胰腺癌发生发展诱因及相关机制的研究进展

田 明，白仲添，张 辉，胡进静，周文策，，*

（1.兰州大学第一临床医学院，甘肃兰州 730000;2.兰州大学第一医院普外二科，甘肃兰州 730000;3.甘肃省生物治疗与再生医学重点实验室，甘肃兰州 730000）

胰腺癌作为最常见的恶性肿瘤之一，在欧美国家癌症相关死亡原因中高居第4位，5年生存率低于5%［1］，并且大多数患者发现时已属于晚期，手术仍然是治愈的唯一机会，接受手术治疗的患者有80%最终会复发。因此，目前迫切需要研究出胰腺癌的早期检测方案，为患者提供更好的治疗帮助。胰腺癌的发生与吸烟、饮酒、高脂肪和高蛋白饮食、过量饮用咖啡、环境污染及遗传因素有关。最终，所有这些因素的变化都与信号通路的异常调节有关。近年来对胰腺癌发生发展机制的研究中，一些分子标志物和分子靶点有应用于临床的趋势。因此，本文主要对胰腺癌的诱导因素（内源性和外源性）及发病分子机制作一综述。

1 流行病学分析

2015年最新统计资料显示，胰腺癌男女病死率均排在第4位，5年生存率维持在5%以下，2015年预估有48 960例新增病例，死亡例数达到40 560例［1］。胰腺癌早期无明显症状且无法确诊，大部分发现时已进入晚期，因此对胰腺癌的早期诊断显得尤为重要。发现胰腺癌时，仅有20%患者适合手术，经过手术治疗的患者中位生存期为12.6个月，未经手术切除的患者中位生存期为3.5个月［2］。

2 个体因素及环境因素

胰腺癌在30岁以前比较罕见，60～65岁为高发年龄，70～80岁达发病高峰。男性的胰腺癌发病率高于女性，黑种人的发病率和病死率均高于白种人，非O型血人群发生胰腺的风险更高［3］。

3 疾病因素

近年调查报告发现糖尿病、慢性胰腺炎和相关遗传性疾患者群中胰腺癌的发病率明显高于普通人群。糖尿病的存在与胰腺癌的发生风险之间的关联有着共识，长期糖尿病史会适度增加胰腺癌风险，有10年以上糖尿病史的患者发生胰腺癌的风险会增加50%。胰腺炎既是胰腺癌发生的风险因素，又是胰腺癌的早期筛查指标。遗传性胰腺炎很少见，但是它有很强的家族遗传史，并且这类家族的人群有更高的胰腺癌发生风险。家族性腺瘤性息肉病是APC基因突变导致的，一项研究发现，在约翰霍普金斯息肉病研究所登记的1 391例患者中有4例胰腺癌患者［4］。

4 生活习惯

世界卫生组织国际癌症研究中心（IARC）在其“人类致癌危险的因素的研究”第38卷关于吸烟的权威性论文集（1986年出版）中详细记载了吸烟对人类致癌性的证据，并且得出吸烟可引起胰腺癌发生的科学结论。吸烟者较非吸烟者胰腺癌发病率高2.5～3.6倍，并呈剂量反应关系。也有研究发现吸二手烟也会略微增加患胰腺癌的风险。世界肿瘤研究基金会在对已经发布的38个研究进行总结发现，肥胖人群有更高的发生胰腺癌的风险。这为个人预防胰腺癌提供了一种可能。适度饮酒与胰腺癌的发生并没有直接关系，但是过度饮酒或者酗酒就会增加胰腺癌的风险。地中海的饮食模式跟其他胰腺癌发病因素相比，能减少胰腺癌的发生率，高温下烹饪的肉制品会增加胰腺癌的发病风险［5］。通过对10个国家超过50万人的数据分析得出，水果和蔬菜的摄入量与胰腺癌的发生风险无关。同样的，碳水化合物的摄入与胰腺癌的发生风险也无关［6］。

5 胰腺癌发生发展分子机制

胰腺癌发生过程中存在错综复杂的分子信号网络的调节，不仅有自身的基因突变，而且一些外源性的环境因素等也会参与疾病的发生发展。近年来在胰腺癌信号通路的研究中，发现有较多与胰腺癌早期诊断相关的分子标志物和靶向治疗的相关靶点，例如CA19-9、CA242及PAM4等，有望应用于临床。早期胰腺癌的诊断分期都是依据胰腺上皮内瘤变（pancreatic intraepithelial neoplasia，PanIN）的等级。不同的PanIN时期会有特定的基因和信号通路发生改变。一项研究中，对胰腺癌的20 661个基因进行分析，发现了1 562个体细胞突变，198个纯合性缺失，以及144个基因扩增，但只有69个基因全部发生改变，其中有31个基因可以被划分进12条主要的信号通路，表明了胰腺癌的遗传复杂性和多样性［7］。信号通路的研究是阐明疾病发生发展机制的重要手段，针对信号通路的靶向治疗也是当今医学界的研究热点。目前研究发现与胰腺癌发生发展相关的主要信号通路包括:MAPK信号通路、Wnt信号通路、Notch信号通路，Hedgehog信号通路以及PI3K/AKT信号通路。

5.1 Ras/Raf/MAPK

Ras原癌基因家族由H-ras、K-ras和N-ras 3个成员组成。人类多种肿瘤中存在K-ras基因突变，但突变率发生最高的是胰腺癌，以第12位密码子突变最为多见。K-ras在促进胰腺癌形成是通过MAPK信号传导通路来介导从而促进肿瘤血管形成。对胰腺癌细胞中MAPK信号通路的研究发现，胰腺癌细胞的凋亡过程中，MAPK信号通路的三种重要蛋白ERK/JNK/P38发生了磷酸化。所以可以确定MAPK信号通路与胰腺癌细胞的凋亡有着密切的联系，对这条通路的研究将有助于发现抗肿瘤的药物新靶点。最新的研究中，无论是正常胰腺组织还是胰腺癌中，都存在不同程度的ERK/JNK/P38的磷酸化，同时建议使用蛋白酶抑制剂延缓疾病的进程［8］。有些研究表明PKM2基因在胰腺癌的增值、侵袭和转移中都是通过MAPK信号通路发生作用。还有研究发现，构建胰腺癌小鼠模型后，使用MAPK信号通路抑制剂，并不能改变小鼠的总生存率［9］。所以，MAPK信号通路的抑制剂有待进一步的研究，或者是与其他化疗药物联合使用，才能更好的发挥抗肿瘤作用。

5.2 Wnt

大量研究证实，Wnt信号通路是真核生物中高度保守的一条信号通路，在胰腺的发育、细胞增殖、侵袭转移中起着关键作用。Wnt信号通路中与自身调节机制有关的SFRPs、DDK等都有可能成为治疗靶点。Wnt通路的激活也有助于肿瘤干细胞的致瘤性。因此，抑制该通路一直是近年来癌症研究多靶向的重点。有些临床试验中使用 Wnt通路抑制剂联合化疗药物治疗晚期胰腺癌，取得了一定的疗效［10］。对Wnt信号通路抑制剂5-氮杂胞苷进行了进一步的研究，使用不同浓度的5-氮杂胞苷对胰腺癌细胞进行处理，结果发现5-氮杂胞苷能通过Wnt信号通路抑制胰腺癌细胞的增殖，这个研究为胰腺癌的治疗提供了一个新的治疗靶点［11］。所以未来临床上对Wnt信号通路抑制剂的使用对肿瘤的治疗有很好的前景。

5.3 Notch

Notch信号通路主要调控胰腺细胞的增殖、分化及发育过程，与胰腺癌的发生发展有着密切的关系。相关研究发现，胰腺癌细胞中存在Notch信号通路的持续活化，从而表明胰腺癌的维持需要Notch信号通路的持续活化［12］。大多数对Notch信号通路的研究都提示Notch信号通路将成为胰腺癌治疗的新靶点。最近发现对胰腺癌治疗失败的标本中发现了Notch信号通路的激活，所以对Notch信号通路的抑制在一定程度上能阻止胰腺癌的发展［13］。还有最新研究发现，激活Notch信号通路会通过抑制胰腺癌细胞的凋亡从而促进其细胞增殖［14］。

5.4 Hedgehog

Hedgehog信号通路异常激活是胰腺癌常见分子事件，与胰腺癌的发生、发展、侵袭、转移等密切相关。成人胰腺组织中Hedgehog信号通路处于关闭状态，只有当胰腺发生损伤时才会被激活。在胰腺癌的纤维化组织，Hedgehog信号通路中的关键蛋白发生了不同程度的改变，并且能促进胰腺癌细胞的增殖。另外一项研究中，Hedgehog信号通路在缺氧导致胰腺癌发生上皮-间质转化中发挥关键作用［15］。在胰腺癌BxPC3细胞系中加入二甲双胍后检测Shh mRNA和蛋白水平，发现二甲双胍能抑制Hedgehog信号通路中关键蛋白的水平，因此Hedgehog信号通路也能成为胰腺癌的分子靶向治疗的方向。

5.5 PI3K/AKT

在正常胰腺组织中，PI3K/AKT信号通路处于活化状态，但是如果被过度激活将会导致胰腺癌的发生。目前的研究已经发现肿瘤抑制基因PTEN可以通过不同的机制抑制PI3K/AKT信号通路的激活。在胰腺癌的发生中，AKT1通过阻断细胞凋亡，促进血管形成来维持胰腺癌细胞的增殖。AKT的磷酸化水平代表着PI3K/AKT信号通路的激活状态，也能成为胰腺癌预后评价的一个指标。在胰腺癌细胞中通过慢病毒转染高表达抑癌基因PTEN，发现胰腺癌细胞的增殖受到明显限制［16］，这也为胰腺癌今后的基因治疗提供了一种可能。

6 胰腺癌的早期诊断及分子靶向治疗

胰腺癌的早期诊断中，目前临床上应用较为广泛的主要是CA19-9结合影像学。过去20年对胰腺癌的研究中发现了很多生物标志物，包括CA242、CA724、CA50、CA195、TATI、POA、YKL40、TUM2-PK、Span-1、DUPAN-2、PAM4、Alpha4GnT、MUIC-1、HSP70和ULBP2等，尽管这些标志物的敏感度和特异度都达到了70%以上，但效果都不如CA19-9，因此对这些标志物的研究需要继续深入。胰腺癌患者血清中的特异标志物主要有 ALCAM、ICAM1、LCN2、TIMP-1、REG1A、REG3 和 IGFBP-4。这些血清标志物有望应用于临床，用于早期区别胰腺癌患者和健康人群。MIC-1对早期胰腺癌的诊断精准度高于 CA19-9，但是无法区分胰腺癌和胰腺炎［17］。胰高血糖素的升高和胰岛素的降低也能作为早期胰腺癌的诊断指标。DJ-1与胰腺癌的侵袭转移密切相关，在胰腺癌患者胰液和血清中的表达与正常人有显著性差异［18］。APRIL在胰腺癌患者血清的检测灵敏度为70.1%，特异度为85.5%，仍需要更多的临床数据支持。检测甲基化的BMP3（mBmp3）在胰腺癌患者中的灵敏度达51%，特异度达90%［19］。在胰腺癌的分子靶向治疗中，针对表皮生长因子受体（EGFR）和血管内皮生长因子（VEGFR）的靶向药物已成为临床研究的重点。目前胰腺癌的药物治疗仍然以吉西他滨为主，络氨酸酶抑制剂厄洛替尼常用于吉西他滨治疗失败的晚期胰腺癌患者，其他的分子靶向药物如索拉非尼、舒尼替尼、抗新生血管药物贝伐单抗等仍在研究中［20］。

7 展望

随着数字化管理模式的完善及新技术、新仪器的发明与应用，通过信号通路寻找分子靶点及分子标志物已经成为可能。胰腺癌中单靶点的调控研究已经过时，众多文献中介绍的多靶点联合应用才是趋势。通过多年来对胰腺癌与胰腺炎的研究积累形成的数据库，结合血清蛋白组学和分子生物信息学，有望为寻找特异度灵敏度高的分子靶点提供帮助。因此对于网络数据库的应用及多靶点联合治疗将成为今后的研究热点。由于下一代基因组及测序技术的进步，让胰腺癌发生过程中信号通路网络的全面研究变成一种可能，同时对多靶点联合药物的研发起到了重要的推动作用，为有效的特异性标志物相关药物研发也提供了可能，将为胰腺癌患者的治疗带来曙光。

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