03.12 2017年胰腺癌基礎研究及診療新進展

單位:復旦大學附屬腫瘤醫院胰腺外科,復旦大學胰腺腫瘤研究所,上海市胰腺腫瘤研究所, 復旦大學上海醫學院腫瘤學系

2017年胰腺癌基礎研究及診療新進展

胰腺癌被稱為“癌中之王”,是惡性程度最高的消化道腫瘤,確診後5年生存率低於8%。據美國癌症協會統計,2018年美國預計新發胰腺癌患者55440例,因胰腺癌死亡人數達44 330例;而到2030年胰腺癌預計將成為美國第2大癌症死亡原因。同期我國國家癌症中心發佈的最新數據也顯示,中國胰腺癌發病率上升到惡性腫瘤的第10位,癌症相關死亡率位於第6位。在某些大城市,胰腺癌的發病率已上升至第7位,死亡率升至第5位。因此,胰腺癌作為危害人類健康的重大公共衛生問題,是目前基礎或臨床研究的重點。本文對2017年胰腺癌研究中取得的重大進展進行綜述。

1.發病因素

胰腺癌的發生、發展與遺傳背景、環境因素、基礎疾病及生活習慣息息相關。目前認為吸菸、肥胖、糖尿病、慢性胰腺炎及胰腺癌家族病史均與胰腺癌的發病有關。既往研究表明,常規服用阿司匹林及非甾體抗炎藥可降低胰腺癌發病風險,但Khalaf等通過大型前瞻性隊列研究卻發現,常規服用這類藥物並不能降低胰腺癌的發病風險,值得關注的是在亞組分析中,糖尿病患者服用此類藥物可降低胰腺癌的發病風險。同樣2017年希臘約阿尼納大學醫學院研究人員推翻了血漿中25-羥維生素D3 水平是胰腺癌的獨立預後因素這一觀點,通過大樣本對比發現,血漿中25-羥維生素D3與包括胰腺癌在內的7種常見腫瘤發病風險不存在線性因果關係,因此不支持維生素D缺乏症篩查和維生素D補充作為預防原發性胰腺癌的策略。美國哈佛大學醫學院研究人員通過測量白細胞端粒酶長度與端粒酶逆轉錄酶基因區突變後發現,端粒長度縮短及端粒酶逆轉錄酶基因區中rs401681、rs2736100和rs2736098這3個單核苷酸多態性可增加胰腺癌的發病風險。

近年來,胰腺癌發病因素的研究已不止步於回顧性分析,而是更加深入探討其發病機制,以期幫助臨床實踐劃分高危人群,輔助疾病預防與治療。Zaytouni等研究發現,精氨酸酶2在肥胖促進胰腺癌發生、發展的過程中發揮了關鍵作用,肥胖可誘導胰腺癌細胞線粒體中表達精氨酸酶2,促進細胞的氮代謝,不斷生成尿素,避免腫瘤細胞氨積累,從而促進腫瘤細胞的生長。德國慕尼黑大學Renz等通過小鼠模型發現,慢性心理壓力導致胰腺癌的發生是由於局部微環境中兒茶酚胺類激素形成反饋調節,從而上調神經營養因子增加交感神經和局部去甲腎上腺素的積累進而促進癌症的發生、發展。美國MD安德森癌症中心研究人員基於一項大規模的回顧性研究分析結果,納入包括人體測量指標、生活習慣及實驗室檢查在內的臨床上廣泛使用的16個指標,為新發糖尿病患者建立了胰腺癌風險篩查模型,為胰腺癌早期篩查診斷提供了新思路。

2.基礎研究

隨著生物學技術的不斷進步及二代測序的應用,2017年,我們在胰腺癌基礎研究方面取得了長足的進步,使我們從基因組學、代謝組學和獨特的腫瘤微環境方面更深層次地瞭解胰腺癌,為推動胰腺癌的早期診斷和有效治療奠定了堅實的基礎。

2.1 基因組學研究進展

二代測序是對傳統測序一次革命性的進步,隨著其在胰腺癌研究領域的運用,胰腺癌基因組學的研究取得了重大突破。有研究通過基因組學、轉錄組學和蛋白組學分析手段對150例胰腺癌患者進行大規模芯片檢測, 鑑定出常見的體細胞突變基因,包括KRAS、TP53、CDKN2A、SMAD4、RNF43、ARID1A、TGFβR2、GNAS、RREB1和PBRM1;KRAS野生型腫瘤包含GNAS、BRAF、CTNNB1和其他RAS通路基因的改變,這項研究為揭示胰腺癌發生、發展的分子機制提供了重要線索。在胰腺癌抑癌基因中,TP53基因具有重要地位, 超過75%的患者存在TP53失活突變。近日美國斯坦福大學醫學院Mello等發現一種罕見的TP53激活性突變,即p53第二轉錄激活區域存在p5353,54位點突變,導致p53成為一個“超級腫瘤抑制蛋白”,其可選擇性激活Ptpn14基因,通過編碼抑制劑減少Yap蛋白的表達,從而抑制胰腺癌的發生、發展,研究人員指出,在未來可以利用“p53-Ptpn14-Yap”軸的超級抑癌作用, 研製一種模擬激活p53突變信號通路的新療法, 進而抑制胰腺癌的進展。另一項針對突變基因的研究是加拿大多倫多大學研究人員通過全基因組CRISPR-Cas9的篩選,發現RNF43突變性胰腺導管腺癌細胞的增殖依賴於Wnt-FZD5信號通路,特異性結合FZD5和FZD8抗體能夠有效抑制RNF43突變型的腫瘤細胞增殖,從而抑制胰腺癌的生長。

早期轉移是胰腺癌的重要特徵,美國約翰霍普金斯大學醫學院Makohon-Moore等通過對4例胰腺癌患者26處轉移灶進行全基因組測序,結果發現,每個轉移灶的驅動基因均含有相同的突變,且轉移細胞之間的基因相似性比正常細胞高。這一結論挑戰了既往認定的轉移是嚴重基因不穩定的產物,驗證了驅動基因突變在患者轉移灶中“一致性”的觀點,為胰腺癌晚期患者靶向治療提供了理論基礎。美國約翰霍普金斯大學醫學院研究人員發現,遠處轉移腫瘤細胞的染色質存在大範圍的重新編碼,這樣的表觀遺傳學改變增加了腫瘤細胞在肺、肝臟中的適應能力。冷泉港實驗室研究人員發現,FOXA1表達增加能夠增加增強子的活性,增強子重編程能夠使腫瘤細胞返回到一種更接近發育上的“原始狀態”,增強了腫瘤細胞的轉移能力,從而促進胰腺癌的遠處轉移。進一步表觀遺傳學的研究,為未來研究胰腺癌轉移機制提供了新的方向。

2.2 代謝組學研究進展

胰腺癌具有獨特的代謝特徵,隨著對其代謝組學的不斷探索,人們逐漸認識到胰腺癌獨特的代謝生物學特徵與其本身的癌基因特徵及腫瘤微環境中各種細胞的相互作用有關。近期研究認為糖代謝會影響吉西他濱的耐藥, 美國埃普利癌症研究中心Shukla等發現, MUC1可以調節並穩定HIF-1α的表達,從而引起腫瘤細胞非氧化磷酸戊糖途徑增加和嘧啶合成增加,增加三磷酸脫氧胞苷的含量,從而競爭吉西他濱的結合位點,使胰腺癌對吉西他濱產生耐藥。此外,胰腺癌細胞大範圍的表觀遺傳學改變也與非氧化磷酸戊糖途徑相關,特殊的糖代謝活動可以幫助轉移的腫瘤細胞迅速適應微環境。即使在葡萄糖缺乏的情況下, 胰腺癌細胞也能夠通過O-GlcNAc糖基轉移酶對延胡索酸酶進行糖基化修飾,維持腫瘤的生長。胰腺癌獨特的糖代謝活動也為我們提供了研究靶向藥物的新思路。腫瘤細胞自身來源的5-HT通過自分泌或旁分泌作用於HTR2B 受體,增加了腫瘤細胞在代謝應激條件下的有氧糖酵解,為細胞的生長提供大量的原料。其中,HTR2B受體的抑制劑SB204741能夠顯著抑制小鼠模型中胰腺癌細胞的生長。目前,SB204741已進入肺動脈高壓的臨床試驗,因其安全性較好,在未來有可能作為胰腺癌治療的一種候選藥物近期胰腺癌蛋白質代謝研究也取得了新的突破。美國MD安德森癌症中心發現,在胰腺癌中,驅動基因KRAS消失導致SMARCB1表達降低,部分細胞轉變為具有高侵襲性、高轉移性的間充質亞群,該亞群的生長高度依賴於蛋白質代謝,破壞細胞內蛋白質的合成可有效阻斷侵襲性間充質亞群的出現。針對高度依賴蛋白質這一“弱點”,為靶向高侵襲性細胞提供了治療策略。此外,有研究發現,胰腺癌細胞實際上可以直接攝取細胞外的蛋白質,如白蛋白與膠原蛋白。Davidson等在小鼠模型中利用氮同位素標記白蛋白後發現,腫瘤能夠自主通過巨胞飲作用攝取並利用細胞外的白蛋白,補充生長所需的氨基酸。當抑制巨胞飲作用後,可降低腫瘤內的氨基酸水平,進而抑制腫瘤生長。由於活化的KRAS能夠增加絲氨酸合成途徑酶的表達,並因此促進絲氨酸從頭合成,在切斷胰腺癌小鼠模型飲食中的絲氨酸和甘氨酸後,並不能有效地控制腫瘤的生長, 因此近期Nature報道“飲食療法”在胰腺癌治療中效果不佳。

2.3 腫瘤微環境研究進展

2.3.1 免疫細胞及免疫效應分子

腫瘤相關的巨噬細胞是胰腺癌免疫微環境的重要組成部分,具有促進間質及血管生成, 參與腫瘤細胞免疫逃逸等作用。2017年美國紐約大學醫學院研究人員發現,腫瘤微環境中巨噬細胞表面高表達Dectin-1,通過結合胰腺癌細胞表面凝集素9,導致其由M1促炎型轉變為M2促癌型,後者參與腫瘤細胞免疫逃逸, 提示Dectin-1有望成為胰腺癌免疫治療的新靶點。侵犯腫瘤內部的巨噬細胞具有異質性,不僅來源於炎性單核細胞,也來源於胚胎巨噬細胞,前者在抗原提呈方面發揮主要作用,而後者能夠在腫瘤進展過程中,促進局部纖維化和細胞外基質重塑。明確腫瘤相關的巨噬細胞來源及功能的異質性可為今後相應靶向研究提供依據。Griesmann等研究發現,通過給胰腺癌小鼠模型中注入氯膦酸脂質體可減少胰腺和其他器官中的CD11b陽性單核巨噬細胞,從而可以減少肝、肺轉移灶的形成。Nywening等研究發現,雙重靶向腫瘤相關的CXCR2+中性粒細胞和CCR2+巨噬細胞, 能夠破壞髓樣募集並增加胰腺癌化療敏感性。

美國紀念斯隆-凱特林癌症中心研究人員發現,在生存期較長的患者中,浸潤T細胞具有多克隆、處於激活狀態和腫瘤特異性等特點。隨後研究人員對腫瘤組織內腫瘤抗原進行分析建模,納入腫瘤抗原與病原體抗原的相似度以及與T細胞抗原受體的結合能力等多種因素後建立腫瘤抗原質量適應模型,該模型可較好地預測胰腺癌患者術後的生存期。該研究進一步指出,MUC16(CA125)作為重要的免疫抗原熱點,在生存期較長的患者腫瘤組織內高頻存在;更為重要的是MUC1(CA125)在胰腺癌轉移進程中存在免疫重塑的現象。這項研究為胰腺癌及其他腫瘤的免疫治療提供了新思路。

2.3.2 間質細胞及間質分子

胰腺癌具有豐富的間質,目前認為胰腺癌的發生、發展與間質微環境密切相關。胰腺星狀細胞在激活狀態下,能夠分泌細胞外基質與細胞因子,參與胰腺纖維化及腫瘤細胞轉移過程。近期研究表明,自噬是促進胰腺星狀細胞活化的關鍵分子,結合133例胰腺癌患者臨床資料發現,星狀細胞自噬可提示患者易於復發,預後較差;在體內試驗中,阻斷胰腺星狀細胞自噬能夠有效改變細胞外間質狀態,降低胰腺癌的侵襲性。減少間質細胞成分, 如纖維細胞、星狀細胞,抑制細胞外基質的產生,可以增加局部化療藥物的濃度。缺氧也是胰腺癌微環境的重要特點,Chiou等研究發現,缺氧是腫瘤轉移的重要因素,在腫瘤微環境中,缺氧能夠誘導轉錄因子BLIMP1上調,而轉錄因子BLIMP1是促進腫瘤轉移的關鍵分子。

上皮-間充質轉化(EMT)是目前認為促進轉移的主要驅動因素。Krebs等研究發現,EMT 因子Zeb1是促進癌前病變形成和侵襲轉移的關鍵分子。刪除Zeb1分子,可以抑制胰腺癌細胞乾性、增殖能力及可塑性,使腫瘤細胞維持上皮樣變化。Martinelli等研究發現,GATA6 抑制體外實驗中EMT變化和體內實驗中腫瘤細胞轉移,GATA6具有獨特的促上皮變化和抗間質變化細胞功能。GATA6低表達預示患者預後較差,對5-FU/亞葉酸不敏感,因此,GATA6可以作為術後輔助治療一個標誌物。

3.臨床診療新進展

3.1 診斷技術新進展

臨床上常規的超聲內鏡在診斷胰腺囊性病變時準確度較差,近期Zhang等利用能夠觀察到細胞結構變化的散射分光鏡技術,對組織的反射光譜進行分析,同時開發出相應診斷算法,診斷胰腺囊性病變準確度高達95%。優化後的探頭在胰腺癌早期診斷中顯示出潛在優勢。

液體活檢與傳統的組織活檢相比有著迅速、便捷及損傷小等優點,成為近年來的研究熱點。2017年美國約翰·霍普金斯醫院應用高通量測序技術,分析115例(胰腺癌患者、IPMN患者及健康對照者)胰液中基因突變,結果發現,與對照組相比,胰腺癌患者胰液中存在TP53/SMAD4等突變(P<0.000 1)。通過嚴密檢測4例患者連續胰液樣品後發現,在2例患者胰腺癌確診1年前的胰液中發現了SMAD4/TP53 突變,提示應用高通量測序技術檢測胰液中的基因突變,在臨床上篩查患者及進行風險監測的應用價值。Cheng等通過對10例Ⅳ期胰腺癌轉移患者循環腫瘤DNA(ctDNA)進行外顯子測序並在180例轉移患者中進行驗證,在BRCA2、表皮生長因子受體(EGFR)、KDR和ERBB2基因位點中發現5個體細胞突變位點,其中ERBB2基因外顯子17突變是晚期胰腺癌患者的獨立預後因素,同時發現ctDNA可用於胰腺癌的復發診斷與治療後療效檢測。

除了對新指標的探索,對傳統腫瘤指標的研究也不斷深入。CA19-9是目前臨床上最重要的腫瘤標誌物,Kim等將CA19-9聯合血漿凝血酶敏感素 用於早期診斷胰腺癌,表現出一定的優勢。Mayerle等利用包含鞘磷脂、脯氨酸在內的9種代謝產物聯合CA19-9,可有效的鑑別胰腺癌和慢性胰腺炎。但在臨床上存在5%~10%的Lewis抗原陰性不分泌CA19-9的人群,限制了CA19-9在臨床上的應用,Luo等研究發現,CA12-5及CEA相比其他腫瘤指標具有較高的敏感性和特異性,可作為Lewis抗原陰性的人群中CA19-9的補充,可提示患者預後並作為檢測療效的指標。

手術是目前唯一可能治癒胰腺癌的治療手段,能夠顯著延長患者的生存時間。2017年德國癌症研究中心統計了2003—2016年美國和歐洲6個國家的胰腺癌手術狀況,發現手術切除率為13.2%~21.2%,與患者年齡、生活水平、腫瘤分期及大小部位有關。近10年只有美國、荷蘭和丹麥胰腺癌手術切除率呈上升趨勢;但總體而言,各個國家手術切除率並不高。

3.2.1 術式選擇

隨著機器人輔助外科系統和高清腔鏡技術的出現,微創手術成為胰腺癌治療的新趨勢。一項大型回顧性研究發現,微創胰腺遠端切除術與開放性胰腺遠端切除術相比,儘管手術過程存在切除筋膜和淋巴結較少的缺點,但患者總生存時間、嚴重併發症發生率及90 d死亡率差異無統計學意義;且微創手術具有出血量少、住院天數短的優點。Klompmaker等通過多中心大樣本回顧性隊列研究發現,目前臨床上選擇開腹手術還是微創手術主要考慮腫瘤生物學行為、腫瘤大小和患者體質量指數,但這樣的選擇標準並沒有降低手術死亡率,也不能成為限制微創手術應用的條件。因此,臨床上究竟選擇開腹還是微創,仍需要探索新的標準,以確定哪些患者能從微創手術中獲益。

3.2.2 手術切緣

胰腺癌的手術切緣與患者預後密切相關, 但切緣範圍目前仍存在爭議。第8版AJCC分期已更改為“1 mm”標準,但第8版UICC指南仍採用“0 mm”標準。來自法國的研究人員Delpero等報道了一項多中心前瞻性研究,結果顯示,單因素分析中R1<1 mm(P<0.001)與R1<1.5 mm(P<0.001)均與患者預後相關, 同時該研究指出,相比於手術切緣,淋巴結侵犯在提示患者預後方面更有價值。但英國利物浦腫瘤研究中心提出了相反的結論,在分析1 151例胰腺癌患者後得出,R0>1 mm的患者中位生存期為24.9個月,R1<1 mm的患者為25.4個月,R1(0 mm)陽性切緣患者為18.7 個月,與R0 患者差異有統計學意義。相比R1<1 mm的患者,R1(0 mm)與患者預後、術後復發密切相關,因此,用“1 mm”標準來反映患者預後是不準確的。但無論R1選擇“1 mm”標準還是“0 mm”標準,手術都應該力求R0切除。Nitschke等研究表明,對於 術中冰凍切片切緣陽性的患者,應再次切除部分胰腺,以達到R0切除的目的,延長患者生存時間。

3.2.3 圍手術期管理

術後胰瘻作為胰腺手術最常見和最具危險性的併發症,一直是外科醫師面臨的棘手問題。一項臨床試驗報道,胰腺遠端切除術中使用聚乙醇酸網格包裹胰腺殘端可明顯減少術後B級和C級胰瘻的發生率(P=0.04)。Ecker 等研究發現,對於胰瘻風險評分為高風險的人群(FRS7~10)使用外用支架和避免預防性奧曲肽能夠明顯減少術後胰漏的發生。術後第1 天引流液澱粉酶是術後胰瘻良好的預測指標。Maggino等報道,2 000 U/L可作為遠端胰腺癌切除術後第1天引流管澱粉酶的臨界值,其靈敏度為74.3%,特異度為62.1%,可為患者術後早期拔除引流管提供臨床依據。

因新輔助治療具有可以減小腫瘤大小、提高手術切除率及提高R0切除率的優勢,近年來其地位不斷提高。對於臨界可切除胰腺癌, 2017 版NCCN指南認為均需要行新輔助治療;對於可切除的胰腺癌,是否行新輔助治療目前仍存在爭議,指南建議對於存在CA199增高、原發灶較大、局部淋巴結轉移、嚴重消瘦及嚴重疼痛的高危人群手術切除前可行新輔助治療;對於能夠完整手術切除的患者,不建議常規行新輔助治療,可參加相關臨床試驗。兩項臨床試驗NCT01521702(Ⅲ期)和NCT02172976(Ⅱ/Ⅲ期)目前正在進行中,我們期待它的結果來指導臨床決策。

一項Ⅲ期多中心隨機對照臨床試驗(ESPAC-4)對比了吉西他濱聯合卡培他濱與吉西他濱單藥在術後胰腺癌患者中的療效和安全性。試驗結果表明,吉西他濱聯合卡培他濱組患者的中位總生存期為28.0個月,而吉西他濱單藥組為25.5個月(P=0.032),兩組3~4級不良反應發生率差異無統計學意義,因此,吉西他濱聯合卡培他濱可作為胰腺癌術後輔助治療新的標準方案。

作為第1個研究靶向藥物在胰腺癌輔助治療中療效的Ⅲ期臨床試驗(CONKO-005),吉西他濱聯合厄洛替尼並未得出令人滿意的結果,吉西他濱聯合厄洛替尼相比吉西他濱單藥無進展生存期均為11.4個月(P=0.26),中位總生存期分別為24.5個月和26.5個月(P=0.61)。因此,對於R0切除術後的胰腺癌患者,使用吉西他濱聯合厄洛替尼對比吉西他濱單藥行輔助治療,沒有延長無進展生存期和總生存期。

近期關於晚期胰腺癌靶向治療的臨床試驗均以失敗告終。儘管EGFR酪氨酸激酶抑制劑厄洛替尼已被證實聯合吉西他濱可改善局部進展和(或)轉移性胰腺癌患者預後,但生存獲益有限,未獲臨床廣泛採用。凡德他尼作為VEGFR2、RET及EGFR的新型酪氨酸激酶抑制劑,英國利物浦大學一項Ⅱ期臨床研究(ViP研究)顯示,與吉西他濱單藥化療相比,凡德他尼聯合吉西他濱也未改善晚期胰腺癌生存情況, 凡德他尼組和安慰劑組中位生存期分別為8.83 個月和8.95個月(P=0.303),該試驗同樣得出皮疹能提示患者較好的預後。西班牙的一項Ⅱb期臨床試驗報道了卡培他濱+吉西他濱+厄洛替尼在治療晚期胰腺癌患者中的療效,結果顯示,相比于吉西他濱+厄洛替尼對照組,卡培他濱聯合吉西他濱+厄洛替尼並不能延長患者的無進展生存期及總生存期。對於胰腺癌患者在以吉西他濱為基礎的一線化療失敗後,Chung等報道了司美替尼聯合MK-2206對比mFOLFOX的Ⅱ期臨床試驗(SWOG S1115),結果顯示,司美替尼聯合MK-2206與mFOLFOX 中位總生存期分別為3.9和6.7個月(P=0.15), 無進展生存期分別為1.9和2.0個月(P=0.02), 表明雙靶向KRAS突變下游的MEK和PI3K/AKT 通路並不能為一線治療失敗的晚期胰腺癌患者帶來生存獲益。酪氨酸激酶抑制劑對胰腺癌的治療是否就此止步呢?通過鑑定生物標誌物篩選出能夠在靶向治療中獲益的亞組人群及皮疹作為抗癌治療指示作用的機制,是未來的研究方向。

對於存在腹腔轉移的胰腺癌患者,Satoi 等報道了多中心Ⅱ期靜脈和腹腔注射紫杉醇聯合S-1治療胰腺癌腹腔轉移的研究結果,36 例存在腹腔轉移的患者中位總生存期為16.3個月,1年生存率為62%,有效率與疾病控制率分別為36%和82%,因此,該方案有望成為臨床上控制腹膜轉移的治療方案。

隨著人們在外泌體研究領域實驗技術的革新,外泌體在胰腺癌研究領域不斷取得突破性的進展。2017年美國MD安德森癌症中心的研究發現,在胰腺癌小鼠模型中,經基因改造過的外泌體(被稱為iExosome)攜帶小干擾RNA(siRNA)或短髮夾RNA(shRNA),可靶向胰腺癌細胞中的KRAS突變,從而抑制胰腺癌的遠處轉移並延長小鼠的生存時間,在這個過程中,CD47及巨吞噬作用可促進腫瘤細胞對iExosome的攝取。該結果顯示出外泌體在胰腺癌治療中蘊藏的巨大潛力。近年來,胰腺癌免疫治療也取得了一些進展,例如,在一項單臂多中心Ⅱ期臨床研究中,新型肽混合疫苗較吉西他濱單藥顯示出治療優勢。通過改變藥物的運輸方式,利用納米級別的運輸載體,如雙酶敏感的吉西他濱納米載體、納米包裹的神經因子的siRNA,可增加血液中的穩定性,從而增加局部藥物濃度,從而提高藥物的有效率。

胰腺癌是嚴重危害人類健康的疾病,疾病進展快,患者預後差,早期病情隱匿,手術切除率低,化療有效率低。臨床診斷與治療目前仍存在諸多難點。但隨著胰腺癌基礎研究的不斷深入,診斷技術的日益提高,各種新藥的相繼面世,胰腺癌診療終將進入精準化、個體化及規範化的時代。

節選自:《中國癌症雜誌》2018年第28卷第1期


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