仑伐替尼是不可切除肝细胞癌（HCC）一线靶向药物，但获得性耐药严重限制临床治疗获益。既往肝癌靶向耐药研究多聚焦原发耐药、药物耐受持久细胞（DTP）以及长期药物暴露后的稳定耐药状态，对于药物处理早期发生的瞬时适应性耐药过程，尚缺乏系统解析。近日，上海科技大学生命科学与技术学院张力烨课题组联合复旦大学中山医院孙云帆团队在《细胞报告》(Cell Reports)发表题为“AREG mediates transient hepatocellular carcinoma resistance to receptor tyrosine kinase inhibitors”的研究论文，刻画了仑伐替尼耐药多阶段演化轨迹，鉴定出NF-κB-AREG-EGFR信号轴介导肝癌细胞瞬时耐药过程，为提前干预、延缓靶向药耐药提供了新的治疗思路。
肿瘤靶向药的耐药性发展是一个复杂，动态且多阶段的过程，不同耐药阶段往往依赖差异化的调控机制。其中早期瞬时耐药阶段是支撑肿瘤细胞存活、最终发展出高效稳定耐药的关键节点。为厘清肝癌靶向耐药的时序特征，该工作首先探究了肝癌靶向耐药是否存在阶段性差异。研究人员采用逐步剂量递增策略构建Hep3B肝癌细胞仑伐替尼获得性耐药演化模型，通过设置多个生物学重复收集到在不同药物浓度压力下纵向连续的细胞群体。整合基因组、转录组、单细胞 RNAseq等多组学数据后发现，仑伐替尼耐药并非单一状态，而可以划分为3个进化阶段：State1（早期瞬时耐药状态）、State2（中间恢复状态）、State3（稳定耐药状态）。值得注意的是，State1细胞增殖变慢，但并不符合经典DTP静止G0期阻滞特征，其伴随广泛拷贝数变异，代表一类独特的早期适应性生存状态。
进一步的转录组时序分析筛选发现，双调蛋白Amphiregulin (AREG) 是早期瞬时耐药阶段特异性高表达的关键分泌配体：AREG仅在State1阶段显著上调，在药物敏感亲本细胞和后期State3稳定耐药细胞中表达回落。此外，同一细胞系多次重复，跨细胞系以及临床受体络氨酸激酶抑制剂的患者数据中的结果提示，瞬时耐药机制AREG的上调是一个高频出现的事件。AREG 通过自分泌或旁分泌方式激活EGFR及其下游ERK通路，赋予肿瘤细胞耐药的生存优势。在上游调控机制层面，研究证实NF-κB通路驱动AREG的表达；而基因组层面的3号染色体短臂（Chr3p）局部片段缺失，很可能是触发NF-κB异常活化的源头事件。在临床肝癌样本中，存在该片段缺失的肿瘤，NF-κB、EGFR通路活性以及AREG表达水平同步显著升高。而使用EGFR抑制剂能够有效清除依赖AREG-EGFR信号的早期瞬时耐药细胞，但对于已经形成稳定耐药的晚期肿瘤细胞，则收效甚微。
本研究跳出既往关注终末期稳定耐药的研究范式，把目光转向靶向治疗过程中容易被忽视的早期瞬时适应性耐药阶段。不同于耐药出现后再进行挽救治疗的传统思路，该工作提示临床或许可以把握肿瘤尚未形成高效稳定耐药的“窗口期”，及时开展早期联合用药干预，从源头上降低耐药发生概率。
上海科技大学生命学院张力烨课题组2024级博士研究生娄力木为独立一作，张力烨教授、复旦大学附属中山医院孙云帆教授为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。
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