【編者按】在上海市科學技術委員會資助(項目編號:22DZ2304300)下,澎湃新聞聯合《世界科學》對獲得國家及上海市科技獎勵的成果進行科普化報道。本篇報道圍繞2022年上海市自然科學獎二等獎項目“肝癌進展和耐藥機制的研究”展開,該獎項由上海腫瘤研究所李錦軍研究員領銜獲得。

肝臟的示意圖。
肝臟是人體最大的消化器官,也是人體內的“化工廠”。
肝癌在全球范圍內都是一項重大的公共衛生挑戰。
我國更是“肝癌大國”。據World Cancer Research Fund International統計,僅2020年,全球就有超過90萬例肝癌新發病例,其中我國更是以41萬的新發病例,占全球肝癌總病例的45.3%。
相關死亡數據同樣觸目驚心。2020年,肝癌帶走了全球約83萬患者的生命。中國肝癌新增死亡人數超過39萬人,占比達47.1%,接近一半。
肝癌發病率高有兩方面原因,一是不健康的生活方式,剩飯剩菜中的亞硝酸鹽等毒性物質、過量飲酒等,以及乙肝和丙肝等肝炎病毒,使肝臟處于“危險”的境地中;二是耐藥性導致的肝癌轉移復發。
肝癌較其他癌癥更復雜,且實用性的研究成果更難,曾參與上海領軍人才“地方隊”培養計劃、“新世紀百千萬人才工程”國家級人才培養計劃,在肝癌領域耕耘多年的專家李錦軍及其團隊成員迎難而上,主攻肝癌轉移耐藥研究,重點關注肝細胞癌。
李錦軍表示,“肝臟的功能比較強大。我們吃進去的東西需要通過肝臟進行消化吸收,除此之外,肝臟還是一個儲血、髓外造血器官。它的功能更為復雜,形成的腫瘤異質性也會更大。”

李錦軍在上海市科學技術獎勵大會上。
2023年5月,李錦軍領銜的“肝癌進展和耐藥機制的研究”項目,榮獲上海市自然科學獎二等獎。相關研究成果,不僅揭示了肝癌的耐藥機制,更為肝癌的治療提供了新的策略和方向。
揭示肝癌轉移與耐藥之謎
肝癌的傳統治療方法主要有三種:手術、化療和放療。各有利弊。比如手術創傷較大,化療的有效藥物較少,放療存在乙肝病毒活化的風險。
腫瘤治療藥物的耐藥性主要可分為兩大類:原發性耐藥和獲得性耐藥。原發性耐藥是指腫瘤細胞對治療藥物有天然耐受性,導致藥物的效果減弱。而獲得性耐藥性是指病人接受治療后,腫瘤細胞在一段時間內逐漸適應藥物,導致治療效果降低。
李錦軍表示,肝癌是一種尤為復雜的癌癥,其原發性耐藥性比例是比較高的。“每當這個癌細胞被‘殺死’后,另一個癌細胞就可能長出來了”。
面對這樣的困境,李錦軍團隊經過20多年的深入研究,發現了一系列與耐藥性相關的分子機制,為我們了解肝癌的耐藥成因,以及治療人類肝細胞癌新靶點和新策略提供了重要線索。
首先,李錦軍團隊研究了缺氧微環境中對肝癌進展和耐藥機制的影響。
在腫瘤內部,缺氧微環境很常見,這種環境不僅會促進腫瘤的增長、擴散和耐藥性,還會影響到與細胞存活、增殖和耐藥性相關的基因表達。
李錦軍團隊研究發現,缺氧會讓身體里的HIF-1α轉錄因子增加,進而導致ANGPTL4蛋白分泌增多,而ANGPTL4蛋白會通過VCAM-1/Integrin β1途徑讓肝癌細胞更容易轉移。他們還發現ANGPTL4蛋白在血液里的多少或可用來判斷肝癌的病情進展和治療效果。
其次,人們此前研究發現,CD133在人類肝細胞癌(HCC)中能夠富集腫瘤干細胞亞群,但不是所有CD133+細胞都是真正的干細胞。李錦軍團隊研究證明了CD133和CD44的共表達能夠更精確地限定肝癌干細胞的表型,特別是CD133+/CD44+雙陽性細胞。這對更好地理解肝癌的發生發展過程和尋找治療靶點具有重要意義。
CD133+/CD44+細胞可能代表真正的肝癌干/祖細胞亞群。這樣的細胞表現出典型的干細胞特性,包括異常高的增殖潛能、自我更新和分化成非成瘤細胞的能力。
此外,BMP4蛋白在正常肝臟發育和肝臟干細胞分化過程中發揮關鍵作用,但其在肝癌中的作用尚不明確。李錦軍團隊研究發現,高濃度的外源性BMP4能夠促進CD133+肝CSCs(腫瘤干細胞)分化,導致分化后的細胞失去自我更新能力、減弱化療藥物耐藥性,并抑制體內成瘤能力。
李錦軍用通俗的語言解釋了肝癌的多重耐藥性。他說,“腫瘤細胞‘非常聰明’,能夠做到靶標改變或靶標丟失:通過改變自身結構或丟失特定標志物等方式來抵御藥物的攻擊。腫瘤細胞甚至可以改變標志物的結構,使藥物失去對其的作用。肝癌細胞這種‘智能’,讓治療更困難。因此,治療需要多管齊下,采用聯合治療或不同治療方法來提高治療效果”。
李錦軍介紹,在當下治療中也面臨許多挑戰,“其中一個問題是經濟成本上升,這加重了治療的經濟負擔;除此之外,對于一些患者來說,治療可能導致一系列副作用,包括掉發、嘔吐以及心臟等方面的問題。由于這些問題,許多患者可能會選擇放棄化療,而選擇姑息治療,也叫保守治療。”
希望研究成果進入臨床
肝癌耐藥性相關的靶向治療,可看作當下肝癌治療的一個新方向,探索影響肝癌發生發展的分子機制,進而發現有效治療肝癌的新策略、盡快應用于臨床,將會使更多肝癌病人受益。

李錦軍與團隊成員的合影。
然而肝癌相關研究成果進入臨床任重道遠。
目前,在肝癌治療領域,全世界發現了成百上千種用于診斷、治療效果評估和預后的標志物,由于肝癌復雜性,只有極少數在臨床實踐中得以應用。
“具體來說,涉及肝癌腫瘤標志物的兩個方面——特異性和敏感性。在診斷中,特異性和敏感性需要達到平衡。如果敏感性很高而特異性較低,可能導致誤判;反之,如果特異性很高而敏感性不足,可能出現漏診,這兩個特性決定了研究進入臨床是一個漫長的驗證過程。”李錦軍說。
“上世紀90年代,我在顧健人院士的邀請下,來到上海腫瘤研究所,從事肝癌研究。”李錦軍研究員表示,這一選擇就是埋頭苦干20余年。
20多年來,李錦軍和團隊成員主要集中在改進肝癌的診斷和治療的實驗性研究。
他表示,希望讓人們更好地了解肝癌,優化診斷方法,優化治療方法,并讓這些研究成果進入臨床。“如果只是發表文章、申報專利沒有應用到臨床的可能性,那這個研究就是在‘浪費錢’。而如果能夠解決重大的醫學難題,研究人員也會非常有成就感”。
參考資料
1. What Is Liver Cancer?.NIH.
2. Liver cancer statistics.World Cancer Research Fund International.
3. 科研進展 | Cancer Research雜志發表李錦軍和李紅團隊合作研究成果“肝細胞癌進展新機制”. 腫瘤系統醫學全國重點實驗室.
4. 祝賀!| 我所李錦軍教授領銜的《肝癌進展和耐藥機制的研究》項目榮獲上海市自然科學獎二等獎.上海市腫瘤研究所.
5.李錦軍介紹.上海市腫瘤研究所.
6.Understanding and targeting resistance mechanisms in cancer.NIH.
7.為什么中國肝癌發病率這么高?.中國抗癌協會.
(原標題:人體最大消化器官最復雜腫瘤的耐藥之謎,他和團隊攻堅20年)
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