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目前，临床对胰腺癌的治疗效果有限。精准医学展示出在胰腺癌治疗应用方面的巨大前景，包括基于基因组学和转录组学对胰腺癌重新分类，通过微创“液体活检”检测循环肿瘤细胞、游离循环DNA和外泌体，以监测胰腺癌的发展并指导其治疗。美国约翰·霍普金斯医学院进行过多项临床试验，在基于化疗敏感性的研究中发现进行化疗药物代谢相关的基因检测，有助于选择更精准、更高反应率的方案；在肿瘤基因组和转录组研究中发现，胰腺癌基因谱具有独特性，对突变基因的深入探讨有助于选择最佳治疗方案；基于宿主免疫反应的研究中，应用全基因组的突变基因序列设计的免疫治疗，将有利于进一步实现病人免疫治疗的精准化，目前已将胰腺癌疫苗与化疗药物联合应用并取得一定的研究成果。 作者单位：1国家癌症中心 中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院胰胃外科，北京 100021；2国家癌症中心 中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院深圳医院肝胆胰外科，广东深圳 518116；3中山大学肿瘤防治中心附属肿瘤医院，广东广州 510060；4浙江大学医学院，浙江杭州 310058；5.约翰·霍普金斯医学院肿瘤科胰腺癌精准治疗中心，美国巴尔地摩 21218 通信作者：郑雷，E-mail：lzheng6@jhmi.edu 注：车旭和黄小准为共同第一作者 胰腺癌（pancreatic carcinoma）是美国第四大癌症相关死亡原因，尽管治疗有进展，但5年存活率仍<8%［1］。未经治疗的病人总体中位生存期仅为6～9个月，根治性手术切除是惟一可能治愈的方法。然而，在2016年美国约53 070例的新发胰腺癌病例中，只有15.0%的病人在确诊时为可切除，而40.0%的病人处于晚期不可切除的状态，45.0%的病人已存在远处转移［2］。即使应用辅助治疗方法，由于胰腺癌对化疗和放疗高度不敏感，预后仍不容乐观。人类癌症基因组研究揭示了胰腺癌的突变特征［3］。传统的临床试验设计大多无法证明未经选择的病人手术切除后降低复发风险的高效力，因而根据个人的基因突变谱实行个体化治疗的需求日益增加。本文总结了应用精准药物治疗胰腺癌的不同策略及美国约翰·霍普金斯医学院最新的研究趋势。 1 临床研究现状 根据胰腺癌的不同分期，目前国际上针对新药和新的放疗技术开展了多个临床试验。CONKO-1的Ⅲ期临床研究中，对根治性切除后病人应用6个周期的吉西他滨辅助化疗的试验结果明确了辅助化疗的作用［4］。但尽管是在根治性手术后接受吉西他滨辅助治疗，但高达80.0%的病人生存时间<5年。此外，比较吉西他滨与5-氟尿嘧啶（5-FU）辅助化疗作用的ESPAC-3研究（主要为欧洲病人）中，并未发现二者间差异有统计学意义［5］。日本的可切除胰腺癌JASPAC 01研究以及日本和中国台湾地区的进展期胰腺癌GEST Ⅲ期研究均发现，与吉西他滨相比，应用替吉奥（S-1）的病人生存时间延长了1倍［6-7］。Schober等［8］进行的Ⅲ期临床试验结果显示，联合化疗方案如FOLFIRINOX（奥沙利铂、伊立替康、亚叶酸钙、氟尿嘧啶联合化疗）和白蛋白结合型紫杉醇联合吉西他滨效果优于吉西他滨单药，可延长转移性胰腺癌病人的生存时间。尽管这些联合化疗方案的疗效已得到公认，但如果给予未筛选的病人群体，那么应重视和警惕联合化疗相关的严重毒性反应。放射治疗是否使胰腺癌病人额外获益有待正在进行中的Ⅲ期临床研究结果证明，而鉴于胰腺癌对放疗的不敏感性，故仅应对可能受益的病人进行放疗。此外，对于手术后的高复发率，选择可能从新辅助治疗中受益的病人亚群能进一步增加进展期胰腺癌病人的获益度［9］。在免疫治疗方面，约翰·霍普金斯Kimmel癌症中心已开展将胰腺癌疫苗GVAX与程序性细胞死亡蛋白-1（PD-1）阻断抗体药物Nivolumab（纳武单抗）应用于进展期胰腺癌病人，以及将GVAX与PD-1阻断抗体药物Pembrolizumab（派姆单抗）和立体定位放射治疗（SBRT）结合用于局部晚期胰腺癌转化的一系列临床试验。可见，目前胰腺癌的治疗对精准医学的应用需求日益增加。 2 精准医学基础 2.1 基于基因组学和转录组学的新型胰腺癌分类 精准医学被定义为在适当的时间给予适当剂量的准确治疗。随着生物技术、遗传学和分子生物学领域的快速发展，临床医生利用精确的医学技术来适应多种医学条件的管理成为可能。 胰腺肿瘤的突变景观已经开始与临床应用相结合。约翰·霍普金斯Kimmel癌症中心Vogelstein团队进行了胰腺癌的首次全基因组测序［10］。在研究所检测的24个胰腺癌主要序列中，发现共有69个基因组发生改变，其中31个基因组可以进一步分为12个核心信号通路，这些信号通路的突变覆盖测序的24个胰腺癌主要序列中的67.0%~100.0%。核心途径包括涉及KRAS信号转导和G1/S细胞周期转换调控，其中主要为单基因突变；涉及转化生长因子（TGF）-β信号的途径以其中几个基因组突变占主导地位；而涉及整合蛋白信号传导、侵袭调节、嗜血细胞黏附和鸟苷三磷酸酶依赖性信号传导的途径则是许多不同的基因发生突变。每例胰腺癌平均包含63个基因改变，其中大部分是点突变，而每个肿瘤中改变的路径成分也有很大差异。 Waddell等［3］在100例胰腺癌中进行了全基因组序列和拷贝数变异分析，包括分析染色体重排的广泛复杂模式。染色体重排导致基因中断广泛存在，其可影响已知对胰腺癌具有重要意义的基因表达（TP53、SMAD4、CDKN2A、ARID1A和ROBO2）和胰腺肿瘤新候选的驱动基因表达（KDM6A、PREX2）。局部扩增的基因占重要的比例，包括许多成药致癌基因（ERBB2、MET、FGFR1、CDK6、PIK3R3和PIK3CA），但在个别病人中发生率低。基因不稳定性与DNA修复基因失活以及DNA损伤修复缺陷的突变基因（BRCA1、BRCA2或PALB2）存在共分离。根据结构变异的特征，以不同临床结局的优势基因突变为依据，可将胰腺癌分为4种亚型：稳定型、局部基因重排型、基因断裂型及不稳定型。稳定型包含≤50个结构变异事件，并常表现为广泛的非整倍性，这提示在细胞周期调控中存在缺陷。局部重排型包含1个拷贝数增益，包含已知的致癌基因，已知的致癌基因包括常见局部扩增的KRAS、SOX9和GATA6以及潜在治疗的靶基因，如ERBB2、MET、CDK6、PIK3CA和PIK3R3。局部重排型中其他的基因突变包括复杂基因组事件，如基因断裂-融合-桥接或染色体碎裂，这与成神经管细胞瘤和急性髓系白血病的TP53突变有关。基因断裂型表现为中等水平的非随机性染色体损伤和50～200个结构突变事件。不稳定型在维持DNA完整性中有缺陷，并对DNA损伤试剂敏感。联合铂类药物化疗将成为进展期胰腺癌治疗的新选择，明确铂类药物反应性生物标记物将显著改变目前胰腺癌的治疗方案，并可改善总体的疗效。研究者根据基因结构改变、基因突变和突变特征的联合评估来明确这些标记物，并具有使这个治疗方法有效的特点。在一系列接受铂类药物基础化疗的8例病人中，根据实体瘤疗效评价标准（RECIST 1.1），有5例病人表现为不稳定型基因组和（或）高BRCA突变标签负荷，其中2例病人表现为异常性反应（定义为疾病的完全放射分辨率和CA19-9水平正常化），2例病人表现为强烈的部分反应；没有不稳定型基因组的3例病人均表现为没有反应性。这些结果证明肿瘤个体化治疗具有疗效。 Bailey等［11］对456例胰腺癌病人进行了整合基因组和RNA序列分析，并将胰腺癌分为4种亚型：鳞状细胞型、胰腺起源型、异常内分泌分化的外分泌型以及免疫原型。鳞状细胞型的特征是具有4个核心基因标签，包括炎性反应、缺氧反应、代谢反应重编程和TGF-β信号途径。这些基因标签是独立的不良预后因子，在乳腺、膀胱、肺以及头颈部的肿瘤组织中也高度表达，提示用于治疗这些癌症的方案也可以应用于胰腺癌。胰腺起源型主要通过包含转录因子PDX1、MNX1、HNF4G、HNF4A、HNF1B、HNF1A、FOXA2、FOXA3和HES1的转录网络表达来明确，这些转录因子在决定内胚层细胞向胰腺细胞系分化中具有关键作用。异常内分泌分化的外分泌型（ADEX）的特征是转录因子如NR5A2、MIST1和RBPJL的上调，这些转录因子的下游靶点在胰腺炎发生后的腺泡细胞分化和再生过程中，以及在内分泌分化相关的基因和MODY基因（包括INS、NEUROD1、NKX2-2和MAFA）表达中起关键作用。尤其是一些起源于胰腺癌细胞系的病人富有ADEX亚型相关的基因编程。此外，这些细胞系还表达与最终分化为胰腺组织相关的多种基因，包括AMY2B、PRSS1、PRSS3、CEL和INS。此外，ADEX亚型肿瘤的甲基化模式还与正常胰腺组织甲基化模式有所不同，并与其他胰腺癌的甲基化模式聚集。免疫原型具有许多跟胰腺起源型相似的特征，不同点在于存在大量免疫浸润相关。免疫原型也与包括B淋巴细胞信号途径、抗原提呈细胞和CD4+ T淋巴细胞、CD8+ T淋巴细胞以及Toll样受体信号途径的免疫基因标签相关，富集分析确定了与9个不同免疫细胞型和（或）表型相关的基因表达上调。须注意，免疫原型可能对免疫治疗更敏感。这4种不同亚型的胰腺癌病人具有不同的预后：鳞状细胞型病人的中位生存时间为13.3个月，胰腺起源型为23.7个月，异常内分泌分化的外分泌型为25.6个月，免疫原型为30.0个月［11］。 3 精准医学肿瘤评估 为了指导精准医学的实践，必须获得肿瘤标本，而肿瘤活检通常需要通过侵入性操作或手术来获得。近期研究发现，通过微创“液体活检”获得的血液中可检测到循环肿瘤细胞（CTCs）、游离循环DNA（cfDNA）和外泌体，其已被证明可能代表病人整体肿瘤负担的分子景观，并允许在治疗和疾病进展期间监测个体胰腺癌的克隆进化。 3.1 CTCs CTCs可以出现在大多数胰腺癌病人的任何分期［12］。CTCs的研究或许有助于了解肿瘤转移的生物学变化、肿瘤的遗传变异特征和评估预后。Yu等［13］研究发现，Wnt基因作为一个候选基因，通过胰腺导管腺癌老鼠模型的单分子RNA排序来富集CTCs。非经典Wnt信号通路在人胰腺导管腺癌转移潜能中的作用已经被阐明。Tak1抑制剂抑制该途径的有效性已经成为新的、潜在的转移抑制药物靶标。Kulemann等［14］指出，在均已行外科治疗的情况下，存在KRAS基因突变CTCs的病人生存期长于存在野生型KRAS基因CTCs的病人（19.4个月 vs. 7.4个月）。Poruk等［15］研究发现，CTCs有上皮细胞和间充质细胞两种表型，且可表达波形蛋白，而波形蛋白是间充质细胞的一种标记物，与胰腺导管腺癌外科治疗后的高复发率有关。 3.2 cfDNA cfDNA作为一种肿瘤衍生物，大量地存在于肿瘤中，很有可能来源于CTCs。cfDNA有望应用于肿瘤分子特征的监测，其与肿瘤远处转移有关。一项回顾性队列研究收集的cfDNA样品中，有29.2%检测出治疗相关的靶基因存在突变［16］。 3.3 外泌体 外泌体是细胞外一种磷脂双分子层的膜性小囊泡，其携带着肿瘤细胞所需物质，可介导血管再生肿瘤细胞增殖及免疫逃逸。Kahlert等［17］发现，胰腺癌病人体内的外泌体携带基因组DNA、RNA和蛋白质，而且基因组DNA里面的KRAS和p53存在基因变异。据报道，GPC1+外泌体水平与胰腺癌术前和术后的肿瘤负荷及存活率相关［18］。 4 约翰·霍普金斯医学院精准医学策略 精准医学显示出极好的治疗胰腺癌的潜力，约翰·霍普金斯Kimmel癌症中心正在进行多项临床试验，以测试各种治疗方案的效果（图1）。
4.1 基于化疗敏感性的治疗选择 选择化疗方案时，首先进行化疗药物代谢相关的基因检测。人类核苷酸平衡转运体-1（hENT1）是负责将吉西他滨吸收转运到细胞内的主要转运蛋白。一项对已进行肿瘤切除和吉西他滨单药辅助化疗的27例胰腺癌病人的回顾性研究发现，hENT1高水平表达并进行吉西他滨辅助化疗的胰腺癌病人可获得更长生存期［19］。其他的试验研究也报道过类似的结果［20-21］。脱氧胞苷激酶（DCK）在吉西他滨活化过程中起重要作用，是吉西他滨代谢过程中的限速酶［22］。DCK在基因和蛋白水平的表达与胰腺癌病人对吉西他滨的敏感性关系密切，高水平表达和存活率增加有关［23-25］。核糖核苷酸还原酶M1和M2也是吉西他滨的代谢酶，其活性的降低与吉西他滨的耐药有关，这类病人预后更差［26-28］。一项研究显示，胸腺嘧啶磷酸化酶、胸苷酸合成酶、二氢嘧啶脱氢酶mRNA的表达水平均影响氟尿嘧啶的敏感性［29］。 肿瘤间质和细胞外基质（ECM）与胰腺癌的侵袭性和化疗耐药相关。赖氨酰氧化酶蛋白家族成员介导胶原交联和促进ECM变硬，已被认为是提高化疗敏感性的新靶点［30］。PEGPH20是一种聚乙二醇化重组的透明质酸酶，可降解ECM的主要成分透明质酸（HA），其已经逐步进入临床试验中。高HA表达的ECM已被证明具有高的流体静水压力，能压缩肿瘤内血管。PEGPH20可通过降解HA，使血管再扩张，从而促进化疗药物的吸收［31］。一项吉西他滨和紫杉醇（有或无PEGPH20）的随机Ⅱ期研究表明，高HA表达的病人对吉西他滨和紫杉醇（有PEGPH20）比吉西他滨和紫杉醇（无PEGPH20）有更高的反应率［32］。而关于吉西他滨和紫杉醇（有或无PEGPH20）治疗高HA表达病人的Ⅲ期临床研究近期已启动［33］。 4.2 基于肿瘤基因组和转录组的治疗选择 约10%的常见胰腺癌中BRCA1、BRCA2和PALB2基因失活，这些基因的蛋白质产物有助于修复DNA交联损伤和双链断裂。研究表明，BRCA1、BRCA2或PALB2基因失活的胰腺癌对丝裂霉素和顺铂等DNA交联剂的敏感性更高。然而，由于BRCA1、BRCA2或PALB2突变引起的DNA修复缺陷的肿瘤细胞可以与损伤的DNA一起存活。多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶（PARP）的抑制将通过替代的DNA修复机制来抑制损伤的DNA的修复，从而阻止肿瘤细胞的存活。因此，在临床试验中，为了给予PARP抑制剂治疗，BRCA1、BRCA2和PALB2的基因突变已经被用于筛选胰腺癌病人［34-35］。肿瘤基因组和基于转录组的胰腺癌亚型可能是选择病人DNA交联化疗药物和PARP抑制剂治疗的希望。胰腺癌基因谱具有其独特性，含有4个常见的突变基因（TP53、KRAS、p16/CDKN2A和Smad4）。理想情况下，这4种基因中的驱动突变研究将有助于为病人选择最佳治疗方案。然而，目前有效的靶向药物不能用于这4种突变基因中的任何一种。因此，精准医学治疗胰腺癌的成功关键可能在于研发出针对这4种突变基因或其相关途径的治疗药物。 4.3 基于宿主免疫反应的治疗选择 免疫位点抑制剂在癌症治疗的发展中越来越受到重视，许多癌症病人对免疫位点抑制剂的治疗没有反应，部分是因为缺乏肿瘤浸润的效应T细胞［36］。Ipilimumab作为一种单克隆抗体，能有效阻滞细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4（CTLA-4）免疫位点，是第一个被 FDA 批准用于治疗癌症的免疫位点抑制剂。PD-1及其配体PD-L1可抑制活化的T细胞，其可被治疗性抗体阻断，例如美国食品药品监督管理局批准的Nivolumab和Pembrolizumab。Nivolumab（BMS-936558）是人类抗PD-1单克隆抗体，在临床前研究中其可使T细胞保持功能并诱导肿瘤细胞的细胞毒性［37］。尽管T细胞位点抑制剂，包括抗CTLA4、抗PD-1和抗PD-L1抗体，已用于治疗其他癌症（如黑色素瘤、非小细胞肺癌和肾癌）并取得良好疗效，但其在胰腺癌中作为单一药物应用的疗效有限［38］。 Lutz等［39］制作了13例人类胰腺癌标本，通过临床前研究发现，MLL1和PD-L1在胰腺癌肿瘤细胞中高表达，在胰腺癌肿瘤细胞的胞浆和胞膜均能检测到 PD-L1，表达程度高达60.0%～90.0%。根据临床前胰腺癌模型研究，Lutz 等［39］提出了新PD-L1活化机制，关于胰腺癌中PD-L1的表达和抗PD-1抗体的作用也提出了与以往研究不同的观点。该研究还认为，轮枝孢菌素作为 MLL1的抑制剂，可以协同提高抗 PD-1抗体的作用，通过免疫介导降低肿瘤细胞中PD-L1的表达，发挥治疗胰腺癌的效果，据此以PD-L1的表观遗传调控为靶点可能会增强抗PD-1和PDL-1抗体治疗胰腺癌的效果。文献［40-41］证实，临床前模型中免疫治疗可以增强抗PD-1或PD-L1抗体的抗肿瘤活性，所以将PD-1和PD-L1阻断治疗与同时诱导有效T细胞浸润或炎性细胞因子反应的治疗方法相结合可能效果极佳。基于此理论基础，多项临床试验已开始联合应用胰腺癌免疫治疗和抗PD-1抗体治疗。然而，Lutz等［39］强调肿瘤免疫治疗在不同的胰腺癌病人存在明显的异质性，因而评估肿瘤免疫治疗的反应有助于揭示免疫调节信号，应针对不同病人应用相应的免疫调节剂。Jhaveri等［42］发现应用基于血清抗体的免疫沉淀技术（serum antibodies-based SILAC immunoprecipitation，SASI）可以鉴定不同病人之间或同一病人治疗前后的血清抗体反应的蛋白质差异，这种定量蛋白组学方法可以鉴定和分类胰腺癌潜在治疗靶点以及与改善生存有关的蛋白质靶标。特异性染色的细胞质和膜质的肌球蛋白磷酸酶抗体（MYPT1）和核甲状腺受体相互作用蛋白（PSMC5）检测可以应用于当前的胰腺癌诊断方案，以提高胰腺癌诊断的特异度和敏感度。这些研究使通过标记物筛选胰腺癌病人即将成为现实［37］。可见，基于全基因组的突变基因序列设计的免疫治疗将有利于进一步实现病人免疫治疗的精准化［38］。 免疫治疗正在被开发用于治疗胰腺癌。然而，肿瘤的发展有许多方式，可通过抑制免疫系统的功能，阻止其识别和杀死肿瘤细胞［43］。目前，约翰·霍普金斯医学院的郑雷团队正在测试一种免疫疗法，将GVAX与低剂量化疗药物环磷酰胺联合应用，作为胰腺癌术前和术后治疗，在试验中已经发现三级淋巴集合体，其在手术前两周从接受疫苗的病人切除的肿瘤中形成独特的淋巴结样结构。这一发现表明，免疫细胞可以进入肿瘤，而且提供了更好地了解这些免疫细胞如何进入肿瘤并发挥作用的机会。在进一步研究中，将测试阻断PD-1与疫苗联合治疗胰腺癌的效果，特异性分离这些免疫细胞，并检测遗传和蛋白质水平以及聚集体表达的信号类型，通过这种方式来评估新型治疗方法的安全性，以提高胰腺癌的免疫治疗效果。 5 结语 在过去十年中，精准医学已经显示出相当大的临床应用潜力，主要是由于癌症基因组研究的进步以及对肿瘤微环境和宿主免疫应答的深入了解。然而，在能够将精准药物应用于进展期胰腺癌临床实践之前，需要进行更大规模的前瞻性临床研究，为精准医学方法提供支持，并制定精准治疗的药物应用指南。 （2017-05-18收稿） 版权声明 本文为《中国实用外科杂志》原创文章。其他媒体、网站、公众号等如需转载本文，请联系本刊编辑部获得授权，并在文题下醒目位置注明“原文刊发于《中国实用外科杂志》，卷（期）：起止页码”。谢谢合作！ |
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