【大盤點】胰腺癌的基因和靶向治療

　　NCI 和 SEER 的數據顯示胰腺癌 5 年生存只有 5-6%，大多數患者診斷時都已是進展期，區域性和遠處轉移分別為 27% 和 53%。胰腺癌治療方面最近也沒有突破性進展，含吉西他濱的治療和手術是近 10 余年來的標準治療，無論是用作新輔助還是輔助化療，化療選擇很有限。美國 Frank 博士在 Canlet 雜志上介紹了個體化基因組醫學在胰腺癌治療上的應用。

　　人類基因組計劃（HGP）自 1990 年啟動，于 2003 年提前完成，鑒定了大約 30 億堿基對和大約 24,500 基因，但是直至 2007 年通過 Sanger 測序技術才完成人類基因測序。1 年后科學家采用快速測序 454 技術檢測基因組，花費僅為傳統測序費用的百分之一，歷時 2 個月完成。新的測序技術和巨大的數據信息，促進「個體化基因組醫學」的發展。

　　個體化基因組醫學采用基因組信息提高診斷、指導分子和基因治療選擇，醫師通過檢查高危患者癌癥相關基因變化，如高危患乳腺癌患者檢查 BRCA 基因，來指導診斷與治療。現代技術允許直接芯片分析唾液標本中的 DNA，該技術核心是單核苷酸多態性（SNPs）。SNPs 約占全 DNA 變化的 90%，與免疫組化聯合有助于鑒定惡性疾病中蛋白表達與功能異常，特別適合用胰腺癌。

　　胰腺癌異質性很強，遺傳學標志包括全基因組不穩定性，如突變、易位和插入 / 缺失、非整倍體。全基因組分析顯示，12個核心信號途徑皆有遺傳學變化。最常見遺傳學改變包括 DNA 復制，KRAS、TGF-β、凋亡和細胞周期途徑改變。引起林奇綜合征的 MMR 突變，引起遺傳性乳腺  -卵巢癌的 BRCA 突變，在胰腺癌特別是家族性胰腺癌中約占 5–10%。

　　胰腺腫瘤的遺傳學改變能使得醫師明確：（1）腫瘤對化療、放療或是手術的治療反應；（2）細化治療，如新輔助、輔助和基因治療；（3）有效的藥物使用方法。這些信息在臨床上很重要，可以增加療效、降低毒性、改善患者的生活質量。胰腺癌非常容易出現多藥耐藥，通過基因組學信息可以獲得優化治療的相關信息，還可以預測預后、減少不必要的治療。

　　胰腺癌標本可以通過如下手段獲取：手術活檢、內鏡超聲指引的細針抽吸（EUS-FNA）或循環中的腫瘤細胞（CTCs）。手術切除胰腺癌仍是活檢金標準，而侵襲性較小的方法如EUS-FNA 正在推廣。但是 FNA 抽吸細胞難于在良性胰腺疾病中鑒別惡性損害，如慢性胰腺炎具有胰腺癌的細胞形態特征。

　　CTCs 來自原發或轉移位置的腫瘤，可以由外周血分離獲得，是潛在的胰腺癌標志。最近采用深度測序血清標本中 KRAS 突變情況，Yu 等建立了方便快速的方法檢查 KRAS 突變，敏感性 87.5%，精確性 92.9%，當腫瘤標本無法獲得時這可能是特別有價值的一種檢測方法，因為要改善胰腺癌診斷或早期診斷需要新的分子或遺傳學標志。

　　胰腺癌的基因組學

　　對胰腺癌進展和其遺傳學改變之間的關聯已有很深刻的認識。2008 年 24 例胰腺癌全外顯子組測序顯示，平均 63 個基因改變，多為點突變，KRAS、CDKN2A、TP53 和 SMAD4 基因突變最常見。Biankin 對 142 例 I 或 II 期術前胰腺癌基因組測序，鑒定了 16 個明顯的突變基因，包括 ATM 和 MLL3。其它報告的基因有 BRCA1、PDX-1 和 SLC39A4。胰腺癌中關鍵基因總結見表 1。

表 1 胰腺癌的基因組學

　　KRAS突變存在于 90% 以上的侵襲性胰腺癌，與胰腺上皮內腫瘤（PanINs）進展為胰腺癌有關。KRAS是原癌基因，一旦有點突變活化，就能招募活化生長因子和受體信號，發生惡性轉化；EGFR 具有促進腫瘤細胞生長的作用，是 KRAS 的上游基因。

　　結腸癌中如果 KRAS 活化，則靶向 EGFR 的藥物無效，所以抗 EGFR 治療之前進行遺傳學檢查十分必要。通過糞便標本和實時甲基化特異性多聚酶鏈反應（MSP）檢測 KRAS 可能會成為胰腺癌的一種檢測方法。此外血漿 DNA 測序可能為理解癌癥發生、早期診斷提供新的認識，EUS-FNA 允許醫師活檢胰腺癌以進一步對 KRAS 測序。

　　從 PanINs 發展到胰腺癌的過程中，CDKN2A基因的缺失可以導致腫瘤抑制基因P16表達下調，在 86-95% 的散發胰腺癌中 P16 功能缺失發生在疾病早期。免疫組化顯示淋巴侵犯和缺少P16 表達之間存在明顯的關聯性。P16 能抑制細胞增殖，突變后參與多腫人類癌癥的發生發展。

　　P53在 PanINs 發展到胰腺癌的過程中也經常發生突變，它參與細胞周期捕獲、活化 DNA、啟動凋亡等過程。SMAD4/DPC4 腫瘤抑制基因是晚發事件，它參與 TGF-β介導的細胞生長調節，其缺失經常發生于轉移性疾病，降低總生存（OS）。

　　BRCA1/2是 PanINs 發展到胰腺癌過程中的晚期事件，它參與 DNA 修復。體外數據顯示 BRCA2 有缺陷的人類胰腺癌細胞株對DNA 損害高敏感，如 PARP 抑制劑。PARP 家族，特別是 PARP1 和 2 與 DNA 單鏈修復密切相關，所以 PARP 抑制劑對 BRCA1/2 有缺陷的細胞有殺傷作用。

　　PDX1 控制胰腺的胚胎期發育，存在于正常成熟胰腺的β細胞中，在部分胰腺切除后和胰腺炎時 PDX1 可在導管細胞內重新表達，大約 90% 胰腺癌是導管腺癌，所以胰腺癌干細胞可能位于胰腺導管并表達 PDX1，在惡性轉化中發揮作用。PDX1主要在腫瘤浸潤邊緣和轉移淋巴結中表達，與 TNM分級、細胞增殖和降低生存有關。

　　ZIP4 是新的胰腺癌分子標志，它可以將鋅轉運入細胞，而 ZNT 家族則可將鋅導出細胞。鋅是許多酶的輔助因子，對高代謝和快速分裂的細胞很重要，如癌細胞。ZIP4 在大多數胰腺腫瘤中過度表達，可能與胰腺腫瘤進展相關。小鼠模型顯示 ZIP4 沉默降低腫瘤生長，過度表達促進腫瘤生長和轉移。

　　對 42 例胰腺癌組織采用 Sanger 測序，發現了 ZIP4 的變化，并鑒定了幾處 SLC39A4 的 SNP，部分 SNP 位于蛋白異構體 1 的啟動子區域，可能會改變 ZIP4 表達。另只有一例胰腺癌組織存在蛋白異構體 1 密碼子 459 和蛋白異構體 2 密碼子 484 錯義突變，由于發生頻度低，可能是背景突變，還有幾例腫瘤組織存在雜合性缺失（LOH）。

　　ZIP4 基因的錯義片段可能會降低細胞對負性調節的反應，但需要功能分析證實這一假說；每個 SNP 也都需要進一步研究，確立其與蛋白功能的相關性。上述結果表明 SLC39A4 在胰腺腫瘤中突變并不明顯，ZIP4 野生型的過度表達可能有助于胰腺癌生長。

　　EUS-FNA 對評估胰腺癌是一項非常有前景的技術，這種技術侵襲性小，無需浪費大量資源，為遺傳學和免疫組化檢測提供標本。胰腺癌突變發生很快，迅速產生治療拮抗，而 EUS-FNA 可以實時提供標本進行遺傳學改變研究。聯合 FNA 和遺傳學檢查可能會成為早期檢測胰腺癌、優化治療的有前景的方法。

　　胰腺癌的藥物基因組學

　　遺傳學影響藥物治療的相關知識有助于改善個體化治療的有效性。1997 年吉西他濱作為標準治療，同 5 -氟脲嘧啶相比，可以改善疼痛控制和 OS。吉西他濱是胞嘧啶的類似物和前藥，在體內轉化為活性代謝物，阻止 DNA 合成，但這種相互作用卻可以因為 RECQL 基因的多態性而被打斷，RECQL 基因編碼 DNA 解螺旋酶，

　　吉西他濱進行活化代謝時必需穿過細胞膜并磷酸化，這個過程由 hENT 和 hCNT 核苷酸轉運子完成。胰腺導管腺癌吉西他濱治療后采用免疫組化方法檢查，具有可檢測和不可檢測的 hENT1 者，中位生存時間分別為 13 個月和 4 個月，而且 hENT1 蛋白表達與輔助性吉西他濱治療患者的 OS 和無病生存明顯相關。

　　低水平 hENT1 的患者可能不會獲益于吉西他濱治療，但是吉西他濱 5′ -反式油酸，也稱作CO-1.01，可能是例外，該藥是吉西他濱的脂肪酸衍生物，不需要 hENT1 轉運其通過細胞膜。一項 II 期試驗比較低表達 hENT1 患者對吉西他濱與 CO-1.01 的治療反應，研究正在進行中。

　　明確胰腺癌患者 hENT1 基因序列在臨床上很有意義，因為一些亞組患者可能對吉西他濱更敏感，只要較低劑量治療即可。鑒定 hENT1 啟動子或外顯子區域的突變可能會明確 hENT1 蛋白表達水平或功能狀態的變化，并據此調整藥物治療劑量。CO-1.01 可以作為治療的另一種選擇。

　　吉西他濱的代謝能影響其治療有效性，脫氧胞嘧啶激酶 (DCK) 和胞嘧啶核苷脫氨酶 (CDA) 影響治療有效性，因為 DCK 使吉西他濱磷酸化為活性形式，CDA 則將吉西他濱代謝為無活性形式。

　　研究發現 DCK 低和高的胰腺癌患者 OS 分別為 14.6 和 21.7 個月，但 DCK 低者較高者至少年長 10 歲，說明年齡相關甲基化和表觀因素可能會影響 DCK 水平。對人類胰腺癌細胞株評估，發現 DCK 的 AG 基因型對吉西他濱敏感性超過 GG 基因型，說明 SNP 可以預測吉西他濱有效性。一項 CDA 研究發現患者具有純合CDA*3 時 CDA 活性特別低，吉西他濱治療產生嚴重毒性。

　　FOLFIRINOX 聯合 5-FU、伊立替康、亞葉酸和奧沙利鉑是胰腺癌治療的一大進展，同單藥吉西他濱相比，增加 IV 期疾病 OS 4.3 個月，但同時毒性也明顯增加。FOLFIRINOX 方案中包含 5-FU，5-FU 的代謝機制可能會影響個體化治療。

　　二氫嘧啶脫氫酶（DPD）是負責 5-FU 代謝的關鍵酶，一項研究中包括 II 期及以上胰腺癌，研究 DPD 表達與 5-FU 肝臟灌注化療間的關系及 OS，結果顯示術后 5-FU 治療患者，DPD 水平低者較高者有生存獲益。另有研究納入 171 例患者，二處 DPD 的 SNPs，IVS14+1 G>A 和 2946 A>T 與 5-FU 早期治療毒性明顯相關。總之基因組檢查可預測毒性、確定精準的有效化療劑量。

　　藥物運輸的藥物基因組學

　　胰腺腫瘤藥物輸送屏障包括過多的纖維組織和致密的基質，后者主要由分泌的酸性蛋白和富于半胱氨酸（SPARC）造成，SPARC 有多種功能，包括促進傷口愈合；通過調節基質沉積和轉換、細胞粘附以及細胞外信號來介導細胞和微環境間的相互作用；還可抑制血管生成，參與上皮  -間充質轉化（EMT），誘導形態學變化丟失粘附特性。

　　SPARC在胰腺癌細胞株中可能是腫瘤抑制基因，因為 shRNA 抑制內源性 SPARC 能促進細胞生長，外源性 SPARC 抑制細胞生長和遷移。鄰近原發胰腺腫瘤的基質纖維細胞表達高水平 SPARC，可能參與結締組織形成、降低血管密度和細胞侵襲。SPARC 在鄰近纖維細胞的表達通過腫瘤  -基質相互作用調節，也可能通過旁分泌調節，可能是為了控制侵襲性腫瘤生長而作出的反應。

　　探索 SPARC 在胰腺癌中的作用可能會改善胰腺癌治療模式。從正常組織到慢性胰腺炎組織，到非惡性組織，直至胰腺癌，SPARC 基因甲基化（TRR）程度持續增高，已發現二個相對過度甲基化波峰，CpG 區域 1 和 CpG 區域 2。

　　正常胰腺中 CpG 區域 1 經常甲基化，而 CpG 區域 2 則極少甲基化，但在鄰近胰腺癌的非惡性組織中CpG 區域 2 的甲基化水平明顯高于正常胰腺組織，而且高 CpG 區域 2 甲基化與大腫瘤、煙草、飲酒、慢性胰腺炎相關，所以有可能成為早期診斷胰腺腫瘤的標志。

　　另一個 SPARC 的檢測方法是 FNA 活檢，進行組織 mRNA 分析，這個方法很重要，因為不是所有的 FNA 標本都足夠大、適合免疫組化檢查。有研究發現SPARC mRNA 高水平表達是明顯的胰腺癌獨立預后標志，低水平SPARC mRNA 的胰腺癌 5 年生存率為 20.24%，而高水平 SPARC mRNA 的患者 5 年生存率為 0。

　　以往的研究探討了 SPARC 在運輸藥物中的作用，并比較了白蛋白紫杉醇聯合吉西他濱與單藥吉西他濱的療效，結果顯示白蛋白紫杉醇能增加腫瘤內吉西他濱的濃度，減少腫瘤周圍纖維間質，這意味著白蛋白紫杉醇可能靶向基質 SPARC 并允許化療藥物運輸進入腫瘤。SPARC 對胰腺癌的作用仍不清楚，需要進一步研究其靶向胰腺癌治療的潛能。

　　抑制 SPARC 表達可能會阻止胰腺癌通過 p53 誘導的核蛋白 1（TP53INP1）進行的侵襲，TP53INP1 能上調 p53 并在體外減低細胞遷移。胰腺癌中它的表達缺失，而恢復表達后則可抑制胰腺腫瘤發展，胰腺癌細胞顯示TP53INP1 表達缺失者具有高度轉移性。

　　正常胰腺中 miR-155 很低，允許 TP53INP1 抑制 SPARC 表達，并減少細胞遷移。在 PanIN l 損害中，高水平 miR-155 能下調 TP53INP1 并上調 SPARC，增加細胞遷移。胰腺癌中 miR-155 水平很高，TP53INP1 完全阻滯，同時 SPARC 啟動子過度甲基化，但胰腺癌細胞遷移能力仍有增加，是因為基質細胞過表達 SPARC。

　　其它與胰腺癌有關的幾個基因如SLC39A4和PDX1等，有促進胰腺癌生長的作用。胰腺癌中 ZIP4 在復雜的信號網絡中發揮作用，如 miRNAs、細胞因子和鋅依賴轉錄因子，小鼠胰腺癌模型中通過 RNA 干擾下調 ZIP4 發揮腫瘤抑制作用，靶向這些下游效應子的治療可能會成為新的有效治療胰腺癌的方法。

　　PDX1 也顯示出治療胰腺癌、胰島瘤和胰島惡性腫瘤的作用。特殊設計的 RNA 干擾效應子平臺，是具有生物功能的 shRNAPDX-1 脂質體復合物，能迅速降低小鼠胰腺癌異種移植模型的腫瘤容積、增加生存。需要進一步明確，根據胰腺癌中 ZIP4 和 PDX-1 的改變進行的靶向治療的安全性和有效性。

　　總結

　　基因組測序具有改善胰腺癌診斷與治療的巨大潛能。近期遺傳學研究明確了一些胰腺癌新的標志和治療靶點，但是現有檢查方法實踐性不強。由于胰腺癌遠期預后差，鑒定其遺傳學改變的需求非常迫切，發現新的胰腺癌遺傳學改變對改善胰腺癌的診斷、藥物劑量的精確性及發現新的治療手段非常有幫助。