Although HCC is the third-leading cause of cancer-related deaths worldwide, there is only an elemental understanding of its molecular pathogenesis. In western countries, HCV infection is the main etiology underlying this cancer's accelerating incidence. To characterize the molecular events of the hepatocarcinogenic process, and to identify new biomarkers for early HCC, the gene expression profiles of 75 tissue samples were analyzed representing the stepwise carcinogenic process from preneoplastic lesions (cirrhosis and dysplasia) to HCC, including 4 neoplastic stages (very early HCC to metastatic tumors) from patients with HCV infection. We identified gene signatures that accurately reflect the pathological progression of disease at each stage. Eight genes distinguish between control and cirrhosis, 24 between cirrhosis and dysplasia, 93 between dysplasia and early HCC, and 9 between early and advanced HCC. Using quantitative real-time reverse-transcription PCR, we validated several novel molecular tissue markers for early HCC diagnosis, specifically induction of abnormal spindle-like, microcephaly-associated protein, hyaluronan-mediated motility receptor, primase 1, erythropoietin, and neuregulin 1. In addition, pathway analysis revealed dysregulation of the Notch and Toll-like receptor pathways in cirrhosis, followed by deregulation of several components of the Jak/STAT pathway in early carcinogenesis, then upregulation of genes involved in DNA replication and repair and cell cycle in late cancerous stages. Conclusion: These findings provide a comprehensive molecular portrait of genomic changes in progressive HCV-related HCC. (HEPATOLOGY 2007;45:938–947.)

ABSTRACT Here, we leveraged a large neoadjuvant PD-1 blockade trial in patients with hepatocellular carcinoma (HCC) to search for correlates of response to immune checkpoint blockade (ICB) within T cell-rich tumors. We show that ICB response correlated with the clonal expansion of intratumoral CXCL13 + CH25H + IL-21 + PD-1 + CD4 T helper cells (CXCL13 + Th) and Granzyme K + PD-1 + effector-like CD8 T cells, whereas terminally exhausted CD39 hi TOX hi PD-1 hi CD8 T cells dominated in non-responders. Strikingly, most T cell receptor (TCR) clones that expanded post-treatment were found in pre-treatment biopsies. Notably, PD-1 + TCF-1 + progenitor-like CD8 T cells were present in tumors of responders and non-responders and shared clones mainly with effector-like cells in responders or terminally differentiated cells in non-responders, suggesting that local CD8 T cell differentiation occurs upon ICB. We found that these progenitor CD8 T cells interact with CXCL13 + Th cells within cellular triads around dendritic cells enriched in maturation and regulatory molecules, or “mregDC”. Receptor-ligand analysis revealed unique interactions within these triads that may promote the differentiation of progenitor CD8 T cells into effector-like cells upon ICB. These results suggest that discrete intratumoral niches that include mregDC and CXCL13 + Th cells control the differentiation of tumor-specific progenitor CD8 T cell clones in patients treated with ICB.