现代细胞生物学和生物信息学揭示了多种细胞信号通路在肝细胞癌的发生、存活、增长、侵袭、迁移、转移和耐药性中发挥重要作用。深入理解这些通路是设计新型分子和基因疗法的基础。精准确定每位患者与肝细胞癌进展相关的差异表达基因，有助于个性化药物的选择。此外，一些通路的特征性分子标志物有助于早期检测肝细胞癌和预测疗效，同时在临床实践和试验中评估治疗结果。
1. 酪氨酸激酶依赖性通路
酪氨酸激酶是一类酶，能催化ATP依赖性磷酸化，作用于包括EGFR、VEGFR、PDGFR、FGFR、HGF/c-MET受体和c-KIT受体等多种受体。这些酶在癌细胞的生长、存活和侵袭中起关键作用。包括肝细胞癌在内的诸多癌症，均发现酪氨酸激酶过度表达，因此成为索拉非尼、仑伐替尼、卡博替尼和瑞格非尼等小分子抑制剂的目标。
1.1血管内皮生长因子（VEGF）通路
肿瘤的快速生长需要大量血液供应，大多数肿瘤表现为不受控制的新生血管形成，即血管生成，这在肿瘤转移中起关键作用。TACE通过阻断肿瘤的血液供应治疗肝细胞癌，但面临肝细胞癌异质性、药物渗透性差和肿瘤微环境复杂等挑战。VEGF家族多肽（如VEGF、VEGF-B、VEGF-C等）调节新血管形成，其中VEGFR-2在肿瘤血管生成中最为重要。临床样本显示，VEGF基因在肝细胞癌中高表达，是基因治疗的潜在靶点，且VEGF水平可作为诊断和预测治疗反应的生物标志物。
1.2 表皮生长因子（EGF）通路
EGF调节细胞生长、存活、增殖和分化，其受体EGFR在多种癌症（如肝癌、乳腺癌和肺癌）中被广泛研究。在肝细胞癌中，EGF通路通过诱导CXCL5和CXCL8调节炎症环境。小分子抑制剂如厄洛替尼和瓦他尼布，以及抗EGFR单克隆抗体西妥昔单抗，进行II期临床试验。这些抑制剂可以阻断EGF通路并诱导HCC细胞凋亡，但EGFR突变可能导致耐药性。研究发现HCC细胞中存在七种EGFR突变，均对厄洛替尼耐药。EGF在HCC中高度表达，过表达EGF的转基因小鼠肝癌发生率较高。临床数据表明，EGF和EGFR的过表达与HBV或HCV感染患者中HCC的高发生率和差预后相关。EGF/EGFR敲除会导致HCC细胞周期停滞和凋亡，因此，EGF通路是HCC基因治疗的良好候选目标。
1.3 成纤维细胞生长因子（FGF）通路
FGF家族包含二十多种蛋白质，负责细胞增殖、代谢、分化和存活等功能。其中，FGF19在肝细胞癌患者中高度表达，与预后差相关。健康时，FGF19促进肝脏再生。转基因小鼠研究显示，FGF19在小鼠中高表达导致原发性肝癌。
FGF19在肝细胞癌中诱导多种信号通路，并调节内质网应激，促进免疫逃逸。多靶点激酶抑制剂仑伐替尼和BLU9931对FGF19通路显示出积极效果。
1.4 血小板衍生生长因子（PDGF）
PDGF是依赖酪氨酸激酶的生长因子，与细胞生长和组织再生有关。高水平的PDGF与肝细胞癌、肝纤维化和肝硬化等慢性肝病相关。PDGF在肝细胞癌相关纤维化中起关键作用，是重要的治疗靶点。药理策略包括中和抗体、适配体、可溶性受体和小分子抑制剂。
1.5 干细胞生长因子受体（c-KIT）
c-KIT是依赖酪氨酸激酶的受体，结合干细胞生长因子（SCF）。在肝细胞癌中，c-KIT过表达并存在多种突变，促进细胞存活、迁移和血管生成。HBV和HCV通过激活c-KIT促进肝癌干细胞生成。甲磺酸伊马替尼和索拉非尼等药物对c-KIT有影响，但需谨慎使用以避免负面影响。
1.6 肝细胞生长因子（HGF/c-MET）
HGF调节肝细胞再生和生长。在肝细胞癌中，HGF过表达通过激活c-MET受体促进肿瘤细胞增殖、存活和转移。c-MET可作为肝细胞癌的预后标志物和化疗耐药指示剂。小分子抑制剂如PHA665752和AMG 337能抑制HGF/c-MET通路。敲除c-MET也显示出抑制肝细胞癌生长和逆转耐药性的效果。
2. PI3K/AKT/mTOR 通路
PI3K/AKT/mTOR通路在肝细胞癌（HCC）进展中起关键作用，约50%的HCC患者中该通路表现出过度活跃。这一信号通路调控细胞周期、增长、代谢和存活，并为EGF和IGF等其他细胞生长通路提供下游信号。转录组分析显示，23%的HCC患者肝癌组织中 AKT高表达，并与肝癌术后复发及不良预后密切相关。
生物信息学分析发现，一半的HCC病例中mTOR信号异常。PTEN是抑制PI3K/AKT/mTOR信号的肿瘤抑制因子，约半数HCC病例中PTEN基因突变或下调，导致该通路活化。
西罗莫司和依维莫司是选择性mTOR抑制剂，研究用于SOR治疗失败后的HCC治疗。近期Meta分析显示，这两种药物改善了肝移植后HCC患者的生存率。研究表明，依维莫司与全AKT抑制剂MK-2206联合使用，能协同抑制Hep3B、HepG2和Huh7三种HCC细胞系的增殖。然而，一项III期临床试验未能显示晚期SOR不耐受HCC患者的生存率增加。另一项II期临床试验中，SOR和mTOR抑制剂泰西罗莫司的组合在晚期HCC患者中未达到预期效果。PI3K/AKT/mTOR抑制剂的临床结果不一，表明需要开发更创新的疗法，基因疗法是一个有前途的选择。
3. PLK1通路
PLK1是丝氨酸/苏氨酸激酶，在细胞周期进程中扮演多重角色，主要通过调控M期的纺锤体检查点。PLK1在多种肿瘤中过度表达，导致细胞增殖失控，超过有丝分裂检查点。研究表明，肝细胞癌样本中的PLK1表达量是正常组织的12倍。敲除PLK1能显著降低肝癌细胞的生物学活性，并能显著降低肝癌裸鼠移植瘤的生长。
Arbutus Biopharma公司开发了TKM-080301，这是一种针对PLK1的基因沉默疗法，已进行I/II期临床试验评估其安全性、药代动力学和初步抗肿瘤活性。I期结果显示其生物安全性良好，但II期结果未显示患者总体生存率改善。
4. RAS/RAF/MEK/ERK通路
RAS/RAF/MEK/ERK是一个复杂的信号传导通路，影响细胞增殖、分化、血管生成和存活。其组成部分和下游蛋白被称为丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）。肝细胞癌组织中MEK1/2磷酸化水平比邻近组织高7倍。研究发现，RAS/RAF/MAPK异常有助于肝细胞的恶性转化。RAF1蛋白在约60%的肝细胞癌患者样本中上调。HBV整合到宿主基因组并通过激活RAS/RAF/MEK/ERK通路诱导肝细胞癌。
RAS/RAF/MEK/ERK信号是多种激酶抑制剂（如索拉非尼和仑伐替尼）的治疗靶点。尽管有进展，但临床效果仍不理想。CI-1040是选择性靶向MEK/ERK的小分子抑制剂，I期临床试验结果令人鼓舞，但II期结果令人失望。第二代MEK/ERK抑制剂PD0325901在体内外表现出更高的药理特性和效率，但也在II期临床试验中失败。这些挑战使基因疗法成为潜在解决方案。例如，通过沉默BRAF基因抑制肝细胞癌小鼠模型的生长，敲低ERK2可以显著抑制肝癌细胞的增殖。
5. Hedgehog (Hh) 通路
Hedgehog (Hh) 通路在肝病中起关键作用，包括SHH、IHH和DHH配体。这些配体使PTCH1失活，进而激活SMO，同步激活GLI转录因子，增加细胞增殖、分化和侵袭。Hh通路在50%的肝细胞癌病例中过度活跃，与肿瘤进展相关，并导致肝纤维化。Hh信号的拮抗剂HHIP在肝细胞癌和肝纤维化中下调，成为基因治疗的靶点。Vismodegib是一种Hh通路抑制剂，在临床前研究中显示出效果，但临床数据不足。RNAi介导的SMO敲低可抑制肝细胞癌细胞生长。
6. JAK/STAT 通路
JAK/STAT通路调节细胞对生长因子（如EGF、PDGF、VEGF）和细胞因子（如IL-6）的反应，抑制细胞增殖、分化和凋亡。肝细胞癌中JAK/STAT失调，通过突变或抑制调节剂导致细胞生长失控。STAT3抑制剂（如CIMO）对肝细胞癌细胞具有高效毒性，在小鼠中抑制肿瘤生长。STAT3基因敲除抑制肝细胞癌细胞生长和血管生成，适用于基因治疗。此外，STAT3与促肿瘤的M2型肿瘤相关巨噬细胞有关，是抗癌免疫治疗的潜在靶点。
7. 生存通路
除了前面提到的通路外，以下通路在维持肝细胞癌细胞的生存和抗凋亡方面也起重要作用，因此与化疗耐药性相关，是基因治疗的重要靶点。
7.1 Midkine (MK)
MK是一种结合肝素的生长细胞因子，在胎儿生命中尤其重要。MK在成人期的表达异常与肿瘤等多种疾病密切相关。
研究表明，MK通过与间变性淋巴瘤激酶（ALK）受体结合，激活PI3K/AKT通路，进而激活MAPKs，上调STAT3并下调Caspase-3，从而对抗SOR的药效。MK基因沉默通过siRNA增加了HepG2细胞对SOR的敏感性，并在体内逆转了SOR耐药性，使得小鼠模型中的SOR耐药肝细胞癌被消除。
7.2 c-Jun-N-terminal-kinase (JNK)
JNK是MAPKs的一员，介导肝细胞癌的抗凋亡活性，促进细胞增殖、分化、迁移和侵袭，并通过TGFβ/SMAD通路介导炎症和纤维化。研究表明，JNK敲低通过siRNA增强了CD95介导的凋亡，并诱导HepG2细胞的G2/M期细胞周期停滞。
7.3 Myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1)
Mcl-1是Bcl-2家族中的抗凋亡蛋白，在包括肝细胞癌在内的多种癌症中发挥重要作用。Mcl-1基因敲低通过siRNA增加了肝细胞癌对化疗和TRAIL治疗的敏感性，通过增强Caspase-3介导的凋亡活动，消除耐药性。
7.4 Bmi-1
Bmi-1是肝细胞癌中过表达的癌基因，不仅在癌发生中起重要作用，还在干细胞多能性、胚胎发生和细胞增殖中发挥作用。研究表明，Bmi-1基因的siRNA沉默抑制了肝细胞癌细胞的增殖和侵袭性，并增加了它们对5-氟尿嘧啶（5-FU）治疗的敏感性。
7.5 P-糖蛋白 (P-gp)
P-gp是一种膜转运蛋白，介导分子外排。癌细胞上调P-gp是其逃避化疗的适应机制，P-gp外排是多种化疗药物（如阿霉素、紫杉醇、5-FU和顺铂）耐药的基本机制。因此，P-gp被称为多药耐药1蛋白（MDR1）。肝细胞癌研究中有许多关于靶向P-gp的基因治疗以逆转化疗耐药性的报道。
8. 炎症通路
炎症是人体对压力或细胞损伤的反应机制，通过招募肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素6（IL-6）等细胞因子增加血液供应并渗入受影响区域。遗憾的是，不受控制的炎症反应可能对组织造成严重影响，甚至促进癌症发生。肝细胞癌分泌多种促炎信号，诱导肝脏中持续的炎症微环境，促进肿瘤微环境的增殖、迁移、血管生成和基因组不稳定。
8.1 赖脂酸 (LPA) 和 自噬因子 (ATX) 通路
LPA是一种内源性磷脂，其生成主要依赖于自噬因子（ATX）酶，ATX也是LPA受体的载体。LPA/ATX通路通过TNFα/NFkB通路与炎症相关的肝癌发生高度相关。研究表明，通过RNAi靶向LPA受体6（LPAR6）敲低LPA/ATX信号通路在小鼠异种移植模型中抑制了肝细胞癌肿瘤形成。
8.2 转化生长因子β1 (TGFβ1)
TGFβ1在多种癌症中是重要的促炎信号通路，其激活刺激SMADs转移到细胞核，激活多种促炎转录因子。此外，肝库普弗细胞在肝损伤响应中过度分泌TGFβ1，随后激活肝星状细胞（HSCs），可能导致肝纤维化并进展为肝硬化和肝细胞癌。最近研究表明，通过基因敲低同时靶向TGFβ1和SMO可以将活化的HSCs重新编程为静止状态的HSCs，并逆转小鼠肝纤维化。另有研究发现，联合免疫治疗，沉默TGFβ1和环氧合酶-2（COX-2）可以抑制癌症生长。
来源：国际肝胆资讯