【大盘点】胰腺癌的基因和靶向治疗
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【大盘点】胰腺癌的基因和靶向治疗
NCI 和 SEER 的数据显示胰腺癌 5 年生存只有 5-6%,大多数患者诊断时都已是进展期,区域性和远处转移分别为27% 和53%。胰腺癌治疗方面最近也没有突破性进展,含吉西他滨的治疗和手术是近10 余年来的标准治疗,无论是用作新辅助还是辅助化疗,化疗选择很有限。美国 Frank 博士在 Canlet 杂志上介绍了个体化基因组医学在胰腺癌治疗上的应用。
人类基因组计划(HGP)自 1990 年启动,于 2003 年提前完成,鉴定了大约 30 亿碱基对和大约 24,500 基因,但是直至 2007 年通过Sanger 测序技术才完成人类基因测序。1 年后科学家采用快速测序454 技术检测基因组,花费仅为传统测序费用的百分之一,历时2 个月完成。新的测序技术和巨大的数据信息,促进「个体化基因组医学」的发展。
个体化基因组医学采用基因组信息提高诊断、指导分子和基因治疗选择,医师通过检查高危患者癌症相关基因变化,如高危患乳腺癌患者检查BRCA 基因,来指导诊断与治疗。现代技术允许直接芯片分析唾液标本中的DNA,该技术核心是单核苷酸多态性(SNPs)。SNPs 约占全 DNA 变化的 90%,与免疫组化联合有助于鉴定恶性疾病中蛋白表达与功能异常,特别适合用胰腺癌。
胰腺癌异质性很强,遗传学标志包括全基因组不稳定性,如突变、易位和插入/ 缺失、非整倍体。全基因组分析显示,12个核心信号途径皆有遗传学变化。最常见遗传学改变包括 DNA 复制,KRAS、TGF-β、凋亡和细胞周期途径改变。引起林奇综合征的 MMR 突变,引起遗传性乳腺 - 卵巢癌的 BRCA 突变,在胰腺癌特别是家族性胰腺癌中约占 5–10%。
胰腺肿瘤的遗传学改变能使得医师明确:(1)肿瘤对化疗、放疗或是手术的治疗反应;(2)细化治疗,如新辅助、辅助和基因治疗;(3)有效的药物使用方法。这些信息在临床上很重要,可以增加疗效、降低毒性、改善患者的生活质量。胰腺癌非常容易出现多药耐药,通
过基因组学信息可以获得优化治疗的相关信息,还可以预测预后、减少不必要的治疗。
胰腺癌标本可以通过如下手段获取:手术活检、内镜超声指引的细针抽吸(EUS-FNA)或循环中的肿瘤细胞(CTCs)。手术切除胰腺癌仍是活检金标准,而侵袭性较小的方法如EUS-FNA 正在推广。但是FNA 抽吸细胞难于在良性胰腺疾病中鉴别恶性损害,如慢性胰腺炎具有胰腺癌的细胞形态特征。
CTCs 来自原发或转移位置的肿瘤,可以由外周血分离获得,是潜在的胰腺癌标志。最近采用深度测序血清标本中KRAS 突变情况,Yu 等建立了方便快速的方法检查KRAS 突变,敏感性87.5%,精确性92.9%,当肿瘤标本无法获得时这可能是特别有价值的一种检测方法,因为要改善胰腺癌诊断或早期诊断需要新的分子或遗传学标志。
胰腺癌的基因组学
对胰腺癌进展和其遗传学改变之间的关联已有很深刻的认识。2008 年 24 例胰腺癌全外显子组测序显示,平均 63 个基因改变,多为点突变,KRAS、CDKN2A、TP53 和SMAD4 基因突变最常见。Biankin 对 142 例 I 或 II 期术前胰腺癌基因组测序,鉴定了 16 个明显的突变基因,包括 ATM 和 MLL3。其它报告的基因有 BRCA1、PDX-1 和 SLC39A4。胰腺癌中关键基因总结见表 1。
表 1 胰腺癌的基因组学
KRAS突变存在于 90% 以上的侵袭性胰腺癌,与胰腺上皮内肿瘤(PanINs)进展为胰腺癌有关。KRAS是原癌基因,一旦有点突变活化,就能招募活化生长因子和受体信号,发生恶性转化;EGFR 具有促进肿瘤细胞生长的作用,是 KRAS 的上游基因。
结肠癌中如果KRAS 活化,则靶向EGFR 的药物无效,所以抗EGFR 治疗之前进行遗传学检查十分必要。通过粪便标本和实时甲基化特异性多聚酶链反应(MSP)检测KRAS 可能会成为胰腺癌的一种检测方法。此外血浆 DNA 测序可能为理解癌症发生、早期诊断提供新的认识,EUS-FNA 允许医师活检胰腺癌以进一步对 KRAS 测序。
从 PanINs 发展到胰腺癌的过程中,CDKN2A基因的缺失可以导致肿瘤抑制基因P16表达下调,在 86-95% 的散发胰腺癌中 P16 功能缺失发生在疾病早期。免疫组化显示淋巴侵犯和缺少P16 表达之间存在明显的关联性。P16 能抑制细胞增殖,突变后参与多肿人类癌症的发生发展。
P53在PanINs 发展到胰腺癌的过程中也经常发生突变,它参与细胞周期捕获、活化 DNA、启动凋亡等过程。SMAD4/DPC4 肿瘤抑制基因是晚发事件,它参与TGF-β介导的细胞生长调节,其缺失经常发生于转移性疾病,降低总生存(OS)。
BRCA1/2是PanINs 发展到胰腺癌过程中的晚期事件,它参与DNA 修复。体外数据显示 BRCA2 有缺陷的人类胰腺癌细胞株对DNA 损害高敏感,如PARP 抑制剂。PARP 家族,特别是PARP1 和2 与DNA 单链修复密切相关,所以 PARP 抑制剂对 BRCA1/2 有缺陷的细胞有杀伤作用。
PDX1 控制胰腺的胚胎期发育,存在于正常成熟胰腺的β细胞中,在部分胰腺切除后和胰腺炎时PDX1 可在导管细胞内重新表达,大约90% 胰腺癌是导管腺癌,所以胰腺癌干细胞可能位于胰腺导管并表达PDX1,在恶性转化中发挥作用。PDX1主要在肿瘤浸润边缘和转移淋巴结中表达,与 TNM分级、细胞增殖和降低生存有关。
ZIP4 是新的胰腺癌分子标志,它可以将锌转运入细胞,而ZNT 家族则可将锌导出细胞。锌是许多酶的辅助因子,对高代谢和快速分裂的细胞很重要,如癌细胞。ZIP4 在大多数胰腺肿瘤中过度表达,可能与胰腺肿瘤进展相关。小鼠模型显示 ZIP4 沉默降低肿瘤生长,过度表达促进肿瘤生长和转移。
对 42 例胰腺癌组织采用 Sanger 测序,发现了 ZIP4 的变化,并鉴定了几处 SLC39A4 的 SNP,部分 SNP 位于蛋白异构体 1 的启动子区域,可能会改变 ZIP4 表达。另只有一例胰腺癌组织存在蛋白异构体1 密码子 459 和蛋白异构体 2 密码子 484 错义突变,由于发生频度低,可能是背景突变,还有几例肿瘤组织存在杂合性缺失(LOH)。
ZIP4 基因的错义片段可能会降低细胞对负性调节的反应,但需要