肝癌的突变图谱和分子分型显示，肝癌存在多个高频突变基因，主要在端粒维持、细胞周期控制、WNT-β连环蛋白、染色质修饰、受体酪氨酸激酶（RTK）-RAS-PI3K及氧化应激等信号通路中富集，潜在可靶向的变异占所有肝癌的20-28%。
肝癌的免疫分型显示，可根据肿瘤浸润免疫细胞的存在及状态分为免疫型（Immuneclass）、非免疫型（Immuneexcluded class）和免疫中间型（Immuneintermediate class）。其中免疫型存在高免疫细胞浸润，根据免疫细胞是否激活又可分为免疫激活型（ActiveImmune）和免疫衰竭型（ExhaustedImmune）。肝癌的免疫分型分子标志物有IFNγ、CTNNB1突变等。
目前肝癌的一线靶向疗法包括索拉非尼和乐伐替尼，二线治疗主要包括已获批的瑞戈非尼、和纳武利尤单抗，以及临床试验表明效果较好的卡博替尼和雷莫芦单抗。由于肝癌的肿瘤新生血管丰富，抗新生血管类药物的疗效相对较好。然而，目前并没有较好的筛选索拉非尼、仑伐替尼等抗新生血管生成药物获益患者的biomarker，其中一个解释是以上药物均为多靶点抑制剂，单个靶点等检测很难代表整体的靶向情况。同时，肝癌的PD-1/PD-L1免疫治疗中，免疫组化检测的PD-L1蛋白表达也与临床获益不相关。
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