引用本文: 何茹, 董仕, 周文策. 胰腺癌分子靶向治療的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(11): 1534-1540. doi: 10.7507/1007-9424.202205071 復制
胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一,其發病率在中國惡性腫瘤中排第8位,是全球癌癥死亡的第7大原因,其中胰腺導管腺癌預計會在未來20年成為癌癥死亡的第2大原因[1-2]。由于缺乏有效的治療手段,5年生存率小于9%[3]。根據2020年全球癌癥觀察站(Global Cancer Observatory,GLOBOCAN)公布的數據,2020年全球共有495 773例患者被診斷為胰腺癌,并且可能有466 003人因為胰腺癌而死亡[4]。此外,胰腺癌患者確診時大多已處于疾病晚期,失去手術機會,即使手術切除后,也會出現復發及轉移。盡管隨著外科手術技術的進步及各種化學治療(簡稱化療)及聯合治療方案的不斷更新,但是在過去十幾年里,胰腺癌的預后仍然沒有得到明顯的改善。另外還有研究[5]表明,通過調節細胞外基質的組成,再激活胰腺癌抗腫瘤反應可能克服治療耐藥性,使患者受益。因此,迫切需要探索新的診斷分子標志物及有效的治療方法,早發現、早診斷、早治療,改善預后,提高患者的獲益。靶向治療是基于細胞分子層面,針對已經明確的致癌位點設計相應的治療藥物,藥物進入體內特異地選擇性結合致癌位點發揮作用,致腫瘤細胞死亡的一種治療方式[6]。其中基于基因組學及生物學標志物的靶向治療已經在子宮頸癌、乳腺癌等腫瘤中表現出了一定的治療價值。因此,筆者現就胰腺癌不同方面靶向治療的相關基礎研究進展以及臨床試驗綜述如下。
1 致癌網絡
大鼠肉瘤病毒(rat sarcoma,RAS)、腫瘤蛋白53(tumor protein 53,TP53)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)和SMAD家族成員4(small mothers against decapentaplegic family member 4,SMAD4) 是胰腺癌中常見的突變基因,通過參與細胞增殖、分化和遷移的有關信號通路影響胰腺癌的進程[7]。因此早期識別這些基因的驅動突變并探索其相關小分子抑制劑或能成為胰腺癌診斷的早期生物學標志物和治療的潛在靶標,推動靶向治療的發展。
1.1 Kras/RAS信號通路
1.1.1 上游表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)
EGFR 屬于ErbB家族受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs),在不同類型腫瘤中發生突變或者過表達,與廣泛的腫瘤生長和轉移有關,被認為是腫瘤治療的潛在靶點,可能在臨床腫瘤治療中得到應用[8]。尤其是在胰腺導管癌,EGFR在30%~89%的患者中呈過表達[9]。首先在基因工程小鼠中,聯合消融降低EGFR和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的表達會導致由Kras/TP53突變驅動的胰腺癌病灶顯著縮小,還能有效阻止攜帶Kras和TP53基因突變患者移植瘤的進展,為胰腺癌患者靶向EGFR治療提供了理論依據[10]。隨后在小鼠腫瘤模型中,EGFR抑制劑吉非替尼[11]、阿法替尼[12]、達可替尼[13]、厄洛替尼[14]等單藥或聯合用藥可抑制腫瘤進展、延長中位生存期、增強放射治療(簡稱放療)敏感性。但是到目前為止,僅厄洛替尼被批準在胰腺癌中應用[14]。并且在臨床應用中,EGFR抑制劑單藥或者聯合使用結果不盡如人意。1例非小細胞肺癌合并胰腺癌的患者,接受吉非替尼聯合吉西他濱加白蛋白紫杉醇和mFOLFOX6(5-氟尿嘧啶、亞葉酸鈣、奧沙利鉑)一線和二線治療,獲得了更長的生存期[15]。然而在胰腺癌患者接受阿法替尼聯合吉西他濱與吉西他濱單藥治療的研究[16]中,2組的中位生存期及無進展生存期未見明顯差異,且聯合用藥組的腹瀉和皮疹發生率較單藥治療組更高,提示阿法替尼和吉西他濱聯合用藥不僅不能提高治療效果,而且毒性更大。在Kras基因突變的結直腸癌、胰腺癌和非小細胞肺癌中,達可替尼未表現出抗腫瘤活性,也出現不良反應頻發現象[17]。總的來說,大多數EGFR靶向治療沒有取得預期結果,因此需要尋找更有效的方法來識別并治療EGFR突變或過表達的患者。
1.1.2 下游RAS/快速加速纖維肉瘤/絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶(RAS/rapidly accelerated fibrosarcoma/mitogen-activated protein kinase kinase/extracellular signal-regulated kinase,RAS/RAF/MEK/ERK)和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳類動物雷帕霉素靶蛋白(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target protein,PI3K/AKT/mTOR)途徑
RAS/RAF/MEK/ERK是有絲分裂原活化蛋白激酶級聯反應中研究得最充分的途徑,對細胞增殖、周期和存活至關重要。該途徑成分的異常調節會導致腫瘤發生,特別是RAS和RAF,已被廣泛研究并設計成治療靶點[18]。同樣的,PI3K/AKT/mTOR信號通路調節細胞增殖、生長、代謝等過程,是人類腫瘤中常常被激活的信號通路之一,這些活化的信號分子促進腫瘤進展,使用它們的小分子抑制劑可以進行靶向治療[19]。然而目前為止,僅有一小部分的抑制劑被批準應用到少數惡性腫瘤的治療中。在胰腺癌的研究中,Hayes等[20]發現RAF和MEK的抑制劑對Kras基因突變的腫瘤無效,但確認ERK抑制劑可能有效,并且PI3K/AKT/mTOR是調節ERK抑制劑敏感性的關鍵調節劑。有關細胞實驗[21]證實了使用PI3K/mTOR激酶抑制劑阻斷mTORC1/S6K、mTORC1/4E-BP1及mTORC2介導的AKT磷酸化,導致MEK/ERK通路活性增強。胰腺癌小鼠模型中,MEK抑制劑能夠通過影響腫瘤干細胞發揮作用,抑制轉化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)誘導的上皮到間充質的轉變和遷移,導致小鼠循環腫瘤細胞顯著減少[22]。RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR這兩個途徑既獨立又相互影響,可在腫瘤中共同發揮作用,影響腫瘤進程。總之我們可以考慮將這些靶點抑制劑應用到胰腺癌患者的治療中,但需要更多的臨床前和臨床研究數據的支撐。
1.2 TP53
TP53是較早發現的抑癌基因之一,受到上游調節因子的影響,進而調節大量轉錄和非轉錄靶標,抑制細胞分裂,是細胞抗癌防御的關鍵保護機制[23]。其在人類腫瘤中經常發生突變,與患者存活率降低相關[24],可能通過損害p53轉錄功能在胰腺癌中發揮作用。 Fiorini等[25]首次描述了p53再激活分子二磷酸鹽水合物(CP-31398)和 5, 5′ -(2, 5-呋喃二基)雙-2-噻吩甲醇 [5, 5′ -(2, 5-furandiyl)bis-2-thiophenemethanol,RITA] 抑制野生型(wild type,WT)和突變p53的胰腺癌細胞的生長,并誘導腺苷酸活化蛋白激酶(TP53突變主要靶點)介導的自噬能力,以及CP-31398和RITA誘導的自噬保護和抗凋亡作用。之后的研究還發現,p53激活并誘導大量凋亡-1(p53 reactivation with induction of massive apoptosis-1,PRIMA-1)分子,在胰腺癌細胞中重新激活p53突變體,增強化療藥物的抗腫瘤活性,為p53的潛在治療途徑提供了證據[26]。此外,斑蝥酸鈉也可能是一種潛在激活功能型p53的抗胰腺癌藥物。通過介導酪氨酸激酶2/轉錄激活因子3通路抑制腫瘤生長,與吉西他濱協同減少胰腺腫瘤在體內外的生長[27]。隨后,有研究[28]將WT-TP53與對照載體分別引入兩種不同的胰腺癌細胞系(Mia-PaCa-2和PANC-28)中,發現恢復WT-TP53活性可降低其對各種藥物、抑制劑和天然產物的耐藥性,增加Mia-PaCa-2細胞對化療藥物的敏感性。顯然,TP53對腫瘤治療的多種藥物的敏感性至關重要,是一種關鍵分子。
1.3 CDKN2A
CDKN2A是由3個外顯子組成的細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑,參與細胞周期調節,誘導細胞衰老,還通過細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/6抑制在腫瘤進展中發揮作用[17]。帕博昔布是一種口服的CDK4/6小分子抑制劑,已被批準治療轉移性乳腺癌,在多種腫瘤中具有潛在療效[29]。在胰腺癌細胞中,帕博昔布干擾細胞外基質,增強細胞凋亡,降低入侵、轉移擴散能力,提高吉西他濱的治療效果,抑制腫瘤進展[30]。之后,Willobee等[31]發現,MEK和CDK4/6抑制劑聯合治療誘導了胰腺癌的細胞衰老、協同作用減少了腫瘤生長,探索了一種新的治療策略。 但是在臨床試驗中,帕博昔布單藥治療CDKN2A缺失或突變的晚期胰腺癌患者效果不明顯[32]。上述臨床試驗中未探索帕博昔布耐藥的可能,這也許是研究中藥物缺乏療效的原因。因此提示后續治療中,早期單獨或聯合使用帕博昔布可能會使患者獲益。
1.4 TGF-β/SMAD4
TGF-β信號通路涉及上皮細胞、腫瘤細胞、免疫細胞及成纖維細胞組成的復雜網絡,使得TGF-β同時具有腫瘤抑制和促進的作用[33]。SMAD4被鑒定為腫瘤抑制因子,在60%的胰腺癌患者中由于缺失或突變而失活[34]。我們重點關注TGF-β通過SMAD4蛋白介導的信號傳導,該通路控制從細胞膜到細胞核的信號轉導,并負責廣泛的細胞生物學功能,包括細胞周期停滯、分化、凋亡和遷移,在胰腺癌進展中具有腫瘤抑制作用[35]。小鼠實驗中已經證明TGF-β抑制劑galunisertib在腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)中具有啟動抗腫瘤免疫的能力,及其與雙重免疫檢查點抑制相結合的治療潛力[36]。這提示我們可應用TGF-β/SMAD4受體抑制劑改變TME中的腫瘤進展和抗腫瘤免疫。Zhao等[37]發現了一種有效的可將EW-7197(TGF-β抑制劑)和紫杉醇聯合送至癌細胞的基于脂質體包裹的PEG-PLGA納米微球,縮小了胰腺腫瘤移植瘤。在一項臨床研究[38]中將nal-IRI/5-氟尿嘧啶/亞葉酸鈣治療與聯合TGF-β抑制劑相比,聯合治療顯著提高了患者長期生存率,并有效抑制了對周圍組織的侵襲。在小鼠實驗中證實可能是通過抑制卷曲螺旋結合域蛋白80的侵襲提高了總生存率[39]。然而,SMAD4的靶向藥西妥昔單抗與常規治療方案聯用時患者并沒有獲得臨床相關益處[40],也暫未查找到TGF-β/SMAD4抑制劑聯合使用的相關報道。結合上述研究,對于胰腺癌治療來說,我們不僅應尋找有效的治療靶點,還應克服基質屏障,尋找有效的生物材料將藥物輸送到腫瘤中去,以獲得更好的療效。
1.5 成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor,FGFR)
胰腺癌細胞外基質中富含成纖維細胞,與腫瘤進展密切相關。其中成纖維細胞生長因子通過其他細胞因子獲得活性,調節腫瘤的新陳代謝,促進腫瘤增殖和生長[41]。在205例胰腺癌患者的標本中進行免疫組織化學染色,證明FGFR1過表達可以作為胰腺癌患者總生存期的預后標志物[42]。因此,FGFR可能作為胰腺癌治療的潛在靶點。Zhang等[43]使用shRNA和多維替尼抑制FGFR信號傳導,結果在胰腺癌細胞中起著抗癌作用,尤其在FGFR過表達的胰腺癌中更明顯。 胰腺癌小鼠模型中,與吉西他濱單藥相比,加入FGFR抑制劑可顯著降低吉西他濱耐藥,增強癌細胞對吉西他濱的敏感性,提高療效[44]。在Kras突變模型中,FGFR和馬球狀激酶1抑制劑的聯合治療可在體內外誘發細胞毒性,增強 Kras 突變胰腺癌的抗增殖作用和促進細胞死亡[45]。后續人員對癌癥相關成纖維細胞也進行了研究,但缺乏支持上述結論的隨機臨床試驗,還不能證明該靶點在胰腺癌患者中的治療效果。同時,胰腺癌中的成纖維細胞被證明是高度異質的,在不同人群中具有不同功能,這可能是未來研究的新方向。
2 表觀基因組
隨著測序技術的發展,人們逐漸認識到基因組學在癌癥研究中的重要作用。首先在肺腺癌小鼠模型中揭示了表觀基因組學識別調控程序在腫瘤進展中的作用[46]。而胰腺癌的發生可能由DNA甲基化和組蛋白乙酰化導致失調的信號轉導和表觀遺傳引起[47]。 表觀遺傳的改變比如組蛋白甲基轉移酶的突變及甲基化轉移酶1的表達失調,均會導致胰腺癌的發生[48]。Wang等[49]深入研究后,發現異常的DNA甲基化會以促進轉移特性的方式影響轉錄組;同時還發現原發腫瘤表觀基因組中組蛋白修飾的異常表達誘導染色質重塑,改變組織因子和共調節因子的募集,從而在體內外促進胰腺癌的侵襲性。而表觀遺傳機制調節腫瘤轉移的主要機制可能是上皮細胞-間充質轉化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)的改變。并且已經證明EMT-轉錄因子-E盒結合鋅指蛋白1(侵襲相關基因)在胰腺早期腫瘤到晚期轉移中的關鍵驅動作用[50]。阿扎胞苷、地西他濱及瓜地他濱(DNA甲基化轉移酶1抑制劑)的Ⅰ / Ⅱ期臨床試驗顯示出對胰腺導管腺癌化療及免疫檢查點阻滯劑治療敏感[51]。此外,胰腺癌主要致癌途徑的表觀遺傳標志可以維持腫瘤表型,且這些標志可逆,顯示了表觀遺傳藥物的治療潛力。比如多激酶、索拉非尼和伏立諾司他的組合在胰腺癌患者中已被證明是一種安全有效的治療方法[52]。因此,靶向胰腺癌中DNA甲基化和組蛋白乙酰化,并在臨床前和臨床中研究評估其治療效果,可能為患者帶來福音。然而,對于表觀遺傳調節劑和藥物靶向具體機制的認識仍有欠缺,表觀遺傳調節與腫瘤進展之間的許多問題仍不能回答,需要我們不斷地探索來回答這些未解之謎。
3 微環境調節劑
TME在腫瘤發生中的重要性使得其受到關注。但是由于微環境的復雜性,相關靶向治療未取得滿意的結果,仍值得進一步研究,尋找有效的干預靶點,如調節TGF-β信號傳導和血管生成,可能成為TME抗腫瘤的目標。吉西他濱治療會導致胰腺癌微環境中TGF-β信號傳導、免疫檢查點表達升高及腫瘤細胞中抗原增加,表明TGF-β信號傳導抑制和免疫檢查點阻斷的聯合治療可能會有效恢復抗腫瘤免疫從而達到顯著的生存獲益。Kras小鼠中,Carpenter等[53]觀察到,在TGF-β抑制劑調節下,抗細胞程序性死亡蛋白-1和吉西他濱的組合治療能有效地重新激活抗腫瘤細胞毒性T細胞反應。 一項臨床試驗[54]顯示,與吉西他濱相比,galunisertib和吉西他濱聯合用藥可將胰腺癌患者的總生存期延長2個月,且毒性較小。正在進行的臨床試驗將加侖尼西替尼與免疫治療劑聯合使用,評估EW-7197聯合FOLFOX方案治療轉移性胰腺癌療效的Ⅰ b期臨床試驗,以期為TGF-β抑制治療提供證據。
人們在晚期肝癌患者中發現,血管生成抑制劑顯示出了有希望的療效和可控的安全性。Pysz等[55]在小鼠模型中檢測到與正常胰腺組織相比,腫瘤中的血管內皮生長因子受體2型超聲信號顯著增強,在直徑小于3 mm的腫瘤中,表現出更高的特異性。 提示我們通過血管生成標志物或可為早期胰腺癌患者檢測提供新策略,血管生成抑制劑也可能在抑制腫瘤進展中發揮作用。
4 免疫調節劑
免疫療法在多種腫瘤中顯示出療效,但在胰腺癌中未看到有希望的臨床數據,最主要的原因可能是免疫抑制。 胰腺癌組織中富含大量具有免疫抑制能力的成纖維細胞和TME中的免疫抑制細胞,阻礙了免疫治療藥物發揮療效[56]。目前為止,單藥免疫調節劑被證明在臨床上無效,但是使用免疫檢查點抑制劑與放療或者化療的組合顯示出了一定的治療價值。一項評估納武單抗加或不加依匹單抗,聯合立體定向體格放療在難治性轉移性胰腺癌患者的隨機Ⅱ期臨床試驗的結果表明,患者的臨床獲益率得到了提高,具有良好的安全性和抗腫瘤活性[57]。除此之外,還有多種免疫藥物聯合應用的臨床研究正在進行中,如一項隊列研究以免疫治療后6個月的無進展生存期作為主要終點,確定奧拉帕尼加杜洛馬單抗和曲美單抗聯合用藥是否對腫瘤有效;還有一項CD40激動劑索替加利單抗聯合納武單抗治療轉移性胰腺癌的Ⅱ期臨床試驗也正在進行。此外,有研究收集患者血液和腫瘤組織以評估潛在的預測性生物標志物[58]。
過繼T細胞治療(adoptive cell transfer,ACT)是指采集和體外擴增患者自身的腫瘤抗原特異性T細胞,之后將T細胞重新注入患者體內,以改善機體免疫反應。 其中,嵌合抗原受體T細胞療法是目前臨床上最成熟的ACT療法[59]。77例晚期胰腺癌患者接受T細胞治療,與化療或放療聯合治療,生存期延長至18.7個月,而僅接受化療的患者為6.2~11.1個月[60]。此外,還有研究[61]發現可切換的嵌合抗原受體T細胞療法對預防晚期胰腺癌患者轉移和復發有效,且無病生存率得到改善,顯示出治療的前景。綜上,與對照組相比,ACT療法(嵌合抗原受體T細胞療法)治療胰腺癌患者,延長了患者生存期,提高了患者無病生存率。 進一步研究免疫治療聯合應用在胰腺癌患者中如何克服免疫治療耐藥性,以及有效的生物學標志物的發現將進一步指導適當的治療選擇,改善患者預后,為患者帶來希望。
5 小結與展望
綜上,胰腺癌的精準治療還處于初步的探索階段,基礎研究還沒有有效地轉化為臨床獲益,這就需要我們在后續研究中再努力探索,為胰腺癌的精準治療提供基礎,獲取更好的結果。目前在臨床上,對患者更多的是根據病理結果進行分型,但是在實驗層面上,基于轉錄組學上的基因表達差異對患者進行分型,可能會為靶向治療提供更準確的治療依據。此外,關于胰腺癌的治療也有一些其他的研究。如類器官模型,目前,已經利用該模型發現共培養能更好地復制人胰腺癌細胞與周圍環境之間的相互作用。可以建立單個患者的類器官模型或者以大量手術標本為基礎建立類器官庫,為后續治療測試方案提供基礎,為新輔助化療提供指導作用,從而選出最佳治療方案。基于胰腺癌是一種致密的腫瘤,將納米載體與藥物結合在藥物運輸方面也是有效的,盡管在研究過程中存在一些問題,但是已經顯示出了令人鼓舞的結果。其次,磁場也被發現有抗腫瘤的效果。在有磁場的情況下,可誘導氧化應激和DNA損傷修復途徑的激活,導致細胞死亡和鐵死亡,抑制肺癌、胃癌、胰腺癌、腎母細胞瘤等腫瘤的生長[62]。疫苗預防方面,乙肝疫苗和宮頸癌疫苗已經可以預防肝細胞癌和宮頸癌,這為其他類型癌癥疫苗研發提供了啟發。對于胰腺癌患者來說,大部分發現時已失去手術機會,因此,迫切需要一款預防性疫苗,抑制甚至消除腫瘤。希望可以找出正確的抗原靶點,開發出有效的疫苗預防胰腺癌。以上這些方法都有其自身的優點和劣勢,將其中兩種或者多種聯合起來,可能在胰腺癌治療上帶來意想不到的效果,使更多的胰腺癌患者受益于靶向治療。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們無相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:何茹確定文章主題、查閱文獻并撰寫文章;董仕確定文章框架并修改;周文策負責指導撰寫論文并最后定稿。
胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一,其發病率在中國惡性腫瘤中排第8位,是全球癌癥死亡的第7大原因,其中胰腺導管腺癌預計會在未來20年成為癌癥死亡的第2大原因[1-2]。由于缺乏有效的治療手段,5年生存率小于9%[3]。根據2020年全球癌癥觀察站(Global Cancer Observatory,GLOBOCAN)公布的數據,2020年全球共有495 773例患者被診斷為胰腺癌,并且可能有466 003人因為胰腺癌而死亡[4]。此外,胰腺癌患者確診時大多已處于疾病晚期,失去手術機會,即使手術切除后,也會出現復發及轉移。盡管隨著外科手術技術的進步及各種化學治療(簡稱化療)及聯合治療方案的不斷更新,但是在過去十幾年里,胰腺癌的預后仍然沒有得到明顯的改善。另外還有研究[5]表明,通過調節細胞外基質的組成,再激活胰腺癌抗腫瘤反應可能克服治療耐藥性,使患者受益。因此,迫切需要探索新的診斷分子標志物及有效的治療方法,早發現、早診斷、早治療,改善預后,提高患者的獲益。靶向治療是基于細胞分子層面,針對已經明確的致癌位點設計相應的治療藥物,藥物進入體內特異地選擇性結合致癌位點發揮作用,致腫瘤細胞死亡的一種治療方式[6]。其中基于基因組學及生物學標志物的靶向治療已經在子宮頸癌、乳腺癌等腫瘤中表現出了一定的治療價值。因此,筆者現就胰腺癌不同方面靶向治療的相關基礎研究進展以及臨床試驗綜述如下。
1 致癌網絡
大鼠肉瘤病毒(rat sarcoma,RAS)、腫瘤蛋白53(tumor protein 53,TP53)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)和SMAD家族成員4(small mothers against decapentaplegic family member 4,SMAD4) 是胰腺癌中常見的突變基因,通過參與細胞增殖、分化和遷移的有關信號通路影響胰腺癌的進程[7]。因此早期識別這些基因的驅動突變并探索其相關小分子抑制劑或能成為胰腺癌診斷的早期生物學標志物和治療的潛在靶標,推動靶向治療的發展。
1.1 Kras/RAS信號通路
1.1.1 上游表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)
EGFR 屬于ErbB家族受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs),在不同類型腫瘤中發生突變或者過表達,與廣泛的腫瘤生長和轉移有關,被認為是腫瘤治療的潛在靶點,可能在臨床腫瘤治療中得到應用[8]。尤其是在胰腺導管癌,EGFR在30%~89%的患者中呈過表達[9]。首先在基因工程小鼠中,聯合消融降低EGFR和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的表達會導致由Kras/TP53突變驅動的胰腺癌病灶顯著縮小,還能有效阻止攜帶Kras和TP53基因突變患者移植瘤的進展,為胰腺癌患者靶向EGFR治療提供了理論依據[10]。隨后在小鼠腫瘤模型中,EGFR抑制劑吉非替尼[11]、阿法替尼[12]、達可替尼[13]、厄洛替尼[14]等單藥或聯合用藥可抑制腫瘤進展、延長中位生存期、增強放射治療(簡稱放療)敏感性。但是到目前為止,僅厄洛替尼被批準在胰腺癌中應用[14]。并且在臨床應用中,EGFR抑制劑單藥或者聯合使用結果不盡如人意。1例非小細胞肺癌合并胰腺癌的患者,接受吉非替尼聯合吉西他濱加白蛋白紫杉醇和mFOLFOX6(5-氟尿嘧啶、亞葉酸鈣、奧沙利鉑)一線和二線治療,獲得了更長的生存期[15]。然而在胰腺癌患者接受阿法替尼聯合吉西他濱與吉西他濱單藥治療的研究[16]中,2組的中位生存期及無進展生存期未見明顯差異,且聯合用藥組的腹瀉和皮疹發生率較單藥治療組更高,提示阿法替尼和吉西他濱聯合用藥不僅不能提高治療效果,而且毒性更大。在Kras基因突變的結直腸癌、胰腺癌和非小細胞肺癌中,達可替尼未表現出抗腫瘤活性,也出現不良反應頻發現象[17]。總的來說,大多數EGFR靶向治療沒有取得預期結果,因此需要尋找更有效的方法來識別并治療EGFR突變或過表達的患者。
1.1.2 下游RAS/快速加速纖維肉瘤/絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶(RAS/rapidly accelerated fibrosarcoma/mitogen-activated protein kinase kinase/extracellular signal-regulated kinase,RAS/RAF/MEK/ERK)和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳類動物雷帕霉素靶蛋白(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target protein,PI3K/AKT/mTOR)途徑
RAS/RAF/MEK/ERK是有絲分裂原活化蛋白激酶級聯反應中研究得最充分的途徑,對細胞增殖、周期和存活至關重要。該途徑成分的異常調節會導致腫瘤發生,特別是RAS和RAF,已被廣泛研究并設計成治療靶點[18]。同樣的,PI3K/AKT/mTOR信號通路調節細胞增殖、生長、代謝等過程,是人類腫瘤中常常被激活的信號通路之一,這些活化的信號分子促進腫瘤進展,使用它們的小分子抑制劑可以進行靶向治療[19]。然而目前為止,僅有一小部分的抑制劑被批準應用到少數惡性腫瘤的治療中。在胰腺癌的研究中,Hayes等[20]發現RAF和MEK的抑制劑對Kras基因突變的腫瘤無效,但確認ERK抑制劑可能有效,并且PI3K/AKT/mTOR是調節ERK抑制劑敏感性的關鍵調節劑。有關細胞實驗[21]證實了使用PI3K/mTOR激酶抑制劑阻斷mTORC1/S6K、mTORC1/4E-BP1及mTORC2介導的AKT磷酸化,導致MEK/ERK通路活性增強。胰腺癌小鼠模型中,MEK抑制劑能夠通過影響腫瘤干細胞發揮作用,抑制轉化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)誘導的上皮到間充質的轉變和遷移,導致小鼠循環腫瘤細胞顯著減少[22]。RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR這兩個途徑既獨立又相互影響,可在腫瘤中共同發揮作用,影響腫瘤進程。總之我們可以考慮將這些靶點抑制劑應用到胰腺癌患者的治療中,但需要更多的臨床前和臨床研究數據的支撐。
1.2 TP53
TP53是較早發現的抑癌基因之一,受到上游調節因子的影響,進而調節大量轉錄和非轉錄靶標,抑制細胞分裂,是細胞抗癌防御的關鍵保護機制[23]。其在人類腫瘤中經常發生突變,與患者存活率降低相關[24],可能通過損害p53轉錄功能在胰腺癌中發揮作用。 Fiorini等[25]首次描述了p53再激活分子二磷酸鹽水合物(CP-31398)和 5, 5′ -(2, 5-呋喃二基)雙-2-噻吩甲醇 [5, 5′ -(2, 5-furandiyl)bis-2-thiophenemethanol,RITA] 抑制野生型(wild type,WT)和突變p53的胰腺癌細胞的生長,并誘導腺苷酸活化蛋白激酶(TP53突變主要靶點)介導的自噬能力,以及CP-31398和RITA誘導的自噬保護和抗凋亡作用。之后的研究還發現,p53激活并誘導大量凋亡-1(p53 reactivation with induction of massive apoptosis-1,PRIMA-1)分子,在胰腺癌細胞中重新激活p53突變體,增強化療藥物的抗腫瘤活性,為p53的潛在治療途徑提供了證據[26]。此外,斑蝥酸鈉也可能是一種潛在激活功能型p53的抗胰腺癌藥物。通過介導酪氨酸激酶2/轉錄激活因子3通路抑制腫瘤生長,與吉西他濱協同減少胰腺腫瘤在體內外的生長[27]。隨后,有研究[28]將WT-TP53與對照載體分別引入兩種不同的胰腺癌細胞系(Mia-PaCa-2和PANC-28)中,發現恢復WT-TP53活性可降低其對各種藥物、抑制劑和天然產物的耐藥性,增加Mia-PaCa-2細胞對化療藥物的敏感性。顯然,TP53對腫瘤治療的多種藥物的敏感性至關重要,是一種關鍵分子。
1.3 CDKN2A
CDKN2A是由3個外顯子組成的細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑,參與細胞周期調節,誘導細胞衰老,還通過細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/6抑制在腫瘤進展中發揮作用[17]。帕博昔布是一種口服的CDK4/6小分子抑制劑,已被批準治療轉移性乳腺癌,在多種腫瘤中具有潛在療效[29]。在胰腺癌細胞中,帕博昔布干擾細胞外基質,增強細胞凋亡,降低入侵、轉移擴散能力,提高吉西他濱的治療效果,抑制腫瘤進展[30]。之后,Willobee等[31]發現,MEK和CDK4/6抑制劑聯合治療誘導了胰腺癌的細胞衰老、協同作用減少了腫瘤生長,探索了一種新的治療策略。 但是在臨床試驗中,帕博昔布單藥治療CDKN2A缺失或突變的晚期胰腺癌患者效果不明顯[32]。上述臨床試驗中未探索帕博昔布耐藥的可能,這也許是研究中藥物缺乏療效的原因。因此提示后續治療中,早期單獨或聯合使用帕博昔布可能會使患者獲益。
1.4 TGF-β/SMAD4
TGF-β信號通路涉及上皮細胞、腫瘤細胞、免疫細胞及成纖維細胞組成的復雜網絡,使得TGF-β同時具有腫瘤抑制和促進的作用[33]。SMAD4被鑒定為腫瘤抑制因子,在60%的胰腺癌患者中由于缺失或突變而失活[34]。我們重點關注TGF-β通過SMAD4蛋白介導的信號傳導,該通路控制從細胞膜到細胞核的信號轉導,并負責廣泛的細胞生物學功能,包括細胞周期停滯、分化、凋亡和遷移,在胰腺癌進展中具有腫瘤抑制作用[35]。小鼠實驗中已經證明TGF-β抑制劑galunisertib在腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)中具有啟動抗腫瘤免疫的能力,及其與雙重免疫檢查點抑制相結合的治療潛力[36]。這提示我們可應用TGF-β/SMAD4受體抑制劑改變TME中的腫瘤進展和抗腫瘤免疫。Zhao等[37]發現了一種有效的可將EW-7197(TGF-β抑制劑)和紫杉醇聯合送至癌細胞的基于脂質體包裹的PEG-PLGA納米微球,縮小了胰腺腫瘤移植瘤。在一項臨床研究[38]中將nal-IRI/5-氟尿嘧啶/亞葉酸鈣治療與聯合TGF-β抑制劑相比,聯合治療顯著提高了患者長期生存率,并有效抑制了對周圍組織的侵襲。在小鼠實驗中證實可能是通過抑制卷曲螺旋結合域蛋白80的侵襲提高了總生存率[39]。然而,SMAD4的靶向藥西妥昔單抗與常規治療方案聯用時患者并沒有獲得臨床相關益處[40],也暫未查找到TGF-β/SMAD4抑制劑聯合使用的相關報道。結合上述研究,對于胰腺癌治療來說,我們不僅應尋找有效的治療靶點,還應克服基質屏障,尋找有效的生物材料將藥物輸送到腫瘤中去,以獲得更好的療效。
1.5 成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor,FGFR)
胰腺癌細胞外基質中富含成纖維細胞,與腫瘤進展密切相關。其中成纖維細胞生長因子通過其他細胞因子獲得活性,調節腫瘤的新陳代謝,促進腫瘤增殖和生長[41]。在205例胰腺癌患者的標本中進行免疫組織化學染色,證明FGFR1過表達可以作為胰腺癌患者總生存期的預后標志物[42]。因此,FGFR可能作為胰腺癌治療的潛在靶點。Zhang等[43]使用shRNA和多維替尼抑制FGFR信號傳導,結果在胰腺癌細胞中起著抗癌作用,尤其在FGFR過表達的胰腺癌中更明顯。 胰腺癌小鼠模型中,與吉西他濱單藥相比,加入FGFR抑制劑可顯著降低吉西他濱耐藥,增強癌細胞對吉西他濱的敏感性,提高療效[44]。在Kras突變模型中,FGFR和馬球狀激酶1抑制劑的聯合治療可在體內外誘發細胞毒性,增強 Kras 突變胰腺癌的抗增殖作用和促進細胞死亡[45]。后續人員對癌癥相關成纖維細胞也進行了研究,但缺乏支持上述結論的隨機臨床試驗,還不能證明該靶點在胰腺癌患者中的治療效果。同時,胰腺癌中的成纖維細胞被證明是高度異質的,在不同人群中具有不同功能,這可能是未來研究的新方向。
2 表觀基因組
隨著測序技術的發展,人們逐漸認識到基因組學在癌癥研究中的重要作用。首先在肺腺癌小鼠模型中揭示了表觀基因組學識別調控程序在腫瘤進展中的作用[46]。而胰腺癌的發生可能由DNA甲基化和組蛋白乙酰化導致失調的信號轉導和表觀遺傳引起[47]。 表觀遺傳的改變比如組蛋白甲基轉移酶的突變及甲基化轉移酶1的表達失調,均會導致胰腺癌的發生[48]。Wang等[49]深入研究后,發現異常的DNA甲基化會以促進轉移特性的方式影響轉錄組;同時還發現原發腫瘤表觀基因組中組蛋白修飾的異常表達誘導染色質重塑,改變組織因子和共調節因子的募集,從而在體內外促進胰腺癌的侵襲性。而表觀遺傳機制調節腫瘤轉移的主要機制可能是上皮細胞-間充質轉化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)的改變。并且已經證明EMT-轉錄因子-E盒結合鋅指蛋白1(侵襲相關基因)在胰腺早期腫瘤到晚期轉移中的關鍵驅動作用[50]。阿扎胞苷、地西他濱及瓜地他濱(DNA甲基化轉移酶1抑制劑)的Ⅰ / Ⅱ期臨床試驗顯示出對胰腺導管腺癌化療及免疫檢查點阻滯劑治療敏感[51]。此外,胰腺癌主要致癌途徑的表觀遺傳標志可以維持腫瘤表型,且這些標志可逆,顯示了表觀遺傳藥物的治療潛力。比如多激酶、索拉非尼和伏立諾司他的組合在胰腺癌患者中已被證明是一種安全有效的治療方法[52]。因此,靶向胰腺癌中DNA甲基化和組蛋白乙酰化,并在臨床前和臨床中研究評估其治療效果,可能為患者帶來福音。然而,對于表觀遺傳調節劑和藥物靶向具體機制的認識仍有欠缺,表觀遺傳調節與腫瘤進展之間的許多問題仍不能回答,需要我們不斷地探索來回答這些未解之謎。
3 微環境調節劑
TME在腫瘤發生中的重要性使得其受到關注。但是由于微環境的復雜性,相關靶向治療未取得滿意的結果,仍值得進一步研究,尋找有效的干預靶點,如調節TGF-β信號傳導和血管生成,可能成為TME抗腫瘤的目標。吉西他濱治療會導致胰腺癌微環境中TGF-β信號傳導、免疫檢查點表達升高及腫瘤細胞中抗原增加,表明TGF-β信號傳導抑制和免疫檢查點阻斷的聯合治療可能會有效恢復抗腫瘤免疫從而達到顯著的生存獲益。Kras小鼠中,Carpenter等[53]觀察到,在TGF-β抑制劑調節下,抗細胞程序性死亡蛋白-1和吉西他濱的組合治療能有效地重新激活抗腫瘤細胞毒性T細胞反應。 一項臨床試驗[54]顯示,與吉西他濱相比,galunisertib和吉西他濱聯合用藥可將胰腺癌患者的總生存期延長2個月,且毒性較小。正在進行的臨床試驗將加侖尼西替尼與免疫治療劑聯合使用,評估EW-7197聯合FOLFOX方案治療轉移性胰腺癌療效的Ⅰ b期臨床試驗,以期為TGF-β抑制治療提供證據。
人們在晚期肝癌患者中發現,血管生成抑制劑顯示出了有希望的療效和可控的安全性。Pysz等[55]在小鼠模型中檢測到與正常胰腺組織相比,腫瘤中的血管內皮生長因子受體2型超聲信號顯著增強,在直徑小于3 mm的腫瘤中,表現出更高的特異性。 提示我們通過血管生成標志物或可為早期胰腺癌患者檢測提供新策略,血管生成抑制劑也可能在抑制腫瘤進展中發揮作用。
4 免疫調節劑
免疫療法在多種腫瘤中顯示出療效,但在胰腺癌中未看到有希望的臨床數據,最主要的原因可能是免疫抑制。 胰腺癌組織中富含大量具有免疫抑制能力的成纖維細胞和TME中的免疫抑制細胞,阻礙了免疫治療藥物發揮療效[56]。目前為止,單藥免疫調節劑被證明在臨床上無效,但是使用免疫檢查點抑制劑與放療或者化療的組合顯示出了一定的治療價值。一項評估納武單抗加或不加依匹單抗,聯合立體定向體格放療在難治性轉移性胰腺癌患者的隨機Ⅱ期臨床試驗的結果表明,患者的臨床獲益率得到了提高,具有良好的安全性和抗腫瘤活性[57]。除此之外,還有多種免疫藥物聯合應用的臨床研究正在進行中,如一項隊列研究以免疫治療后6個月的無進展生存期作為主要終點,確定奧拉帕尼加杜洛馬單抗和曲美單抗聯合用藥是否對腫瘤有效;還有一項CD40激動劑索替加利單抗聯合納武單抗治療轉移性胰腺癌的Ⅱ期臨床試驗也正在進行。此外,有研究收集患者血液和腫瘤組織以評估潛在的預測性生物標志物[58]。
過繼T細胞治療(adoptive cell transfer,ACT)是指采集和體外擴增患者自身的腫瘤抗原特異性T細胞,之后將T細胞重新注入患者體內,以改善機體免疫反應。 其中,嵌合抗原受體T細胞療法是目前臨床上最成熟的ACT療法[59]。77例晚期胰腺癌患者接受T細胞治療,與化療或放療聯合治療,生存期延長至18.7個月,而僅接受化療的患者為6.2~11.1個月[60]。此外,還有研究[61]發現可切換的嵌合抗原受體T細胞療法對預防晚期胰腺癌患者轉移和復發有效,且無病生存率得到改善,顯示出治療的前景。綜上,與對照組相比,ACT療法(嵌合抗原受體T細胞療法)治療胰腺癌患者,延長了患者生存期,提高了患者無病生存率。 進一步研究免疫治療聯合應用在胰腺癌患者中如何克服免疫治療耐藥性,以及有效的生物學標志物的發現將進一步指導適當的治療選擇,改善患者預后,為患者帶來希望。
5 小結與展望
綜上,胰腺癌的精準治療還處于初步的探索階段,基礎研究還沒有有效地轉化為臨床獲益,這就需要我們在后續研究中再努力探索,為胰腺癌的精準治療提供基礎,獲取更好的結果。目前在臨床上,對患者更多的是根據病理結果進行分型,但是在實驗層面上,基于轉錄組學上的基因表達差異對患者進行分型,可能會為靶向治療提供更準確的治療依據。此外,關于胰腺癌的治療也有一些其他的研究。如類器官模型,目前,已經利用該模型發現共培養能更好地復制人胰腺癌細胞與周圍環境之間的相互作用。可以建立單個患者的類器官模型或者以大量手術標本為基礎建立類器官庫,為后續治療測試方案提供基礎,為新輔助化療提供指導作用,從而選出最佳治療方案。基于胰腺癌是一種致密的腫瘤,將納米載體與藥物結合在藥物運輸方面也是有效的,盡管在研究過程中存在一些問題,但是已經顯示出了令人鼓舞的結果。其次,磁場也被發現有抗腫瘤的效果。在有磁場的情況下,可誘導氧化應激和DNA損傷修復途徑的激活,導致細胞死亡和鐵死亡,抑制肺癌、胃癌、胰腺癌、腎母細胞瘤等腫瘤的生長[62]。疫苗預防方面,乙肝疫苗和宮頸癌疫苗已經可以預防肝細胞癌和宮頸癌,這為其他類型癌癥疫苗研發提供了啟發。對于胰腺癌患者來說,大部分發現時已失去手術機會,因此,迫切需要一款預防性疫苗,抑制甚至消除腫瘤。希望可以找出正確的抗原靶點,開發出有效的疫苗預防胰腺癌。以上這些方法都有其自身的優點和劣勢,將其中兩種或者多種聯合起來,可能在胰腺癌治療上帶來意想不到的效果,使更多的胰腺癌患者受益于靶向治療。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們無相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:何茹確定文章主題、查閱文獻并撰寫文章;董仕確定文章框架并修改;周文策負責指導撰寫論文并最后定稿。