歸方程可視化,為病人提供個體化的風險預測,在精準化治療的今天具有重要意義。
近年來,隨著全民健康意識的不斷加強和醫學診療水平的持續提高,肝癌的預防工作日益受到重視,同時診治能力也得到了顯著提高。但是,肝癌的腫瘤生物學特性決定了其預后仍不理想,即使在根治性切除術后,5年復發率仍可高達60%。探索明確影響肝癌預后的相關因素,有助于指導制定個體化的治療和隨訪方案,從而進一步改善患者預后。目前關于肝癌預后預測指標的篩選及臨床價值評估,已取得了一定的研究進展。未來仍需深入探索和篩選更高靈敏度和特異度的肝癌預后預測指標,并明確各種預后指標單獨或聯合應用的臨床預測指導價值,為改善肝癌患者預后提供更多可供參考的科學依據。