局部晚期直肠癌新辅助治疗及其敏感性预测的研究进展

王丽莎 综述 杜祥 审校

复旦大学附属肿瘤医院病理科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海 200032

直肠癌是国内外常见的恶性肿瘤之一。手术治疗仍是主要的治疗方法，但部分患者就诊时已属中晚期，手术治疗风险及复发率都较高。新辅助治疗联合全直肠系膜切除术(total mesorectal excision，TME)目前已成为局部晚期直肠癌的标准治疗模式［1］。新辅助治疗可降低肿瘤分期、提高治愈性切除率，从而进一步提高保肛率，并降低手术后肿瘤局部复发率及延长生存时间等［1-2］。但新辅助治疗也存在一些潜在的缺点，如有可能增加术后并发症的发生率，或使部分患者接受过度治疗等。

目前临床上还不能准确地预测直肠癌患者对新辅助治疗的敏感性。有文献报道，约有45%的局部晚期直肠癌患者通过新辅助治疗可以达到肿瘤降期的效果，但其他患者尚不能从中受益［3］。实际上，对某些患者实施新辅助治疗可能延误患者的病情。如何鉴别哪些患者可以从新辅助治疗中受益，如何为个体化治疗提供依据，是一个非常值得研究的课题。

预测局部晚期直肠癌新辅助治疗敏感性的分子生物学指标有多种，但大部分仍停留在实验研究阶段，罕有能作为临床常规检验指标者。本文就近年来局部晚期直肠癌新辅助治疗的进展及其敏感性预测作一综述。

1 局部晚期直肠癌新辅助治疗的现状

直肠癌临床实践指南(中国版)2010年第1版(源自英文版V.2.2010)明确指出，对大部分的Ⅱ期(淋巴结阴性，肿瘤穿透肠壁肌层)和Ⅲ期(淋巴结阳性，无远处转移)直肠癌患者，推荐施行包括手术、放疗和化疗的多学科综合治疗。围手术期盆腔放疗在Ⅱ/Ⅲ期直肠癌治疗中的应用继续得到发展。推荐以氟尿嘧啶为基础的化疗与放疗同期联用［4］。

1.1 新辅助放疗 目前采用的新辅助放疗方案主要有2种。第1种是长疗程方案(5周方案)，通常放疗总量控制在45～50 Gy，分25～33次，5周完成。长疗程方案的优点是可有效实现肿瘤降期，提高局部控制率、保肛率和长期生存率，并且减少血行远处转移的概率。但长疗程方案缺点也很明显，即至少使手术延期2～3个月，对于新辅助放疗敏感性差者，不但没有达到放疗效果，还在一定程度上延误了手术时机［1］。第2种是短疗程方案(7日方案)，放疗总剂量25 Gy，单次剂量5 Gy，连续5次。短程强化疗法简便，不明显延误手术，患者依从性好，但却合并较高的神经放射性损伤及手术并发症的风险［1，5］。

已有许多研究证实，术前放疗的疗效明显优于术后放疗。Sebag-Montefiore等［6］所进行的一项多中心临床随机试验CR07/C016显示，与选择性术后放化疗相比，为期5 d的术前短程放疗使直肠癌患者局部复发率显著降低，3年无病生存率(DFS)有5%的绝对获益(P=0.03)，但总生存率(OS)无明显差异。目前美国尚未广泛施行直肠癌短程放疗［4］。直肠癌术后局部复发率的降低得益于新辅助放疗与根治性手术的较好结合。

1.2 新辅助放化疗 局部晚期直肠癌新辅助放化疗的意义已逐渐得到认可，放疗多采用45～50 Gy的常规分割法，但其中的化疗方案尚无共识。既往的研究多使用5-FU 单药或联合甲酰四氢叶酸(leucovorin，LV)的方案，但随着新一代化疗药物如卡培他滨(capecitabine)、奥沙利铂(oxaliplatin)、伊立替康(CPT-11)的出现，其中一些药物与传统的化疗方案配伍，组成了新的治疗局部晚期直肠癌的一线用药。但相对于术后辅助化疗方案，因缺少大样本Ⅲ期随机临床研究做比较，目前还没有一个标准的方案，大部分文献报道都是Ⅰ、Ⅱ期临床研究［7-9］。

对于术前新辅助放化疗是否优于术前单纯放疗，Gérard等［10］做了FFCD9203临床试验的报道，将733例可切除的T3、T4期直肠癌患者随机分为2组，即术前放化疗组和术前放疗组，结果显示术前放化疗组有较高的病理完全缓解率(11.4% vs 3.6%，P<0.05)和Ⅲ、Ⅳ级不良反应(14.6% vs 2.7%，P<0.05)，局部复发率较低(8.1% vs 16.5%，P<0.05)，但5年无进展生存率(PFS)及OS、保肛率均无统计学意义。法国1项临床试验比较了术前放化疗与单纯术前放疗的效果，结果术前放化疗较单纯术前放疗病理完全缓解率高(11.7% vs 3.7%，P<0.001)，5年肿瘤局部复发率低(8.0% vs 16.5%，P=0.003)［11］。

2 预测局部晚期直肠癌新辅助治疗敏感性的分子生物学指标

2.1 血管内皮生长因子和表皮生长因子受体(EGFR) 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是肿瘤新生血管形成中的关键性促血管生长因子，与特异性高表达于新生血管内皮细胞表面的受体酪氨酸激酶结合，激活酪氨酸激酶从而发挥生物学功能。VEGF的表达可作为预测直肠癌患者对新辅助治疗敏感性的参考指标。姜书梅等［12］研究发现，VEGF在直肠腺癌中的表达与肿瘤侵袭程度、淋巴结转移和TNM分期有关(P均<0.05)；VEGF阴性表达者对放化疗(术前放疗总剂量为40 Gy，每周5次，每次2.0 Gy；术前化疗方案为草酸铂200 mg+四氢叶酸100 mg+氟尿嘧啶300 mg/m2)敏感(P=0.016)。新辅助放化疗后，VEGF的表达升高(P<0.05)。究其原因可能为新辅助放化疗后肿瘤缩小，肿瘤组织通过增加VEGF进行自身调节；另外，肿瘤组织缺氧可上调VEGF的表达。Zlobec等［13］研究了VEGF的表达与术前放疗敏感性的关系，结果显示，VEGF不表达或低表达者对新辅助放疗的敏感性高；VEGF高表达者对新辅助放疗的敏感性差，甚至会出现抵抗。该作者又对VEGF和表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)进行联合分析，证实了VEGF的缺失和EGFR的阳性表达对进展期直肠癌术前放疗达到病理完全缓解具有独立的预测价值［14］。

EGFR是Ⅰ型受体酪氨酸激酶超家族中的成员，是原癌基因CerbB-1的表达产物，在生理状态下EGFR是细胞生长的调节因子，其信号可介导细胞的生长、增殖、分化、黏附、移动、存活及内环境稳定等生命现象［15］。EGFR在恶性肿瘤中高表达，且与许多侵袭性肿瘤密切相关。在直肠癌中EGFR阳性表达率为50%～70%时，往往提示预后较差[16]。Zlobec等［17］研究发现，直肠癌EGFR的阳性表达(EGFR>18%，即EGFR染色阳性的细胞占所有肿瘤细胞的比例在18%以上)与术前放疗后达到病理完全缓解显著相关(P<0.001)，预示其对术前放疗敏感；在多变量分析中，EGFR的过表达(EGFR>85%)是患者预后较差的独立因素(P<0.001)。然而Yasuda等［18］用RT-PCR方法对新辅助治疗前后直肠癌细胞内的VEGF和EGFR水平进行检测，却发现两者对患者的肿瘤远处转移和生存没有预测价值。目前由于各项研究所用的方法不同以及缺乏一致的评分系统等原因，导致研究的重复性较差，从而对EGFR预后价值的判断迥异。

2.2 细胞增生核抗原(Ki-67) Ki-67是由相对分子质量为345×103和395×103的两条多肽链组成的核蛋白，是细胞增殖的标记物。Ki-67的表达可反映肿瘤细胞的增殖活性。Kikuchi等［19］对60例接受新辅助放化疗前的局部晚期直肠癌标本进行免疫组化染色，发现Ki-67是预测患者对放化疗(放疗总剂量为45 Gy，化疗采用替吉奥胶囊+伊立替康联合化疗)敏感性的有效指标。Jakob等［20］的研究显示，新辅助治疗反应者治疗前的肿瘤标本中Ki-67的表达显著低于无反应者，反应者治疗后的手术切除标本中Ki-67 的表达也低，认为Ki-67对新辅助放化疗的预后具有参考价值。姜书梅等［12］证实，Ki-67阴性和低表达者对放化疗敏感(P=0.032)；新辅助放化疗后，Ki-67的表达有下降趋势，但差异并无统计学意义(P>0.05)。也有研究表明，新辅助治疗前Ki-67的表达与新辅助治疗的敏感性和预后没有关系［21］。

2.3 胸苷酸合成酶和DNA拓扑异构酶Ⅰ 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase，TS)是由2个相同亚单位组成的二聚体蛋白质，其功能是催化尿嘧啶脱氧核苷(dUMP)甲基化为胸腺嘧啶脱氧核苷(dTMP)，这是DNA生物合成中的关键步骤。TS表达水平的高低可能是判断直肠癌患者预后的一个有效指标，同时对预测5-FU化疗效果具有一定的指导意义。Jakob等［22］对局部晚期直肠癌术前活检标本和术后标本进行TS免疫组化染色，应用一种新的评分方法(既考虑染色强度，又考虑染色细胞占肿瘤细胞的百分比)，发现肿瘤活检标本和术后标本中TS的高表达提示患者对新辅助放化疗反应不佳(P=0.04)。该作者在另一项研究中探讨了TS和Ki-67的关系，发现TS mRNA的高表达与Ki-67增殖指数较高显著相关，TS mRNA的低表达与Ki-67增殖指数较低显著相关，认为TS对以5-FU为基础的新辅助放化疗的预后具有参考价值，TS与肿瘤对5-FU的敏感性呈负相关；TS和Ki-67的密切关系也说明了TS参与细胞周期的调控［20］。

另外，TS基因型可能也有助于新辅助治疗患者的筛选。Paez等［23］从Ⅱ/Ⅲ期直肠癌患者的外周血中抽提DNA，应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术和自动测序技术进行分析，*3/*3(有3个串联重复序列位点的等位基因)TS基因型的患者对以5-FU为基础的新辅助治疗的敏感性更高(P=0.013)，预后更好(P<0.05)。

DNA拓扑异构酶Ⅰ(Topo Ⅰ)在DNA的超螺旋松解过程中，诱导单链断裂，在DNA的复制和转录中起重要作用。Horisberger等［24］应用实时荧光定量PCR方法分别检测了TS和Topo Ⅰ的表达水平，结果发现新辅助放化疗(以伊立替康为主)反应者的治疗前标本中Topo Ⅰ的表达显著高于无反应者(P=0.015)，而正常组织没有这种差异(P=0.126)；新辅助放化疗后，TopoⅠ的表达显著下降，说明治疗有效。然而该研究却未发现有反应者和无反应者治疗前标本中TS的表达存在差异，但反应者治疗后的TS显著下降。

2.4 环氧合酶2 环氧合酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)是与肿瘤侵袭性和转移性有关的重要调节介质，是催化花生四烯酸转变为前列腺素的酶的3种亚型之一。Smith等［25］研究了直肠癌活检组织中COX-2的表达对新辅助放化疗(术前同期放化疗，放疗总量为45 Gy，5-FU持续静脉滴注)敏感性的预测价值。49例直肠癌患者在新辅助放化疗前进行肿瘤活检，用免疫组化方法检测COX-2的表达，并用Tunel法检测肿瘤细胞的凋亡水平，结果发现肿瘤组织中COX-2过表达的病例与表达正常者相比，更多地表现为对新辅助放化疗反应中等或不良；同样，肿瘤凋亡水平低也表现为反应中等或不良。作者认为，COX-2过表达和肿瘤低凋亡水平是预测直肠癌对放化疗反应差的指标。Min等［26］的研究结果也证实，COX-2过表达是预测患者预后有价值的分子生物学指标。

由于治疗前COX-2过表达的肿瘤对新辅助放化疗的敏感性差，治疗后肿瘤消退不明显，因此应用COX-2抑制剂将有可能提高这类患者对放化疗的反应率，其临床应用价值值得进一步研究［26］。

2.5 癌胚抗原 癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)存在于胚胎胃肠膜上皮和一些恶性组织的细胞表面，是一种相对分子质量为180×103的糖蛋白。CEA是一种肿瘤细胞的黏附分子，是结直肠癌去分化过程中表达的一个重要标志，是最有价值的肿瘤标志物之一。治疗前CEA水平提供了关于直肠癌对新辅助治疗反应的信息。Park等［27］研究显示，随着新辅助放化疗前CEA水平的提高，局部进展期直肠癌患者对治疗(放疗总量为45 Gy，化疗方案为5-FU+LV或卡培他滨+伊立替康或卡培他滨单药)的反应率越来越低(CEA≤3 ng/mL，36.4%；3～6 ng/mL，23.6%；6～9 ng/mL，15.6%；>9ng/mL，7.8%；P<0.001)。Das等［28］选取了562例无远处转移的直肠癌患者，通过术前检查多项指标和术后出现的病理反应情况作对照，单变量分析显示治疗前CEA >2.5 ng/mL与病理完全缓解率较低显著相关(P=0.015)，同时与低降期率显著相关(P=0.006)。另有研究指出，治疗前CEA≤2.5 ng/mL的患者比CEA >2.5 ng/mL的患者3年无病生存率(DFS)高(P=0.018)，完全病理缓解率高(P=0.05)，局部复发和远处转移低(P=0.014)。该研究认为，CEA水平以2.5 ng/mL为临界点比5 ng/mL为临界点的特异度和灵敏性都高［29］。

其他的分子标记物还包括Bcl-2和Bax、Survivin、p73基因等，但各家研究所得结论均有很大的不同，仍需进行大量的研究证明其实用价值［19，21，30］。

3 问题与展望

直肠癌的新辅助治疗虽有诸多优点，但仍有许多悬而未决的问题。其中之一便是部分患者对治疗不敏感甚至抵抗，从而延误了病情。目前所实施的新辅助治疗有一定的盲目性，临床上还没有切实可行的方法来判断哪些患者对放疗或某一化疗方案具有较高的敏感性。

由于不同的肿瘤对新辅助治疗敏感程度不一样，对这种差别的内在机制的研究将揭示肿瘤对放化疗的敏感性及预后的分子指标，为实现个体化治疗提供依据，可进一步提高直肠癌患者放化疗效果，有助于对患者进行预后评价。预测直肠癌新辅助治疗敏感性的指标有多种，但多数停留在实验研究阶段，罕有能作为临床常规检验指标者。尽管有些研究结果仍存在分歧和矛盾，还需进行大样本及规范的长期随访研究来验证，但这些指标的临床应用价值应引起临床医生的重视。

［1］ Julien LA, Thorson AG.Current neoadjuvant strategies in rectal cancer［J］.J Surg Oncol, 2010, 101(4): 321-326.

［2］ Castaldo ET, Parikh AA, Pinson CW, et al.Improvement of survival with response to neoadjuvant radiation therapy for rectal cancer［J］.Arch Surg, 2009, 144(2): 129-135.

［3］ Kuremsky JG, Tepper JE, McLeod HL.Biomarkers for response to neoadjuvant chemoradiation for rectal cancer［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2009, 74(3): 673-688.

［4］ 直肠癌临床实践指南（中国版）.1版.2010, http://www.nccn.org.

［5］ Sajid MS, Siddiqui MR, Kianifard B, et al.Short-course versus long-course neoadjuvant radiotherapy for lower rectal cancer:a systematic review［J］.Ir J Med Sci, 2010, 179(2): 165-171.

［6］ Sebag-Montefiore D, Stephens RJ, Steele R, et al.Preoperative radiotherapy versus selective postoperative chemoradiotherapy in patients with rectal cancer (MRC CR07 and NCIC-CTG C016): a multicentre, randomised trial［J］.Lancet, 2009, 373(9666): 811-820.

［7］ Marsh Rde W, George TJ, Siddiqui T, et al.A phase Ⅱ trial of neoadjuvant capecitabine combined with hyperfractionated accelerated radiation therapy in locally advanced rectal cancer［J］.Am J Clin Oncol, 2010, 33(3): 251-256.

［8］ Malik I, Hussein F, Bush D, et al.A phase Ⅰ study of capecitabine, irinotecan, celecoxib, and radiation as neoadjuvant therapy of patients with locally advanced rectal cancer［J］.Am J Clin Oncol, 2010, 33(3): 242-245.

［9］ Gérard JP, Azria D, Gourgou-Bourgade S, et al.Comparison of two neoadjuvant chemoradiotherapy regimens for locally advanced rectal cancer: results of the phase Ⅲ trial ACCORD 12/0405-Prodige 2［J］.J Clin Oncol, 2010, 28(10): 1638-1644.

［10］ Gérard JP, Conroy T, Bonnetain F, et al.Preoperative radiotherapy with or without concurrent fluorouracil and leucovorin in T3-4 rectal cancers: results of FFCD 9203［J］.J Clin Oncol, 2006, 24(28): 4620-4625.

［11］ Conroy T, Bonnetain F, Chapet O, et al.Preoperative (preop)radiotherapy (RT)+5FU/folinic acid (FA) in T3,4 rectal cancers: Preliminary results of the FFCD 9203 randomized trial［J］.J Clin Oncol, 2004, 22(suppl 14): 276-276.

［12］ 姜书梅, 王仁本, 于金明, 等.直肠腺癌中血管内皮生长因子和细胞增生核抗原的表达及其与放化疗敏感性的关系［J］.中华肿瘤杂志, 2008, 30(8): 602-605.

［13］ Zlobec I, Steele R, Compton CC.VEGF as a predictive marker of rectal tumor response to preoperative radiotherapy［J］.Cancer, 2005, 104(11): 2517-2521.

［14］ Zlobec I, Vuong T, Compton CC, et al.Combined analysis of VEGF and EGFR predicts complete tumour response in rectal cancer treated with preoperative radiotherapy［J］.Br J Cancer, 2008, 98(2): 450-456.

［15］ Burgess AW.EGFR family: structure physiology signalling and therapeutic targets［J］.Growth Factors, 2008, 26(5):263-274.

［16］ Motlagh A, Azadeh P, Fazlalizadeh A, et al.Expression of epidermal growth factor receptor as a predictive factor for rectal cancer［J］.Arch Iran Med, 2007, 10(3): 301-308.

［17］ Zlobec I, Vuong T, Hayashi S, et al.A simple and reproducible scoring system for EGFR in colorectal cancer: application to prognosis and prediction of response to preoperative brachytherapy［J］.Br J Cancer, 2007, 96(5): 793-800.

［18］ Yasuda H, Tanaka K, Saigusa S, et al.Elevated CD133,but not VEGF or EGFR, as a predictive marker of distant recurrence after preoperative chemoradiotherapy in rectal cancer［J］.Oncol Rep, 2009, 22(4): 709-717.

［19］ Kikuchi M, Mikami T, Sato T, et al.High Ki67, Bax, and thymidylate synthase expression well correlates with response to chemoradiation therapy in locally advanced rectal cancers:proposal of a logistic model for prediction［J］.Br J Cancer,2009, 101(1): 116-123.

［20］ Jakob C, Liersch T, Meyer W, et al.Predictive value of Ki67 and p53 in locally advanced rectal cancer: correlation with thymidylate synthase and histopathological tumor regression after neoadjuvant 5-FU-based chemoradiotherapy［J］.World J Gastroenterol, 2008, 14(7): 1060-1066.

［21］ Terzi C, Canda AE，Sagol O, et al.Survivin, p53, and Ki-67 as predictors of histopathologic response in locally advanced rectal cancer treated with preoperative chemoradiotherapy［J］.Int J Colorectal Dis, 2008, 23(1): 37-45.

［22］ Jakob C, Liersch T, Meyer W, et al.Immunohistochemical analysis of thymidylate synthase, thymidine phosphorylase,and dihydropyrimidine dehydrogenase in rectal cancer(cUICC Ⅱ/Ⅲ): correlation with histopathologic tumor regression after 5-fluorouracil-based long-term neoadjuvant chemoradiotherapy［J］.Am J Surg Pathol, 2005, 29(10):1304-1309.

［23］ Páez D, Pará L, Altás A, et al.Thymidylate synthase germline polymorphisms in rectal cancer patients treated with neoadjuvant chemoradiotherapy based on 5-fluorouracil［J］.J Cancer Res Clin Oncol, 2010, 136(11): 1681-1689.

［24］ Horisberger K, Erben P, Muessle B, et al.Topoisomerase Ⅰexpression correlates to response to neoadjuvant irinotecanbased chemoradiation in rectal cancer［J］.Anticancer Drugs 2009, 20(6): 519-524.

［25］ Smith FM, Reynolds JV, Kay EW, et al.COX-2 overexpression in pretreatment biopsies predicts response of rectal cancers to neoadjuvant radiochemotherapy［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006, 64(2): 466-472.

［26］ Min BS, Choi YJ, Pyo HR, et al.Cyclooxygenase-2 expression in pretreatment biopsy as a predictor of tumor responses after preoperative chemoradiation in rectal cancer［J］.Arch Surg,2008, 143(11): 1091-1097.

［27］ Park JW, Lim SB, Kim DY, et al.Carcinoembryonic antigen as a predictor of pathologic response and a prognostic factor in locally advanced rectal cancer patients treated with preoperative chemoradiotherapy and surgery［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2009, 74(3): 810-817.

［28］ Das P, Skibber JM, Rodriguez-Bigas MA, et al.Predictors of tumor response and downstaging in patients who receive preoperative chemoradiation for rectal cancer［J］.Cancer,2007, 109(9): 1750-1755.

［29］ Moreno García V, Cejas P, Blanco Codesido M, et al.Prognostic value of carcinoembryonic antigen level in rectal cancer treated with neoadjuvant chemoradiotherapy［J］.Int J Colorectal Dis, 2009, 24(7): 741-748.

［30］ Lööf J, Pfeifer D, Adell G, et al.Significance of an exon 2 G4C14-to-A4T14 polymorphism in the p73 gene on survival in rectal cancer patients with or without preoperative radiotherapy［J］.Radiother Oncol, 2009, 92(2): 215-220.