胃癌相關(guān)基因及靶向治療的研究進(jìn)展

王永云，靳文，俞蘭

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，呼和浩特 010000； 2.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)研究中心，呼和浩特 010000)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，胃癌居全球惡性腫瘤發(fā)病率的第五位，死亡率居第三位，在亞洲胃癌死亡率僅次于肺癌[1]。我國為胃癌高發(fā)國家，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)顯示，2018年全球胃癌的發(fā)病例數(shù)已超103萬，我國占44%；總死亡人數(shù)逾78萬，約一半為中國人[2]。近年來胃癌的發(fā)病率逐年升高，社會負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)支出負(fù)擔(dān)也隨之加重。手術(shù)結(jié)合放化療是目前治療胃癌的主要方法，但因胃癌早期癥狀隱匿，確診時(shí)多處于中晚期，5年生存率仍不足20%[3]。對化療藥物的普遍耐藥也是導(dǎo)致療效欠佳的主要原因之一[1]。精準(zhǔn)醫(yī)療是腫瘤診斷和治療的一種新模式，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。目前基于基因的靶向治療應(yīng)用逐漸增多，致癌、抑癌基因在胃癌的靶向治療中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)就當(dāng)前胃癌致癌和抑癌基因的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，便于進(jìn)一步探索胃癌的有效靶向治療方法。

1 胃癌中關(guān)鍵致癌基因及其靶向治療

1.1人表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor，HER)-2 HER-2定位于17q21，突變率為6.1%～23.0%[4-5]。HER-2的表達(dá)升高可激活下游信號通路磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)和促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)途徑，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、促進(jìn)腫瘤血管再生、增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲力[6]。臨床研究顯示，HER-2在發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、Lauren分型為腸型以及中高分化的胃腺癌患者中陽性率更高，與患者的年齡、腫瘤大小及位置無關(guān)[7]。HER-2是受體酪氨酸激酶家族的重要成員之一，而酪氨酸激酶抑制劑在胃癌個(gè)體化治療中有重要作用，可能是胃癌靶向治療中潛力較大的靶向基因之一[7-8]。

曲妥珠單抗是目前針對HER-2陽性胃癌患者的靶向藥物，旨在干擾HER-2調(diào)控的信號通路，介導(dǎo)免疫反應(yīng)，抑制血管生成和腫瘤細(xì)胞增殖力。應(yīng)用曲妥珠單抗后HER-2表達(dá)明顯降低，但HER-2陽性細(xì)胞不能完全消失，因此不能徹底根除腫瘤。為提高治療效果，有學(xué)者采用曲妥珠單抗與化療方案聯(lián)合的治療方式，結(jié)果顯示，曲妥珠單抗與伊立替康+順鉑方案聯(lián)合可降低糖類抗原125、癌胚抗原和特異性組織多肽抗原的水平；曲妥珠單抗聯(lián)合多西他賽+替吉奧膠囊方案可降低血清糖類抗原724、糖類抗原199、癌胚抗原的水平；曲妥珠單抗聯(lián)合奧沙利鉑+亞葉酸鈣+5-氟尿嘧啶方案可明顯提高行為狀態(tài)評分，并增強(qiáng)近期化療的療效[9-11]。上述三種方案均可提高胃癌患者的生存質(zhì)量，療效更佳。

隨著曲妥珠單抗的廣泛應(yīng)用，耐藥問題也隨之產(chǎn)生。Riccio等[12]研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞招募雙特異性抗體衍生物可以識別并結(jié)合兩種及以上不同的抗原，對腫瘤細(xì)胞的毒性大幅增加；對曲妥珠單抗的耐藥細(xì)胞也有效，可解決曲妥珠單抗的耐藥性問題；還可降低心臟毒性等不良反應(yīng)。Kubota等[13]利用金納米粒子(gold nanoparticl，AuNPs)構(gòu)建靶向HER-2的AuNPs(T-AuNPs)，并在耐藥細(xì)胞株MKN7上證明T-AuNPs抗瘤能力明顯強(qiáng)于曲妥珠單抗。Shi等[14]指出，曲妥珠單抗發(fā)生耐藥的機(jī)制是神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1激活HER4-Yes相關(guān)蛋白1軸，促進(jìn)Yes相關(guān)蛋白1表達(dá)，最終誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transformation，EMT)發(fā)生。因此，干擾HER4-YAP1軸將有效降低耐藥的發(fā)生。上述研究思路為胃癌治療提供了新方法，為解決曲妥珠單抗耐藥性問題提供了新策略。

1.2磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α(phosphatidylinositol 3-kinase catalytic alpha，PIK3CA) PIK3CA定位于3q26.3，突變率為10%，突變后激活PI3K/Akt通路，抑制細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)癌細(xì)胞的侵襲能力和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移能力[15]。與其他類型的胃癌相比，PIK3CA在EB病毒相關(guān)胃癌中突變明顯升高，并與T分期和腫瘤浸潤程度呈正相關(guān)[16]。PIK3CA的突變常發(fā)生在第9和20位外顯子，5年生存率分別為0和80%[17]。

mTOR抑制劑(西羅莫司)可阻斷由PIK3CA基因調(diào)控的與細(xì)胞周期進(jìn)展和血管生成相關(guān)蛋白的翻譯及表達(dá)有關(guān)的過程；應(yīng)用西羅莫司后，患者的無進(jìn)展生存期為1.9個(gè)月，總生存期為3.6個(gè)月[18]。為延長生存時(shí)間，目前已有團(tuán)隊(duì)嘗試采用其他種治療方法。周新科等[19]應(yīng)用殼聚糖包被PIK3CA 小干擾RNA制備納米粒子，用該粒子處理胃癌細(xì)胞后，PIK3CA的表達(dá)降低，胃癌細(xì)胞侵襲性減弱。同時(shí)，You等[20]在SGC-7901細(xì)胞中明確了miR-152-5p的作用靶點(diǎn)為PIK3CA-mut-3′非翻譯區(qū)，研究顯示miR-152-5p下調(diào)PIK3CA的表達(dá)、抑制SGC-7901細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、EMT及血管生成，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。該結(jié)果為PIK3CA突變型胃癌的靶向治療提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.3鼠類肉瘤病毒癌基因(Kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS) KRAS定位于12p12.1，是表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)信號通路的下游因子[21]。KRAS突變后可致RAS蛋白非控制性激活。RAS蛋白位于細(xì)胞膜內(nèi)，調(diào)控著細(xì)胞的生長、增殖、運(yùn)動(dòng)、遷移及血管生成，KRAS突變將顯著增加胃癌的侵襲性[22]。KRAS的表達(dá)在Lauren分型為腸型及女性胃癌患者中更高，其常見突變位點(diǎn)為G12V、G13D、G12S、G12D和G12A，與其他位點(diǎn)相比，發(fā)生在G12V的突變患者生存期較短，預(yù)后較差[23]。

聯(lián)合應(yīng)用含Src同源結(jié)構(gòu)域2的蛋白酪氨酸磷酸酶2和促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase,MEK)抑制劑對野生型KRAS胃食管腫瘤效果顯著[24]。但Choi等[25]認(rèn)為，長期應(yīng)用MEK抑制劑易出現(xiàn)耐藥，并增加腫瘤的侵襲力，以c-MET和PI3K/mTOR為靶點(diǎn)的藥物可以解決這一問題。近年來發(fā)現(xiàn)一種優(yōu)于西妥昔單抗或帕尼單抗的新型抗EGFR抗體——GC1118，該新型抗體具有獨(dú)特的結(jié)合表位，對胃癌的生長抑制較西妥昔單抗更強(qiáng)。研究顯示，無論單獨(dú)使用GC1118還是聯(lián)合細(xì)胞毒性化療藥物，對胃癌的抗瘤作用均強(qiáng)于西妥昔單抗[26]。

1.4Erb-b2受體酪氨酸激酶(Erb-B2 receptor tyrosine kinase，ERBB)3 ERBB3又名HER-3[27]，定位于12q13，與ERBB2同屬于EGFR家族，ERBB3通過激活一系列復(fù)雜的信號通路如PI3K/Akt和RAS/RAF/MAPK等發(fā)揮作用，ERBB3基因作為腫瘤發(fā)生的啟動(dòng)子，與胃癌的侵襲性和預(yù)后顯著相關(guān)[28]。有研究顯示，ERBB3基因在Lauren分型為腸型的胃癌中呈高表達(dá)，說明其可促進(jìn)腸型胃癌的發(fā)生[29]。當(dāng)ERBB3與ERBB1共過表達(dá)時(shí)，與腫瘤大小、宏觀特征、腫瘤分化、腫瘤分期、復(fù)發(fā)顯著相關(guān)，并可預(yù)測患者的生存情況[30]。

吉非替尼是EGFR-酪氨酸激酶抑制劑的代表性藥物。針對EGFR突變型胃癌，單獨(dú)應(yīng)用吉非替尼治療，僅10%～15%的患者能從中獲益[31]。在細(xì)胞水平上，當(dāng)吉非替尼與ERBB3小干擾RNA共用時(shí)能更有效地抑制PI3K/Akt和ERK信號通路，增強(qiáng)吉非替尼的抗瘤活性和敏感性[32]。表明聯(lián)合應(yīng)用多個(gè)EGFR受體治療可明顯提高EGFR突變型胃癌的治療效果。

1.5脂肪非典型鈣黏蛋白1(fat atypical cadherin 1，F(xiàn)AT1) FAT1定位于4q35.2，是一種鈣離子依賴性黏附因子，屬于Ⅰ型跨膜蛋白FAT家族，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、遷移和黏附過程，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[33]。FAT1基因在不同腫瘤中的作用不同，在食管癌中FAT1基因作為抑癌基因，而在胃癌中則起致癌作用[33]。研究顯示，F(xiàn)AT1基因主要參與胃癌細(xì)胞的侵襲和遷移，且表達(dá)量越高，預(yù)后越差[34]。

目前在多種胃癌細(xì)胞系中檢測到維替泊芬抑制胃癌細(xì)胞的生長，但作用機(jī)制尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用維替泊芬后，遷移相關(guān)基因和具有致癌潛能的基因表達(dá)下調(diào)[25]。因此推測維替泊芬是通過靶向FAT1抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的藥物。

2 胃癌中重要的抑癌基因

2.1腫瘤蛋白p53(tumor protein p53，TP53) TP53定位于17p13，是公認(rèn)的重要的抑癌基因，被譽(yù)為“基因組衛(wèi)士”[35]。TP53是人類腫瘤中突變最頻繁的基因，近50%的腫瘤發(fā)生TP53突變[34]。TP53基因具有調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡和DNA修復(fù)等功能。TP53的突變位點(diǎn)集中在R175、G245、R248、R273和R282，其中R248位點(diǎn)突變的胃癌患者預(yù)后最差[36]。

TP53可用于胃癌的超早期篩查，并可通過監(jiān)測細(xì)胞游離DNA突變監(jiān)測胃癌術(shù)后的復(fù)發(fā)情況，也可預(yù)測紫杉醇聯(lián)合卡培他濱治療晚期胃癌的療效[37-38]。Imanishi等[39]通過研究TP53野生型胃癌發(fā)現(xiàn)，TP53可上調(diào)致癌基因鼠雙微粒體(murine double minute,MDM)2和MDM4的表達(dá)，而自身功能被抑制；當(dāng)同時(shí)敲減MDM2和MDM4時(shí)，可阻滯細(xì)胞周期G1期向S期進(jìn)展，并提高5-氟尿嘧啶的抗腫瘤作用。因此，聯(lián)合應(yīng)用MDM2或MDM4抑制劑和細(xì)胞毒性藥物將是治療TP53野生型胃癌的一個(gè)有效策略。bamHI-A region rightward transcript(BART)-3p是EB病毒miRNA組的重要成員之一。研究發(fā)現(xiàn)，BART-3p可誘導(dǎo)TP53基因高表達(dá)，其通過直接作用于TP53的3′非翻譯區(qū)，下調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子1A、Bcl-2相關(guān)X蛋白質(zhì)、凋亡因子FAS的表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞增殖能力，抑制細(xì)胞凋亡[38]。同時(shí)，BART-3p在誘導(dǎo)TP53高表達(dá)時(shí)能對化療藥物和電離輻射產(chǎn)生抗性[40]。此研究首次證明了EB病毒miRNA與TP53的關(guān)系，可能有助于在未來開發(fā)治療胃癌的新途徑。

2.2AT豐富結(jié)合域1A(AT-rich interactive domain 1A,ARID1A) ARID1A定位于1p36.11，突變率為12%，參與DNA合成和基因轉(zhuǎn)錄的相關(guān)過程，其功能失調(diào)可導(dǎo)致染色質(zhì)重構(gòu)異常，進(jìn)而引發(fā)腫瘤疾病[41]。ARID1A的表達(dá)與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)[42]。在EB病毒相關(guān)胃癌中，ARID1A突變率較高，可通過激活A(yù)kt信號通路促進(jìn)程序性細(xì)胞死亡配體1高表達(dá)[43]。

研究表明，ARID1A突變型腫瘤細(xì)胞對PI3K和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑敏感，單獨(dú)應(yīng)用PI3K或PARP抑制劑時(shí)效果并不顯著，兩者聯(lián)合應(yīng)用時(shí)可通過誘導(dǎo)DNA損傷有效抑制ARID1A突變型胃癌細(xì)胞的增殖、克隆形成、侵襲和遷移，是該種類型胃癌的首選治療方案[44]。

2.3腺瘤結(jié)腸息肉基因(adenonmatous poplyposis coligene，APC) APC定位于5q22.2，是Wnt通路的關(guān)鍵基因之一，突變常發(fā)生于第14和15位外顯子，發(fā)生在70%～90%的家族性腺瘤性息肉病中[45]。研究發(fā)現(xiàn)，APC基因與胃癌的分化和分期呈負(fù)相關(guān)，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無關(guān)[46]。APC基因突變后可改變蛋白表達(dá)、影響細(xì)胞周期調(diào)控增加胃癌的發(fā)病率。Magalh?es等[47]在彌漫型和腸型胃癌中發(fā)現(xiàn)，hsa-miR-135b-5p可負(fù)向調(diào)控APC基因，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移。Yang等[48]闡述了一種新型長鏈非編碼RNA——LINC01133，通過啟動(dòng)miR-106a-3p調(diào)控APC或Wnt/β聯(lián)蛋白通路，進(jìn)一步抑制腫瘤的進(jìn)展與轉(zhuǎn)移。

2.4轉(zhuǎn)化生長因子-βⅡ型受體(transforming growth factor-β receptor typeⅡ,TGFBR2) TGFBR2定位于3p24.1，參與許多細(xì)胞的生理調(diào)控過程，如細(xì)胞分化、細(xì)胞生長、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞遷移，與胃癌進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)[49]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-204通過靶向TGFBR2介導(dǎo)上皮細(xì)胞發(fā)生EMT，提高胃癌細(xì)胞對5-氟尿嘧啶的敏感性，并改善腫瘤耐藥[50]。此外，miR-155和onco-miR-130可通過負(fù)調(diào)控TGFBR2，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長和侵襲，為胃癌的治療和耐藥研究奠定了一定的基礎(chǔ)[51-52]。

2.5鈣黏蛋白1(cadherin 1，CDH1) CDH1定位于4q28.1，主要編碼上皮鈣黏素，突變率較低，但后果嚴(yán)重，不僅可降低上皮鈣黏素的活性，還可促進(jìn)HER2的過表達(dá)[53]。CDH1檢測可用于遺傳性彌漫型胃癌的篩查。CDH1突變具有遺傳性，以常染色體顯性方式遺傳。攜帶突變CDH1男性80歲之前罹患彌漫型胃癌的累積風(fēng)險(xiǎn)為70%、女性為56%[37]。發(fā)生CDH1突變的胃癌患者病理檢查以印戒細(xì)胞癌為多，目前針對CDH1突變攜帶者的治療方式主要是預(yù)防性全胃切除[54]。但該方法創(chuàng)傷大且效果差，相關(guān)CDH1靶向藥物研究尚空缺。

2.6Ras同源基因家族成員A(Ras homolog gene family member A,RhoA) RhoA定位于4q28.1[55]，屬于RAS亞家族成員之一。RHOA突變可促進(jìn)彌漫性胃癌的發(fā)生，其在女性、遠(yuǎn)端胃癌、低分化胃癌 (G3/G4)、T1/T2期以及無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者中更為普遍[56]。當(dāng)RhoA基因在Y42點(diǎn)突變時(shí)，可與c-Met直接結(jié)合，促進(jìn)胃癌的增殖和轉(zhuǎn)移，患者預(yù)后差[57]。在現(xiàn)有研究中，胃動(dòng)蛋白1、miR-31、CD24均可靶向RhoA抑制腫瘤進(jìn)展，其中miR-31靶向RhoA時(shí)可同時(shí)增加腫瘤細(xì)胞對5-氟尿嘧啶的敏感性[58]。有關(guān)RhoA突變及其靶向機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3 胃癌中致癌基因與抑癌基因的相互調(diào)控作用

胃癌的致癌基因與抑癌基因存在相互作用，如圖1所示。KRAS和RhoA共同調(diào)控RAS-RAF-MEK-胞外信號調(diào)節(jié)激酶信號通路，促進(jìn)胃癌的發(fā)生與發(fā)展。PIK3-Akt-mTOR通路不僅參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展，而且是腫瘤細(xì)胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥的主要通路。該通路中關(guān)鍵致癌基因ERBB2、PIK3CA或ERBB3的激活，在胃癌細(xì)胞的增殖和凋亡中發(fā)揮作用。除此之外，胃癌相關(guān)基因KRAS、TP53、FAT1和ERBB2的高表達(dá)增加了患者對幽門螺桿菌的易感性，從而增加了胃癌的患病風(fēng)險(xiǎn)[59]。在EB病毒相關(guān)胃癌中，PIK3CA和ARID1A具有較高的突變頻率，且兩者呈負(fù)調(diào)控關(guān)系[60]。

TP53：腫瘤蛋白p53；FAT1：脂肪非典型鈣黏蛋白1； MEK：促分裂原活化的蛋白激酶激酶；ERK：胞外信號調(diào)節(jié)激酶；KRAS：鼠類肉瘤病毒癌基因；RhoA：Ras同源基因家族成員A；HER-2：人表皮生長因子受體2；ERBB3：Erb-b2受體酪氨酸激酶3；PIK3CA：磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α；ARID1A：AT豐富結(jié)合域1A；PI3K/Akt/mTOR：磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白通路

圖1 致癌基因與抑癌基因的關(guān)系

4 展 望

雖然生物信息學(xué)分析技術(shù)和精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展推動(dòng)了胃癌靶向治療的進(jìn)步，但目前研究還尚未成熟，仍需進(jìn)一步探索以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和個(gè)體化治療。部分基因(如ERBB3、FAT1、CDH1和RhoA)在胃癌治療及耐藥方面的研究比較缺乏。目前雖然與胃癌靶向治療研究相關(guān)的基因眾多，但只有ERBB2是美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)指南推薦的與胃癌治療相關(guān)的基因。另外，單個(gè)基因的靶向治療對胃癌的治療效果并不理想，而多種胃癌基因的靶向藥物聯(lián)合可提高胃癌患者的生存率。因此，尋找新的胃癌治療靶點(diǎn)以及關(guān)鍵基因之間的相互作用可能是急需攻破的難題。