基于全国性队列的肝细胞癌基因组图谱研究揭示不同病因背景下的分子共性

《Scientific Reports》：Nationwide comprehensive genomic profiling defines the genomic landscape of hepatocellular carcinoma across etiologies

本研究针对不同病因（HBV、HCV、nBnC）肝细胞癌基因组特征差异不明确的问题，通过分析551例HCC患者的C-CAT数据库CGP数据，发现HCC基因组图谱在不同病因间高度保守，TERT剪接位点突变是普遍驱动事件；证实HRD与TMB无显著关联，且液体活检与组织检测在可成药突变检出率方面相当，为HCC精准医疗提供重要依据。

　　

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，它通常发生在慢性肝病的背景下，最常见的原因包括乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、酒精相关性肝病或代谢相关脂肪性肝病(MASLD)。尽管抗病毒治疗和改善的监测手段改变了肝细胞癌的流行病学格局，但有效的治疗选择仍然有限，特别是对于晚期患者。近年来，全身治疗——包括分子靶向药物和免疫检查点抑制剂——拓宽了治疗策略，然而，用于指导个体化治疗的预测性生物标志物在常规临床应用中仍然开发不足。

全面基因组测序(CGP)已成为识别多种肿瘤类型中致癌驱动因素和临床可操作突变的有价值工具。在肝细胞癌中，TERT、TP53和CTNNB1等基因的反复改变已得到较好表征。然而，肝细胞癌的基因组结构是否因疾病病因不同而存在显著差异仍不确定。考虑到HBV和HCV相关肝细胞癌与非病毒病因具有不同的病理生理机制，研究潜在的分子差异可能为治疗决策提供信息。此外，新兴基因组生物标志物——包括肿瘤突变负荷(TMB)和同源重组缺陷(HRD)——的临床意义，以及基于液体活检的CGP在肝细胞癌患者中的效用仍有待充分阐明。

为了解决这些知识空白，研究人员利用全国性CGP数据库中对500多例肝细胞癌病例进行了全面的基因组分析，并按潜在病因进行了分层。这项研究旨在改善对肝细胞癌生物学的理解，并支持肝癌精准肿瘤学策略的发展。

为了开展这项研究，研究人员采用了回顾性观察性研究设计，利用来自2019年8月至2025年5月期间在癌症基因组学和先进疗法中心(C-CAT)数据库注册的肝细胞癌患者的临床和基因组数据。在最初确定的558个病例中，551个具有明确定义的病因（HBV、HCV或非病毒非胆汁淤积性原因）的病例被纳入分析。从基于Panel的CGP报告中获取基因组数据。体细胞改变使用C-CAT癌症知识数据库进行注释，该数据库整合了多个公开可用的基因组和临床资源。仅包括在C-CAT数据库中注释为致病性或可能致病性的改变，排除了意义未明的变异以避免过度解读。肿瘤分析使用临床批准的CGP平台进行。研究团队对复发性改变的基因进行了可视化，比较了关键致癌驱动基因的突变频率，评估了TMB，并检查了HRD状态与TMB之间的关联，最后比较了基于组织和液体活检的CGP之间的突变检出率。

患者选择和分析框架

研究最初筛选了在C-CAT数据库中注册的558名肝细胞癌患者。排除7例病因不明的病例后，纳入了551名有明确背景肝病记录的患者。研究人员首先使用oncoprint描述了突变景观。随后，数据集按病因分层，并比较了体细胞突变模式。此外，还评估了HRR相关基因改变在整个队列中以及按病因划分的患病率。

肝细胞癌的整体突变景观

队列中的体细胞改变如图1所示。在20个最常发生突变的基因中，TERT剪接位点突变最为普遍，并且在所有病因组中一致出现，支持了其作为通用早期驱动因素的作用。在这些分析中未发现TERT启动子突变，这可能反映了基因Panel或变异调用过程的局限性。TP53、CTNNB1和ARID1A也观察到频繁突变，这与之前的报告一致。从病因差异的角度来看，AXIN1突变在HCV相关肝细胞癌中富集，而DDR2突变在HBV相关肝细胞癌中出现的频率更高。其他驱动基因如TP53和CTNNB1在不同病因间表现出相当的频率，表明存在一个很大程度上保守的突变框架。

按病因比较突变频率的分析

为了评估潜在肝病的影响，比较了HBV相关、HCV相关和nBnC相关肝细胞癌中前20个基因的突变频率。虽然AXIN1突变在HCV相关肝细胞癌中相对更常见，DDR2突变在HBV相关肝细胞癌中出现的频率更高，但大多数基因在不同病因间显示出相似的频率。这种基因组相似性表明，尽管病毒性和非病毒性肝病的肝损伤机制不同，但肝细胞癌存在一个很大程度上保守的突变结构。这些发现支持了肝癌发生过程中共享致癌通路的概念，并可能证明跨病因亚型的统一治疗策略是合理的。在HRR相关基因中，ATM是突变最频繁的，其次是BRCA2、CHEK2、BRCA1以及其他参与DNA双链断裂修复的基因。

肿瘤突变负荷和同源重组缺陷

研究人员评估了不同病因间的TMB，以评估潜在的变异和临床意义。TMB水平普遍较低，只有一小部分病例超过每兆碱基10个突变。分层分析显示，nBnC相关肝细胞癌的TMB显著低于HCV相关肝细胞癌。其他组间未观察到显著差异。还检查了HRR相关基因改变与TMB之间的关联。与其他恶性肿瘤不同，在肝细胞癌患者中，HRR突变的存在与TMB升高无关。这些结果表明，在这种情况下，HRD不能替代高突变。

组织和液体活检突变谱比较

接下来，研究人员比较了基于组织和液体的CGP在致癌和临床可操作突变检测方面的差异。致癌突变的检出率在组织样本中更高，但可成药改变（定义为具有已确立或研究性疗法的靶点）的频率在两种方法中相当。这些发现表明，尽管液体活检存在潜在局限性，如DNA产量较低和克隆性造血，但关键的可行突变得以保留。可成药突变检测的一致性支持了液体活检作为组织采样不可行时的可行替代方案的效用。然而，相当一部分鉴定出可成药改变的患者并未接受匹配疗法，这凸显了在真实世界肝细胞癌管理中分子发现与治疗实施之间持续存在的差距。

本研究通过对500多例按病因分层的肝细胞癌病例数据进行全面的基因组分析，得出了三个主要发现，增强了对肝细胞癌生物学的当前理解，并为未来的精准肿瘤学策略提供了信息。

首先，数据表明肝细胞癌的基因组景观在不同病因亚型之间基本上是保守的，这表明无论潜在的肝病如何，它们都汇聚于共享的致癌通路。TERT剪接位点突变是最常见的改变，在HBV相关、HCV相关和nBnC相关肝细胞癌中均被检测到。这强化了TERT激活是肝癌发生中的一个基本且早期事件的概念，与先前强调TERT启动子突变作用的工作一致。其他驱动基因，包括AXIN1和DDR2，在不同亚型之间仅表现出适度的变异，但更广泛的突变模式保持一致。这些发现表明，尽管致病诱因不同，肝细胞癌可能通过一个共同的分子框架进化，这支持了统一治疗策略而非病因特异性方法的可行性。

其次，在其他恶性肿瘤中具有预测价值的生物标志物，如HRD和TMB，在肝细胞癌中的效用有限。TMB水平普遍较低，nBnC相关肝细胞癌的TMB值显著低于HCV相关肝细胞癌。此外，HRR相关基因改变与TMB升高无关。这与其他癌症中观察到的模式不同，在其他癌症中HRD常与高突变和免疫检查点抑制剂敏感性增加相关。这些结果表明HRD在肝细胞癌中不会产生高突变表型，并且可能被替代性DNA修复通路功能补偿。因此，在肝细胞癌中，HRD和TMB作为免疫治疗的生物标志物应谨慎解读。

第三，研究结果支持液体活检作为肝细胞癌中基于组织的CGP的可行替代方案的临床相关性。尽管基于组织的检测发现了更多的总突变数，但两种方法之间可成药改变的检出率相当。这些结果表明液体活检保留了检测临床可操作突变的能力，适用于组织采样不可行或产量不足的情况。然而，在识别可成药突变和实施靶向治疗之间仍然存在显著差距。在队列中，只有一小部分具有可行改变的患者最终接受了匹配治疗。这凸显了肝细胞癌精准肿瘤学面临的系统性障碍。

总之，这项基于真实世界数据的研究表明，肝细胞癌在不同病因亚型间具有分子一致性，强调了HRD和TMB预测作用的有限性，并凸显了液体活检在肝细胞癌患者中未充分利用的潜力。这些见解共同支持将CGP更广泛地整合到常规临床实践中，并可能指导开发统一的、与病因无关的肝细胞癌精准肿瘤学策略。