肝母细胞瘤（HB）是最常见的儿童肝脏恶性肿瘤，手术联合化疗是HB的标准治疗策略。但是部分HB患儿会产生化疗耐药，由于缺乏针对化疗耐药HB的有效治疗措施，化疗耐药已成为影响HB肿瘤复发和患儿死亡的最主要原因。因此，亟待探索HB化疗耐药形成的影响因素及潜在机制，探寻新的有效治疗策略。近日，中山大学附属第一医院精准医学研究院 彭穗教授团队 与小儿外科 刘钧澄教授团队 合作在 Hepatology 上发表了题为 A TGF-β-dominant chemo-resistant phenotype of hepatoblastoma associated with aflatoxin exposure in children 的研究论文，首次揭示了环境致癌物黄曲霉毒素对儿童肝母细胞瘤化疗耐药的不良影响及其潜在分子机制，为肝母细胞瘤的临床诊治提供了新思路和潜在新策略。
研究对180例HB患儿的肿瘤组织进行了多组学测序，通过整合bulk转录组测序、基因组测序以及单细胞转录组测序数据分析及体外实验，深入解析了HB免疫微环境的基因组和转录组特征，揭示了新鉴定HB分子亚型的化疗耐药特征及分子机制。首先，研究人员基于bulk转录组测序数据，对HB样本进行了分子分型，鉴定出了一种新的化疗耐药亚型S2A。进一步使用ssGSEA、MCPcounter方法联合单细胞分析及多色光谱染色从多个层面深入解析了与S2A亚型化疗耐药密切相关的肿瘤免疫微环境（Tumor immune microenvironment, TME）特征。在单细胞层面探究了S2A化疗耐药亚型形成的潜在分子机制：S2A型肿瘤细胞通过分泌TGF-β促进TGF-β_CAF形成，同时抑制CD8效应T细胞的肿瘤杀伤功能以及诱导抑炎型巨噬细胞形成，共同构成了有利于肿瘤对抗铂类化疗的免疫微环境，进而促进了S2A肿瘤的化疗耐药。HB分子分型，该图总结了（A）基于特征基因表达的分型、（B-C）四种亚型特征基因的IHC染色及定量分析、（D-E）各亚型在不同RECIST分期中所占比例及OS分析、（F）不同亚型基因富集分析、（G-H）HB肿瘤细胞聚类图及特征基因、（I）化疗耐药组和非耐药组不同亚型肿瘤细胞的比例。S2A亚型促进TGF-β-CAFs和免疫抑制TME形成，该图总结了（A-D）四种亚型肿瘤微环境多色光谱染色、（E）不同亚型与免疫细胞间TGB-β信号通路相关互作分析、（F）HB中T细胞亚聚类图、（G）S2A亚型肿瘤细胞与T细胞亚群互作分析、（H）S2A-H组与S2A-L组CD8+T细胞杀伤评分的比较。研究人员通过整合基因组测序的数据分析发现，S2A亚型显著富集了与黄曲霉毒素暴露相关的突变特征（即SBS24特征），结合大规模的临床样本血清学检测分析发现，S2A亚型患儿血清的黄曲霉毒素水平异常升高，且HB患儿血清黄曲霉素水平与TGF-β-CAF丰度密切相关。接着，体外实验证实黄曲霉毒素诱导了HB细胞系显著上调TGF-β。此外，研究发现HB患儿血清黄曲霉毒素水平与化疗耐药的发生及不良预后显著相关，提示血清黄曲霉毒素水平可能是一个预测HB化疗耐药产生及不良预后的潜在标记物。不同亚型HB的突变特征，该图总结了（A-B）HB单碱基替换突变特征及各特征在不同亚型中的占比、（C-E）SBS24（+）与SBS24（-）肿瘤突变负荷和新生抗原水平及临床缓解情况的比较、（F）不同队列间HB突变特征比较、（G-H）SBS24（+）肿瘤细胞上、下调通路、（I）SBS24特征在原发和复发HB中的占比。不同亚型HB的血清黄曲霉毒素水平，该图总结了（A）SBS24（+）与SBS24（-）HB患儿血清黄曲霉毒素水平的比较、（B）不同亚型HB患儿血清黄曲霉毒素水平的比较、（C）血清黄曲霉毒素水平和S2A肿瘤细胞比例的相关性。该研究首次全面解析了中国儿童HB的分子特征，进行了精准的分子分型，鉴定并深入解析了一种新的与黄曲霉毒素暴露密切相关的化疗耐药亚型（S2A型）临床及分子生物学特征，并且指出血清黄曲霉毒素水平检测可能是一种简便易行的预测HB化疗耐药及不良预后的潜在标记物，为HB的临床诊治提供了新思路和新策略。此外，该研究间接反映了儿童黄曲霉毒素暴露的风险，倡导提高对儿童膳食中黄曲霉毒素摄入量的重视。致谢：该研究受到了中山大学附属第一医院精准医学研究院王骥教授、北京大学-云南白药国际医学研究中心薛瑞栋教授的大力支持和指导。撰文
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排版 | 车洁 校对 | uu
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表观遗传学靶点在肝母细胞瘤治疗中具有巨大潜力
*本文由深圳市拾玉儿童公益基金会“儿童肿瘤前沿”团队编译或约稿，文中图表均源引自文献原文。本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。如需转载，请留言或联系[email protected]。本文旨在分享儿童肿瘤科研前沿成果，不是治疗方案推荐。如需获得疾病治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
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Background aims: Hepatoblastoma (HB) is the most common liver cancer in children, posing a serious threat to children's health. Chemoresistance is the leading cause of mortality in HB patients. A more explicit definition of the features of chemotherapy resistance in HB represents a fundamental urgent need.Approach results: We performed an integrative analysis including single-cell RNA sequencing, whole-exome sequencing, and bulk RNA sequencing in 180 HB samples, to reveal genomic features, transcriptomic profiles, and the immune microenvironment of HB. Multi-color immunohistochemistry staining and in vitro experiments were performed for validation. Here, we reported four HB transcriptional subtypes primarily defined by differential expression of transcription factors (TFs). Among them, the S2A subtype, characterized by strong expression of progenitor (MYCN, MIXL1) and mesenchymal TFs (TWIST1, TBX5), was defined as a new chemo-resistant subtype. The S2A subtype showed increased transforming growth factor beta (TGF-β) cancer-associated fibroblast and an immunosuppressive microenvironment induced by the upregulated TGF-β of HB. Interestingly, the S2A subtype enriched SBS24 signature and significantly higher serum aflatoxin B1-albumin (AFB1-ALB) level in comparison with other subtypes. Functional assays indicated that aflatoxin promotes hepatoblastoma to upregulate TGF-β. Furthermore, Clinical prognostic analysis showed that serum AFB1-ALB is a potential indicator of HB chemoresistance and prognosis.Conclusions: Our studies offer new insights into the relationship between aflatoxin and HB chemoresistance and provide important implications for its diagnosis and treatment.DOI: 10.1097/HEP.0000000000000534
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