致病性胚系突變在胰腺癌中的研究進(jìn)展

汪展輝 馬小雨 邵成浩

1海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院普外四科，上海 200003；2海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨腫瘤科，上海 200003

【提要】 BRCA1、BRCA2、ATM和MSH等基因的致病性胚系突變(PGAs)與胰腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。PGAs的胰腺癌患者主要依靠胚系基因檢測協(xié)助診斷。BRCA 1、BRCA2、ATM等基因突變的患者對鉑類化療和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑治療更加敏感，而錯配修復(fù)(MMR)相關(guān)基因突變的患者更能受益于免疫檢查點(diǎn)抑制劑。本文對目前主要的PGAs類型和相應(yīng)的檢測及治療手段進(jìn)行綜述。

胰腺癌發(fā)病隱匿，進(jìn)展迅速，超過80%的胰腺癌患者在確診時已經(jīng)喪失根治性手術(shù)的機(jī)會，這意味著化療是大多數(shù)胰腺癌患者的主要治療方法[1]，然而化療效果并不理想。大約10%的胰腺癌患者伴有致病性胚系突變(pathogenic germline alterations，PGAs)[2]，這部分患者更有可能從靶向治療中受益。越來越多的證據(jù)表明胚系基因檢測對于胰腺癌患者具有協(xié)助診斷和指導(dǎo)進(jìn)一步治療的價值[3-5]，本文對目前主要的PGAs類型和相應(yīng)的檢測及治療手段進(jìn)行綜述。

一、胰腺癌相關(guān)的PGAs

胚系突變是指在個體胚胎發(fā)育期已經(jīng)攜帶的變異(源于父母生殖細(xì)胞中產(chǎn)生的突變)[6]，其中能使某些疾病患病風(fēng)險提高的變異即PGAs。目前已發(fā)現(xiàn)的胰腺癌相關(guān)的PGAs基因主要有BRCA 1、BRCA 2、PALB 2、ATM、CDKN2A、MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2、EPCAM、STK 11、SPINK 1、PRSS 1和CFTR等[7]。這類基因發(fā)生胚系突變主要與某些遺傳性癌癥綜合征的發(fā)生密切相關(guān)，同時也增加了胰腺癌的患病風(fēng)險。

1．同源重組修復(fù)相關(guān)基因：同源重組修復(fù)(homologous recombination repair，HRR)是DNA損傷修復(fù)的一種重要方式，主要利用姐妹染色單體作為模板，修復(fù)DNA末端斷裂的基因組序列。HRR相關(guān)基因發(fā)生突變?nèi)菀讓?dǎo)致同源重組修復(fù)缺陷(homologous recombination deficiency，HRD)，增加癌癥發(fā)生的風(fēng)險。

BRCA基因在HRR中起重要作用，BRCA 1、BRCA2胚系突變可導(dǎo)致HRD，以致發(fā)生乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌以及前列腺癌的風(fēng)險增加[8]。BRCA 1、BRCA2是胰腺癌中最常見的胚系突變基因，4%～7%的胰腺癌患者具有BRCA 1、BRCA2胚系突變。此外，有研究發(fā)現(xiàn)BRCA 1、BRCA2體細(xì)胞突變也與胰腺癌的患病風(fēng)險相關(guān)，約2%的胰腺癌患者伴有BRCA 1、BRCA2體細(xì)胞突變[9]。PALB 2是BRCA 2的配對和定位基因，協(xié)同BRCA 2參與HRR作用，PALB 2胚系突變同樣會導(dǎo)致HRD，增加患者發(fā)生胰腺癌的風(fēng)險[10]。

ATM為共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變基因，在細(xì)胞周期調(diào)控、DNA損傷應(yīng)答(DNA-damage response,DDR)和HRR中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。ATM胚系突變增加了對各種癌癥的易感性，主要與白血病和淋巴瘤的風(fēng)險增加相關(guān)，約5%的遺傳性胰腺癌患者攜帶該基因的胚系突變[11]。

除此之外，BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC等基因也參與HRR作用，并且在胰腺癌患者中也檢測到了相應(yīng)的胚系突變[7]。

2．錯配修復(fù)相關(guān)基因：錯配修復(fù)(mismatch repair, MMR)基因主要包括MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2，在正常細(xì)胞和癌細(xì)胞DNA復(fù)制和基因重組過程中對識別和修復(fù)錯配堿基起著重要作用[12]。MMR基因和EPCAM基因的胚系突變往往引起錯配修復(fù)缺陷(mismatch repair deficiency, dMMR)，從而導(dǎo)致微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability，MSI)，增加林奇綜合征和胰腺癌的患病風(fēng)險[13]。

3．其他基因：CDKN2A為細(xì)胞周期依賴性激酶抑制基因，是一種重要的抑癌基因，通過抑制cyclinD-CDK4和cyclinD-CDK6復(fù)合物啟動G1/S期轉(zhuǎn)變，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程。CDKN2A胚系突變主要與黑色素瘤的風(fēng)險增加有關(guān)，同時也增加了胰腺癌的患病風(fēng)險[14]。

STK 11是一種抑癌基因，該基因的胚系突變與常染色體顯性遺傳病黑斑息肉綜合征(Peutz-Jeghers syndrome，PJS)密切相關(guān)，并易患胃腸道息肉病，增加乳腺癌、胃腸道腫瘤及卵巢癌的風(fēng)險。PJS患者發(fā)生胰腺癌的風(fēng)險也顯著提高[15]。

SPINK 1、PRSS 1、CFTR胚系突變雖然不是胰腺癌的直接影響因素，但也和胰腺癌有一定的關(guān)聯(lián)，主要與慢性胰腺炎的發(fā)生密切相關(guān)，增加患者發(fā)生胰腺癌的風(fēng)險[7]。

二、PGAs的檢測技術(shù)

胚系基因檢測是確定患者是否伴有PGAs的主要手段，需要對受試者的外周血(主要方式)、口腔黏膜或唾液等取樣進(jìn)行檢測。具有胰腺癌、乳腺癌和卵巢癌家族史或患有遺傳性癌癥綜合征是需要進(jìn)行胚系基因檢測的主要指征，然而有研究發(fā)現(xiàn)約42%不具有相關(guān)檢測指征的胰腺癌患者也能檢測出PGAs[3]。目前，美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)指南和美國臨床腫瘤學(xué)會建議對所有新診斷的胰腺癌患者進(jìn)行胚系基因檢測。近年來，基因檢測技術(shù)在不斷發(fā)展，在PGAs方面的應(yīng)用主要有以下幾種方法。

1．Sanger測序法：Sanger測序法是指1977年Sanger等發(fā)明的雙脫氧鏈終止法，可得到序列的直接信息，測序讀長可達(dá)1 000 bp，且堿基讀取準(zhǔn)確率高達(dá)99.99%，目前仍是基因檢測的金標(biāo)準(zhǔn)，也是方法學(xué)比較和家系內(nèi)部驗(yàn)證的主要手段。Sanger測序法最大的優(yōu)勢是準(zhǔn)確，但其成本較高，通量低，測序耗時長。

2．高通量測序技術(shù)：高通量測序技術(shù)(next generation sequencing, NGS)也稱二代測序技術(shù)，采用邊合成邊測序的基本原理，可以同時將幾十萬到幾百萬條DNA分子進(jìn)行測序，使得對一個物種的轉(zhuǎn)錄組測序或基因組深度測序變得方便易行。與Sanger測序法相比，NGS具有通量高、測序速度快、成本低等優(yōu)勢，是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的測序技術(shù)?；诟咄繙y序技術(shù)的多基因面板能夠在較短時間內(nèi)同時檢測多個基因，已經(jīng)成為檢測遺傳性癌癥風(fēng)險基因的主要方式。有研究根據(jù)MCCN指南建議及相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)檢測范圍相對全面的多基因面板，用于檢測已發(fā)現(xiàn)的和潛在的胰腺癌易感基因[16-18]。

3．高分辨率熔解曲線技術(shù)：高分辨率熔解曲線技術(shù)(high resolution melting, HRM) 建立在實(shí)時熒光定量PCR基礎(chǔ)上，通過提高解鏈溫度來檢測變性雙鏈DNA中的熒光強(qiáng)度變化，再通過解鏈圖區(qū)分出野生型和突變型，可用于單堿基序列變異和未知突變的發(fā)現(xiàn)[19]。該技術(shù)具有高通量、高靈敏度、自動化程度高、成本低等優(yōu)勢，但對PCR產(chǎn)物的質(zhì)量要求較高。隨著HRM檢測儀器、DNA飽和染料及HRM分析軟件的進(jìn)一步開發(fā)，HRM的應(yīng)用也日趨廣泛。

三、PGAs胰腺癌的治療

1．鉑類化療：目前胰腺癌的一線鉑類化療方案主要有FOLFIRINOX(奧沙利鉑、伊立替康、亞葉酸鈣、氟尿嘧啶)以及順鉑聯(lián)合吉西他濱。鉑類藥物發(fā)揮抗腫瘤作用機(jī)制的主要途徑是通過與DNA形成加合物，限制DNA的解旋從而抑制DNA的復(fù)制[20]。Wattenberg等[5]已經(jīng)證明鉑類化療可以提高BRCA 1、BRCA 2或PALB 2胚系突變的晚期胰腺癌患者的總體生存率。這類基因的胚系突變會導(dǎo)致HRD，由于不能有效地修復(fù)損傷的DNA，攜帶HRD的腫瘤對鉑類藥物更加敏感。除了BRCA 1、BRCA 2和PALB 2，ATM、BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC發(fā)生胚系突變的胰腺癌患者同樣能夠受益于鉑類化療[2]。也有研究發(fā)現(xiàn)，BRCA 1、BRCA 2體細(xì)胞突變的胰腺癌患者也能受益于一線鉑類化療[9,21-22]。

2．聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)抑制劑：協(xié)同致死效應(yīng)這一概念起源于果蠅模型系統(tǒng)的研究，是指單一基因的缺陷不會對細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用，但兩種或多種基因同時缺陷可以殺傷細(xì)胞。后來這一概念被引申和應(yīng)用到腫瘤研究領(lǐng)域，促使研究人員確定某一主要突變基因的協(xié)同致死基因是否存在，或通過某些條件(如缺氧、代謝變化或DNA損傷藥物的應(yīng)用等)達(dá)成協(xié)同致死效應(yīng)[23]。2005年，Bryant等[24]首先發(fā)現(xiàn)了乳腺癌和其他癌癥中的BRCA 1、BRCA 2突變與PARP抑制劑之間的協(xié)同致死效應(yīng)，為腫瘤治療提供了一種新手段。PARP是一種DNA修復(fù)酶，在DNA修復(fù)通路中起關(guān)鍵作用。正常情況下抑制腫瘤細(xì)胞中PARP的活性，可以導(dǎo)致其單鏈DNA斷裂的積聚；但腫瘤細(xì)胞內(nèi)存在其他修復(fù)系統(tǒng)，如BRCA 1、BRCA 2所介導(dǎo)的同源重組途徑，可以修復(fù)DNA損傷、維持染色體的穩(wěn)定。因此，抑癌基因BRCA 1、BRCA 2缺陷或突變的癌細(xì)胞對PARP抑制劑的敏感性是正常細(xì)胞的1 000倍，這使得PARP抑制劑成為BRCA 1、BRCA 2缺陷相關(guān)胰腺癌的特效藥物[25]。與鉑類化療相似，BRCA 1、BRCA2體細(xì)胞突變的胰腺癌患者同樣受益于PARP抑制劑[4,9,21]。

目前已研發(fā)的用于臨床的PARP抑制劑主要有奧拉帕尼(olaparib)、尼拉帕尼(niraparib)、魯卡帕尼(rucaparib)、維利帕尼(veliparib)、塔拉唑巴(talazoparib)等，并且有30多項(xiàng)PARP抑制劑治療胰腺癌的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行[23]。最近報(bào)道的POLO實(shí)驗(yàn)[8]評估了奧拉帕尼作為維持療法在BRCA 1、BRCA 2胚系突變的轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者中的療效：將經(jīng)過了4個月一線鉑類化療且病情穩(wěn)定的患者分為奧拉帕尼治療組與安慰劑組，繼續(xù)接受維持治療，結(jié)果顯示奧拉帕尼治療組患者中位無進(jìn)展生存期明顯延長(7.4個月比3.4個月)，總體反應(yīng)率顯著上升(23.1%比11.5%)，中位應(yīng)答持續(xù)時間增加6倍以上(24.9個月比3.7個月)。這項(xiàng)研究證明了以PARP抑制劑為代表的靶向治療對PGAs胰腺癌具有顯著的治療效果。PALB 2、ATM、BARD 1、CHEK 2、FANCA和FANCC等胚系突變也會導(dǎo)致HRD；根據(jù)協(xié)同致死效應(yīng)，具有相關(guān)突變的胰腺癌患者也很可能受益于PARP抑制劑，該領(lǐng)域還需要進(jìn)一步研究。

3．免疫檢查點(diǎn)抑制劑：近幾年來，免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitors，ICIs)在腫瘤治療領(lǐng)域發(fā)展迅速，目前已上市的藥物主要有PD-1單抗、PD-L1單抗以及CTLA-4單抗。免疫檢查點(diǎn)分子是起到免疫抑制作用的調(diào)節(jié)分子，在生理?xiàng)l件下對維持自身耐受、防止自身免疫反應(yīng)至關(guān)重要；而腫瘤細(xì)胞能利用這一抑制效應(yīng)來逃避免疫反應(yīng)。ICIs通過抑制這類調(diào)節(jié)分子(如PD-1、PD-L1以及CTLA-4)，避免腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸[26]。隨著多項(xiàng)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ICIs對伴有dMMR的腫瘤患者具有較好的療效，美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)在2017年5月批準(zhǔn)ICIs治療MSI-H/dMMR相關(guān)的癌癥[27]。有幾項(xiàng)相關(guān)報(bào)道[13,28-30]證明了MMR缺陷的胰腺癌患者受益于ICIs，這提示了ICIs治療在MLH 1、MSH 2、MSH 6、PMS 2和EPCAM胚系突變胰腺癌患者中具有應(yīng)用前景。

目前，胰腺癌患者是否伴有PGAs主要依靠胚系基因檢測來確定，并且有一部分患者能受益于鉑類化療、PARP抑制劑以及免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療。對PGAs相關(guān)靶點(diǎn)和治療手段的探索以及對ICIs應(yīng)用于dMMR胰腺癌患者的臨床試驗(yàn)可能是未來的研究方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突