胰腺癌分子分型及其潛在臨床應(yīng)用

鄧艷 周婷 吳佳隆 楊丹丹 張小明

醫(yī)學(xué)影像四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，南充 637000

【提要】 胰腺癌惡性程度高、預(yù)后差、發(fā)病率逐年上升。由于胰腺癌異質(zhì)性的存在，一系列研究對(duì)胰腺癌進(jìn)行了分子分型，以期能夠?yàn)橐认侔┑呐R床治療和預(yù)后提供更精準(zhǔn)的幫助。本文就近年來(lái)胰腺癌分子分型、不同亞型的治療及預(yù)后進(jìn)行綜述。

胰腺癌是一種惡性程度極高的消化道腫瘤，手術(shù)切除并輔助化療是目前唯一可能治愈的方式，然而進(jìn)展期胰腺癌由于發(fā)現(xiàn)時(shí)已有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，往往失去了手術(shù)時(shí)機(jī)。目前，美國(guó)癌癥聯(lián)合會(huì)(American Joint Committee on Cancer, AJCC)的TNM分期是臨床上用來(lái)指導(dǎo)胰腺癌治療及評(píng)價(jià)胰腺癌患者術(shù)后生存率的唯一指標(biāo)。但是由于腫瘤存在異質(zhì)性，根據(jù)這種臨床病理特征指導(dǎo)治療使得胰腺癌患者預(yù)后差異較大。腫瘤異質(zhì)性導(dǎo)致從單個(gè)腫瘤樣本中提取的基因組被低估，是個(gè)體化治療和生物標(biāo)記發(fā)展技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)[1]。傳統(tǒng)的以吉西他濱或氟尿嘧啶等藥物為基礎(chǔ)的化療雖有延長(zhǎng)患者生存期的效果，但因?yàn)橐认侔┊愘|(zhì)性而獲益不理想。在肺癌和乳腺癌中，根據(jù)腫瘤分子亞型使用藥物靶向治療能夠改善治療效果并能提高患者的生存期[2-3]，這為腫瘤的精準(zhǔn)醫(yī)療提供了依據(jù)。因此胰腺癌的分子分型將為臨床上個(gè)體化精準(zhǔn)靶向治療胰腺癌患者帶來(lái)新的希望。

一、胰腺癌分子分型及其生物學(xué)特點(diǎn)

近年來(lái)隨著DNA、RNA等測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)胰腺癌的基因表達(dá)對(duì)胰腺癌的分子分型研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。Collisson等[4]通過(guò)選取來(lái)自不同研究的胰腺癌樣本以及人和小鼠胰腺癌細(xì)胞系進(jìn)行綜合轉(zhuǎn)錄分析，從而根據(jù)特定的基因表達(dá)將胰腺癌分為經(jīng)典型、類間充質(zhì)型和外分泌樣型。經(jīng)典型中相關(guān)黏附基因、上皮細(xì)胞相關(guān)基因(GATA6、KRAS)高表達(dá)；類間充質(zhì)型中間充質(zhì)相關(guān)基因(TWIST1、 HK2、CAV1)高表達(dá)；外分泌樣型中消化酶基因高表達(dá)。

胰腺癌為富間質(zhì)腫瘤，根據(jù)存在間質(zhì)成分致密程度可將其分為腫瘤內(nèi)和腫瘤間異質(zhì)性[5]。化療中這些間質(zhì)成分將限制化療藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，對(duì)腫瘤化療起抵抗作用，同時(shí)使腫瘤的基因分析產(chǎn)生局限性。Moffitt等[5]通過(guò)對(duì)145例原發(fā)性胰腺癌、61例轉(zhuǎn)移性胰腺癌、17株胰腺癌細(xì)胞系、46例正常胰腺組織和88例鄰近腫瘤的胰腺正常組織的基因進(jìn)行分析，從腫瘤間質(zhì)中提取了48個(gè)與胰腺癌發(fā)生相關(guān)的基因，將胰腺癌分成了正常型和活躍型；基于腫瘤上皮組織篩選了50個(gè)與胰腺癌發(fā)生相關(guān)的基因，并將其分成經(jīng)典型和基底樣型。根據(jù)生物信息分析得出，活躍型高表達(dá)巨噬細(xì)胞整合素因子(ITGAM)、趨化因子配體(CCL13、CCL18)、分泌蛋白(SPARC)、WNT通路(WNT2、WNT5A)、明膠酶B(MMP9)和基質(zhì)溶素3(MMP11)基因；正常型中平滑肌肌動(dòng)蛋白、波形蛋白和結(jié)蛋白相關(guān)基因(ACTA2)高表達(dá)；經(jīng)典型與Collisson等[4]報(bào)道的經(jīng)典型高表達(dá)基因幾乎相同；基底樣型中粘蛋白和角蛋白基因高表達(dá)。

Bailey等[6]對(duì)456例胰腺癌樣本進(jìn)行全基因測(cè)序分析，確定了與胰腺癌發(fā)生密切相關(guān)的32個(gè)突變基因及與突變相關(guān)的10條信號(hào)通路，即KRAS、TGF-β、WNT、NOTCH、ROBO/SLIT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、G1/S轉(zhuǎn)化、SWI-SNF、染色質(zhì)修飾、DNA修復(fù)和RNA加工通路，將胰腺癌分成了鱗型、胰腺祖細(xì)胞型、免疫原型和內(nèi)外分泌異常分化型。鱗型中TP53和KDM6A基因突變率高，該亞型突變基因涉及了炎癥、缺氧反應(yīng)、代謝重編程、TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、MYC通路激活，TP63ΔN及其靶基因在該型表達(dá)上調(diào)。在胰腺癌早期胚胎發(fā)生過(guò)程中起重要作用的基因(PDX1、MNX1、HNF4G、HNF4A、HNF1B、HNF1A、FOXA2、FOXA3和HES1)在胰腺祖細(xì)胞型中高表達(dá)，此外該亞型富集TGFBR2基因的失活突變。內(nèi)外分泌異常分化型突變基因主要涉及胰腺內(nèi)外分泌功能相關(guān)基因(NR5A2、MIST1、RBPJL、INS、NEUROD1和MAFA)。免疫原型涉及與B細(xì)胞功能有關(guān)的畸變、抗原呈遞、CD4和CD8抗體陽(yáng)性的T細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、Toll樣受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因及CTLA4、PD1的突變。

通過(guò)對(duì)不同分型的比較，發(fā)現(xiàn)Collisson分析的62個(gè)腫瘤細(xì)胞基因中有37個(gè)、Moffitt分析的50個(gè)腫瘤細(xì)胞基因中有32個(gè)包含在Bailey分析的707個(gè)腫瘤細(xì)胞基因中。Collisson有8個(gè)基因包含在Moffitt腫瘤細(xì)胞基因中[7]。無(wú)論是Collisson還是Bailey分析的基因與Moffitt分析的基質(zhì)基因幾乎沒(méi)有交叉。研究者將不同分類亞型與臨床病理資料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Moffitt腫瘤分類與患者年齡和腫瘤病理類型相關(guān)，Moffitt基質(zhì)分型及Collisson、Bailey分型與腫瘤大小相關(guān)。這些分型均與腫瘤病理級(jí)別相關(guān)，可能是腺體細(xì)胞分化、有絲分裂指數(shù)和核不典型這些與腫瘤分子特征相關(guān)因素造成的，腫瘤病理分級(jí)對(duì)患者預(yù)后有較大影響。

二、胰腺癌分子分型與治療

吉西他濱作為胰腺癌患者的一線化療藥物，研究證實(shí)類間充質(zhì)型對(duì)吉西他濱化療更敏感，而經(jīng)典型對(duì)厄洛替尼效果更好[6]。不同分子亞型的胰腺癌對(duì)吉西他濱、奧沙利鉑、多西他賽、5-FU、SN-38等化療藥物有不同的敏感性，通過(guò)轉(zhuǎn)錄分析得出，鱗型、類間充質(zhì)型、基質(zhì)活躍型比內(nèi)外分泌異常分化型和Collisson與Moffitt中的經(jīng)典型對(duì)吉西他濱更具有抵抗作用。鱗型、類間充質(zhì)型、基底樣型對(duì)奧沙利鉑和5-FU更敏感。胰腺祖細(xì)胞型、經(jīng)典型和鱗型對(duì)多西他賽具有抵抗作用。胰腺祖細(xì)胞型、外分泌樣型及Moffitt中的經(jīng)典型對(duì)SN-38具有抵抗作用。基質(zhì)分型中的正常型和活躍型對(duì)上述化療藥物的敏感性沒(méi)有表現(xiàn)出差異[8]。免疫組織化學(xué)標(biāo)記物使得現(xiàn)已經(jīng)明確的分子分型能夠更有效地用于臨床實(shí)踐。研究證實(shí)具有KRT81陽(yáng)性標(biāo)記的亞型如類間充質(zhì)型、基底樣型和鱗型對(duì)FOLFIRINOX化療方案(奧沙利鉑+伊立替康+氟尿嘧啶+亞葉酸鈣)效果不敏感，然而HNF1A陽(yáng)性的亞型如經(jīng)典型、外分泌樣型和內(nèi)外分泌異常分化型對(duì)FOLFIRINOX化療方案比吉西他濱的治療效果更優(yōu)[9]。MYC基因與胰腺癌細(xì)胞增殖、分化和代謝相關(guān)，高表達(dá)MYC的患者比低表達(dá)MYC的患者對(duì)溴結(jié)構(gòu)域抑制劑更敏感[10]。通過(guò)對(duì)不同亞型基因表達(dá)分析得出鱗型、類間充質(zhì)型和基底樣型中MYC高表達(dá)，意味著這些亞型可能比內(nèi)外分泌異常分化型、外分泌樣型和經(jīng)典型這些MYC表達(dá)較低的亞型對(duì)溴結(jié)構(gòu)域抑制劑更敏感。近來(lái)研究者提出達(dá)沙替尼(靶向SRC原癌基因)、匹馬塞匹(靶向絲裂原活化蛋白激酶激酶1/2)聯(lián)合吉西他濱對(duì)胰腺癌鱗型的效果更優(yōu)[11]。不同亞型的胰腺癌對(duì)不同化療藥物的敏感性不同，這對(duì)個(gè)體化治療有較好的臨床指導(dǎo)意義。

免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用正在改變目前的治療模式，阻斷免疫檢測(cè)點(diǎn)可以加強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。抗程序性細(xì)胞死亡蛋白-1(PD1)和其配體-1(PDL1)在黑色素瘤及腎癌、肺癌、前列腺癌和膀胱癌治療中取得一定進(jìn)展[12-14]，而單用免疫檢測(cè)點(diǎn)抑制劑對(duì)胰腺癌的治療效果不佳，可能與胰腺癌含豐富基質(zhì)有關(guān)。胰腺癌基質(zhì)通過(guò)限制血液流向血管、阻止藥物輸送和阻斷免疫反應(yīng)，在抵抗腫瘤治療中發(fā)揮重要作用。研究表明，胰腺癌腫瘤基質(zhì)在調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著重要作用[15-17]，因此只針對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向治療效果欠佳，聯(lián)合腫瘤基質(zhì)治療或許能夠提高化療效果，減輕患者的免疫抑制。幾種基質(zhì)靶向藥物正在進(jìn)入臨床發(fā)展階段，其中納米紫杉醇臨床前景較大，研究數(shù)據(jù)表明納米紫杉醇和吉西他濱的聯(lián)合化療可以改善患者總體生存率[18-19]。靶向基質(zhì)藥物的使用是成功實(shí)施免疫治療所必需的[20]，這為胰腺癌治療研究奠定了重要基礎(chǔ)。

三、胰腺癌不同亞型及預(yù)后

研究證明，分子亞型是影響胰腺癌預(yù)后的因素，胰腺癌不同分子亞型的預(yù)后不同。Collisson分型中經(jīng)典型的預(yù)后最好，類間充質(zhì)型預(yù)后最差[4]，但這種分型預(yù)測(cè)胰腺癌預(yù)后價(jià)值不高[7]。Moffitt分型中基質(zhì)活躍型比正常型的預(yù)后差，腫瘤基底樣型比經(jīng)典型的預(yù)后差[5]。研究證實(shí)，腫瘤亞型和基質(zhì)亞型的預(yù)后是可以疊加的，腫瘤細(xì)胞經(jīng)典型和正常基質(zhì)型患者的預(yù)后最好，腫瘤基底樣型和基質(zhì)活躍型患者的預(yù)后最差[5]。Bailey分型中鱗型的預(yù)后最差[6]。經(jīng)過(guò)多因素分析，目前Bailey分型對(duì)評(píng)價(jià)胰腺癌預(yù)后的意義最顯著，而Collison分型評(píng)價(jià)預(yù)后的效果不佳[7]。由于腫瘤異質(zhì)性，根據(jù)AJCC的TNM指導(dǎo)胰腺癌治療預(yù)后差異較大，基因表達(dá)位點(diǎn)的檢測(cè)可能有助于預(yù)測(cè)胰腺癌患者的預(yù)后。基因表達(dá)譜分析是識(shí)別早期腫瘤預(yù)后標(biāo)志較有前景且較為成功的高通量分子檢測(cè)方法。在胰腺癌中發(fā)現(xiàn)的一些和預(yù)后相關(guān)的基因位點(diǎn)[4,6,21]，例如KRAS、CDKN2A/P16、SMAD4和TP53等，但需要進(jìn)一步證實(shí)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了25個(gè)基因與胰腺癌患者術(shù)后的總體生存率相關(guān)[22]。對(duì)短期生存組(術(shù)后生存時(shí)間短于1年)的胰腺癌患者的樣本基因分析發(fā)現(xiàn)GPR87、KRT13、RAC2、NAMPT、C16orf74、DHRS9、HIST2H2BF、TREM2、ZDHHC20、ADGRG6、APBB1IP和CD180表達(dá)上調(diào)，EGR3、EPHA7、MACROD2、RASGEF1A、SYNM、S100A1、WNK2、RAMP2、SOCS2、COL28A1、B4GALT6、PLCB4和 MTURN表達(dá)降低。分析相關(guān)基因的突變通路發(fā)現(xiàn)預(yù)后差的基因涉及轉(zhuǎn)移、局部炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖通路，預(yù)后好的基因涉及胰腺代謝和突觸連接通路。

總之，不同亞型胰腺癌具有不同的生物學(xué)特征、治療方法和預(yù)后，因此鑒定胰腺癌不同的亞型為實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療和管理提供了依據(jù)，為未來(lái)藥物的開發(fā)、臨床治療決策及預(yù)后進(jìn)展帶來(lái)了新的希望，為精準(zhǔn)化的個(gè)體治療奠定了基礎(chǔ)，但這些復(fù)雜的分子分型如何能夠用更簡(jiǎn)單、有效和可重復(fù)的方法分析，同時(shí)高效地應(yīng)用于臨床治療，是接下來(lái)奮斗的目標(biāo)。

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