《Cancers》:Immune and Circulating Biomarkers in Hepatocellular Carcinoma: Prognostic and Predictive Relevance for Immunotherapy
肝细胞癌(HCC)是癌症相关死亡的主要原因之一。以免疫检查点抑制剂(ICI)为基础的联合方案已成为标准一线系统治疗,但客观缓解率(ORR)仍有限(20–36%),且尚无HCC特异性免疫生物标志物被验证用于指导标准ICI为基础方案间的选择。该综述评估HCC中潜在免疫生物标志物的预后价值及探索性治疗反应相关性,包括肿瘤微环境(TME)内标志物和外周血标志物。研究人员开展了叙述性综述,评估PD-L1及可溶性PD-L1(sPD-L1)、肿瘤突变负荷(TMB)、肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)(包括基于机器学习的评估)、基因表达谱及肿瘤内在通路改变、长链非编码RNA(lncRNA)、炎症标志物(中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)、甲胎蛋白(AFP))、肠道菌群及液体活检分析物(循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)、游离DNA(cfDNA))。PD-L1表达显示预后相关性,但与ICI结局的相关性不一致;检测方法间异质性进一步限制其应用,当前指南不推荐常规PD-L1检测。HCC中TMB总体较低,与ICI反应的相关性不一致。高CD8+ TIL密度与切除术后生存改善及探索性ICI治疗队列中的有利结局相关,但尚无经验证的治疗选择性效用。炎症基因签名和WNT/β-catenin通路激活与ICI结局相关。肠道菌群特征与抗PD-1结局显示探索性关联,但在小型数据集中一致性有限。液体活检标志物,尤其是ctDNA,在复发预测和治疗监测方面显示前景,但缺乏检测标准化。多种免疫生物标志物在HCC中显示预后价值,以高CD8+ T细胞浸润和炎症基因签名为特征的预存免疫与探索性研究中ICI为基础治疗结局改善相关。然而,这些探索性标志物尚未被验证用于HCC方案间的常规选择。未来方向包括复合生物标志物面板的前瞻性验证、评估方法标准化以及整合人工智能用于TME表征。
1. Introduction
HCC为全球癌症死亡重要原因,一线系统治疗已由酪氨酸激酶抑制剂(TKI)转向ICI联合。IMbrave150、HIMALAYA、CheckMate-9DW等显示ORR约20–36%和总生存(OS)改善,但原发/获得性耐药限制获益。原发耐药涉及低抗原性、MHC-I缺陷、信号通路、外泌体和代谢重编程;TME中调节性T细胞(Treg)、髓源性抑制细胞(MDSC)、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)及T细胞功能障碍参与。慢性肝病炎症塑造免疫抑制TME;PD-L1、CD8
+ TIL、IFN-γ/TGF-β、菌群、lncRNA、TMB、sPD-L1、ctDNA/cfDNA等为候选。该综述为叙述性,区分预后与治疗预测,强调需比较证据和生物标志物×治疗交互,不跨切除、围手术、晚期等场景外推。
2. Potential Immune and Circulating Biomarkers in HCC
2.1. PD-L1
PD-L1与侵袭性相关,但预测ICI不一致;检测异质性大,指南不推荐常规检测。
2.1.1. Advanced HCC Treated with ICI Monotherapy
CheckMate 040中PD-L1阳性者ORR和OS较高但阴性也有完全/部分缓解;KEYNOTE-224中联合阳性评分(CPS)与ORR相关而肿瘤比例评分(TPS)不一致,单臂不能证明差异获益。
2.1.2. Advanced HCC Treated with Atezolizumab-Based Regimen
GO30140/IMbrave150中PD-L1免疫细胞或肿瘤细胞评分与反应呈趋势但未达统计显著且不一致。
2.1.3. Resectable HCC Treated with Perioperative ICI
NCT03222076中主要病理缓解(MPR)者瘤内PD-1表达增加,PD-L1无一致变化;基线PD-L1未建立阈值,CTC PD-L1值得探索。
2.2. Soluble PD-L1/PD-1
sPD-L1高与较差OS、无病生存(DFS)、无复发生存(RFS)、进展时间(TTP)、无瘤生存(TFS)相关;sPD-1无显著OS关联;cutoff不统一,缺标准化参考值。
2.3. Tumor Mutational Burden
HCC中位TMB约4 mut/Mb,阈值不统一;高TMB与预后关系矛盾,TMB-high定义不同。
2.3.1. Advanced HCC Treated with Atezolizumab-Based Regimens
GO30140高TMB ORR较高,IMbrave150未重复;无进展生存(PFS)趋势不显著;需标准化检测和阈值。
2.3.2. Localized HCC Treated with Surgery
术后ctDNA-based TMB与复发相关,并与NAFLD及hTERT/TP53突变相关。
2.3.3. Advanced HCC Treated with Targeted Therapy and Immunotherapy
回顾性研究中TMB≥5 mut/Mb与更长OS相关并进入预后指数,但置信区间极宽。
2.4. Tumor-Infiltrating Immune Cells
TIL反映宿主免疫,与结局和ICI反应相关。
2.4.1. Prognostic Biomarker Post-Surgical Resection
Meta分析示瘤内及瘤周高CD8
+ TIL与OS/DFS改善;TIL密度高/中组优于低组但高密度比例低。
2.4.2. Advanced HCC Treated with ICI Monotherapy
CheckMate 040中CD3
+/CD8
+ TIL升高与OS呈非显著趋势。
2.4.3. Advanced HCC Treated with Atezolizumab Plus Bevacizumab
GO30140/IMbrave150中应答者CD8
+、CD3
+、GZMB
+CD3
+ T细胞密度较高,MHC-I表达较高。
2.4.4. Advanced HCC Treated with Anti-CTLA-4 Antibody Plus Ablation
Tremelimumab联合消融后CD4
+/CD8
+ T细胞增加,CD8
+约2倍并持续;应答者CD3
+/CD8
+平均阳性像素计数(mPPC)较高,但样本小。
2.4.5. Resectable HCC Treated with Perioperative ICI Therapy
围手术期纳武利尤单抗+伊匹木单抗或单药中MPR者瘤内CD8
+表达增幅更大,属探索性药效学。
2.4.6. Machine Learning and TILs
人工智能(AI)可减少观察者变异。ATLS-8高分与更好5年OS;TIL densityK50与DFS改善;ICI-high与OS改善;肿瘤内皮细胞(TEC)和TIL密度在不同方案中关联不同;仍需前瞻验证和算法标准化。
2.5. Gene Expression and Alterations
2.5.1. Gene Expression Profiles
基因表达谱(GEPs)有预后价值,预测价值仍在研究;指南不推荐常规分子谱检测。
2.5.2. Advanced HCC Treated with Nivolumab
CheckMate 040中CD274、CD8A、LAG3、STAT1炎症签名与ORR和OS改善相关。
2.5.3. Advanced HCC Treated with Atezolizumab Plus Bevacizumab
预存免疫(CD274、T效应签名、瘤内CD8
+)与较好结局相关;血管生成、胆固醇稳态、胆汁酸代谢、Notch与无反应相关;ABRS高与PFS获益;签名可能方案依赖,需交互验证。
2.6. Tumor-Intrinsic Pathways
Advanced HCC Treated with Immunotherapy
WNT/β-catenin激活与疾病控制率(DCR)降低、PFS/OS缩短相关;TP53改变与CD8
+ T细胞浸润减少相关;CTNNB1野生型和TERT突变与阿替利珠单抗+贝伐珠单抗获益相关;SAPHIRE试验评估β-catenin突变肿瘤的mTOR抑制剂联合TKI。
2.7. Long Non-Coding RNAs
MIR155HG高表达与免疫浸润及PD-L1/CTLA4相关;10个免疫相关lncRNA签名分层风险并与进展和较差生存相关;5个hub lncRNA与较差OS相关;证据以生物信息学为主,需ICI队列验证。
HCC-Specific lncRNAs
HCC特异性lncRNA签名多为回顾性TCGA/GEO数据,需前瞻验证和检测标准化。
2.8. Inflammatory and Tumor Markers
炎症促肿瘤并抑制免疫,外周白细胞/血小板及AFP是可测指标;NLR、PLR、AFP与结局相关但受肝病混杂。
2.9. Inflammatory Markers
NLR、PLR、AFP在纳武利尤或索拉非尼等治疗中显示预后/反应相关;2017 meta分析未含ICI。
2.9.1. Advanced HCC Treated with Immunotherapy
CheckMate 040低NLR三分位OS较好,应答者PLR较低且低PLR与OS改善相关;IMbrave150以AFP为分层因素。
2.9.2. Alpha-Fetoprotein
AFP是HCC诊断和预后标志,肿瘤大、低分化、血管侵犯者更常合成AFP。
2.9.3. Advanced HCC Treated with Immunotherapy
CheckMate 040低AFP者OS数值较高但ORR/DCR无大差;IMbrave150中治疗后AFP下降与结局改善相关。
2.9.4. GALAD/BALAD-2 Scores as Biomarkers for Treatment Efficacy
TRACER评估GALAD筛查;回顾性研究中基线GALAD/BALAD-2与3个月治疗反应相关,GALAD对OS有判别力,但非ICI选择依据。
2.10. Gut Microbiota
2.10.1. The Gut Liver Axis and Hepatocarcinogenesis
肠屏障通透性增加使微生物相关分子模式(MAMPs)/脂多糖(LPS)入肝,激活TLR4、肝星状细胞(HSC)epiregulin及DCA/mTOR,促癌;地理、饮食、药物、肝硬化、病因和分期是混杂。
2.10.2. Microbial Signatures and Survival Outcomes
混合肝胆队列中Lachnospiraceae bacterium GAM79和Alistipes sp. Marseille-P5997高丰度与更好OS/PFS相关,Veillonellaceae与较差生存相关;非HCC特异。
2.10.3. Advanced HCC Treated with Second- or Third-Line Nivolumab
小样本中应答者Shannon指数较高;Akkermansia、Citrobacter freundii、Enterococcus durans与反应相关,E. coli、E. faecium、Veillonella与失败相关;需控制混杂。
2.11. Liquid Biopsy
液体活检分析ctDNA、CTC、cfDNA;cfDNA为总游离DNA,ctDNA为肿瘤来源部分;tumor-informed与tumor-uninformed各有优劣。
2.11.1. Circulating Tumor DNA and Cell-Free DNA
ctDNA诊断HCC的敏感性和特异性优于AFP;单队列中高cfDNA/ctDNA与较差生存和无影像学反应相关;术后可检测ctDNA与RFS/OS差相关;分子残留病(MRD)需高灵敏度,分析前变量需标准化。
2.11.2. Circulating Tumor Cells
CTC数量少且持续可变,EpCAM仅20–52.5% HCC表达,限制应用;需EpCAM独立方法;NCT07303712评估CTC/cfDNA/sCTC DNA与Y-90反应。
Summary
多种标志物显示预后和探索性反应关联,但缺随机大样本验证。
3. Future Directions
需配对正常/肿瘤组织、优化PD-L1 IHC和GEP、推进ctDNA/cfDNA/CTC液体活检、发展AI整合多模态数据。
4. Conclusions
PD-L1/TMB检测异质且与ICI结局不一致;高CD8
+ T细胞与较好PFS/OS相关但场景不同;炎症GEP相关;CTNNB1突变与较少反应相关;lncRNA预后需预测验证;NLR/PLR/AFP/菌群/ctDNA易混杂;GALAD/BALAD-2不能作为ICI选择证据;无标志物常规验证。叙述性综述有选择偏倚;研究小、回顾性、场景异质;组织可得性、时空异质性、病因和肝功能需分别校正。