肝癌是中國(guó)高發(fā)惡性腫瘤,，因治療方案有限,、藥物有效反應(yīng)率低,，在中國(guó)肝癌患者的死亡率高,。近年來(lái)，雖然有侖伐替尼等靶向藥物用于臨床,，但有效率較低；現(xiàn)有的分子分型均無(wú)法用于指導(dǎo)藥物治療,。因此，臨床亟需研究可以指導(dǎo)肝癌精準(zhǔn)用藥的分子分型和揭示新的耐藥靶點(diǎn),。
4月8日,，河南省腫瘤醫(yī)院肝膽胰外科主任韓風(fēng)團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)第一醫(yī)院張寧教授團(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院吳健民教授團(tuán)隊(duì)基于多年緊密合作,，在國(guó)際期刊《Cancer Cell》聯(lián)合發(fā)表研究論文《Pharmacogenomic profiling of intra-tumor heterogeneity using a large organoid biobank of liver cancer》,，影響因子50.3。
河南省腫瘤醫(yī)院肝膽胰外科韓風(fēng)主任團(tuán)隊(duì)的副主任醫(yī)師莊昊,，與北京大學(xué)第一醫(yī)院博士后楊慧、程景輝博士,、徐紅闖助理研究員及汪一諾博士為共同第一作者，張寧教授,、吳健民教授為并列通訊作者，我院肝膽胰外科楊楠木副主任醫(yī)師及2021級(jí)碩士研究生張婷婷作為主要作者參與該項(xiàng)研究,。
該研究基于中國(guó)肝癌患者的手術(shù)樣本，建立了144位肝癌患者的類器官生物庫(kù),，包括399個(gè)腫瘤類器官品系,。
該研究通過(guò)對(duì)組織和類器官的外顯子及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，揭示了類器官的異質(zhì)性特征,；通過(guò)對(duì)肝癌靶向藥的大規(guī)模藥敏測(cè)試,，結(jié)合類器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，揭示了可以指導(dǎo)用藥的肝癌藥敏分子分型,；進(jìn)一步機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)c-Jun 高表達(dá)是造成肝癌耐藥的一個(gè)重要因素,，篩選靶向藥聯(lián)合用藥新方案,，通過(guò)藥化方法合成新藥PKUF-01，為肝癌的精準(zhǔn)診療提供依據(jù)和線索,。
亮點(diǎn)一：高質(zhì)量肝癌類器官生物庫(kù)的建立
團(tuán)隊(duì)對(duì)肝癌患者的手術(shù)標(biāo)本多點(diǎn)取樣，成功建立了涵蓋144位患者,，399個(gè)腫瘤位點(diǎn)的肝癌類器官生物庫(kù),。通過(guò)HE染色,，證實(shí)類器官保留了患者的病理學(xué)特征。通過(guò)對(duì)類器官和對(duì)應(yīng)的患者標(biāo)本的免疫熒光,、免疫組化染色，證實(shí)肝癌類器官與肝癌患者的診斷標(biāo)記物的一致性,。
團(tuán)隊(duì)選取99個(gè)位點(diǎn),，進(jìn)行組織和對(duì)應(yīng)類器官的外顯子,、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分析了組織與對(duì)應(yīng)類器官的基因組特征,。從體細(xì)胞突變(somatic mutations),、拷貝數(shù)變異(copy number alterations, CNA)和轉(zhuǎn)錄組相似性等多維度驗(yàn)證了類器官生物庫(kù)高度保留組織樣本的分子特征,。綜上證實(shí)了本團(tuán)隊(duì)高質(zhì)量類器官生物庫(kù)的建立。
亮點(diǎn)二：瘤內(nèi)基因組異質(zhì)性研究的突破
基于外顯子測(cè)序結(jié)果,，團(tuán)隊(duì)對(duì)基因組異質(zhì)性進(jìn)一步研究,，團(tuán)隊(duì)在部分患者的多區(qū)域類器官中,，發(fā)現(xiàn)腫瘤體細(xì)胞突變、拷貝數(shù)變異在多區(qū)域類器官的顯著不同,。
為了系統(tǒng)地研究基因組的瘤內(nèi)異質(zhì)性（intra-tumor heterogeneity, ITH),，團(tuán)隊(duì)繪制了每個(gè)多區(qū)域取樣患者的進(jìn)化樹,。為了研究基因組異質(zhì)性是否會(huì)導(dǎo)致藥敏的異質(zhì)性，團(tuán)隊(duì)研究了原發(fā)性肝癌一線靶向藥索拉非尼,、侖伐替尼的靶基因在患者中的差異表達(dá)。發(fā)現(xiàn)部分患者中,，索拉非尼,、侖伐替尼的靶基因在多區(qū)域中有顯著的表達(dá)差異，且不同位點(diǎn)間存在藥敏異質(zhì)性,。
亮點(diǎn)三：大規(guī)模篩選肝癌靶向藥新方案
本團(tuán)隊(duì)選取臨床上常用的肝癌一線藥物索拉非尼,、侖伐替尼,，常用的二/三線藥物瑞戈非尼,、阿帕替尼、貝伐單抗,，以及針對(duì)膽管癌FGFR2融合的藥物培米替尼,、膽管癌IDH1突變的藥物艾伏尼布,，對(duì)類器官生物庫(kù)進(jìn)行大規(guī)模藥物篩選,，以探索肝癌藥敏分子分型。
結(jié)合376個(gè)肝癌位點(diǎn)的7種肝癌靶向藥藥敏篩選結(jié)果，已完善的患者臨床藥敏信息,，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步比對(duì)了患者臨床藥敏和類器官藥敏。在14個(gè)有完整治療隨訪的患者中,，類器官的藥敏與臨床患者的藥物治療效果是一致的。此外,，團(tuán)隊(duì)也用動(dòng)物模型驗(yàn)證了和類器官結(jié)果的一致性。這些為進(jìn)一步通過(guò)類器官研究藥敏分子分型奠定了基礎(chǔ),。
亮點(diǎn)四：解析肝癌臨床靶向藥的藥敏分子分型
在基因組層面上,，基因組異質(zhì)性曾被報(bào)道為是導(dǎo)致耐藥性的重要因素，團(tuán)隊(duì)使用多區(qū)域類器官研究了基因組異質(zhì)性與肝癌靶向藥藥敏的關(guān)聯(lián),。
與敏感組相比，在侖伐替尼耐藥組中發(fā)現(xiàn)mutation-ITH和CNA-ITH水平顯著升高,，表明ITH與侖伐替耐藥相關(guān)。團(tuán)隊(duì)還分別研究了基因組ITH與索拉非尼,、瑞戈非尼和阿帕替尼藥敏的相關(guān)性。提示基因組ITH在一定水平上,，可以預(yù)測(cè)藥物敏感度,。團(tuán)隊(duì)結(jié)合255個(gè)類器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，解析了肝癌臨床靶向藥侖伐替尼,，索拉非尼、瑞戈非尼,、阿帕替尼的藥敏分子分型。
亮點(diǎn)五：以c-Jun為核心的耐藥靶點(diǎn)
團(tuán)隊(duì)以肝癌一線藥侖伐替尼為例,，具體研究其關(guān)鍵耐藥靶點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析,，發(fā)現(xiàn)JUN在該網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位。進(jìn)一步通過(guò)敲低和過(guò)表達(dá)c-Jun的方法,，驗(yàn)證侖伐替尼藥物敏感度的變化。
此外,，團(tuán)隊(duì)引入三種c-Jun的抑制劑Veratramine, SR11302 和NY2267，與侖伐替尼聯(lián)用,，增強(qiáng)侖伐替尼的藥物敏感度。形成c-Jun為耐藥靶點(diǎn)的侖伐替尼聯(lián)合用藥新方案,；揭示了JNK和Wnt/β-catenin作為c-Jun的上游，介導(dǎo)了侖伐替尼耐藥的機(jī)制,。
亮點(diǎn)六：合成PKUF-01,，提升肝癌治療效果
基于團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的侖伐替尼和c-Jun抑制劑的協(xié)同用藥效果,，團(tuán)隊(duì)將侖伐替尼和c-Jun抑制劑藜蘆胺連接，合成PKUF-01,。
團(tuán)隊(duì)在侖伐替尼耐藥的類器官中,，檢測(cè)到PKUF-01對(duì)腫瘤更好的殺傷效果,，并在裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步證實(shí)了PKUF-01的體內(nèi)腫瘤殺傷效果。最后,，團(tuán)隊(duì)揭示了PKUF-01的藥敏分子分型，揭示了PKUF-01耐藥類器官中,，干性相關(guān)基因的高表達(dá),，提示PKUF-01的耐藥可能與腫瘤干性相關(guān),。
4月8日,，河南省腫瘤醫(yī)院肝膽胰外科主任韓風(fēng)團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)第一醫(yī)院張寧教授團(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院吳健民教授團(tuán)隊(duì)基于多年緊密合作,，在國(guó)際期刊《Cancer Cell》聯(lián)合發(fā)表研究論文《Pharmacogenomic profiling of intra-tumor heterogeneity using a large organoid biobank of liver cancer》,，影響因子50.3。
河南省腫瘤醫(yī)院肝膽胰外科韓風(fēng)主任團(tuán)隊(duì)的副主任醫(yī)師莊昊,，與北京大學(xué)第一醫(yī)院博士后楊慧、程景輝博士,、徐紅闖助理研究員及汪一諾博士為共同第一作者，張寧教授,、吳健民教授為并列通訊作者，我院肝膽胰外科楊楠木副主任醫(yī)師及2021級(jí)碩士研究生張婷婷作為主要作者參與該項(xiàng)研究,。
該研究基于中國(guó)肝癌患者的手術(shù)樣本，建立了144位肝癌患者的類器官生物庫(kù),，包括399個(gè)腫瘤類器官品系,。
該研究通過(guò)對(duì)組織和類器官的外顯子及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，揭示了類器官的異質(zhì)性特征,；通過(guò)對(duì)肝癌靶向藥的大規(guī)模藥敏測(cè)試,，結(jié)合類器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，揭示了可以指導(dǎo)用藥的肝癌藥敏分子分型,；進(jìn)一步機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)c-Jun 高表達(dá)是造成肝癌耐藥的一個(gè)重要因素,，篩選靶向藥聯(lián)合用藥新方案,，通過(guò)藥化方法合成新藥PKUF-01，為肝癌的精準(zhǔn)診療提供依據(jù)和線索,。
亮點(diǎn)一：高質(zhì)量肝癌類器官生物庫(kù)的建立
團(tuán)隊(duì)對(duì)肝癌患者的手術(shù)標(biāo)本多點(diǎn)取樣，成功建立了涵蓋144位患者,，399個(gè)腫瘤位點(diǎn)的肝癌類器官生物庫(kù),。通過(guò)HE染色,，證實(shí)類器官保留了患者的病理學(xué)特征。通過(guò)對(duì)類器官和對(duì)應(yīng)的患者標(biāo)本的免疫熒光,、免疫組化染色，證實(shí)肝癌類器官與肝癌患者的診斷標(biāo)記物的一致性,。
團(tuán)隊(duì)選取99個(gè)位點(diǎn),，進(jìn)行組織和對(duì)應(yīng)類器官的外顯子,、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分析了組織與對(duì)應(yīng)類器官的基因組特征,。從體細(xì)胞突變(somatic mutations),、拷貝數(shù)變異(copy number alterations, CNA)和轉(zhuǎn)錄組相似性等多維度驗(yàn)證了類器官生物庫(kù)高度保留組織樣本的分子特征,。綜上證實(shí)了本團(tuán)隊(duì)高質(zhì)量類器官生物庫(kù)的建立。
亮點(diǎn)二：瘤內(nèi)基因組異質(zhì)性研究的突破
基于外顯子測(cè)序結(jié)果,，團(tuán)隊(duì)對(duì)基因組異質(zhì)性進(jìn)一步研究,，團(tuán)隊(duì)在部分患者的多區(qū)域類器官中,，發(fā)現(xiàn)腫瘤體細(xì)胞突變、拷貝數(shù)變異在多區(qū)域類器官的顯著不同,。
為了系統(tǒng)地研究基因組的瘤內(nèi)異質(zhì)性（intra-tumor heterogeneity, ITH),，團(tuán)隊(duì)繪制了每個(gè)多區(qū)域取樣患者的進(jìn)化樹,。為了研究基因組異質(zhì)性是否會(huì)導(dǎo)致藥敏的異質(zhì)性，團(tuán)隊(duì)研究了原發(fā)性肝癌一線靶向藥索拉非尼,、侖伐替尼的靶基因在患者中的差異表達(dá)。發(fā)現(xiàn)部分患者中,，索拉非尼,、侖伐替尼的靶基因在多區(qū)域中有顯著的表達(dá)差異，且不同位點(diǎn)間存在藥敏異質(zhì)性,。
亮點(diǎn)三：大規(guī)模篩選肝癌靶向藥新方案
本團(tuán)隊(duì)選取臨床上常用的肝癌一線藥物索拉非尼,、侖伐替尼,，常用的二/三線藥物瑞戈非尼,、阿帕替尼、貝伐單抗,，以及針對(duì)膽管癌FGFR2融合的藥物培米替尼,、膽管癌IDH1突變的藥物艾伏尼布,，對(duì)類器官生物庫(kù)進(jìn)行大規(guī)模藥物篩選,，以探索肝癌藥敏分子分型。
結(jié)合376個(gè)肝癌位點(diǎn)的7種肝癌靶向藥藥敏篩選結(jié)果，已完善的患者臨床藥敏信息,，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步比對(duì)了患者臨床藥敏和類器官藥敏。在14個(gè)有完整治療隨訪的患者中,，類器官的藥敏與臨床患者的藥物治療效果是一致的。此外,，團(tuán)隊(duì)也用動(dòng)物模型驗(yàn)證了和類器官結(jié)果的一致性。這些為進(jìn)一步通過(guò)類器官研究藥敏分子分型奠定了基礎(chǔ),。
亮點(diǎn)四：解析肝癌臨床靶向藥的藥敏分子分型
在基因組層面上,，基因組異質(zhì)性曾被報(bào)道為是導(dǎo)致耐藥性的重要因素，團(tuán)隊(duì)使用多區(qū)域類器官研究了基因組異質(zhì)性與肝癌靶向藥藥敏的關(guān)聯(lián),。
與敏感組相比，在侖伐替尼耐藥組中發(fā)現(xiàn)mutation-ITH和CNA-ITH水平顯著升高,，表明ITH與侖伐替耐藥相關(guān)。團(tuán)隊(duì)還分別研究了基因組ITH與索拉非尼,、瑞戈非尼和阿帕替尼藥敏的相關(guān)性。提示基因組ITH在一定水平上,，可以預(yù)測(cè)藥物敏感度,。團(tuán)隊(duì)結(jié)合255個(gè)類器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，解析了肝癌臨床靶向藥侖伐替尼,，索拉非尼、瑞戈非尼,、阿帕替尼的藥敏分子分型。
亮點(diǎn)五：以c-Jun為核心的耐藥靶點(diǎn)
團(tuán)隊(duì)以肝癌一線藥侖伐替尼為例,，具體研究其關(guān)鍵耐藥靶點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析,，發(fā)現(xiàn)JUN在該網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位。進(jìn)一步通過(guò)敲低和過(guò)表達(dá)c-Jun的方法,，驗(yàn)證侖伐替尼藥物敏感度的變化。
此外,，團(tuán)隊(duì)引入三種c-Jun的抑制劑Veratramine, SR11302 和NY2267，與侖伐替尼聯(lián)用,，增強(qiáng)侖伐替尼的藥物敏感度。形成c-Jun為耐藥靶點(diǎn)的侖伐替尼聯(lián)合用藥新方案,；揭示了JNK和Wnt/β-catenin作為c-Jun的上游，介導(dǎo)了侖伐替尼耐藥的機(jī)制,。
亮點(diǎn)六：合成PKUF-01,，提升肝癌治療效果
基于團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的侖伐替尼和c-Jun抑制劑的協(xié)同用藥效果,，團(tuán)隊(duì)將侖伐替尼和c-Jun抑制劑藜蘆胺連接，合成PKUF-01,。
團(tuán)隊(duì)在侖伐替尼耐藥的類器官中,，檢測(cè)到PKUF-01對(duì)腫瘤更好的殺傷效果,，并在裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步證實(shí)了PKUF-01的體內(nèi)腫瘤殺傷效果。最后,，團(tuán)隊(duì)揭示了PKUF-01的藥敏分子分型，揭示了PKUF-01耐藥類器官中,，干性相關(guān)基因的高表達(dá),，提示PKUF-01的耐藥可能與腫瘤干性相關(guān),。