胃癌的分子分型及精準治療范文

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[摘要]胃癌具有高度的異質性，準確分類是胃癌診斷、治療和判定預后的必要條件。傳統的組織病理學分型對臨床工作的指導意義十分有限。近年來，隨著分子生物組學和轉錄組學研究的發展，胃癌基因組特征、基因表達譜和蛋白質組學等有關信息被全面了解，從分子水平重新認識胃癌。現有的胃癌分子分型可歸類為新加坡基因分型、癌癥和腫瘤基因組譜（CancerGenomeAtlas，TCGA）和亞洲癌癥基因組織（AsianCancerResearchGroup，ACRG）等分型。然而，分子分型指導精準治療在臨床上的應用還很有限，實現分子分型的臨床應用來實現胃癌的精準分子治療是未來努力的方向，本文將對胃癌的分子分型與精準治療研究進展作一綜述。

[關鍵詞]胃癌；分子分型；精準治療

胃癌是世界上最常見的惡性腫瘤，也是癌癥相關死亡的第2大病因[1]。事實上，胃癌也是全世界第5大常見癌癥，每年男性的發病率為18/10萬，女性的發病率為9/10萬[2]。準確分類是胃癌診斷、治療和判定預后的必要條件。胃癌根據解剖學來源可分為Borrmann分類和Siewert分類；根據組織結構分為WHO分類和Lauren’s分類；根據疾病程度又分為早期與晚期。近年來，隨著癌癥基因組和轉錄組學的迅速發展，研究者已能夠全面地了解胃癌的基因組特征、基因表達譜和蛋白質組學信息，并開始將其歸類為“分子”亞型，從理論上更好地反映了胃癌的生物學行為。盡管還處于初級階段，但是新的胃癌分類方法仍然有希望促進臨床試驗更精準的設計，靶向治療劑量更優化的分配以及更好的改善患者預后，進而幫助患者和臨床醫師。

1胃癌的分子分型

1.1基于基因組表達的分型

新加坡研究人員在2013年對胃癌的分型進行首次嘗試[3]。基于基因組表達，確定了3種主要類型，即增殖型、代謝型和間質型。2014年癌癥和腫瘤基因組譜（CancerGenomeAtlas，TCGA）研究組則根據6種不同的分子生物學方法將胃癌分為4個亞型[4]：染色體不穩定（chromosomalinstability，CIN）型、微衛星不穩定（microsatelliteunstable，MSI）型、基因穩定（genomicallystable，GS）型和EBV陽性（Epstein-Barrviruspositive，EBV＋）型。

1.2基于間充質和微衛星分型

2015年亞洲癌癥研究組（AsianCancerResearchGroup，ACRG）也提出了一種新的分子分型[5]，將胃癌分為微衛星穩定/上皮-間質轉化（microsatellitestable/epithelial-mesenchymaltransition，MSS/EMT）型、微衛星不穩定（microsatelliteunstable，MSI）型、微衛星穩定/腫瘤蛋白53活性（microsatellitestable/tumorprotein53active，MSS/TP53＋）型和微衛星穩定腫瘤蛋白53非活性（microsatellitestable/tumorproteininactive，MSS/TP53－）型。以上分型是目前為止關于胃癌的分子分型最新的研究進展。TCGA是一項具有里程碑意義的研究，該研究通過聯合來自不同平臺的數據，綜合報道了胃癌相關基因變異性，并且充分顯示了每種分子亞型獨特的基因組特征，開啟了胃癌分子分型的新時代。這種基于分子數據譜的分型，較傳統組織系統分類可提供更準確的療效和預測信息。本文將對TCGA的分子分型與精準治療研究進展作一綜述。

2分子精準靶向治療

2.1CIN型胃癌及精準治療

CIN型胃癌約占胃癌的50%[6]，這種類型的胃癌主要發生在食管-胃賁門交界處。CIN型胃癌的特征在于體細胞內細胞遺傳學水平突變，尤其涉及控制有絲分裂檢查點的基因座，因此在癌癥形成中起著管家基因的作用。CIN型胃癌中由于一些染色體區域中DNA拷貝數的改變和結構異常，從而導致整個染色體發生不可逆的易位、擴增或缺失（非整倍體）而使基因喪失異質性[7]。此外，該分型胃癌中致癌基因途徑主要表現為受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinase，RTK）/大鼠肉瘤基因（ratsarcoma，RAS）/絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activateproteinkinase，MAPK）信號轉導通路中相關基因的擴增，其中異常擴增的基因包括人表皮生長因子受體2（humanepidermalgrowthfactorreceptor2，HER2）、表皮生長因子受體（epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR）、原癌基因c-Met和血管內皮生長因子（vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）等。

2.1.1HER2基因原癌基因

HER2是酪氨酸激酶活性的表皮細胞生長因子（epidermalgrowthfactor，EGF）受體家族的成員。已知HER2表達陽性可以根據原發腫瘤位置以及胃癌的組織類型而變化。事實上，在胃食管交界處的腫瘤中，超過30%的腫瘤出現HER2基因過度表達或擴增，而胃組織中只有不到20%的腫瘤是HER2基因表達陽性的。此外，腸型和彌漫型胃癌中HER2基因的陽性表達率分別為34%和6%[8]，差異較大。HER2基因在細胞的分化、增殖、運動和信號轉導過程中起著關鍵的作用。化療聯合曲妥珠單抗（trastuzumab）靶向治療HER2基因陽性表達的轉移性胃癌已成為一個新的治療標準[3,9-10]。2009年，美國臨床腫瘤學會（AmericanSocietyofClinicalOncology，ASCO）的會議上報道了曲妥珠單抗在HER2基因陽性表達晚期胃癌患者治療中的療效及安全性。ToGA試驗第一次證實，靶向藥物曲妥珠單抗聯合化療可顯著改善HER2基因陽性表達晚期胃癌患者的生存期，這對胃癌分子診斷和靶向治療具有里程碑式的意義[11]。基于ToGA試驗的研究結果，同時對其他抗HER2的藥物也進行了評估。拉帕替尼是一類同時抑制EGFR和HER2表達的酪氨酸激酶抑制劑，一項Ⅲ期LoGic臨床研究[12]評估了奧沙利鉑和卡培他濱聯合拉帕替尼或安慰劑一線治療HER2陽性表達晚期胃癌或胃食管交界癌患者的療效，結果顯示實驗組較安慰劑組無明顯總生存期（overallsurvival，OS）獲益[12.2個月vs10.5個月；風險比（hazardratio，HR）＝0.91，95%可信區間（confidenceinterval，CI）：0.73～1.12；P＝0.35]，但是進一步行亞組分析顯示，亞裔組及年齡＜60歲組患者OS有明顯提高[（16.5個月vs10.9個月，HR＝0.91）和（12.9個月vs9個月，HR＝0.69）]。

2.1.2EGFR基因

EGFR同屬于RTK，在胃癌的發生和進展中起關鍵作用。已有報道，EGFR在24%～27%的胃癌中高表達[13]。盡管在結直腸癌中已廣泛使用抗EGFR的單克隆抗體作為靶向藥物應用于臨床治療且療效顯著，但尚未證實其在胃癌中的功效。BIRKMAN等[14]收集了220例胃癌樣本，結果發現EGFR基因在32.7%的樣本中過表達，在14.1%的患者中發生基因組擴增；該研究還顯示，EGFR基因擴增與腫瘤侵襲相關。EGFR高表達者腫瘤復發時間短（22個月vs57個月，P＝0.026；HR＝1.73，95%CI：1.06～2.83），患者生存期降低（29個月vs57個月，P＝0.033；HR＝1.67，95%CI：1.04～2.69）。因此，在今后的研究中應按照EGFR基因擴增再行細致的分層設計，進而評估抗針對EGFR基因藥物在胃癌患者中的臨床療效。

2.1.3原癌基因

c-Met肝細胞生長因子受體（hepatocytegrowthfactorreceptor，HGFR）是原癌基因c-Met的編碼蛋白又稱MET，是肝細胞生長因子（hepatocytegrowthfactor，HGF）的細胞表面受體，也屬于RTK家族成員。在8%的CIN型胃癌中可以觀察到MET的表達[15]，研究提示MET與腫瘤的惡性程度相關。事實上，HGF/c-Met信號通路參與了腫瘤的生長、侵襲、抗細胞凋亡和上皮-間質轉化[16]。在有MET表達的胃癌患者中給予針對c-Met基因的單克隆抗體利妥珠單抗治療，結果并沒有改善患者的總體生存時間（11.0個月vs11.3個月，HR＝0.82，P＝0.24）[17]。2016年的ASCO會議上報道了一種特異性針對MET激酶的抑制劑AMG337[18]。在一項AMG337（口服）的測試中，51例患者接受治療，其中10例為c-Met基因擴增型胃癌，觀察發現有4例為部分緩解（最長持續時間52周），1例為完全緩解（持續100周）。在研究結束時，最大耐受劑量為300mg。雖然取得了一定的療效，但由于不良反應較大，在治療早期即被中斷。盡管有這些陰性結果，但是c-Met基因作為新型療法的潛在分子靶標的意義并沒有消失，上述研究提示只要患者和藥物劑量達到最佳的狀態時還是可能達到預期效果的。

2.1.4VEGF和VEGFR2基因

CIN型胃癌中還可以觀察到VEGF基因的改變，VEGF是癌細胞生長和轉移所必需的細胞因子，具有促進血管增殖和形成的作用[19]。AVAGAST試驗是一項針對貝伐單抗用于胃癌治療的Ⅲ期臨床隨機試驗，試驗分為2組，化療聯合貝伐單抗和化療聯合安慰劑組，經比較貝伐單抗組患者的無進展生存（progression-freesurvival，PFS）時間明顯延長（6.7個月vs5.3個月，P＝0.004），病情得到緩解（緩解率37%vs9%），OS期有所延長（12.1個月vs10.1個月）但差異無統計學意義（P＞0.05）[20]。雷莫蘆單抗是一種人源化單克隆抗體，能與VEGFR2特異性結合，從而抑制腫瘤新生血管形成。一項國際性、隨機的Ⅲ期臨床試驗（REGARD試驗）中，共設雷莫蘆單抗單藥組和安慰劑組用于觀察二線治療晚期胃癌的療效；結果顯示，與安慰劑組相比較，雷莫盧單抗組患者的中位生存期明顯延長（5.2個月vs3.8個月，P＝0.047）[21-22]。可見，抗血管生成策略在胃癌治療中具有一定的療效，但其在一線治療中的作用尚不清楚，有待進一步研究探討。

2.2基于MSI型胃癌及分子精準靶向治療

MSI型在胃癌中約占15%～30%，多數表現為腸型胃癌，好發于胃的遠端，女性多發，與年齡相關[4,23-24]。MSI型胃癌主要是由于微衛星在DNA復制時插入或缺失而造成的遺傳改變。這種改變可能是由DNA錯配修復基因1（mutlhomolog1，MLH1）或錯配修復基因2（mutshomolog2，MSH2）之間的突變引起的DNA錯配修復（mismatchrepair，MMR）的功能障礙而引發的。此外，由于2個等位基因MMR基因失活，約15%的結直腸癌也表現為MSI亞型[25]。MLH1基因啟動子區域的超甲基化引起錯配修復基因缺失是MSI型胃癌發生的主要機制[26]。MSI型胃癌缺乏靶向基因的擴增，但由于DNA修復機制異常往往導致DNA高突變，激活致癌信號如磷脂酰肌醇3-激酶催化亞單位α（phosphatidylinositol3-kinasecatalyticalpha，PIK3CA）、Erb-B2、Erb-B3和EGFR等基因的突變[4]。然而，PIK3CA、Erb-B2和Erb-B3和EGFR等基因的突變在MSI型胃癌中的作用至今尚未確定。奧拉帕尼（olaparib）是一種口服的針對多聚ADP核糖聚合酶（poly-ADP-ribosepolymerase，PARP）的抑制劑，其利用DNA修復途徑的缺陷，優先殺死癌細胞。研究表明，奧拉帕尼聯合紫杉醇治療比單用紫杉醇治療轉移性或復發性胃癌更有效。盡管試驗未達到其主要終點延長PFS時間[奧拉帕尼聯合紫杉醇和紫杉醇單藥組的中位PFS分別為3.01個月vs3.55個月（HR＝0.80，P＞0.05）]，但奧拉帕尼延長了低表達毛細血管擴張性共濟失調癥患者的生存期[27]。研究顯示，腫瘤免疫藥物在MSI表型腫瘤的治療中越來越重要，尤其對錯配修復基因缺失癌癥患者的療效更好。LE等[28]在一項測試特異性抗程序性死亡受體1（programmedcelldeath-1，PD-1）的靶向藥物派姆單抗（pembrolizumab）對結腸癌晚期轉移患者的有效性Ⅱ期臨床試驗中發現，錯配修復基因缺失患者的客觀反應率和PFS率分別為40%和78%，MMR患者為0%和11%，錯配修復基因缺失患者的中位PFS時間和生存期均比MMR腫瘤隊列延長，分別為2.2個月和5.0個月。有研究報道，通過MSI分型還可以預測免疫檢查點抑制劑的療效[29]。MURO等[30]在最近報道的有關pembrolizumab在胃癌中療效的結果提示，41%患者的腫瘤突變負荷（作為一種PD-1抗體治療效果評估的最新標志物）降低。一項納武單抗（nivolumab）（另一種針對PD-1的單抗靶向藥物）單用或nivolumab聯合伊匹單抗（ipilimumab）[一種針對細胞毒性T淋巴細胞相關抗原-4（cytotoxicTlymphocyte-associatedantigen-4，cTLA-4）的單抗靶向藥物]Ⅱ期臨床試驗正在招募患者，以觀察MSI型胃腸系統惡性腫瘤免疫檢查點抑制劑的療效[31]。另外，使用影響MSI型腫瘤發生的預防性疫苗已被證實可以延緩錯配修復基因缺失患者胃腸系統腫瘤的發生。接種多肽疫苗可以為MSI高表達腫瘤新輔助治療提供一個思路，但這些仍有待證實[32]

2.3GS型胃癌與分子精準靶向治療

GS型胃癌約占20%，男女發病率相同。GS型主要表現為體細胞基因組的突變，包括E-鈣黏蛋白基因1（E-cadheringene1，CDH1）、人第1號染色體上編碼富含AT結構域能和DNA相互作用蛋白的基因AT豐富結合域1A（AT-richinteractivedomaincontainingprotein1A，ARID1A）和Ras同源基因家族，成員A（Rashomologgenefamily，memberA，RhoA）基因[4]。目前關于基于該類基因的靶向精準治療分子總結如下。

2.3.1CDH1基因

CDH1基因位于人染色體16q22.1上，編碼E-鈣黏蛋白，屬于鈣依賴性細胞黏附分子的鈣黏素超家族。胃癌中常發現CDH1基因失活突變，尤其在遺傳彌漫性胃癌中[33]；CDH1基因啟動子區域的甲基化則常見于散發性胃癌中[34]；在上皮腫瘤發生的過程中，CDH1基因編碼的E-黏鈣蛋白表達水平明顯下調[35]。由此提示，CDH1基因可能為一種抑癌基因。LI等[36]報道，在彌漫型胃癌中，CDH1基因突變患者的生存期明顯縮短。在TCGA關于CDH1基因的分析中，GS亞型（37%的病例）中體細胞高度突變。由此提示，CDH1基因在探索預后及其作為胃癌治療靶點中的潛力值得進一步關注。2.3.2ARID1A基因在GS型胃癌中發現，ARID1A基因存在失活突變。ARID1A基因位于人染色體1p35.3上，一種編碼富含AT結構域，能和DNA相互作用的蛋白，具有參與染色體重塑、DNA修復、分化和發育的功能[37]，能抑制腫瘤細胞的增殖。WANG等[38]在胃癌的研究中發現，ARID1A表達低的患者預后較差，在胃癌細胞中沉默ARID1A基因表達可導致細胞增殖能力增強[39]。ZHANG等[40]則在非小細胞肺癌中同樣發現，ARID1A低表達者的臨床分期較差；在非小細胞肺癌細胞系中用siRNA的方法干擾ARID1A基因的表達后，腫瘤增殖加快。同樣，XIE等[41]在直腸癌細胞系中也得到了相似的結果。這些結果都提示，ARID1A基因有抑制腫瘤細胞增殖的能力，是一個抑癌基因。ARID1A基因的臨床價值應該得到重視。

2.3.3RhoA基因

Rho（Rashomologgenefamily）蛋白屬于小G蛋白超家族的亞家族成員，具有GTP酶活性[42]。當小G蛋白超家族的A家族成員RHOA處于GTP結合的活化狀態時，RhoA通過作用于Rho激酶1（Rho-associated,coiled-coilcontainingproteinkinase1，ROCK1）、效應分子（mammalianDiaphanousrelatedprotein，mDia）和蛋白激酶N（proteinkinaseN，PKN）在內的多種效應物來調節肌動蛋白-肌球蛋白依賴的細胞收縮和移動[43]，并能激活信號轉導與轉錄激活因子3（signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3）以促進腫瘤發生[44]。RHOA基因突變位點聚集在RHOA與ROCK1等效應因子相接觸的兩個相鄰的氨基末端區域，同時RHOA基因突變能改變下游信號調節，導致腫瘤呈分散性生長并使細胞缺乏黏附性[4]｡RHOA基因突變有染色體間的閉合蛋白18（claudin-18，CLDN18）基因和RhoGTP酶激活蛋白26（RhoGTPaseactivatingprotein26，ARHGAP26）基因易位。ARHGAP26又名GRAF（GTPaseregularassociatedwithfocaladhesionkinase）是一種RhoGTP酶活性蛋白，能使RHOGTP酶轉化為GDP，增強細胞移動[45]。CLDN18是細胞中緊密連接黏附結構的一個組成部分[46]。YAO等[47]發現，CLDN18-ARHGAP26融合基因在胃上皮細胞中的表達可導致細胞發生上皮-間質轉化。最近的一項試驗探討了EOX方案[表柔比星（epirubicin）＋奧沙利鉑（oxaliplatin）＋希羅達（xeloda）]聯合IMAB362（一種針對CLDN18.2的嵌合IgG1抗體）或未聯合IMAB362治療晚期胃癌和胃食管交界腺癌的療效，與單獨用EOX化療方案相比，IMAB362聯合EOX明顯延長了患者的PFS期（中位時間5.7個月vs7.9個月）和OS期（中位時間8.7個月vs12.5個月）。CLDN18-ARHGAP基因融合體與RHOA基因突變互相排斥；在GS亞型中，30%的病例有RHOA基因或CLDN18-ARHGAP基因改變[4]。認識到這些突變基因以及基因的融合現象，研制抑制RhoGTP酶信號的藥物將是研究人員未來努力的方向。

2.4EBV＋型胃癌

EBV＋型胃癌大約占9%[4]，與不同的流行病學和臨床病理學特征有關。BAE等[48]通過一項薈萃分析發現，EBV感染與胃癌發生風險之間存在較強的相關性，可能使胃癌發生的風險增加10倍（95%CI：5.89～17.29）。MURPHY等[49]通過薈萃分析發現，EBV＋型胃癌發病率為8.7%（95%CI：7.5%～10.0%），其中，美洲的發病率為9.9%（95%CI：7.9％～12.3％），亞洲為8.3%（95%CI：6.9%～9.9%），歐洲為9.2%（95%CI：5.4%～15.7%）。長期多鹽飲食、吸煙和咖啡可能是導致EBV＋型胃癌發生的危險因素[50-51]。EBV＋型胃癌多發于男性，腸型胃癌中多見，腫瘤多發生于近端胃和殘胃。此外，男性患病率近乎是女性的2倍[51]，并好發于老年人，平均發病年齡為50～68歲[52]。EBV＋型胃癌另一個重要的組織學特征就是炎性細胞浸潤，特別是CD4＋或CD8＋T細胞的浸潤[53]。同時，可伴有大量的B細胞、漿細胞或中性粒細胞的浸潤[54]。KIM等[55]觀察到與EBV陰性（EBVnegative，EBV－）型胃癌不同，EBV＋型胃癌預后較好，這可能有賴于人體感染EBV后的免疫反應，但其機制尚不明確。根據TCGA的研究報道，PD-1在EBV＋型胃癌中頻繁擴增，提示了該類胃癌的高免疫原性。PD-1及其配體程序性死亡受體配體1（programmedcelldeath-ligand1，PD-L1）或PD-L2是一對負性共刺激因子，可以在腫瘤發生和進展過程中，抑制T細胞的分化和相關功能。PD-1阻滯劑已在多種腫瘤治療中取得較好的療效[56]，同時檢測PD-1和PD-L1蛋白的表達可能用來預測腫瘤的預后。DERKS等[57]對PD-L1在EBV＋型胃癌中的潛在作用進行了研究，發現在32例EBV＋型胃癌中，50%（16/32）的腫瘤細胞和94%（30/32）腫瘤浸潤免疫細胞中有PD-L1蛋白的表達；相比之下，EBV－型胃癌則表現出較低的PD-L1表達，僅有10%腫瘤細胞和39%的腫瘤浸潤免疫細胞中有PD-L1蛋白的表達（P＜0.001）。因此，評估腫瘤細胞和腫瘤浸潤免疫細胞中生物標志物的表達，對于預測EBV＋型胃癌患者長期生存和靶向藥物的療效有一定意義。除PDL-1和PDL-2表達與EBV＋型胃癌有相關性外，PIK3CA基因突變，DNA超甲基化和Janus激酶2（Januskinase2，JAK2）基因突變也與EBV＋型胃癌有相關性[4]。在一項大型回顧性研究中，分析了855個胃癌樣本中PIK3CA、JAK2、PD-L1和PD-L2蛋白表達水平和預后價值。其中只有59個樣本是EBV＋的，PIK3CA和PDL-2在EBV＋型胃癌中的表達水平明顯高于EBV－型胃癌患者，但未發現PIK3CA、JAK2、PD-L1和PD-L2的預后價值。同時，在EBV＋型胃癌和EBV－型胃癌病例之間沒有觀察到JAK2、PD-L1或PD-L2表達的差異。此外PIK3CA、JAK2、PD-L1或PD-L2的表達與任何臨床病理特征均無顯著相關性，這可能是由于EBV感染的病例數相對較少，因此這些突變的預后價值仍不確定[58]。

3結論

胃癌分型中，雖然新的分子分類的出現已經淡化了“一刀切”的時代，但基于對腫瘤生物學更深刻認識的基礎上已經確立了一個更現代的臨床治療方法，即精準醫學。目前，上述對于胃癌的分類是迄今為止所取得的最新進展，開啟了胃癌分子分型的新時代。隨著胃癌分子分型研究的不斷深入和擴展，分子靶向治療有望為患者帶來新的治療選擇。TCGA的努力為精確醫學鋪平了道路，為生物靶向和個體化診療奠定了基礎。盡管當前胃癌分子分型在臨床應用方面十分有限，但其在個性化診療方面的巨大潛力不容忽視。未來的研究應從臨床應用方面，研究目前已獲得的數據，結合患者自身和腫瘤微環境等方面進一步闡明胃癌的本質，從分子水平重新認識疾病，相信未來的腫瘤治療模式應該是分子分型指導的個體化精準治療。

作者：周洪靖；劉愛群