致病性胚系突變在胰腺癌中的研究進展

汪展輝 馬小雨 邵成浩

1海軍軍醫大學第二附屬醫院普外四科，上海 200003；2海軍軍醫大學第二附屬醫院骨腫瘤科，上海 200003

【提要】 BRCA1、BRCA2、ATM和MSH等基因的致病性胚系突變(PGAs)與胰腺癌的發生發展密切相關。PGAs的胰腺癌患者主要依靠胚系基因檢測協助診斷。BRCA 1、BRCA2、ATM等基因突變的患者對鉑類化療和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑治療更加敏感，而錯配修復(MMR)相關基因突變的患者更能受益于免疫檢查點抑制劑。本文對目前主要的PGAs類型和相應的檢測及治療手段進行綜述。

胰腺癌發病隱匿，進展迅速，超過80%的胰腺癌患者在確診時已經喪失根治性手術的機會，這意味著化療是大多數胰腺癌患者的主要治療方法[1]，然而化療效果并不理想。大約10%的胰腺癌患者伴有致病性胚系突變(pathogenic germline alterations，PGAs)[2]，這部分患者更有可能從靶向治療中受益。越來越多的證據表明胚系基因檢測對于胰腺癌患者具有協助診斷和指導進一步治療的價值[3-5]，本文對目前主要的PGAs類型和相應的檢測及治療手段進行綜述。

一、胰腺癌相關的PGAs

胚系突變是指在個體胚胎發育期已經攜帶的變異(源于父母生殖細胞中產生的突變)[6]，其中能使某些疾病患病風險提高的變異即PGAs。目前已發現的胰腺癌相關的PGAs基因主要有BRCA 1、BRCA 2、PALB 2、ATM、CDKN2A、MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2、EPCAM、STK 11、SPINK 1、PRSS 1和CFTR等[7]。這類基因發生胚系突變主要與某些遺傳性癌癥綜合征的發生密切相關，同時也增加了胰腺癌的患病風險。

1．同源重組修復相關基因：同源重組修復(homologous recombination repair，HRR)是DNA損傷修復的一種重要方式，主要利用姐妹染色單體作為模板，修復DNA末端斷裂的基因組序列。HRR相關基因發生突變容易導致同源重組修復缺陷(homologous recombination deficiency，HRD)，增加癌癥發生的風險。

BRCA基因在HRR中起重要作用，BRCA 1、BRCA2胚系突變可導致HRD，以致發生乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌以及前列腺癌的風險增加[8]。BRCA 1、BRCA2是胰腺癌中最常見的胚系突變基因，4%～7%的胰腺癌患者具有BRCA 1、BRCA2胚系突變。此外，有研究發現BRCA 1、BRCA2體細胞突變也與胰腺癌的患病風險相關，約2%的胰腺癌患者伴有BRCA 1、BRCA2體細胞突變[9]。PALB 2是BRCA 2的配對和定位基因，協同BRCA 2參與HRR作用，PALB 2胚系突變同樣會導致HRD，增加患者發生胰腺癌的風險[10]。

ATM為共濟失調毛細血管擴張突變基因，在細胞周期調控、DNA損傷應答(DNA-damage response,DDR)和HRR中發揮重要的調控作用。ATM胚系突變增加了對各種癌癥的易感性，主要與白血病和淋巴瘤的風險增加相關，約5%的遺傳性胰腺癌患者攜帶該基因的胚系突變[11]。

除此之外，BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC等基因也參與HRR作用，并且在胰腺癌患者中也檢測到了相應的胚系突變[7]。

2．錯配修復相關基因：錯配修復(mismatch repair, MMR)基因主要包括MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2，在正常細胞和癌細胞DNA復制和基因重組過程中對識別和修復錯配堿基起著重要作用[12]。MMR基因和EPCAM基因的胚系突變往往引起錯配修復缺陷(mismatch repair deficiency, dMMR)，從而導致微衛星不穩定(microsatellite instability，MSI)，增加林奇綜合征和胰腺癌的患病風險[13]。

3．其他基因：CDKN2A為細胞周期依賴性激酶抑制基因，是一種重要的抑癌基因，通過抑制cyclinD-CDK4和cyclinD-CDK6復合物啟動G1/S期轉變，調節細胞周期進程。CDKN2A胚系突變主要與黑色素瘤的風險增加有關，同時也增加了胰腺癌的患病風險[14]。

STK 11是一種抑癌基因，該基因的胚系突變與常染色體顯性遺傳病黑斑息肉綜合征(Peutz-Jeghers syndrome，PJS)密切相關，并易患胃腸道息肉病，增加乳腺癌、胃腸道腫瘤及卵巢癌的風險。PJS患者發生胰腺癌的風險也顯著提高[15]。

SPINK 1、PRSS 1、CFTR胚系突變雖然不是胰腺癌的直接影響因素，但也和胰腺癌有一定的關聯，主要與慢性胰腺炎的發生密切相關，增加患者發生胰腺癌的風險[7]。

二、PGAs的檢測技術

胚系基因檢測是確定患者是否伴有PGAs的主要手段，需要對受試者的外周血(主要方式)、口腔黏膜或唾液等取樣進行檢測。具有胰腺癌、乳腺癌和卵巢癌家族史或患有遺傳性癌癥綜合征是需要進行胚系基因檢測的主要指征，然而有研究發現約42%不具有相關檢測指征的胰腺癌患者也能檢測出PGAs[3]。目前，美國國家綜合癌癥網絡(NCCN)指南和美國臨床腫瘤學會建議對所有新診斷的胰腺癌患者進行胚系基因檢測。近年來，基因檢測技術在不斷發展，在PGAs方面的應用主要有以下幾種方法。

1．Sanger測序法：Sanger測序法是指1977年Sanger等發明的雙脫氧鏈終止法，可得到序列的直接信息，測序讀長可達1 000 bp，且堿基讀取準確率高達99.99%，目前仍是基因檢測的金標準，也是方法學比較和家系內部驗證的主要手段。Sanger測序法最大的優勢是準確，但其成本較高，通量低，測序耗時長。

2．高通量測序技術：高通量測序技術(next generation sequencing, NGS)也稱二代測序技術，采用邊合成邊測序的基本原理，可以同時將幾十萬到幾百萬條DNA分子進行測序，使得對一個物種的轉錄組測序或基因組深度測序變得方便易行。與Sanger測序法相比，NGS具有通量高、測序速度快、成本低等優勢，是迄今為止應用最為廣泛的測序技術。基于高通量測序技術的多基因面板能夠在較短時間內同時檢測多個基因，已經成為檢測遺傳性癌癥風險基因的主要方式。有研究根據MCCN指南建議及相關文獻，設計檢測范圍相對全面的多基因面板，用于檢測已發現的和潛在的胰腺癌易感基因[16-18]。

3．高分辨率熔解曲線技術：高分辨率熔解曲線技術(high resolution melting, HRM) 建立在實時熒光定量PCR基礎上，通過提高解鏈溫度來檢測變性雙鏈DNA中的熒光強度變化，再通過解鏈圖區分出野生型和突變型，可用于單堿基序列變異和未知突變的發現[19]。該技術具有高通量、高靈敏度、自動化程度高、成本低等優勢，但對PCR產物的質量要求較高。隨著HRM檢測儀器、DNA飽和染料及HRM分析軟件的進一步開發，HRM的應用也日趨廣泛。

三、PGAs胰腺癌的治療

1．鉑類化療：目前胰腺癌的一線鉑類化療方案主要有FOLFIRINOX(奧沙利鉑、伊立替康、亞葉酸鈣、氟尿嘧啶)以及順鉑聯合吉西他濱。鉑類藥物發揮抗腫瘤作用機制的主要途徑是通過與DNA形成加合物，限制DNA的解旋從而抑制DNA的復制[20]。Wattenberg等[5]已經證明鉑類化療可以提高BRCA 1、BRCA 2或PALB 2胚系突變的晚期胰腺癌患者的總體生存率。這類基因的胚系突變會導致HRD，由于不能有效地修復損傷的DNA，攜帶HRD的腫瘤對鉑類藥物更加敏感。除了BRCA 1、BRCA 2和PALB 2，ATM、BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC發生胚系突變的胰腺癌患者同樣能夠受益于鉑類化療[2]。也有研究發現，BRCA 1、BRCA 2體細胞突變的胰腺癌患者也能受益于一線鉑類化療[9,21-22]。

2．聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)抑制劑：協同致死效應這一概念起源于果蠅模型系統的研究，是指單一基因的缺陷不會對細胞產生殺傷作用，但兩種或多種基因同時缺陷可以殺傷細胞。后來這一概念被引申和應用到腫瘤研究領域，促使研究人員確定某一主要突變基因的協同致死基因是否存在，或通過某些條件(如缺氧、代謝變化或DNA損傷藥物的應用等)達成協同致死效應[23]。2005年，Bryant等[24]首先發現了乳腺癌和其他癌癥中的BRCA 1、BRCA 2突變與PARP抑制劑之間的協同致死效應，為腫瘤治療提供了一種新手段。PARP是一種DNA修復酶，在DNA修復通路中起關鍵作用。正常情況下抑制腫瘤細胞中PARP的活性，可以導致其單鏈DNA斷裂的積聚；但腫瘤細胞內存在其他修復系統，如BRCA 1、BRCA 2所介導的同源重組途徑，可以修復DNA損傷、維持染色體的穩定。因此，抑癌基因BRCA 1、BRCA 2缺陷或突變的癌細胞對PARP抑制劑的敏感性是正常細胞的1 000倍，這使得PARP抑制劑成為BRCA 1、BRCA 2缺陷相關胰腺癌的特效藥物[25]。與鉑類化療相似，BRCA 1、BRCA2體細胞突變的胰腺癌患者同樣受益于PARP抑制劑[4,9,21]。

目前已研發的用于臨床的PARP抑制劑主要有奧拉帕尼(olaparib)、尼拉帕尼(niraparib)、魯卡帕尼(rucaparib)、維利帕尼(veliparib)、塔拉唑巴(talazoparib)等，并且有30多項PARP抑制劑治療胰腺癌的臨床試驗正在進行[23]。最近報道的POLO實驗[8]評估了奧拉帕尼作為維持療法在BRCA 1、BRCA 2胚系突變的轉移性胰腺癌患者中的療效：將經過了4個月一線鉑類化療且病情穩定的患者分為奧拉帕尼治療組與安慰劑組，繼續接受維持治療，結果顯示奧拉帕尼治療組患者中位無進展生存期明顯延長(7.4個月比3.4個月)，總體反應率顯著上升(23.1%比11.5%)，中位應答持續時間增加6倍以上(24.9個月比3.7個月)。這項研究證明了以PARP抑制劑為代表的靶向治療對PGAs胰腺癌具有顯著的治療效果。PALB 2、ATM、BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC等胚系突變也會導致HRD；根據協同致死效應，具有相關突變的胰腺癌患者也很可能受益于PARP抑制劑，該領域還需要進一步研究。

3．免疫檢查點抑制劑：近幾年來，免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors，ICIs)在腫瘤治療領域發展迅速，目前已上市的藥物主要有PD-1單抗、PD-L1單抗以及CTLA-4單抗。免疫檢查點分子是起到免疫抑制作用的調節分子，在生理條件下對維持自身耐受、防止自身免疫反應至關重要；而腫瘤細胞能利用這一抑制效應來逃避免疫反應。ICIs通過抑制這類調節分子(如PD-1、PD-L1以及CTLA-4)，避免腫瘤細胞的免疫逃逸[26]。隨著多項臨床試驗發現ICIs對伴有dMMR的腫瘤患者具有較好的療效，美國食品藥品監督管理局(FDA)在2017年5月批準ICIs治療MSI-H/dMMR相關的癌癥[27]。有幾項相關報道[13,28-30]證明了MMR缺陷的胰腺癌患者受益于ICIs，這提示了ICIs治療在MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2和EPCAM胚系突變胰腺癌患者中具有應用前景。

目前，胰腺癌患者是否伴有PGAs主要依靠胚系基因檢測來確定，并且有一部分患者能受益于鉑類化療、PARP抑制劑以及免疫檢查點抑制劑治療。對PGAs相關靶點和治療手段的探索以及對ICIs應用于dMMR胰腺癌患者的臨床試驗可能是未來的研究方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突