肝细胞癌（HCC）是一种有多种基因组改变的复杂多样肿瘤。多种信号级联反应如EGFR、Ras/ERK、PI3K/MTOR、HGF/MET、Wnt、Hedgehog和细胞凋亡信号传导存在变异活动的证据。
最近，一种多激酶抑制剂索拉非尼已经显示对晚期肝细胞癌病人有生存益处。这一进展代表了这种复杂疾病治疗的一个突破，并证实了HCC中分子治疗有效。但是现在越来越明显的是，为了克服HCC基因组变异的复杂性，联合治疗将至关重要。II期研究已经检验了阻断EGFR、VEGF/PDGFR和mTOR信号传导的药物。其中一些药物已在2010年进入III期研究，既有作为切除/局部消融治疗后的辅助治疗，也有作为联合标准的主要治疗（中期HCC的化学栓塞和晚期HCC的索拉非尼）或作为单一药物治疗。根据预期，在2011年至2012年范围内临床取得新的开创性进展可能改变这种肿瘤的治疗方法。未来的研究预期可发现阻断低成药可能性途径如Wnt信号传导的新化合物，并通过新型高流通量技术发现作为治疗目标的新原癌基因。
最近的指南已经建立了HCC临床试验设计的新框架。以进展时间为终点的随机II期临床试验被提出是获得新型药物益处的关键。生存期和复发时间分别是主要治疗和辅助治疗时的主要终点。生物标志物和分子成像检查应成为临床试验的一部分，以使研究人群达到最丰富程度，并发现对药物应答者。最后，基于全基因组研究的HCC分子学分类以及按照药物应答情况进行病人亚组的确定将导致更个性化的药物。
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