胃癌分子分型的研究進(jìn)展

肖恒華 寧文鋒

[摘要] 胃癌是一種高度異質(zhì)性疾病，“一刀切”的治療方法已難以取得令人滿意的治療結(jié)果。隨著分子檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，胃癌的研究已進(jìn)入分子水平。研究者們從遺傳、表觀遺傳和分子特征等方面進(jìn)一步闡釋了胃癌的發(fā)病機(jī)制，鑒定出了新的分子亞型，為臨床的個(gè)體化治療帶來(lái)了極大的希望。但在臨床中應(yīng)用還十分有限，將其早日應(yīng)用于臨床是未來(lái)努力的方向。

[關(guān)鍵詞] 胃癌；分子分型；分子機(jī)制；個(gè)體化治療；綜述

[中圖分類號(hào)] R735 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2018）06-0164-05

[Abstract] Gastric cancer is a highly heterogeneous disease， the "one-size-fits-all" therapeutic approach had moke it difficult to achieve satisfactory results. With the dramatic development of molecular detection technology， gastric cancer research has entered the molecular level. Researchers have further elucidated the pathogenesis of gastric cancer from the aspects of genetics， epigenetic and molecular features， and have identified new molecular subtypes， which brings great hope for clinical individualized treatment. However， their clinical application is still very limited， and its early application in clinical practice is the direction of future efforts.

[Key words] Gastric cancer； Molecular classification； Molecular mechanisms； Individualized treatment； Review

胃癌是最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，在全球發(fā)病率居惡性腫瘤的第五位，死亡率居惡性腫瘤的第三位[1]，我國(guó)每年新增病例數(shù)和死亡人口均超過(guò)了全球的40%[2]，大多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時(shí)已為不可切除的局部晚期或有全身性轉(zhuǎn)移，預(yù)后較差，嚴(yán)重危害了人們的健康和生命。胃癌的發(fā)生及進(jìn)展十分復(fù)雜，是一個(gè)涉及到多基因改變、多通路、多階段的過(guò)程。傳統(tǒng)的組織病理學(xué)分型因?yàn)橹饔^判別的影響、同類型癌可能存在差異、不能發(fā)現(xiàn)早期癌變以及缺乏分子水平的科學(xué)依據(jù)等有其嚴(yán)重的局限性，對(duì)臨床治療的指導(dǎo)性日漸弱化。近年來(lái)，隨著基因芯片和下一代測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展，胃癌分子分型的概念悄然而生，以各種分子為依據(jù)建立的分型可以展現(xiàn)出獨(dú)特的基因組特征，能夠彌補(bǔ)組織病理學(xué)分型的不足及導(dǎo)向重要生物標(biāo)志物和潛在分子新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)，從而為胃癌的臨床治療與預(yù)后提供更精準(zhǔn)的幫助。

1 Shah分型

Shah等[3]將一個(gè)含有785個(gè)基因和36個(gè)原發(fā)性胃腺癌的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)集（作為訓(xùn)練集）用于分類學(xué)習(xí)，把胃癌分為3種亞型：彌漫型（diffuse，D）、近端非彌漫型（proximal non-diffuse，PND）和遠(yuǎn)端非彌漫型（distal non-diffuse，DND）。在另一個(gè)獨(dú)立驗(yàn)證集中，85%以上的樣本被正確分型。Bittoni等[4]進(jìn)一步研究了248例晚期胃癌患者，其中D型（占45.2%），PND型（占11.2%），DND型（占43.6%）。所有患者均接受基于氟尿嘧啶的二聯(lián)（氟尿嘧啶+鉑類衍生物）或三聯(lián)化療方案（氟尿嘧啶+鉑類衍生物+蒽環(huán)類/紫杉烷類/絲裂霉素C），在223例可觀測(cè)療效的患者中，對(duì)一線化療的總體有效率（response rate，RR）為29.6%，其中PND的有效率最高（RR=46.1%），DND次之（RR=34.3%），D型最差（RR=20.4%）（P=0.015）。此外，相比于PND型（mPFS=7.2個(gè)月）和DND型（mPFS=5.9個(gè)月），D型（mPFS=4.2個(gè)月）PFS（P=0.011）和OS（P=0.022）均較短。這項(xiàng)研究表明不同的胃癌亞型可能對(duì)化療具有不同的敏感性，未來(lái)的臨床試驗(yàn)應(yīng)該考慮到這些差異。盡管該分型沒(méi)有針對(duì)臨床治療這一塊進(jìn)行深層次的相關(guān)性分型，但這一分型是以Laurens分型為代表的傳統(tǒng)組織病理學(xué)分型的一大進(jìn)步，表明了胃癌存在不同亞型及遺傳的多樣性，獨(dú)特的分子驅(qū)動(dòng)基因可能存在于區(qū)分每種亞型的特定通路中，每種亞型應(yīng)該都有特定的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，加深了我們對(duì)胃癌的認(rèn)識(shí)。

2 Tan分型

Tan等[5]分析了37個(gè)胃癌細(xì)胞系的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，鑒定出基因腸型（genomic intestinal，G-INT）和基因彌散型（genomic diffuse，G-DIF）兩個(gè)內(nèi)在亞型，并篩選了171個(gè)差異基因，G-INT型中上調(diào)的基因主要在與碳水化合物、蛋白質(zhì)代謝（FUT2）和細(xì)胞粘附（LGALS4，CDH17）有關(guān)的通路上富集，而G-DIF型則富集在細(xì)胞增殖（AURKB）和脂肪酸代謝（ELOVL5）相關(guān)通路上，兩種亞型有高度獨(dú)特的基因表達(dá)模式和生物學(xué)通路相關(guān)聯(lián)，CDH17可作為獨(dú)立的預(yù)后因子和潛在治療靶點(diǎn)得到了一些學(xué)者的支持[6-7]。進(jìn)一步對(duì)521例胃癌患者分析表明，G-INT型對(duì)5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑敏感，而G-DIF型對(duì)順鉑較為敏感，G-INT型患者接受5-FU為輔助的化療的生存期長(zhǎng)于G-DIF型患者（P=0.06），其預(yù)后明顯好于G-DIF型（P=0.001）。該分型也與Laurens分型（一致性為64%）及腫瘤分級(jí)有部分聯(lián)系。Tan分型在一定程度上考慮了與臨床治療的相關(guān)性，代表著胃癌分子分型的又一進(jìn)步。

3 新加坡基因分型

2013年Lei等[8]將248例胃癌基因表達(dá)譜作為研究對(duì)象，把胃癌分成了增值型、間充質(zhì)型和代謝型3種亞型。這3種亞型的生物學(xué)特性存在差異，對(duì)化療反應(yīng)也各異，在增值型中普遍存在TP53突變、高度的基因組不穩(wěn)定以及DNA低甲基化，并可能與E2F、MYC及RAS等致癌通路的高活性相關(guān)，細(xì)胞周期抑制劑或許有效；間充質(zhì)型胃癌中N-鈣粘蛋白高表達(dá)和E-鈣粘蛋白低表達(dá)，與p53、NF-kB、TGF-β、VEGF、mTOR、hedgehog等信號(hào)通路密切相關(guān)，具有腫瘤干細(xì)胞特性，因此，PI3K-AKT-mTOR通路抑制劑對(duì)間充質(zhì)型的治療效果比較好；而代謝型對(duì)5-Fu更為敏感，患者術(shù)后是否接受5-Fu化療的生存期差異明顯。代謝型胃癌的表達(dá)特征也在結(jié)腸癌中觀察到[9]，目前正在進(jìn)行前瞻性試驗(yàn)以評(píng)估根據(jù)其基因表達(dá)譜預(yù)測(cè)胃癌患者化療的可行性[10]。該分型為臨床工作者針對(duì)不同亞型的患者擬定更具針對(duì)性的療法提供了極大的幫助，并進(jìn)一步拓展了胃癌分子分型及其療效預(yù)測(cè)的研究空間，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

4 TCGA分型

建立一種實(shí)用有效的胃癌分子分型并識(shí)別出不同亞型的失調(diào)通路和潛在驅(qū)動(dòng)基因是癌癥基因組圖譜（the cancer genome atlas，TCGA）工作的一部分，研究者們使用6個(gè)分子平臺(tái)（體細(xì)胞拷貝數(shù)芯片、全外顯子測(cè)序、mRNA和miRNA測(cè)序、DNA甲基化芯片以及反相蛋白質(zhì)芯片）整合分析了295例原發(fā)性胃腺癌的組織和血液標(biāo)本，把胃癌分為4種亞型：EBV感染型（EBV+）、微衛(wèi)星不穩(wěn)定型（MSI）、基因組穩(wěn)定型（GS）和染色體不穩(wěn)定型（CIN）[11]。這一分子分型表現(xiàn)出不同的臨床和基因組特征：（1）EBV+型（約占8%）好發(fā)于賁門和胃底，男性多見(jiàn)，與殘胃癌和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)相關(guān)[12，13]。EBV+型全基因組高度甲基化[14，15]，比如豐富CpG島甲基化表型（CIMP）、p16INK4A啟動(dòng)子超甲基化等，表現(xiàn)出TP53突變?nèi)笔б约案哳l的PIK3CA、BCOR、ARID1A突變，并在JAK2、PDL1/2、ERBB2位點(diǎn)上擴(kuò)增和IL12介導(dǎo)的免疫相關(guān)信號(hào)通路上富集，因此針對(duì)PIK3和抑制免疫檢驗(yàn)點(diǎn)可能產(chǎn)生重要的靶點(diǎn)。（2）MSI型（約占22%）預(yù)后相對(duì)于其他3型更好，在年齡超過(guò)60歲的女性中多見(jiàn)，好發(fā)部位為胃竇或幽門[16]。編碼DNA錯(cuò)配修復(fù)蛋白的MLH1的沉默被認(rèn)為是微衛(wèi)星不穩(wěn)定的主要原因，其DNA超甲基化含有PIK3CA、PTEN、erbB3、KRAS等的高頻突變；MSI型由于通常缺少靶向基因擴(kuò)增，其治療策略可以是甲基化抑制劑，而PIK3CA高頻突變主要定位于激酶和螺旋結(jié)構(gòu)域，這可能代表PI3K抑制劑的作用靶點(diǎn)；另外，MSI型顯示出MHC I類基因中的常見(jiàn)改變，可能暗示向免疫系統(tǒng)的細(xì)胞呈遞腫瘤抗原。（3）GS型（約占20%）中彌漫型腺癌居多，好發(fā)于胃竇或幽門，首診年齡較小。其特征是RHO家族GTP酶活化蛋白基因融合現(xiàn)象（CLDN18與Arhgap6或Arhgap26融合）或CDH1、RHOA突變，且RHOA突變與融合體之間是互斥的，在GS亞型中，兩者共約占30%的病例。RHOA突變發(fā)生在熱點(diǎn)上，這些熱點(diǎn)集中在對(duì)RhoA與其效應(yīng)物相互作用的重要功能域上，有研究[17]表明熱點(diǎn)突變體在RhoA介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)中有缺陷，這可能導(dǎo)致了彌漫型胃癌缺乏細(xì)胞粘附并發(fā)生侵襲性生長(zhǎng)，故RHOA可能是預(yù)后不良的彌漫型胃癌的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。進(jìn)一步功能分析顯示，CLDN18-Arhgap26融合體通過(guò)減少細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)粘附以及通過(guò)增加細(xì)胞侵入來(lái)?yè)p害上皮完整性[18]，主要在細(xì)胞粘附和血管生成相關(guān)信號(hào)通路上富集。（4）CIN型（約占50%）涉及有絲分裂過(guò)程中DNA向子細(xì)胞的不均勻分布，并導(dǎo)致細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體的丟失或增加[19]，在賁門和EGJ處多發(fā)。該型具有非常高的TP53突變頻率（約71%）和受體酪氨酸激酶（RTKs）基因擴(kuò)增（如ErbB-1、HER2、CD332和MET等）。此外，細(xì)胞周期調(diào)控基因E1（CCNE1）、細(xì)胞周期蛋白D1（CCND1）和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶6（CDK6）的頻繁擴(kuò)增也引起了注意[20，21]，這些基因擴(kuò)增導(dǎo)致癌細(xì)胞過(guò)生長(zhǎng)，因此可能成為潛在靶點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，TCGA分型突出了胃癌的異質(zhì)性和基因組學(xué)特征，是NGS（next generation sequencing）應(yīng)用于胃癌分子機(jī)制研究的里程碑，為臨床試驗(yàn)中不同胃癌人群的分組和靶向藥物篩選提供了指導(dǎo)。但由于缺乏足夠的臨床隨訪數(shù)據(jù)，并未涉及各亞型與療效及預(yù)后的關(guān)系，且標(biāo)本大多數(shù)取自歐美患者，對(duì)東亞這一胃癌高發(fā)區(qū)的指導(dǎo)價(jià)值有限。

5 ACRG分型

2015年4月亞洲癌癥研究組（the asian cancer research group，ACRG）通過(guò)對(duì)來(lái)自亞洲的300例全胃或次全胃切除的原發(fā)性胃癌樣本進(jìn)行分析，提出了一種新的分類，把胃癌分成MSI型（約23%）、MSS/EMT型（約15%）、MSS/TP53+型（約26%）和MSS/TP53-型（約36%）[22]。MSI型好發(fā)于胃竇（75%），大部分為腸型（60%），多早期被診斷，患者總體預(yù)后在四種亞型中最好且復(fù)發(fā)率最低，特征是MLH1表達(dá)缺失，涉及PI3K-PTEN-mTOR通路的關(guān)鍵基因和ARID1A、p21等基因在該型中高頻突變。MSS/EMT型主要是年輕患者，晚期彌漫型居多，好發(fā)于胃體，預(yù)后最差，復(fù)發(fā)率最高（64%發(fā)生腹膜種植），該型CDH1表達(dá)缺失且突變率較其他MSS群體低（P<0.001）。MSS/TP53+型EB感染發(fā)病率較高，預(yù)后較好，它的特點(diǎn)是高頻的APC、ARID1A、p21、PIK3CA和Smad4基因突變。MSS/TP53-型特征是存在TP53突變，其整體預(yù)后要明顯低于MSS/TP53+型。MLH1不僅與DNA錯(cuò)配修復(fù)的其他成分相互作用，還與細(xì)胞周期、信號(hào)和凋亡分子相互作用，這些相互作用的失調(diào)與癌癥的易感性有關(guān)，此外，胃癌對(duì)奧沙利鉑耐藥與MLH1的甲基化存在相關(guān)性已被證實(shí)[23]。PTEN表達(dá)的喪失和mTOR的高表達(dá)與胃癌發(fā)生及進(jìn)展相關(guān)[24]。E-鈣粘蛋白是由CDH1基因編碼的一種跨膜糖蛋白，在細(xì)胞之間粘附的形成和維護(hù)中起著關(guān)鍵作用，且E-鈣粘蛋白與Wnt通路、Rho GTPases和NF-κB通路等息息相關(guān)，其失活導(dǎo)致了相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的功能障礙，并促進(jìn)EMT過(guò)程和腫瘤進(jìn)展[25]。一項(xiàng)研究顯示E-鈣粘蛋白異常表達(dá)與腫瘤分級(jí)和區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間有很強(qiáng)的相關(guān)性[26]，在診斷時(shí)確定CDH1突變可以預(yù)測(cè)癌癥是否會(huì)對(duì)治療產(chǎn)生反應(yīng)，因此可以幫助為特定患者選擇更合適的治療方法[27]。p53是一種作為轉(zhuǎn)錄因子的核蛋白，其功能是保持基因組的穩(wěn)定性，由定位于17p13.1的TP53基因編碼[28]，導(dǎo)致TP53功能受損的機(jī)制通常是LOH和突變[29]。已經(jīng)報(bào)道了p53過(guò)度表達(dá)與胃癌大小之間的相關(guān)性[30]，但p53過(guò)度表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期短是否關(guān)聯(lián)仍然存在爭(zhēng)議，因?yàn)樵谝恍┭芯恐幸延袌?bào)道，但在其他研究中沒(méi)有報(bào)道。有研究表明，TP53在不同的亞型中突變率差異很大[31]，這增強(qiáng)了根據(jù)其活性情況將MSS獨(dú)立分成兩型的說(shuō)服力。TCGA和ACRG分型有相似之處，但也存在差異，兩者均鑒定出以高頻突變和最佳預(yù)后為特征的MSI亞型，其他3型部分重疊，但TCGA的GS型和CIN型在所有ACRG亞型都存在，另外根據(jù)CDH1和RHOA突變頻率的不同，TCGA的GS型也不等同于ACRG的MSS/EMT型。這一分型考慮到了與臨床表現(xiàn)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)了不同亞型的生存時(shí)間和復(fù)發(fā)率存在顯著性差異，與TCGA分型相比，取得了較好的與疾病轉(zhuǎn)歸相關(guān)聯(lián)的結(jié)果，具有較大的臨床指導(dǎo)意義，且樣本來(lái)源于亞洲人群，將為我國(guó)胃癌的診斷和治療帶來(lái)新的突破。

6 其他分型

通過(guò)對(duì)解剖位置不同的胃癌組織進(jìn)行全外顯子（78例）和全基因組測(cè)序（2例），我國(guó)Chen等[32]將胃癌分為高克隆型（high-clonality，HiC）和低克隆型（low-clonality，LoC），HiC型存在高頻的C>G轉(zhuǎn)變、TP53突變，生存期也顯著縮短，而LoC型以ARID1A突變?cè)龆酁樘匦?，確診年齡比HiC小，但存活時(shí)間長(zhǎng)于HiC。

日本G-Project委員會(huì)旨在提出一種新的TNM-G分類，其中包含G-因子，該分類用于評(píng)估可能影響結(jié)果的相關(guān)分子的表達(dá)。Sawada等[33]基于文獻(xiàn)檢索結(jié)果并考慮已知分子功能，納入p53、VEGF（VEGF-A和VEGF-C）、MMP-7、HER-2、Reg4等8種標(biāo)志物作為候選G因子對(duì)210例II、III期胃癌進(jìn)行分析，最終篩選出p53和MMP-7，根據(jù)其表達(dá)情況分成三組：G0組（兩個(gè)分子均為陰性，n=69），G1組（兩個(gè)分子均為陽(yáng)性，n=97）和G2組（兩個(gè)分子均為陽(yáng)性，n=44）。在所有210例胃癌病例中，G2病例的復(fù)發(fā)率（59%）顯著高于G0病例的38%（P=0.047），但Ⅲ期患者中三組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

7 結(jié)語(yǔ)

胃癌是一種由多種基因突變和表觀遺傳異常所驅(qū)動(dòng)的高度異質(zhì)性疾病，當(dāng)前可選擇的化療藥物少，靶向藥物滯后，其治療仍處于瓶頸期。得益于基因組學(xué)快速發(fā)展，胃癌的研究進(jìn)入了新時(shí)代，胃癌分子分型的產(chǎn)生，為臨床上早期診斷、預(yù)后判斷和個(gè)體化治療提供了理論依據(jù)，并促進(jìn)了相關(guān)靶點(diǎn)干預(yù)及臨床研究的開展。但目前尚無(wú)公認(rèn)的胃癌分子分型，現(xiàn)有研究多停留在基礎(chǔ)研究階段，存在研究樣本量少、東西方群體差異以及分子特征尚不全面等諸多挑戰(zhàn)，需要不斷完善，因此，在臨床上應(yīng)用還十分有限。建立一個(gè)特異性強(qiáng)、精準(zhǔn)度高的分子分型系統(tǒng)仍需要積累大量的分子生物學(xué)研究結(jié)果和大樣本的臨床隨訪數(shù)據(jù)，未來(lái)的研究應(yīng)著手從功能與臨床應(yīng)用的角度，結(jié)合腫瘤微環(huán)境及后生環(huán)境等方面進(jìn)一步明確胃癌的本質(zhì)，從而真正實(shí)現(xiàn)以分子分型為指導(dǎo)的胃癌個(gè)體化治療。

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