隨著紫杉類、三代鉑、蒽環(huán)類藥物為基礎(chǔ)方案的臨床應(yīng)用,晚期胃癌患者的生存期有了一定的延長(zhǎng)。但是,這種延長(zhǎng)也很有限,即使是三藥聯(lián)合化療,與兩藥聯(lián)合化療相比較,對(duì)生存期的延長(zhǎng)一般都只有1~2個(gè)月,而且三藥聯(lián)合方案帶來(lái)的毒性更大。所以,化療方案的選擇除了需要考慮患者的身體狀況、經(jīng)濟(jì)狀況之外,還要在用藥前評(píng)估方案本身可能帶來(lái)的毒性和并發(fā)癥。
Bernards等報(bào)道了荷蘭南部十幾家醫(yī)院在1990~2010年間收治的4797例非賁門胃癌患者的治療情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)移性患者的發(fā)病率從1990年的24%提高到2011年的44%。接受姑息化療比例從5%提髙到36%,但是中位生存期仍停留在15~17個(gè)月(P=0.1)。所以與其他類型的腫瘤一樣,胃癌也存在原發(fā)耐藥。姑息化療僅能使部分患者獲益。究其原因,主要是:①癌細(xì)胞的分子異質(zhì)性大,導(dǎo)致原發(fā)耐藥的胃癌較多;②即使臨床獲益的患者,因?yàn)樵谥委煹倪^(guò)程中,繼發(fā)耐藥產(chǎn)生較快,生存期的延長(zhǎng)也很有限,所以,臨床實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)繼發(fā)耐藥的出現(xiàn)很重要。隨著基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和功能分析技術(shù)的應(yīng)用,使我們有條件對(duì)胃癌的特點(diǎn)、治療效果進(jìn)行基因指紋的分析,探索胃癌耐藥的分子機(jī)制和治療前的分子分型。
一、耐藥機(jī)制
1、藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝
首先是藥物的外排作用。我們已知的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,例如多藥耐藥蛋白(MDR1)、多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)、乳腺癌耐藥蛋白(RCRH)等。這些耐藥蛋白與多數(shù)化療藥物如紫杉類、抗代謝類和拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑等藥物的外排清除有關(guān)。但是,ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體在藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)和耐藥中可能起很大的作用。有對(duì)一組NCI60細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)體的研究發(fā)現(xiàn),ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族中半數(shù)以上的成員與耐藥有關(guān)。其次是藥物的激活和失活。這個(gè)過(guò)程可能因藥物的類型不同而不同,如鉑類藥物的失活與含硫基的谷胱甘肽有關(guān);細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)酶缺乏時(shí),5-FU和甲氨蝶呤不能代謝成活性成分;口服的卡培他濱只有通過(guò)胸腺嘧啶磷酸化酶(TP)代謝成5-FU才能起作用,但是,編碼此酶的基因如果發(fā)生甲基化,就會(huì)導(dǎo)致卡培他濱耐藥;伊立替康能被尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UGTIA1)失活,而UGTIA1受啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化的負(fù)調(diào)控。
2、藥靶的改變
耐藥與藥靶基因的突變、表達(dá)水平的變化有關(guān)。如TS酶抑制劑5FU,在抑制TS后,因?yàn)樨?fù)反饋的調(diào)節(jié),使TS酶表達(dá)升高。腫瘤是高度依賴于癌基因的激酶突變,對(duì)靶向藥物的耐藥常常是因?yàn)槠銲E點(diǎn)——看門基因的繼發(fā)突變引起。
3、DNA的損傷修復(fù)
許多化療藥物能直接或間接誘導(dǎo)DNA的損傷,而細(xì)胞對(duì)DNA損傷的反應(yīng)是修復(fù)或死亡。其中,DNA的損傷能誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯,從而使細(xì)胞獲得修復(fù)損傷的時(shí)間。一些腫瘤細(xì)胞會(huì)因?yàn)榘┗蚧蛞职┗虻淖儺?,影響?xì)胞周期的阻滯。例如P53基因的突變,通過(guò)調(diào)控腫瘤細(xì)胞的checkpoint,干擾因DNA損傷引起的細(xì)胞周期的阻滯。錯(cuò)配修復(fù)(MMR)系統(tǒng)是維持基因組完整性的關(guān)鍵。其中的MLH1和MSH2突變會(huì)導(dǎo)致微衛(wèi)星的不穩(wěn)定性(MSI),而MMR的缺失與多種化療藥物的耐藥有關(guān)。如MLH1的髙甲基化導(dǎo)致順鉑(PDD)的耐藥?;煂?dǎo)致的DNA損傷修復(fù)需要高效的核酸剪切修復(fù)(NER)。NER通道中關(guān)鍵的成分是剪切修復(fù)交叉互補(bǔ)1基因(ERCC1)和人類著色性干皮病基因D(XPD/ERCC2),這兩個(gè)基因都存在單核苷酸多態(tài)性(SNPs),SN可能改變DNA修復(fù)酶的活性,也是導(dǎo)致DNA修復(fù)能力差異的重要原因。在胃癌等多種腫瘤中,ERCC1過(guò)表達(dá)可增加細(xì)胞的DNA修復(fù)損傷能力,但同時(shí)又使停滯在G2/M期細(xì)胞的損傷DNA迅速修復(fù),導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)鉑類藥物耐藥;ERCC2的多態(tài)性可以改變DNA修復(fù)能力,與鉑類藥物的敏感性也密切相關(guān)?;蚪M的不穩(wěn)定性是腫瘤異質(zhì)性和對(duì)化療、分子靶向藥物耐藥的主要原因。其中,染色體不穩(wěn)定性(CIN)包括其組成數(shù)目和結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,是最常見(jiàn)的基因組不穩(wěn)定性。研究表明,CIN基因與紫杉類藥物的原發(fā)和繼發(fā)耐藥相關(guān)。
4、下游的耐藥機(jī)制
如果腫瘤細(xì)胞內(nèi)積聚足量的藥物,對(duì)藥靶發(fā)揮作用后,治療效果就取決于細(xì)胞對(duì)藥物的反應(yīng)。但是,無(wú)論是對(duì)化療還是靶向藥物,腫瘤細(xì)胞都存在一種逃避損傷的機(jī)制,就是適應(yīng)性反應(yīng),促使腫瘤最終得以生存。適應(yīng)性反應(yīng)主要通過(guò)以下幾個(gè)機(jī)制實(shí)現(xiàn):促生存通道的激活;癌基因旁路和多余通道的激活;上皮到間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(EMT),這種轉(zhuǎn)化增加了腫瘤的侵襲能力,同時(shí)也增加了耐藥性。另外,作為變化過(guò)程的一部分,調(diào)控細(xì)胞凋亡的通道會(huì)失活。自吞噬作用是細(xì)胞為維持生物合成和生存,通過(guò)溶酶體降解通道,降解細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)的過(guò)程。這種作用其實(shí)是腫瘤的自相矛盾的過(guò)程。一方面是作為腫瘤的抑制通道,抑制腫瘤的發(fā)生,另一方面是在抗腫瘤藥物的作用下,作為耐藥機(jī)制,促進(jìn)細(xì)胞生存的過(guò)程。
5、腫瘤微環(huán)境
實(shí)體腫瘤的微環(huán)境是由胞外基質(zhì)(ECM)、癌癥相關(guān)的成纖維細(xì)胞、免疫和炎性細(xì)胞以及血管組成。微環(huán)境為腫瘤細(xì)胞免受化療藥物的打擊提供了避難所,同時(shí)也為腫瘤逃避凋亡,產(chǎn)生繼發(fā)耐藥提供了條件。整合素是細(xì)胞表面的黏附分子,起到連接細(xì)胞和ECM的作用。整合素表達(dá)升高能增加腫瘤細(xì)胞的存活和耐藥。研究發(fā)現(xiàn),整合素介導(dǎo)的ECM粘附能改變細(xì)胞對(duì)化療藥物的反應(yīng)。整合素的調(diào)節(jié)包括W3K-AKT、ERK和WF-KB等許多通道,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生存和耐藥,說(shuō)明這種調(diào)節(jié)與靶向激酶抑制劑的耐藥關(guān)系密切。例如β1-整合素的表達(dá)水平是曲妥珠單抗治療HER-2陽(yáng)性胃癌的療效預(yù)測(cè)因素。由細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子激活癌基因信號(hào)的自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌,對(duì)化療和靶向藥的耐藥也具有重要的作用。已知白介素-6和金屬蛋白酶-1的抑制劑能影響多柔比星的治療效果。而肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)和神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1能通過(guò)對(duì)P13K-AKT和(或)MEK-ERK的再激活導(dǎo)致耐藥。
6、腫瘤干細(xì)胞
近年來(lái)的研究表明,腫瘤干細(xì)胞是造成腫瘤耐藥的重要因素,其機(jī)制主要是通過(guò)高表達(dá)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,將藥物泵出細(xì)胞外;高表達(dá)抗凋亡的基因;異常的DNA復(fù)制和損傷修復(fù)能力;細(xì)胞多個(gè)信號(hào)通路異常激活,細(xì)胞的自我更新能力強(qiáng);端粒酶活性增高;干細(xì)胞一般處于靜止期,使作用于增殖周期的藥物耐藥等等?,F(xiàn)有的抗腫瘤藥物主要針對(duì)的是組織中的腫瘤細(xì)胞,而不是腫瘤干細(xì)胞,腫瘤干細(xì)胞分化成新的腫瘤細(xì)胞,導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā),這些復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞惡性度更高、生長(zhǎng)更快,對(duì)放化療更耐藥。
二、分子分型
胃癌是異質(zhì)性非常大的腫瘤,根據(jù)其基因組分型也就相當(dāng)復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計(jì),對(duì)已知的驅(qū)動(dòng)基因的分析統(tǒng)計(jì),胃癌中HER擴(kuò)增占22%,F(xiàn)GFR擴(kuò)增占6%,C-MET擴(kuò)增占2%,EGFR擴(kuò)增占2%,KRAS擴(kuò)增占9%,PIK3CA突變占22%,HER2突變占5%,kRAS突變占4%,BRAFV600E突變占2%,等等。另外,還存在35%驅(qū)動(dòng)基因不明的胃癌。盡管因?yàn)槲赴┑幕虼嬖诤艽蟮漠愘|(zhì)性,加上受微環(huán)境的影響,使得胃癌的耐藥機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜,但是,無(wú)論是化療藥物還是靶向藥物,單基因指導(dǎo)下的胃癌治療還是取得了很大的進(jìn)步。例如,在化療的基礎(chǔ)上,靶向HER-2的曲妥珠單抗使HER-2強(qiáng)陽(yáng)性患者的生存期延長(zhǎng)了4.2個(gè)月。體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)中,藥物的聯(lián)合,雖然在短時(shí)間內(nèi)可以起到協(xié)同的作用,但研究者往往忽略了繼發(fā)耐藥出現(xiàn)時(shí)間的早晚。因?yàn)獒槍?duì)單一通道的一個(gè)藥物、甚至多個(gè)藥物的聯(lián)合,可能使腫瘤逃逸打擊的路線也相對(duì)簡(jiǎn)單如曲妥珠單抗的耐藥機(jī)制有三個(gè)。一是HER結(jié)構(gòu)膜環(huán)境的變化,其中HER-2與HER-1或HER-3形成異源二聚體的增加會(huì)誘導(dǎo)耐藥;二是下游信號(hào)效應(yīng)子的失調(diào),如PIK3CA突變、PTEN失活;三是HER-2與其他膜受體如IGFIR或C-MET的相互作用。
如何根據(jù)基因型將胃癌進(jìn)行分類,選出對(duì)某個(gè)藥物或治療方案有效的患者?早在1965年,Lauren分型將胃癌分為腸型和彌漫型。其中,對(duì)于腸型胃癌,不但從病理形態(tài)上認(rèn)為有腺體形態(tài),并且從流行病學(xué)和腫瘤的發(fā)生學(xué)上進(jìn)行了描述,認(rèn)為高危地區(qū)腸型胃癌多見(jiàn),其發(fā)生是從胃炎一化生一異常增生一胃癌;而彌漫型胃癌的發(fā)生無(wú)地區(qū)差別,腸型胃癌預(yù)后好于彌漫型。
2010年美國(guó)學(xué)者根據(jù)環(huán)境、遺傳和流行病學(xué)特點(diǎn),將胃癌分為非賁門胃癌、彌漫型胃癌和非彌漫型近端胃癌。他們發(fā)現(xiàn)非賁門胃癌在高發(fā)地區(qū)多見(jiàn),是由慢性胃炎逐步演變而成。受環(huán)境中高鹽飲食、水果蔬菜少和吸煙影響,與HP感染和使用非留體類抗炎藥物有關(guān);彌漫型胃癌雖然無(wú)明顯的流行區(qū)域,但與HP感染和CDH1突變相關(guān);非彌漫型近端胃癌在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)多見(jiàn),受吸煙和飲酒影響,與肥胖和反流性食管炎有關(guān)。但是,這種分型并未對(duì)臨床治療作更深人的相關(guān)性分析,難以指導(dǎo)臨床。2011年Tan等基于基因芯體技術(shù)將37個(gè)胃癌細(xì)胞株分為基因腸型和基因彌漫型,并對(duì)521例胃癌患者的臨床情況進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),基因腸型的預(yù)后明顯好于基因彌漫型患者(P=0.001)?;蚰c型患者接受5FU為基礎(chǔ)的輔助化療的生存期長(zhǎng)于彌漫型患者(P=0.06)。2013年Lei等在此基礎(chǔ)上,基于248例胃癌標(biāo)本的基因分析,將胃癌分為間質(zhì)型、彌漫型和代謝型。其中增殖型胃癌細(xì)胞存在高度的遺傳不穩(wěn)定性、TP53突變和DNA的低甲基化。代謝型胃癌對(duì)5FU敏感,患者術(shù)后是否接受5-FU輔助治療的生存差異明顯;而間充質(zhì)型胃癌具有腫瘤干細(xì)胞的特性,對(duì)PI3K-AKT和mTOR抑制劑敏感,提示多個(gè)基因檢測(cè)的分子分型有助于指導(dǎo)胃癌的個(gè)體化治療。
總之,胃癌基因組個(gè)體差異很大,根據(jù)基因組進(jìn)行分子分型已經(jīng)邁出了一大步,但要實(shí)現(xiàn)真正意義上的個(gè)體化治療,其實(shí)還有很長(zhǎng)的路。最近,有人提出從藥物的作用機(jī)制上考慮,臨床方案的設(shè)計(jì)實(shí)行正交治療(orthogonaltherapy)。所謂正交治療是指靶向完全不相干的兩條或幾條道路,這種設(shè)計(jì)對(duì)耐藥的產(chǎn)生可能有一定的限制作用。當(dāng)然,更重要的是希望在治療前,找到對(duì)某個(gè)藥物有效的患者,或者找到對(duì)某幾個(gè)藥物均有效的患者進(jìn)行藥物聯(lián)合?,F(xiàn)在,高通量的基因芯片和新一代的測(cè)序技術(shù)使我們有條件探索胃癌的分子分型,尋找有療效預(yù)測(cè)作用的生物標(biāo)志,開(kāi)展臨床胃癌個(gè)體化治療的研究