不完全消融之后,残余肝癌为何更会转移?CRYAB/β-catenin轴与响应水凝胶给出新答案
从热应激、免疫微环境到CTC簇:一项来自中山大学附属第五医院超声科的前临床研究
近日,中山大学附属第五医院超声科苏中振主任医师团队在《Advanced Science》发表研究论文,围绕不完全射频消融后肝细胞癌(HCC)残余病灶的转移机制展开研究。结果显示,亚致死热应激可通过 CRYAB/β-catenin 轴同步推动肿瘤细胞上皮-间质转化(EMT)和肿瘤相关中性粒细胞(TANs)向 N2 型极化,进一步促进异型循环肿瘤细胞(CTC)簇形成;局部注射并持续释放 XAV-939 与 BMS-202 的 MMP-9 响应型热敏水凝胶 XB@Gel,在小鼠模型中显著抑制消融后残余肿瘤复发和肝内转移。

真正的问题:射频消融后,残余肿瘤发生了什么
射频消融(RFA)通过局部高温灭活肿瘤,但受热沉效应、肿瘤异质性和微血管侵犯等因素影响,临床上可能存在不完全消融(iRFA)。论文指出,消融边缘的残余癌细胞并非简单地“留下来”,而是在亚致死热应激后进入一种更具侵袭性的生物学状态。
编辑解读这项研究的切入点很有介入特色:它没有把复发只看成残余肿瘤数量的问题,而是进一步追问,热应激是否会改变残余肿瘤细胞与局部免疫细胞之间的关系,并把它们共同推向更容易播散的状态。
研究怎么做:从热应激模型一路追到治疗模型
细胞与机制
研究使用 Hep3B、MHCC97H、H22 和 Hepa1-6 等肝癌细胞,采用 44℃、15 分钟热处理并恢复培养 48 小时,模拟不完全消融后的亚致死热应激;通过 RNA 测序、qPCR、Western blot、Co-IP、免疫荧光、迁移/侵袭实验及 β-catenin 激动剂和抑制剂进行机制验证。
动物与疗效
研究在 BALB/c 小鼠中建立皮下残余肿瘤模型和肝内转移模型,iRFA 条件为超声引导下 5 W、20 秒;消融后局部注射 PBS、空白 Gel、游离 XAV-939、BMS-202@Gel、XAV-939@Gel 或 XB@Gel,观察肿瘤复发、肝内转移、CTC、免疫微环境与安全性。
动物治疗实验中,XAV-939 剂量为 0.42 mg/kg,BMS-202 剂量为 4 mg/kg,给药体积为 50 μL;局部残余肿瘤疗效实验主要每组纳入 5 只小鼠,生存观察每组纳入 7 只,肝内转移和 CTC 分析多为每组 3 只。
编辑解读研究路径是逐层收紧的:先确认热应激带来的表型,再寻找上游分子;随后用遗传学和药理学“来回救援”,最后把机制压缩到一个局部递送平台里。这使得水凝胶并不是孤立的材料展示,而是围绕机制问题设计出来的治疗工具。
第一层发现:CRYAB把热应激转成侵袭信号
RNA 测序发现,热应激后共有 52 个差异表达基因,CRYAB 是最显著上调的分子之一。临床数据库分析还显示,HCC 组织中的 CRYAB 高于邻近正常组织,CRYAB 高表达与更差的总体生存相关;在小鼠残余肿瘤组织中,iRFA 后 CRYAB 蛋白同样明显升高。
功能实验显示,热应激使肝癌细胞迁移能力增加约 2.03 倍、侵袭能力增加约 1.96 倍。与此同时,Vimentin 和 N-cadherin 上调,E-cadherin 下调,呈现典型 EMT 表型。敲低 CRYAB 后,这些变化明显逆转;在小鼠转移模型中,CRYAB 敲低也减少了肺部转移信号和转移结节。
编辑解读CRYAB 在这里承担的角色,类似一个“热应激生物学转换器”:它把局部热损伤转化为残余肿瘤细胞的运动、侵袭和转移程序。这个视角让消融边缘的残余病灶从“治疗后遗留物”变成了需要主动干预的生物学窗口。
第二层发现:CRYAB通过稳定β-catenin,连接肿瘤与免疫
作者发现,热应激后 β-catenin 蛋白增加,但其 mRNA 没有明显变化,提示关键调控位于蛋白稳定性层面。Co-IP 证实 CRYAB 与 β-catenin 存在结合;泛素化实验显示,热应激减少 β-catenin 的泛素化,蛋白酶体抑制实验进一步支持 β-catenin 主要通过泛素-蛋白酶体途径被稳定。
免疫荧光和核质分离结果显示,热应激后 CRYAB 与 β-catenin 都更多进入细胞核。分子对接和 100 ns 分子动力学模拟提示,CRYAB 可能通过 β-catenin 的 ARM repeat 区域形成稳定相互作用。进一步的药理学救援实验显示,β-catenin 激动剂 BML-284 可以重新诱导 CRYAB 被敲低后的 N2 极化,而 β-catenin 抑制剂 XAV-939 可以逆转 CRYAB 过表达带来的 EMT 和 N2 极化。

编辑解读β-catenin 在本文中不是单纯的 EMT 分子。它一端作用于残余癌细胞的表型转化,另一端通过 TGF-β 和 MMP-9 等分泌信号影响中性粒细胞,因此成为把“肿瘤细胞恶性化”和“微环境免疫抑制”放在同一个治疗逻辑里的枢纽。
第三层发现:残余肿瘤把中性粒细胞推向N2型
热应激肿瘤细胞的条件培养液增强中性粒细胞趋化,迁移能力约增加 1.48 倍;中性粒细胞由圆形、偏 N1 样形态转为梭形、偏 N2 样形态。流式细胞术显示,热应激组 CD206⁺ TANs 为 19.87% ± 6.60%,CRYAB 敲低后降至 5.03% ± 2.20%;相反,iNOS⁺ TANs 增加。
在候选因子中,TGF-β 和 MMP-9 的变化最明显。CRYAB 敲低后,肿瘤细胞中二者的 mRNA 和分泌蛋白均下降;使用 TGF-β 受体抑制剂 SB-431542 或 MMP-9 抑制剂 SB-3CT,可以明显削弱条件培养液诱导的 N2 极化。动物实验中,iRFA 造成 TANs 浸润增加、CD206 上调和 iNOS 下调,而 CRYAB 敲低可以逆转这一变化,并伴随 CD4⁺、CD8⁺ T 细胞增加及 Treg 减少。
编辑解读这一步把局部消融后的“免疫环境变化”具体化了:残余癌细胞不仅自己更会迁移,也可能通过分泌信号把中性粒细胞改造成更利于肿瘤生存和播散的伙伴。
第四层发现:CTC-TAN簇成为高效转移种子
iRFA 后外周血 CTC 数量在第 1 天达到峰值,较消融前增加约 1.52 倍。进一步的 CTC 簇计数显示,对照小鼠每 mL 血液中有 12.67 ± 1.53 个 CTC 簇,其中 CTC-TAN 异型簇为 2.67 ± 0.58 个;iRFA 后分别升至 24.33 ± 1.53 个和 17.33 ± 2.52 个。
CTC 簇中 TANs 的比例由对照组的 14.3% 升至 iRFA 组的 32.8%。成像结果显示,iRFA 样本中 VCAM-1⁺ GFP⁺ 肿瘤细胞与 Ly6G⁺ TANs 紧密黏附。机制实验进一步提示,CRYAB/β-catenin 轴通过增强肿瘤细胞 VCAM-1 和 TANs β-integrin,促进 CTC-TAN 簇形成;XAV-939 能够降低 VCAM-1 表达和细胞簇黏附。
编辑部延伸对于介入治疗而言,消融后局部给药的价值不只是“把药放在病灶旁边”,还可能是在转移种子形成的早期阶段,提前切断肿瘤细胞与免疫细胞之间的黏附和协作。这个思路为消融后局部治疗从“补救残余”走向“阻断转移起始”提供了新的研究方向。
治疗工具:让水凝胶在消融边缘形成局部药物储库
作者将壳聚糖、明胶和 β-甘油磷酸盐组成热敏水凝胶,并加入 XAV-939 和 BMS-202,命名为 XB@Gel。它在室温下保持可流动状态,升至 37℃后形成凝胶;明胶同时作为 MMP-9 的底物,使水凝胶能够利用消融后微环境中的 MMP-9 加速降解和释药。
材料表征显示,XB@Gel 在 37℃下的凝胶时间约为 102 ± 5 秒,凝胶温度约为 25.9℃,具有剪切变稀和良好注射性,药物包封率为 89.93% ± 3.51%。MMP-9 可加速水凝胶降解,体外释药可持续至 14 天;动物实验显示水凝胶在局部组织中至少可滞留 14 天。XB@Gel 的溶血率为 1.8%,初步组织学和血清学评价未见明显系统性毒性。
编辑解读这套材料设计与 RFA 后的局部环境是匹配的:温度帮助它在注射后成胶,MMP-9 负责“按病灶状态释放”。XAV-939 负责解除 CRYAB 对 β-catenin 的稳定化,BMS-202 则用于减轻 PD-L1 相关免疫抑制,组合思路覆盖了肿瘤细胞、微环境和系统免疫三个层面。
疗效验证:组合水凝胶同时压低复发、转移与CTC
在皮下 iRFA 残余肿瘤模型中,PBS 和空白 Gel 组肿瘤持续增长;游离 XAV-939、BMS-202@Gel 和 XAV-939@Gel 有中等抑制作用;XB@Gel 对肿瘤体积和肿瘤重量的抑制最明显。60 天观察结束时,XB@Gel 组总体生存率为 71.4%,且中位生存期尚未达到。
在 XB@Gel 组残余肿瘤中,β-catenin、N-cadherin 和 Vimentin 表达降低。相较对照组,CD206⁺ TANs 从 21.18% ± 3.18% 降至 6.63% ± 1.19%,iNOS⁺ TANs 从 4.91% ± 1.89% 升至 33.10% ± 4.72%;Tregs 从 32.93% ± 8.06% 降至 5.46% ± 2.06%,CD8⁺ T 细胞从 21.70% ± 5.93% 升至 36.62% ± 0.77%。
在肝内转移模型中,XB@Gel 显著降低肝脏生物发光信号和转移结节数量;脾脏中 CD8⁺ T 细胞增加、Tregs 减少。术后第 3 天,XB@Gel 组外周血 GFP⁺ CTC 数量较单药 XAV-939@Gel 组进一步降低超过 54%,残余肿瘤 VCAM-1 表达也明显下调。
编辑解读组合方案的价值在于,它没有只追求一个终点:局部残余肿瘤变得更少侵袭,TANs 的促肿瘤状态受到抑制,CD8⁺ T 细胞得到释放,循环中的转移“种子”同步减少。对于消融后复发这一多因素问题,多维度阻断比单一环节干预更符合疾病实际。
编辑部研判:这项工作把“消融后管理”往前推进了一步
编辑部延伸这项研究最值得介入团队关注的,不只是 XB@Gel 的材料参数,而是它提出了一个完整的术后局部治疗坐标:消融并不一定是治疗链条的终点,消融边缘可能存在一个由热应激驱动的短暂而关键的生物学窗口。若能在这一窗口中同时压制 CRYAB/β-catenin、降低 CTC 簇形成并改善免疫环境,局部治疗就有机会从“处理可见病灶”进一步延伸到“阻断复发和转移的起点”。
编辑部延伸从转化角度看,林宇红、苏中振、黄涌泉等作者所在的中山大学附属第五医院超声科,长期开展超声诊断、肝癌局部介入和消融术后疗效评估相关工作。本文将超声引导下的局部介入场景、肿瘤生物学和药物递送材料放在同一项研究中,体现了介入医学从“精准到达”走向“精准干预机制”的探索方向。
需要保留的研究坐标是:本文为细胞和小鼠前临床研究;热应激水浴模型不能完全复制临床 RFA 的温度梯度;皮下肿瘤和脾内注射肝转移模型不能覆盖真实 HCC 的全部异质性,尤其是肝硬化背景;CTC 计数的正交验证主要限于 sham 与 iRFA 的核心比较。作者提出,后续仍需采用更接近临床的热损伤模型和更具临床代表性的研究体系。
一句话带走
论文提出并验证:不完全射频消融后的亚致死热应激上调 CRYAB,CRYAB 通过减少 β-catenin 的泛素化降解使其稳定并核转位,随后同步推动残余肝癌细胞 EMT、TANs 向 N2 型极化及 CTC-TAN 簇形成;MMP-9 响应型热敏水凝胶 XB@Gel 局部共递送 XAV-939 和 BMS-202,可在小鼠中逆转这些变化,并抑制消融后肿瘤复发和肝内转移。
编辑部延伸对于中青年临床医生和介入团队,这是一项值得继续追踪的研究:它提示 RFA 后残余病灶的管理,未来可能不仅是影像学复查和再次局部处理,也可能包括围绕热应激、免疫微环境和转移起始环节的主动干预。
独立解读与评论声明:本文为达医界围绕该研究所作的独立医学解读与评论,研究事实依据原论文及经核对的正式文献资料;研究事实、编辑解读和编辑部延伸已分层呈现,不代表原作者、研究机构、期刊、药品生产企业或任何医疗机构立场。原论文为开放获取文章,具体署名和使用条件以出版方页面及原文许可声明为准。
资助与利益冲突:原研究获得国家自然科学基金(82371975)、广东省基础与应用基础研究项目(2024A1515013242)、中山大学附属第五医院核心人才基金、广东省中医药局科研项目(20261071)及珠海市社会发展科技计划项目(2520004003381)等支持;作者声明无利益冲突。本文为非商业性医学信息整理与评论,仅供医学专业人士学术交流参考。
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