胰腺癌的分子分型的研究进展及临床意义

背景介绍

胰腺癌是消化系统中侵袭性最高的恶性肿瘤，以导管腺癌为主。虽然和其它肿瘤相比，胰腺癌发病率较低，但由于其极低的5年生存率（小于5％），使胰腺癌成为癌症相关死亡因素的第四大主因。长期以来，依据形态学进行病理学诊断一直是胰腺癌诊断的金标准，但由于肿瘤在分子水平上具有高度异质性，传统的病理形态学诊断随着国、内外分子诊断技术的发展逐渐不能满足胰腺癌研究的发展需求。因此，在原有的病理组织学诊断的基础上深入发展胰腺癌的分子分型对胰腺癌的诊断、预后及治疗都有着十分重要的意义。

研究进展

肿瘤的分子分型最早由美国国立癌症研究所于1999年提出，是通过综合的分子分析技术为肿瘤分类从形态学转向以分子特征为基础的肿瘤分类体系。随着这一观点的提出，以DNA、RNA及蛋白分子水平在不同肿瘤中表达差异的分子分型研究得到广泛开展。近年来，由于胰腺癌遗传学研究的不断深入，高通量测序技术的不断完善，胰腺癌的分子分型的研究同样得到了不断发展；大量关于胰腺癌基因组测序的综合研究及胰腺癌遗传异常的报道在国外权威科学杂志发表。最具代表性的是2008年美国《Science》杂志报道了Jones教授及其团队通过聚合酶链式反应扩增技术（polymerase chain reaction amplification）及桑格测序技术（Sanger sequencing）检测了24例胰腺导管腺癌的外显子，并在另外的90例胰腺癌样本中进行了外显子测序验证。该研究发现，平均每例胰腺癌样本中发生了48个非沉默突变（nonsilent mutation），而这些突变涉及12条核心信号通路。在这些突变中包括了后来公认的胰腺癌四大“驱动”基因：癌基因KRAS，抑癌基因TP53、CDKN2A /p16及SMAD4。其中KRAS在胰腺癌的突变率大于95％，CDKN2A /p16, and SMAD4突变率大于90％，TP53为50％-75％，SMAD4则为55％，故又称作4大“高频驱动基因（high-frequency driver genes）”。除此以外，另外7个低频驱动基因（low-frequency driver genes）：SMARC4A、CDH1、EPHA3、FBXW7、EGFR、IDH1以及NF1也参与构成了胰腺癌的一个基因“地形图”。这一“地形图”对胰腺癌的诊断、预后判断以及个体化治疗有着极其重要的意义。

临床意义

目前认为：KRAS基因突变是胰腺癌发生的最早期基因改变证据；SMAD4/DPC4的缺失对其手术切除后的预后密切相关；DPC4表达缺失的病人预后较差，并且DPC4蛋白的免疫标记能协助诊断胰腺癌转移灶（如卵巢）来自于胰腺而不是卵巢的原发癌。另外，与SMAD4/DPC4突变不同，单独的TP53或CDKN2A /p16的突变并不能预测胰腺癌患者的生存，但与KRAS一样是胰腺癌发生的重要原因。而且根据各基因突变的情况，能够间接反映从胰腺癌前期病变到胰腺癌的演变进展：胰腺上皮样瘤变（Pancreatic intraepithelial neoplasia，PanIN）作为重要的胰腺癌前期病变，分为3级（PanIN-1至PanIN-3）。PanIN-1中KRAS突变发生率约为45％；CDKN2A/p16失活性突变发生在PanIN-2，而TP53、SMAD4/DPC4及BRCA2突变常见于PanIN-3。基因改变能间接反映胰腺癌的侵袭性和进展情况，胰腺癌因此被认为是基因病变不断积累的结果。一项针对胰腺癌发病家系的研究证实了这一观点，发现随着KRAS、CDKN2A/ p16、GNAS、TP53及 SMAD4突变的不断积累，非侵袭性癌前病变逐渐增多，并进展为胰腺癌的爆发。同时目前最大规模的一项胰腺癌病人尸检报告（76例）证实约70％的患者存在广泛转移，而这70％的胰腺癌患者中SMAD4基因存在失活性突变，说明SMAD4的潜在改变与胰腺癌的进展和转移密切相关。因此不同基因突变在胰腺癌进展中发挥不同作用，且与进展分期戚戚相关，据此识别胰腺癌的基因突变为胰腺癌的个体化提供了潜在的治疗靶点：比如确认存在BRCA2或PALB2突变的胰腺癌患者能优先接受PARP抑制剂或DNA交联剂从而控制病情。

总而言之，深入探索胰腺癌相关的基因组学，蛋白组学，代谢组学分析，构建胰腺癌完整的分子分型模式，并联合详细的病理组织学检查，对于胰腺癌的异质性、分期诊断及预后判断，以及个体化治疗提供了重要依据。将对不同个体的肿瘤或同一个体肿瘤的不同阶段采取不同的治疗策略，合理调整疗效，减少无效治疗，最终达到延长患者生存期和改善生活质量的目的。