引用本文: 何茹, 董仕, 周文策. 胰腺癌分子靶向治疗的研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2022, 29(11): 1534-1540. doi: 10.7507/1007-9424.202205071 复制
胰腺癌是最具侵袭性的恶性肿瘤之一,其发病率在中国恶性肿瘤中排第8位,是全球癌症死亡的第7大原因,其中胰腺导管腺癌预计会在未来20年成为癌症死亡的第2大原因[1-2]。由于缺乏有效的治疗手段,5年生存率小于9%[3]。根据2020年全球癌症观察站(Global Cancer Observatory,GLOBOCAN)公布的数据,2020年全球共有495 773例患者被诊断为胰腺癌,并且可能有466 003人因为胰腺癌而死亡[4]。此外,胰腺癌患者确诊时大多已处于疾病晚期,失去手术机会,即使手术切除后,也会出现复发及转移。尽管随着外科手术技术的进步及各种化学治疗(简称化疗)及联合治疗方案的不断更新,但是在过去十几年里,胰腺癌的预后仍然没有得到明显的改善。另外还有研究[5]表明,通过调节细胞外基质的组成,再激活胰腺癌抗肿瘤反应可能克服治疗耐药性,使患者受益。因此,迫切需要探索新的诊断分子标志物及有效的治疗方法,早发现、早诊断、早治疗,改善预后,提高患者的获益。靶向治疗是基于细胞分子层面,针对已经明确的致癌位点设计相应的治疗药物,药物进入体内特异地选择性结合致癌位点发挥作用,致肿瘤细胞死亡的一种治疗方式[6]。其中基于基因组学及生物学标志物的靶向治疗已经在子宫颈癌、乳腺癌等肿瘤中表现出了一定的治疗价值。因此,笔者现就胰腺癌不同方面靶向治疗的相关基础研究进展以及临床试验综述如下。
1 致癌网络
大鼠肉瘤病毒(rat sarcoma,RAS)、肿瘤蛋白53(tumor protein 53,TP53)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)和SMAD家族成员4(small mothers against decapentaplegic family member 4,SMAD4) 是胰腺癌中常见的突变基因,通过参与细胞增殖、分化和迁移的有关信号通路影响胰腺癌的进程[7]。因此早期识别这些基因的驱动突变并探索其相关小分子抑制剂或能成为胰腺癌诊断的早期生物学标志物和治疗的潜在靶标,推动靶向治疗的发展。
1.1 Kras/RAS信号通路
1.1.1 上游表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)
EGFR 属于ErbB家族受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs),在不同类型肿瘤中发生突变或者过表达,与广泛的肿瘤生长和转移有关,被认为是肿瘤治疗的潜在靶点,可能在临床肿瘤治疗中得到应用[8]。尤其是在胰腺导管癌,EGFR在30%~89%的患者中呈过表达[9]。首先在基因工程小鼠中,联合消融降低EGFR和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的表达会导致由Kras/TP53突变驱动的胰腺癌病灶显著缩小,还能有效阻止携带Kras和TP53基因突变患者移植瘤的进展,为胰腺癌患者靶向EGFR治疗提供了理论依据[10]。随后在小鼠肿瘤模型中,EGFR抑制剂吉非替尼[11]、阿法替尼[12]、达可替尼[13]、厄洛替尼[14]等单药或联合用药可抑制肿瘤进展、延长中位生存期、增强放射治疗(简称放疗)敏感性。但是到目前为止,仅厄洛替尼被批准在胰腺癌中应用[14]。并且在临床应用中,EGFR抑制剂单药或者联合使用结果不尽如人意。1例非小细胞肺癌合并胰腺癌的患者,接受吉非替尼联合吉西他滨加白蛋白紫杉醇和mFOLFOX6(5-氟尿嘧啶、亚叶酸钙、奥沙利铂)一线和二线治疗,获得了更长的生存期[15]。然而在胰腺癌患者接受阿法替尼联合吉西他滨与吉西他滨单药治疗的研究[16]中,2组的中位生存期及无进展生存期未见明显差异,且联合用药组的腹泻和皮疹发生率较单药治疗组更高,提示阿法替尼和吉西他滨联合用药不仅不能提高治疗效果,而且毒性更大。在Kras基因突变的结直肠癌、胰腺癌和非小细胞肺癌中,达可替尼未表现出抗肿瘤活性,也出现不良反应频发现象[17]。总的来说,大多数EGFR靶向治疗没有取得预期结果,因此需要寻找更有效的方法来识别并治疗EGFR突变或过表达的患者。
1.1.2 下游RAS/快速加速纤维肉瘤/丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(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/哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target protein,PI3K/AKT/mTOR)途径
RAS/RAF/MEK/ERK是有丝分裂原活化蛋白激酶级联反应中研究得最充分的途径,对细胞增殖、周期和存活至关重要。该途径成分的异常调节会导致肿瘤发生,特别是RAS和RAF,已被广泛研究并设计成治疗靶点[18]。同样的,PI3K/AKT/mTOR信号通路调节细胞增殖、生长、代谢等过程,是人类肿瘤中常常被激活的信号通路之一,这些活化的信号分子促进肿瘤进展,使用它们的小分子抑制剂可以进行靶向治疗[19]。然而目前为止,仅有一小部分的抑制剂被批准应用到少数恶性肿瘤的治疗中。在胰腺癌的研究中,Hayes等[20]发现RAF和MEK的抑制剂对Kras基因突变的肿瘤无效,但确认ERK抑制剂可能有效,并且PI3K/AKT/mTOR是调节ERK抑制剂敏感性的关键调节剂。有关细胞实验[21]证实了使用PI3K/mTOR激酶抑制剂阻断mTORC1/S6K、mTORC1/4E-BP1及mTORC2介导的AKT磷酸化,导致MEK/ERK通路活性增强。胰腺癌小鼠模型中,MEK抑制剂能够通过影响肿瘤干细胞发挥作用,抑制转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)诱导的上皮到间充质的转变和迁移,导致小鼠循环肿瘤细胞显著减少[22]。RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR这两个途径既独立又相互影响,可在肿瘤中共同发挥作用,影响肿瘤进程。总之我们可以考虑将这些靶点抑制剂应用到胰腺癌患者的治疗中,但需要更多的临床前和临床研究数据的支撑。
1.2 TP53
TP53是较早发现的抑癌基因之一,受到上游调节因子的影响,进而调节大量转录和非转录靶标,抑制细胞分裂,是细胞抗癌防御的关键保护机制[23]。其在人类肿瘤中经常发生突变,与患者存活率降低相关[24],可能通过损害p53转录功能在胰腺癌中发挥作用。 Fiorini等[25]首次描述了p53再激活分子二磷酸盐水合物(CP-31398)和 5, 5′ -(2, 5-呋喃二基)双-2-噻吩甲醇 [5, 5′ -(2, 5-furandiyl)bis-2-thiophenemethanol,RITA] 抑制野生型(wild type,WT)和突变p53的胰腺癌细胞的生长,并诱导腺苷酸活化蛋白激酶(TP53突变主要靶点)介导的自噬能力,以及CP-31398和RITA诱导的自噬保护和抗凋亡作用。之后的研究还发现,p53激活并诱导大量凋亡-1(p53 reactivation with induction of massive apoptosis-1,PRIMA-1)分子,在胰腺癌细胞中重新激活p53突变体,增强化疗药物的抗肿瘤活性,为p53的潜在治疗途径提供了证据[26]。此外,斑蝥酸钠也可能是一种潜在激活功能型p53的抗胰腺癌药物。通过介导酪氨酸激酶2/转录激活因子3通路抑制肿瘤生长,与吉西他滨协同减少胰腺肿瘤在体内外的生长[27]。随后,有研究[28]将WT-TP53与对照载体分别引入两种不同的胰腺癌细胞系(Mia-PaCa-2和PANC-28)中,发现恢复WT-TP53活性可降低其对各种药物、抑制剂和天然产物的耐药性,增加Mia-PaCa-2细胞对化疗药物的敏感性。显然,TP53对肿瘤治疗的多种药物的敏感性至关重要,是一种关键分子。
1.3 CDKN2A
CDKN2A是由3个外显子组成的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂,参与细胞周期调节,诱导细胞衰老,还通过细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/6抑制在肿瘤进展中发挥作用[17]。帕博昔布是一种口服的CDK4/6小分子抑制剂,已被批准治疗转移性乳腺癌,在多种肿瘤中具有潜在疗效[29]。在胰腺癌细胞中,帕博昔布干扰细胞外基质,增强细胞凋亡,降低入侵、转移扩散能力,提高吉西他滨的治疗效果,抑制肿瘤进展[30]。之后,Willobee等[31]发现,MEK和CDK4/6抑制剂联合治疗诱导了胰腺癌的细胞衰老、协同作用减少了肿瘤生长,探索了一种新的治疗策略。 但是在临床试验中,帕博昔布单药治疗CDKN2A缺失或突变的晚期胰腺癌患者效果不明显[32]。上述临床试验中未探索帕博昔布耐药的可能,这也许是研究中药物缺乏疗效的原因。因此提示后续治疗中,早期单独或联合使用帕博昔布可能会使患者获益。
1.4 TGF-β/SMAD4
TGF-β信号通路涉及上皮细胞、肿瘤细胞、免疫细胞及成纤维细胞组成的复杂网络,使得TGF-β同时具有肿瘤抑制和促进的作用[33]。SMAD4被鉴定为肿瘤抑制因子,在60%的胰腺癌患者中由于缺失或突变而失活[34]。我们重点关注TGF-β通过SMAD4蛋白介导的信号传导,该通路控制从细胞膜到细胞核的信号转导,并负责广泛的细胞生物学功能,包括细胞周期停滞、分化、凋亡和迁移,在胰腺癌进展中具有肿瘤抑制作用[35]。小鼠实验中已经证明TGF-β抑制剂galunisertib在肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中具有启动抗肿瘤免疫的能力,及其与双重免疫检查点抑制相结合的治疗潜力[36]。这提示我们可应用TGF-β/SMAD4受体抑制剂改变TME中的肿瘤进展和抗肿瘤免疫。Zhao等[37]发现了一种有效的可将EW-7197(TGF-β抑制剂)和紫杉醇联合送至癌细胞的基于脂质体包裹的PEG-PLGA纳米微球,缩小了胰腺肿瘤移植瘤。在一项临床研究[38]中将nal-IRI/5-氟尿嘧啶/亚叶酸钙治疗与联合TGF-β抑制剂相比,联合治疗显著提高了患者长期生存率,并有效抑制了对周围组织的侵袭。在小鼠实验中证实可能是通过抑制卷曲螺旋结合域蛋白80的侵袭提高了总生存率[39]。然而,SMAD4的靶向药西妥昔单抗与常规治疗方案联用时患者并没有获得临床相关益处[40],也暂未查找到TGF-β/SMAD4抑制剂联合使用的相关报道。结合上述研究,对于胰腺癌治疗来说,我们不仅应寻找有效的治疗靶点,还应克服基质屏障,寻找有效的生物材料将药物输送到肿瘤中去,以获得更好的疗效。
1.5 成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor,FGFR)
胰腺癌细胞外基质中富含成纤维细胞,与肿瘤进展密切相关。其中成纤维细胞生长因子通过其他细胞因子获得活性,调节肿瘤的新陈代谢,促进肿瘤增殖和生长[41]。在205例胰腺癌患者的标本中进行免疫组织化学染色,证明FGFR1过表达可以作为胰腺癌患者总生存期的预后标志物[42]。因此,FGFR可能作为胰腺癌治疗的潜在靶点。Zhang等[43]使用shRNA和多维替尼抑制FGFR信号传导,结果在胰腺癌细胞中起着抗癌作用,尤其在FGFR过表达的胰腺癌中更明显。 胰腺癌小鼠模型中,与吉西他滨单药相比,加入FGFR抑制剂可显著降低吉西他滨耐药,增强癌细胞对吉西他滨的敏感性,提高疗效[44]。在Kras突变模型中,FGFR和马球状激酶1抑制剂的联合治疗可在体内外诱发细胞毒性,增强 Kras 突变胰腺癌的抗增殖作用和促进细胞死亡[45]。后续人员对癌症相关成纤维细胞也进行了研究,但缺乏支持上述结论的随机临床试验,还不能证明该靶点在胰腺癌患者中的治疗效果。同时,胰腺癌中的成纤维细胞被证明是高度异质的,在不同人群中具有不同功能,这可能是未来研究的新方向。
2 表观基因组
随着测序技术的发展,人们逐渐认识到基因组学在癌症研究中的重要作用。首先在肺腺癌小鼠模型中揭示了表观基因组学识别调控程序在肿瘤进展中的作用[46]。而胰腺癌的发生可能由DNA甲基化和组蛋白乙酰化导致失调的信号转导和表观遗传引起[47]。 表观遗传的改变比如组蛋白甲基转移酶的突变及甲基化转移酶1的表达失调,均会导致胰腺癌的发生[48]。Wang等[49]深入研究后,发现异常的DNA甲基化会以促进转移特性的方式影响转录组;同时还发现原发肿瘤表观基因组中组蛋白修饰的异常表达诱导染色质重塑,改变组织因子和共调节因子的募集,从而在体内外促进胰腺癌的侵袭性。而表观遗传机制调节肿瘤转移的主要机制可能是上皮细胞-间充质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)的改变。并且已经证明EMT-转录因子-E盒结合锌指蛋白1(侵袭相关基因)在胰腺早期肿瘤到晚期转移中的关键驱动作用[50]。阿扎胞苷、地西他滨及瓜地他滨(DNA甲基化转移酶1抑制剂)的Ⅰ / Ⅱ期临床试验显示出对胰腺导管腺癌化疗及免疫检查点阻滞剂治疗敏感[51]。此外,胰腺癌主要致癌途径的表观遗传标志可以维持肿瘤表型,且这些标志可逆,显示了表观遗传药物的治疗潜力。比如多激酶、索拉非尼和伏立诺司他的组合在胰腺癌患者中已被证明是一种安全有效的治疗方法[52]。因此,靶向胰腺癌中DNA甲基化和组蛋白乙酰化,并在临床前和临床中研究评估其治疗效果,可能为患者带来福音。然而,对于表观遗传调节剂和药物靶向具体机制的认识仍有欠缺,表观遗传调节与肿瘤进展之间的许多问题仍不能回答,需要我们不断地探索来回答这些未解之谜。
3 微环境调节剂
TME在肿瘤发生中的重要性使得其受到关注。但是由于微环境的复杂性,相关靶向治疗未取得满意的结果,仍值得进一步研究,寻找有效的干预靶点,如调节TGF-β信号传导和血管生成,可能成为TME抗肿瘤的目标。吉西他滨治疗会导致胰腺癌微环境中TGF-β信号传导、免疫检查点表达升高及肿瘤细胞中抗原增加,表明TGF-β信号传导抑制和免疫检查点阻断的联合治疗可能会有效恢复抗肿瘤免疫从而达到显著的生存获益。Kras小鼠中,Carpenter等[53]观察到,在TGF-β抑制剂调节下,抗细胞程序性死亡蛋白-1和吉西他滨的组合治疗能有效地重新激活抗肿瘤细胞毒性T细胞反应。 一项临床试验[54]显示,与吉西他滨相比,galunisertib和吉西他滨联合用药可将胰腺癌患者的总生存期延长2个月,且毒性较小。正在进行的临床试验将加仑尼西替尼与免疫治疗剂联合使用,评估EW-7197联合FOLFOX方案治疗转移性胰腺癌疗效的Ⅰ b期临床试验,以期为TGF-β抑制治疗提供证据。
人们在晚期肝癌患者中发现,血管生成抑制剂显示出了有希望的疗效和可控的安全性。Pysz等[55]在小鼠模型中检测到与正常胰腺组织相比,肿瘤中的血管内皮生长因子受体2型超声信号显著增强,在直径小于3 mm的肿瘤中,表现出更高的特异性。 提示我们通过血管生成标志物或可为早期胰腺癌患者检测提供新策略,血管生成抑制剂也可能在抑制肿瘤进展中发挥作用。
4 免疫调节剂
免疫疗法在多种肿瘤中显示出疗效,但在胰腺癌中未看到有希望的临床数据,最主要的原因可能是免疫抑制。 胰腺癌组织中富含大量具有免疫抑制能力的成纤维细胞和TME中的免疫抑制细胞,阻碍了免疫治疗药物发挥疗效[56]。目前为止,单药免疫调节剂被证明在临床上无效,但是使用免疫检查点抑制剂与放疗或者化疗的组合显示出了一定的治疗价值。一项评估纳武单抗加或不加依匹单抗,联合立体定向体格放疗在难治性转移性胰腺癌患者的随机Ⅱ期临床试验的结果表明,患者的临床获益率得到了提高,具有良好的安全性和抗肿瘤活性[57]。除此之外,还有多种免疫药物联合应用的临床研究正在进行中,如一项队列研究以免疫治疗后6个月的无进展生存期作为主要终点,确定奥拉帕尼加杜洛马单抗和曲美单抗联合用药是否对肿瘤有效;还有一项CD40激动剂索替加利单抗联合纳武单抗治疗转移性胰腺癌的Ⅱ期临床试验也正在进行。此外,有研究收集患者血液和肿瘤组织以评估潜在的预测性生物标志物[58]。
过继T细胞治疗(adoptive cell transfer,ACT)是指采集和体外扩增患者自身的肿瘤抗原特异性T细胞,之后将T细胞重新注入患者体内,以改善机体免疫反应。 其中,嵌合抗原受体T细胞疗法是目前临床上最成熟的ACT疗法[59]。77例晚期胰腺癌患者接受T细胞治疗,与化疗或放疗联合治疗,生存期延长至18.7个月,而仅接受化疗的患者为6.2~11.1个月[60]。此外,还有研究[61]发现可切换的嵌合抗原受体T细胞疗法对预防晚期胰腺癌患者转移和复发有效,且无病生存率得到改善,显示出治疗的前景。综上,与对照组相比,ACT疗法(嵌合抗原受体T细胞疗法)治疗胰腺癌患者,延长了患者生存期,提高了患者无病生存率。 进一步研究免疫治疗联合应用在胰腺癌患者中如何克服免疫治疗耐药性,以及有效的生物学标志物的发现将进一步指导适当的治疗选择,改善患者预后,为患者带来希望。
5 小结与展望
综上,胰腺癌的精准治疗还处于初步的探索阶段,基础研究还没有有效地转化为临床获益,这就需要我们在后续研究中再努力探索,为胰腺癌的精准治疗提供基础,获取更好的结果。目前在临床上,对患者更多的是根据病理结果进行分型,但是在实验层面上,基于转录组学上的基因表达差异对患者进行分型,可能会为靶向治疗提供更准确的治疗依据。此外,关于胰腺癌的治疗也有一些其他的研究。如类器官模型,目前,已经利用该模型发现共培养能更好地复制人胰腺癌细胞与周围环境之间的相互作用。可以建立单个患者的类器官模型或者以大量手术标本为基础建立类器官库,为后续治疗测试方案提供基础,为新辅助化疗提供指导作用,从而选出最佳治疗方案。基于胰腺癌是一种致密的肿瘤,将纳米载体与药物结合在药物运输方面也是有效的,尽管在研究过程中存在一些问题,但是已经显示出了令人鼓舞的结果。其次,磁场也被发现有抗肿瘤的效果。在有磁场的情况下,可诱导氧化应激和DNA损伤修复途径的激活,导致细胞死亡和铁死亡,抑制肺癌、胃癌、胰腺癌、肾母细胞瘤等肿瘤的生长[62]。疫苗预防方面,乙肝疫苗和宫颈癌疫苗已经可以预防肝细胞癌和宫颈癌,这为其他类型癌症疫苗研发提供了启发。对于胰腺癌患者来说,大部分发现时已失去手术机会,因此,迫切需要一款预防性疫苗,抑制甚至消除肿瘤。希望可以找出正确的抗原靶点,开发出有效的疫苗预防胰腺癌。以上这些方法都有其自身的优点和劣势,将其中两种或者多种联合起来,可能在胰腺癌治疗上带来意想不到的效果,使更多的胰腺癌患者受益于靶向治疗。
重要声明
利益冲突声明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明,我们无相互竞争的利益。
作者贡献声明:何茹确定文章主题、查阅文献并撰写文章;董仕确定文章框架并修改;周文策负责指导撰写论文并最后定稿。
胰腺癌是最具侵袭性的恶性肿瘤之一,其发病率在中国恶性肿瘤中排第8位,是全球癌症死亡的第7大原因,其中胰腺导管腺癌预计会在未来20年成为癌症死亡的第2大原因[1-2]。由于缺乏有效的治疗手段,5年生存率小于9%[3]。根据2020年全球癌症观察站(Global Cancer Observatory,GLOBOCAN)公布的数据,2020年全球共有495 773例患者被诊断为胰腺癌,并且可能有466 003人因为胰腺癌而死亡[4]。此外,胰腺癌患者确诊时大多已处于疾病晚期,失去手术机会,即使手术切除后,也会出现复发及转移。尽管随着外科手术技术的进步及各种化学治疗(简称化疗)及联合治疗方案的不断更新,但是在过去十几年里,胰腺癌的预后仍然没有得到明显的改善。另外还有研究[5]表明,通过调节细胞外基质的组成,再激活胰腺癌抗肿瘤反应可能克服治疗耐药性,使患者受益。因此,迫切需要探索新的诊断分子标志物及有效的治疗方法,早发现、早诊断、早治疗,改善预后,提高患者的获益。靶向治疗是基于细胞分子层面,针对已经明确的致癌位点设计相应的治疗药物,药物进入体内特异地选择性结合致癌位点发挥作用,致肿瘤细胞死亡的一种治疗方式[6]。其中基于基因组学及生物学标志物的靶向治疗已经在子宫颈癌、乳腺癌等肿瘤中表现出了一定的治疗价值。因此,笔者现就胰腺癌不同方面靶向治疗的相关基础研究进展以及临床试验综述如下。
1 致癌网络
大鼠肉瘤病毒(rat sarcoma,RAS)、肿瘤蛋白53(tumor protein 53,TP53)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)和SMAD家族成员4(small mothers against decapentaplegic family member 4,SMAD4) 是胰腺癌中常见的突变基因,通过参与细胞增殖、分化和迁移的有关信号通路影响胰腺癌的进程[7]。因此早期识别这些基因的驱动突变并探索其相关小分子抑制剂或能成为胰腺癌诊断的早期生物学标志物和治疗的潜在靶标,推动靶向治疗的发展。
1.1 Kras/RAS信号通路
1.1.1 上游表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)
EGFR 属于ErbB家族受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs),在不同类型肿瘤中发生突变或者过表达,与广泛的肿瘤生长和转移有关,被认为是肿瘤治疗的潜在靶点,可能在临床肿瘤治疗中得到应用[8]。尤其是在胰腺导管癌,EGFR在30%~89%的患者中呈过表达[9]。首先在基因工程小鼠中,联合消融降低EGFR和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的表达会导致由Kras/TP53突变驱动的胰腺癌病灶显著缩小,还能有效阻止携带Kras和TP53基因突变患者移植瘤的进展,为胰腺癌患者靶向EGFR治疗提供了理论依据[10]。随后在小鼠肿瘤模型中,EGFR抑制剂吉非替尼[11]、阿法替尼[12]、达可替尼[13]、厄洛替尼[14]等单药或联合用药可抑制肿瘤进展、延长中位生存期、增强放射治疗(简称放疗)敏感性。但是到目前为止,仅厄洛替尼被批准在胰腺癌中应用[14]。并且在临床应用中,EGFR抑制剂单药或者联合使用结果不尽如人意。1例非小细胞肺癌合并胰腺癌的患者,接受吉非替尼联合吉西他滨加白蛋白紫杉醇和mFOLFOX6(5-氟尿嘧啶、亚叶酸钙、奥沙利铂)一线和二线治疗,获得了更长的生存期[15]。然而在胰腺癌患者接受阿法替尼联合吉西他滨与吉西他滨单药治疗的研究[16]中,2组的中位生存期及无进展生存期未见明显差异,且联合用药组的腹泻和皮疹发生率较单药治疗组更高,提示阿法替尼和吉西他滨联合用药不仅不能提高治疗效果,而且毒性更大。在Kras基因突变的结直肠癌、胰腺癌和非小细胞肺癌中,达可替尼未表现出抗肿瘤活性,也出现不良反应频发现象[17]。总的来说,大多数EGFR靶向治疗没有取得预期结果,因此需要寻找更有效的方法来识别并治疗EGFR突变或过表达的患者。
1.1.2 下游RAS/快速加速纤维肉瘤/丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(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/哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target protein,PI3K/AKT/mTOR)途径
RAS/RAF/MEK/ERK是有丝分裂原活化蛋白激酶级联反应中研究得最充分的途径,对细胞增殖、周期和存活至关重要。该途径成分的异常调节会导致肿瘤发生,特别是RAS和RAF,已被广泛研究并设计成治疗靶点[18]。同样的,PI3K/AKT/mTOR信号通路调节细胞增殖、生长、代谢等过程,是人类肿瘤中常常被激活的信号通路之一,这些活化的信号分子促进肿瘤进展,使用它们的小分子抑制剂可以进行靶向治疗[19]。然而目前为止,仅有一小部分的抑制剂被批准应用到少数恶性肿瘤的治疗中。在胰腺癌的研究中,Hayes等[20]发现RAF和MEK的抑制剂对Kras基因突变的肿瘤无效,但确认ERK抑制剂可能有效,并且PI3K/AKT/mTOR是调节ERK抑制剂敏感性的关键调节剂。有关细胞实验[21]证实了使用PI3K/mTOR激酶抑制剂阻断mTORC1/S6K、mTORC1/4E-BP1及mTORC2介导的AKT磷酸化,导致MEK/ERK通路活性增强。胰腺癌小鼠模型中,MEK抑制剂能够通过影响肿瘤干细胞发挥作用,抑制转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)诱导的上皮到间充质的转变和迁移,导致小鼠循环肿瘤细胞显著减少[22]。RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR这两个途径既独立又相互影响,可在肿瘤中共同发挥作用,影响肿瘤进程。总之我们可以考虑将这些靶点抑制剂应用到胰腺癌患者的治疗中,但需要更多的临床前和临床研究数据的支撑。
1.2 TP53
TP53是较早发现的抑癌基因之一,受到上游调节因子的影响,进而调节大量转录和非转录靶标,抑制细胞分裂,是细胞抗癌防御的关键保护机制[23]。其在人类肿瘤中经常发生突变,与患者存活率降低相关[24],可能通过损害p53转录功能在胰腺癌中发挥作用。 Fiorini等[25]首次描述了p53再激活分子二磷酸盐水合物(CP-31398)和 5, 5′ -(2, 5-呋喃二基)双-2-噻吩甲醇 [5, 5′ -(2, 5-furandiyl)bis-2-thiophenemethanol,RITA] 抑制野生型(wild type,WT)和突变p53的胰腺癌细胞的生长,并诱导腺苷酸活化蛋白激酶(TP53突变主要靶点)介导的自噬能力,以及CP-31398和RITA诱导的自噬保护和抗凋亡作用。之后的研究还发现,p53激活并诱导大量凋亡-1(p53 reactivation with induction of massive apoptosis-1,PRIMA-1)分子,在胰腺癌细胞中重新激活p53突变体,增强化疗药物的抗肿瘤活性,为p53的潜在治疗途径提供了证据[26]。此外,斑蝥酸钠也可能是一种潜在激活功能型p53的抗胰腺癌药物。通过介导酪氨酸激酶2/转录激活因子3通路抑制肿瘤生长,与吉西他滨协同减少胰腺肿瘤在体内外的生长[27]。随后,有研究[28]将WT-TP53与对照载体分别引入两种不同的胰腺癌细胞系(Mia-PaCa-2和PANC-28)中,发现恢复WT-TP53活性可降低其对各种药物、抑制剂和天然产物的耐药性,增加Mia-PaCa-2细胞对化疗药物的敏感性。显然,TP53对肿瘤治疗的多种药物的敏感性至关重要,是一种关键分子。
1.3 CDKN2A
CDKN2A是由3个外显子组成的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂,参与细胞周期调节,诱导细胞衰老,还通过细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/6抑制在肿瘤进展中发挥作用[17]。帕博昔布是一种口服的CDK4/6小分子抑制剂,已被批准治疗转移性乳腺癌,在多种肿瘤中具有潜在疗效[29]。在胰腺癌细胞中,帕博昔布干扰细胞外基质,增强细胞凋亡,降低入侵、转移扩散能力,提高吉西他滨的治疗效果,抑制肿瘤进展[30]。之后,Willobee等[31]发现,MEK和CDK4/6抑制剂联合治疗诱导了胰腺癌的细胞衰老、协同作用减少了肿瘤生长,探索了一种新的治疗策略。 但是在临床试验中,帕博昔布单药治疗CDKN2A缺失或突变的晚期胰腺癌患者效果不明显[32]。上述临床试验中未探索帕博昔布耐药的可能,这也许是研究中药物缺乏疗效的原因。因此提示后续治疗中,早期单独或联合使用帕博昔布可能会使患者获益。
1.4 TGF-β/SMAD4
TGF-β信号通路涉及上皮细胞、肿瘤细胞、免疫细胞及成纤维细胞组成的复杂网络,使得TGF-β同时具有肿瘤抑制和促进的作用[33]。SMAD4被鉴定为肿瘤抑制因子,在60%的胰腺癌患者中由于缺失或突变而失活[34]。我们重点关注TGF-β通过SMAD4蛋白介导的信号传导,该通路控制从细胞膜到细胞核的信号转导,并负责广泛的细胞生物学功能,包括细胞周期停滞、分化、凋亡和迁移,在胰腺癌进展中具有肿瘤抑制作用[35]。小鼠实验中已经证明TGF-β抑制剂galunisertib在肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中具有启动抗肿瘤免疫的能力,及其与双重免疫检查点抑制相结合的治疗潜力[36]。这提示我们可应用TGF-β/SMAD4受体抑制剂改变TME中的肿瘤进展和抗肿瘤免疫。Zhao等[37]发现了一种有效的可将EW-7197(TGF-β抑制剂)和紫杉醇联合送至癌细胞的基于脂质体包裹的PEG-PLGA纳米微球,缩小了胰腺肿瘤移植瘤。在一项临床研究[38]中将nal-IRI/5-氟尿嘧啶/亚叶酸钙治疗与联合TGF-β抑制剂相比,联合治疗显著提高了患者长期生存率,并有效抑制了对周围组织的侵袭。在小鼠实验中证实可能是通过抑制卷曲螺旋结合域蛋白80的侵袭提高了总生存率[39]。然而,SMAD4的靶向药西妥昔单抗与常规治疗方案联用时患者并没有获得临床相关益处[40],也暂未查找到TGF-β/SMAD4抑制剂联合使用的相关报道。结合上述研究,对于胰腺癌治疗来说,我们不仅应寻找有效的治疗靶点,还应克服基质屏障,寻找有效的生物材料将药物输送到肿瘤中去,以获得更好的疗效。
1.5 成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor,FGFR)
胰腺癌细胞外基质中富含成纤维细胞,与肿瘤进展密切相关。其中成纤维细胞生长因子通过其他细胞因子获得活性,调节肿瘤的新陈代谢,促进肿瘤增殖和生长[41]。在205例胰腺癌患者的标本中进行免疫组织化学染色,证明FGFR1过表达可以作为胰腺癌患者总生存期的预后标志物[42]。因此,FGFR可能作为胰腺癌治疗的潜在靶点。Zhang等[43]使用shRNA和多维替尼抑制FGFR信号传导,结果在胰腺癌细胞中起着抗癌作用,尤其在FGFR过表达的胰腺癌中更明显。 胰腺癌小鼠模型中,与吉西他滨单药相比,加入FGFR抑制剂可显著降低吉西他滨耐药,增强癌细胞对吉西他滨的敏感性,提高疗效[44]。在Kras突变模型中,FGFR和马球状激酶1抑制剂的联合治疗可在体内外诱发细胞毒性,增强 Kras 突变胰腺癌的抗增殖作用和促进细胞死亡[45]。后续人员对癌症相关成纤维细胞也进行了研究,但缺乏支持上述结论的随机临床试验,还不能证明该靶点在胰腺癌患者中的治疗效果。同时,胰腺癌中的成纤维细胞被证明是高度异质的,在不同人群中具有不同功能,这可能是未来研究的新方向。
2 表观基因组
随着测序技术的发展,人们逐渐认识到基因组学在癌症研究中的重要作用。首先在肺腺癌小鼠模型中揭示了表观基因组学识别调控程序在肿瘤进展中的作用[46]。而胰腺癌的发生可能由DNA甲基化和组蛋白乙酰化导致失调的信号转导和表观遗传引起[47]。 表观遗传的改变比如组蛋白甲基转移酶的突变及甲基化转移酶1的表达失调,均会导致胰腺癌的发生[48]。Wang等[49]深入研究后,发现异常的DNA甲基化会以促进转移特性的方式影响转录组;同时还发现原发肿瘤表观基因组中组蛋白修饰的异常表达诱导染色质重塑,改变组织因子和共调节因子的募集,从而在体内外促进胰腺癌的侵袭性。而表观遗传机制调节肿瘤转移的主要机制可能是上皮细胞-间充质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)的改变。并且已经证明EMT-转录因子-E盒结合锌指蛋白1(侵袭相关基因)在胰腺早期肿瘤到晚期转移中的关键驱动作用[50]。阿扎胞苷、地西他滨及瓜地他滨(DNA甲基化转移酶1抑制剂)的Ⅰ / Ⅱ期临床试验显示出对胰腺导管腺癌化疗及免疫检查点阻滞剂治疗敏感[51]。此外,胰腺癌主要致癌途径的表观遗传标志可以维持肿瘤表型,且这些标志可逆,显示了表观遗传药物的治疗潜力。比如多激酶、索拉非尼和伏立诺司他的组合在胰腺癌患者中已被证明是一种安全有效的治疗方法[52]。因此,靶向胰腺癌中DNA甲基化和组蛋白乙酰化,并在临床前和临床中研究评估其治疗效果,可能为患者带来福音。然而,对于表观遗传调节剂和药物靶向具体机制的认识仍有欠缺,表观遗传调节与肿瘤进展之间的许多问题仍不能回答,需要我们不断地探索来回答这些未解之谜。
3 微环境调节剂
TME在肿瘤发生中的重要性使得其受到关注。但是由于微环境的复杂性,相关靶向治疗未取得满意的结果,仍值得进一步研究,寻找有效的干预靶点,如调节TGF-β信号传导和血管生成,可能成为TME抗肿瘤的目标。吉西他滨治疗会导致胰腺癌微环境中TGF-β信号传导、免疫检查点表达升高及肿瘤细胞中抗原增加,表明TGF-β信号传导抑制和免疫检查点阻断的联合治疗可能会有效恢复抗肿瘤免疫从而达到显著的生存获益。Kras小鼠中,Carpenter等[53]观察到,在TGF-β抑制剂调节下,抗细胞程序性死亡蛋白-1和吉西他滨的组合治疗能有效地重新激活抗肿瘤细胞毒性T细胞反应。 一项临床试验[54]显示,与吉西他滨相比,galunisertib和吉西他滨联合用药可将胰腺癌患者的总生存期延长2个月,且毒性较小。正在进行的临床试验将加仑尼西替尼与免疫治疗剂联合使用,评估EW-7197联合FOLFOX方案治疗转移性胰腺癌疗效的Ⅰ b期临床试验,以期为TGF-β抑制治疗提供证据。
人们在晚期肝癌患者中发现,血管生成抑制剂显示出了有希望的疗效和可控的安全性。Pysz等[55]在小鼠模型中检测到与正常胰腺组织相比,肿瘤中的血管内皮生长因子受体2型超声信号显著增强,在直径小于3 mm的肿瘤中,表现出更高的特异性。 提示我们通过血管生成标志物或可为早期胰腺癌患者检测提供新策略,血管生成抑制剂也可能在抑制肿瘤进展中发挥作用。
4 免疫调节剂
免疫疗法在多种肿瘤中显示出疗效,但在胰腺癌中未看到有希望的临床数据,最主要的原因可能是免疫抑制。 胰腺癌组织中富含大量具有免疫抑制能力的成纤维细胞和TME中的免疫抑制细胞,阻碍了免疫治疗药物发挥疗效[56]。目前为止,单药免疫调节剂被证明在临床上无效,但是使用免疫检查点抑制剂与放疗或者化疗的组合显示出了一定的治疗价值。一项评估纳武单抗加或不加依匹单抗,联合立体定向体格放疗在难治性转移性胰腺癌患者的随机Ⅱ期临床试验的结果表明,患者的临床获益率得到了提高,具有良好的安全性和抗肿瘤活性[57]。除此之外,还有多种免疫药物联合应用的临床研究正在进行中,如一项队列研究以免疫治疗后6个月的无进展生存期作为主要终点,确定奥拉帕尼加杜洛马单抗和曲美单抗联合用药是否对肿瘤有效;还有一项CD40激动剂索替加利单抗联合纳武单抗治疗转移性胰腺癌的Ⅱ期临床试验也正在进行。此外,有研究收集患者血液和肿瘤组织以评估潜在的预测性生物标志物[58]。
过继T细胞治疗(adoptive cell transfer,ACT)是指采集和体外扩增患者自身的肿瘤抗原特异性T细胞,之后将T细胞重新注入患者体内,以改善机体免疫反应。 其中,嵌合抗原受体T细胞疗法是目前临床上最成熟的ACT疗法[59]。77例晚期胰腺癌患者接受T细胞治疗,与化疗或放疗联合治疗,生存期延长至18.7个月,而仅接受化疗的患者为6.2~11.1个月[60]。此外,还有研究[61]发现可切换的嵌合抗原受体T细胞疗法对预防晚期胰腺癌患者转移和复发有效,且无病生存率得到改善,显示出治疗的前景。综上,与对照组相比,ACT疗法(嵌合抗原受体T细胞疗法)治疗胰腺癌患者,延长了患者生存期,提高了患者无病生存率。 进一步研究免疫治疗联合应用在胰腺癌患者中如何克服免疫治疗耐药性,以及有效的生物学标志物的发现将进一步指导适当的治疗选择,改善患者预后,为患者带来希望。
5 小结与展望
综上,胰腺癌的精准治疗还处于初步的探索阶段,基础研究还没有有效地转化为临床获益,这就需要我们在后续研究中再努力探索,为胰腺癌的精准治疗提供基础,获取更好的结果。目前在临床上,对患者更多的是根据病理结果进行分型,但是在实验层面上,基于转录组学上的基因表达差异对患者进行分型,可能会为靶向治疗提供更准确的治疗依据。此外,关于胰腺癌的治疗也有一些其他的研究。如类器官模型,目前,已经利用该模型发现共培养能更好地复制人胰腺癌细胞与周围环境之间的相互作用。可以建立单个患者的类器官模型或者以大量手术标本为基础建立类器官库,为后续治疗测试方案提供基础,为新辅助化疗提供指导作用,从而选出最佳治疗方案。基于胰腺癌是一种致密的肿瘤,将纳米载体与药物结合在药物运输方面也是有效的,尽管在研究过程中存在一些问题,但是已经显示出了令人鼓舞的结果。其次,磁场也被发现有抗肿瘤的效果。在有磁场的情况下,可诱导氧化应激和DNA损伤修复途径的激活,导致细胞死亡和铁死亡,抑制肺癌、胃癌、胰腺癌、肾母细胞瘤等肿瘤的生长[62]。疫苗预防方面,乙肝疫苗和宫颈癌疫苗已经可以预防肝细胞癌和宫颈癌,这为其他类型癌症疫苗研发提供了启发。对于胰腺癌患者来说,大部分发现时已失去手术机会,因此,迫切需要一款预防性疫苗,抑制甚至消除肿瘤。希望可以找出正确的抗原靶点,开发出有效的疫苗预防胰腺癌。以上这些方法都有其自身的优点和劣势,将其中两种或者多种联合起来,可能在胰腺癌治疗上带来意想不到的效果,使更多的胰腺癌患者受益于靶向治疗。
重要声明
利益冲突声明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明,我们无相互竞争的利益。
作者贡献声明:何茹确定文章主题、查阅文献并撰写文章;董仕确定文章框架并修改;周文策负责指导撰写论文并最后定稿。