左、右半結(jié)直腸癌差異性研究進(jìn)展

鐘敏兒，吳 斌

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院基本外科，北京100730

作為人類最常見的消化道惡性腫瘤之一，結(jié)直腸癌嚴(yán)重危害著人類的健康。隨著科學(xué)研究的不斷深入，學(xué)者們逐漸發(fā)現(xiàn)左、右半結(jié)直腸癌在流行病學(xué)、解剖特點(diǎn)、臨床表現(xiàn)、分子特征、預(yù)后等方面均存在較大的差異[1- 3]。Bufill[4]早在1990年就從分子遺傳學(xué)角度證實(shí)左半結(jié)腸癌與右半結(jié)腸癌之間存在明顯差異，并提出“左、右半結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制不同”的觀點(diǎn)。近年多項(xiàng)臨床研究的回顧性分析從治療及預(yù)后的角度提出：結(jié)直腸癌原發(fā)灶的位置是影響患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[5- 8]。而造成左、右半結(jié)直腸癌之間差異的原因仍然存在爭(zhēng)議，近年越來越多研究聚焦于此。本文主要綜述左、右半結(jié)直腸癌的差異性研究進(jìn)展。

左、右半結(jié)直腸的劃分

目前關(guān)于左、右半結(jié)直腸的劃分尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。主流觀點(diǎn)認(rèn)為劃分左、右半結(jié)直腸的邊界是結(jié)腸脾曲，也就是說，自回盲部起，直至橫結(jié)腸的近端結(jié)腸都屬于右半結(jié)腸，而從結(jié)腸脾曲起，余下的遠(yuǎn)端結(jié)直腸則為左半結(jié)直腸[3，9- 10]。雖然直腸癌在解剖位置、流行病學(xué)及治療上有別于結(jié)腸癌，但基因組學(xué)分析顯示結(jié)直腸癌在基因組層面是無法區(qū)分的[11- 12]。因此，不少學(xué)者在研究結(jié)直腸癌的左、右差異時(shí)，把直腸癌歸類至左半結(jié)直腸癌中。也有不少研究者認(rèn)為橫結(jié)腸右2/3屬于右半結(jié)腸，剩余的左1/3橫結(jié)腸則劃分至左半結(jié)腸[13]，這個(gè)觀點(diǎn)主要來自于胚胎起源學(xué)說。此外，部分研究者認(rèn)為橫結(jié)腸癌可能有別于右半結(jié)腸癌或左半結(jié)腸癌[9，14]，“FOLFIRI/mFOLFOX6聯(lián)合貝伐珠單抗對(duì)比西妥昔單抗一線治療 Kras 野生型轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的Ⅲ期研究”(CALGB/SWOG 80405試驗(yàn))在比較左、右半結(jié)直腸癌差異時(shí)就排除了橫結(jié)腸癌，以回盲部至結(jié)腸肝曲為右半結(jié)腸，結(jié)腸脾曲至直腸為左半結(jié)直腸[6]。該研究的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Venook[15]認(rèn)為，橫結(jié)腸較短，且橫結(jié)腸癌發(fā)生率較低，無論把橫結(jié)腸癌歸類到右半結(jié)腸癌還是左半結(jié)直腸癌，都不影響Ⅳ期左、右半結(jié)直腸癌對(duì)表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)單抗靶向治療的療效差異。與這種觀點(diǎn)一致的是，Loree等[9]的研究結(jié)果提示橫結(jié)腸癌的分子突變譜既不與右半結(jié)腸癌相似，亦不同于左半結(jié)腸癌。此外，大量研究證實(shí)右半結(jié)腸癌不能從EGFR靶向治療中獲益，但Loree等[9]的研究結(jié)果顯示橫結(jié)腸癌患者卻可從EGFR靶向治療獲益。由此推測(cè)橫結(jié)腸癌可能區(qū)別于傳統(tǒng)分類的右半結(jié)腸癌。美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)結(jié)直腸癌指南對(duì)右半結(jié)腸癌的定義是：從回盲部至結(jié)腸肝曲處的腫瘤；而左半結(jié)(直)腸癌則定義為結(jié)腸脾曲至直腸上的腫瘤[16]。NCCN指南在針對(duì)左、右半結(jié)腸癌提出不同治療方案時(shí)，并未提及橫結(jié)腸。所以橫結(jié)腸在這“左、右半之爭(zhēng)”面前應(yīng)如何劃分，目前尚無定論。

左、右半結(jié)直腸胚胎起源不同

在胚胎起源上，回盲部、升結(jié)腸及右2/3的橫結(jié)腸起源于中腸，而剩下的左1/3橫結(jié)腸、降結(jié)腸、乙狀結(jié)腸及直腸則起源于后腸[17]。中腸及后腸不同的起源導(dǎo)致其在胚胎發(fā)育的細(xì)胞遷移、分化過程中呈現(xiàn)不同的基因表達(dá)模式。例如，按照顱尾極化的方向，多種同位序列以及其他基因呈梯度變化[14]。因此，左、右半結(jié)直腸的胚胎起源差異可能為二者的差異埋下生物學(xué)基礎(chǔ)。目前已有報(bào)道指出，正常的左、右半結(jié)腸上皮之間存在基因表達(dá)譜差異。一項(xiàng)針對(duì)正常左、右半結(jié)腸上皮的薈萃分析鑒定出351個(gè)差異表達(dá)基因。除了與結(jié)腸發(fā)育相關(guān)的同位序列以外，EGFR配體外調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)也因側(cè)而異[14]。細(xì)胞色素P450家族在右半結(jié)腸中的表達(dá)水平顯著高于左半結(jié)腸。而大多數(shù)涉及細(xì)胞周期控制的基因以及參與DNA復(fù)制、DNA損傷修復(fù)和DNA加合物代謝的基因都在左半結(jié)腸過表達(dá)[18]。

左、右半結(jié)直腸癌組織學(xué)特征及生物學(xué)行為差異

與左半結(jié)直腸癌相比，右半結(jié)腸癌腫瘤體積更大，分化程度更低，分期晚，組織浸潤更明顯[14]。低分化腺癌、印戒細(xì)胞癌、黏液腺癌等分化程度不佳的病理類型更常見于右半結(jié)腸癌[19- 21]。右半結(jié)腸癌組織中黏液素蛋白相關(guān)抗原M1表達(dá)顯著高于左半結(jié)腸癌，因此，右半結(jié)腸癌中黏液腺癌、印戒細(xì)胞癌的比例更高[22]。這些腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的黏液素蛋白可被分泌到細(xì)胞外，細(xì)胞外黏液素穿過腫瘤壁，可協(xié)助其局部擴(kuò)散[22]。部分回顧性研究表明黏液腺癌病理類型是結(jié)直腸癌的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[23- 24]，但這一觀點(diǎn)仍然存在爭(zhēng)議。針對(duì)結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移模式，一項(xiàng)研究樣本大于5000例的大樣本尸檢研究發(fā)現(xiàn)大部分左半結(jié)直腸癌傾向于向肝、肺轉(zhuǎn)移，而網(wǎng)膜、腹膜這些與較差預(yù)后相關(guān)的靶器官轉(zhuǎn)移則更多見于右半結(jié)腸癌[25- 26]。

左、右半結(jié)直腸癌預(yù)后差異

近年多項(xiàng)臨床研究指出結(jié)直腸癌原發(fā)灶的位置可以預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(metastatic colorectal cancer，mCRC)的預(yù)后[5- 8]。例如，Tejpar等[5]對(duì)西妥昔單抗與伊立替康聯(lián)合作為一線療法治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌研究以及伊立替康聯(lián)合西妥昔單抗與西妥昔單抗聯(lián)合貝伐單抗作為轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的一線治療研究的回顧性分析指出，不管采用何種一線治療方案，右半結(jié)腸癌的預(yù)后都比左半結(jié)直腸癌差。一項(xiàng)納入66項(xiàng)臨床研究、包含1 427 846例結(jié)直腸癌患者的薈萃分析發(fā)現(xiàn)：結(jié)直腸癌原發(fā)灶位于左側(cè)與死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著降低有關(guān)(HR=0.82，95%CI=0.79～0.84，P<0.001)，并且這種相關(guān)性與腫瘤的分期、患者種族、是否接受輔助放化療、研究發(fā)表年份以及納入研究的質(zhì)量均無關(guān)[27]。即使控制已知的因位置不同而出現(xiàn)差異的預(yù)后危險(xiǎn)因素，右半結(jié)腸癌仍然預(yù)后更差[9]。

以CALGB/SWOG 80405試驗(yàn)[6]為代表，越來越多證據(jù)表明在mCRC中，原發(fā)灶位置不僅可以預(yù)測(cè)患者預(yù)后，還能預(yù)測(cè)對(duì)EGFR單抗治療的獲益[5，28- 30]。無論Ras突變狀態(tài)如何，原發(fā)灶為右半結(jié)腸癌的mCRC患者均不能從西妥昔單抗治療中獲益。在大量高級(jí)別循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的基礎(chǔ)上，NCCN自2017年起將“結(jié)直腸癌左、右半之爭(zhēng)”寫進(jìn)了結(jié)直腸癌指南。目前NCCN指南僅推薦EGFR單抗用于Ras野生型的Ⅳ期左半結(jié)腸癌。對(duì)于原發(fā)灶位于右半結(jié)腸癌的mCRC，無論Ras狀態(tài)如何，都不推薦一線使用EGFR單抗治療[31- 32]。

對(duì)于非轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌，腫瘤位置對(duì)預(yù)后的影響依然存在。筆者對(duì)2005至2012年在北京協(xié)和醫(yī)院接受結(jié)腸癌根治術(shù)的175例Ⅲ期結(jié)腸癌患者進(jìn)行回顧分析，結(jié)果顯示無論比較總生存還是疾病無進(jìn)展生存，右半結(jié)腸癌患者的預(yù)后都顯著差于左半結(jié)腸癌患者[19]。另一項(xiàng)納入1869例Ⅲ期結(jié)腸癌患者的回顧性研究指出，與左半結(jié)腸癌相比，右半結(jié)腸癌患者不僅總生存更短，其在復(fù)發(fā)后的生存時(shí)間亦明顯縮短[33]。這些研究表明，結(jié)直腸癌的左、右半差異并不只存在于mCRC，非轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌同樣可以觀察到相似的臨床特征。

左、右半結(jié)直腸癌分子學(xué)特征差異

分子發(fā)病機(jī)制目前發(fā)現(xiàn)至少有3種分子途徑可引發(fā)結(jié)直腸癌：染色體不穩(wěn)定性(chromosomal instability，CIN)途徑、微衛(wèi)星不穩(wěn)定表型(microsatellite instability，MSI)途徑、CpG島超甲基化表型(CpG island hypermethylation phenotype，CIMP)途徑。CIN途徑是染色體數(shù)量或結(jié)構(gòu)異常突變，既可能促進(jìn)原癌基因激活，又可能導(dǎo)致抑癌基因活性降低[34]。約85%侵襲性結(jié)直腸癌存在CIN[11]。相比之下，左半結(jié)直腸癌更容易出現(xiàn)CIN及非整倍體現(xiàn)象[14]。MSI途徑是由于錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)障礙引起細(xì)胞累積整個(gè)基因組DNA的錯(cuò)誤，表現(xiàn)為在基因組內(nèi)累積了重復(fù)幾十到幾百次的核苷酸堿基短序列中的異常，導(dǎo)致DNA移碼突變影響基因組的穩(wěn)定性。根據(jù)其檢出頻率可分為3種：(1)微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stable，MSS)，無明顯的MSI出現(xiàn)；(2)MSI-L，MSI出現(xiàn)頻率低，一般低于30%；(3)MSI-H，MSI出現(xiàn)頻率高，一般高于30%。統(tǒng)計(jì)顯示10%～15%散發(fā)結(jié)直腸癌存在MSI，右半結(jié)腸癌出現(xiàn)MSI表型的頻率顯著高于左半結(jié)直腸癌[9，14]。CIMP是表觀遺傳不穩(wěn)定的一種表現(xiàn)，啟動(dòng)子過度甲基化導(dǎo)致相關(guān)基因沉默，誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。CIMP途徑在散發(fā)結(jié)直腸癌發(fā)生率約為15%[35]。大部分散發(fā)的MSI結(jié)直腸癌基因沉默不是因?yàn)樘囟ɑ虻腻e(cuò)配修復(fù)突變，而是由于錯(cuò)配修復(fù)酶(如MLH1)基因啟動(dòng)子的超甲基化。即散發(fā)結(jié)直腸癌MSI狀態(tài)通常與CIMP相關(guān)?，F(xiàn)有研究已證實(shí)高度超甲基化(CIMP-H)及MSI-H的頻率自直腸向升結(jié)腸方向逐漸升高，且右半結(jié)腸癌CIMP-H顯著高于左半結(jié)腸癌[9，36- 37]。值得注意的是，CIMP及MSI都與預(yù)后相關(guān)，這兩個(gè)分子特征在左、右半結(jié)直腸癌之間的分布不均，可能與二者的預(yù)后差異有關(guān)。CIMP-H結(jié)直腸癌預(yù)后較差[38- 40]，而MSI對(duì)預(yù)后的影響則取決于腫瘤分期。目前的研究證據(jù)顯示，在Ⅱ～Ⅲ期結(jié)直腸癌中，MSI-H患者的預(yù)后優(yōu)于MSS患者[41]。但是，在mCRC中卻是截然相反的情況。MSI-H的Ⅳ期結(jié)直腸癌生存時(shí)間顯著縮短[42]，具體原因尚不明確。

基因突變右半結(jié)腸癌比左半結(jié)腸癌有更嚴(yán)重的突變負(fù)荷及更復(fù)雜的突變譜，并且這一特征獨(dú)立于微衛(wèi)星狀態(tài)。雖然MSI多見于右半結(jié)腸癌，而MSI-H腫瘤的基因突變頻率高于MSS腫瘤[11]。但是，即使同是MSS腫瘤，右半結(jié)腸癌的有害突變數(shù)量仍然明顯高于左半結(jié)腸癌[14，26]。就算只考慮癌基因，也觀察到類似的差異趨勢(shì)[14]。幾乎所有右半結(jié)腸癌都出現(xiàn)了原癌基因的突變激活，而左半結(jié)直腸癌出現(xiàn)原癌基因突變激活者不足一半[26]。這表明突變頻率更高可能是右半結(jié)腸癌的一個(gè)重要特征。

KRAS、PIK3CA、BRAF、PTEN及GNAS等基因突變均多見于右半結(jié)腸癌[9，42- 44]。約2/3具有BRAF突變的結(jié)直腸癌起源于右半結(jié)腸[42]，這也可能是Ⅳ期右半結(jié)腸癌預(yù)后更差的原因之一。既往研究指出BRAF突變與腹膜轉(zhuǎn)移及癌性腹水高度相關(guān)，而KRAS突變則與卵巢轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)[26，45]，右半結(jié)腸癌中這兩種轉(zhuǎn)移表型與之相符。而左半結(jié)直腸癌中多見的基因突變則是抑癌基因TP53及APC，TP53及APC在左半結(jié)直腸癌中的突變頻率是右半結(jié)腸癌的1.2～1.3倍[9，17]。右半結(jié)腸癌有更復(fù)雜的基因突變譜，這些富集的突變可影響Ras-MAPK、PI3K和TGF-β等多個(gè)重要信號(hào)通路的改變。而突變累積發(fā)展需要時(shí)間，這就為右半結(jié)腸癌患者年齡普遍偏大提供了解釋。

基于兩側(cè)結(jié)直腸癌突變譜的差異，Yaeger等[26]推測(cè)左半結(jié)直腸癌的生長可能并非依靠激活有絲分裂途徑的突變，而是主要依賴于EGFR等天然的受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase，RTK)的信號(hào)傳導(dǎo)。攜帶RTK的染色體區(qū)域的擴(kuò)增更常見于左半結(jié)腸癌，其中，HER1和HER2在12%的左半結(jié)直腸癌中異常擴(kuò)增[14]。不少研究也指出RTK的配體在左半結(jié)直腸癌中顯著增多[17，26]，強(qiáng)有力地支持了這一假說。這些激活RTK的配體轉(zhuǎn)錄上調(diào)可能在左半結(jié)直腸癌中起著致病作用。這也可能解釋了為何左、右半結(jié)直腸癌對(duì)EGFR靶向治療的反應(yīng)迥然不同。

共識(shí)分子分型共識(shí)分子分型(consensus molecular subtypes，CMS)基于基因表達(dá)特征將結(jié)直腸癌患者分為4個(gè)亞型，旨在從基因表達(dá)水平區(qū)分患者的內(nèi)在異質(zhì)性。這4個(gè)亞型分別為：CMS1(MSI免疫型)、CMS2(經(jīng)典型)、CMS3(代謝型)和CMS4(間充質(zhì)型)[46]。一半以上的左半結(jié)直腸癌為CMS2分型，CMS1與CMS3在左半結(jié)直腸癌中占比很小。而右半結(jié)腸癌則不同，雖然CMS1及CMS3兩個(gè)分型在右半結(jié)腸癌中顯著多于左半結(jié)腸癌，但全部4個(gè)分型均在右半結(jié)腸癌中呈現(xiàn)，且所占比例比較均等，可見右半結(jié)腸癌內(nèi)部也存在異質(zhì)性。CMS3及CMS4在左、右半結(jié)腸癌之間的分布差異較小，與此相對(duì)的是，CMS1顯著多見于右半結(jié)腸癌，而CMS2則多見于左半結(jié)腸癌。CMS1突變負(fù)荷高、高甲基化、MSI，與右半結(jié)腸癌的特征相符。來自伊立替康聯(lián)合西妥昔單抗與西妥昔單抗聯(lián)合貝伐單抗作為轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的一線治療研究的數(shù)據(jù)顯示，CMS分型與患者預(yù)后顯著相關(guān)：CMS2患者的中位總生存時(shí)間最長，CMS4次之，CMS1患者的中位總生存時(shí)間最短[47]。結(jié)合4種CMS分型在左、右半結(jié)腸癌的分布，可能為右半結(jié)腸癌患者預(yù)后差于左半結(jié)腸癌提供解釋。

小 結(jié)

左、右半結(jié)直腸癌在臨床特征、對(duì)治療的反應(yīng)、預(yù)后、分子學(xué)特征等多方面存在顯著差異。目前普遍認(rèn)為結(jié)直腸癌原發(fā)灶的解剖部位與預(yù)后相關(guān)，并且可能是EGFR單抗療效的預(yù)測(cè)因素。腫瘤部位可能僅是分子生物學(xué)特征的替代，大量研究從基因?qū)用娼沂玖俗?、右半結(jié)腸癌的差異。這些分子層面的差異可能為二者的生物學(xué)行為差異提供解釋，或者提供潛在的新治療靶點(diǎn)?？傊@一認(rèn)知的革新將對(duì)結(jié)直腸癌的個(gè)體化治療、精準(zhǔn)化治療產(chǎn)生巨大影響。