国外研究新进展（一）

杨柳

国外研究新进展（一）

杨柳

简介：杨柳，女。医学博士、博士后，浙江省人民医院科研部副主任，浙江省人医院肿瘤内科副主任医师，副研究员，中国医药教育协会腹部肿瘤专业委员会常委，中国遗传协会国际交流委员会委员，中国抗癌协会胰腺癌专业委员会青年委员会委员，浙江省抗癌协会肿瘤靶向与细胞治疗专业委员会委员，国际肿瘤基因组协作组（ICGC）成员，中国肿瘤基因组协作组（CCGC）成员。从事消化道肿瘤的内科综合治疗，消化道肿瘤基础及转化研究。主持国家级课题3项、省部级课题2项、厅级课题1项，发表SCI收录论文十余篇，研究成果获浙江省科学技术进步奖二等奖一项、浙江省医药卫生科技奖一等奖一项。

1 癌症发生风险的多器官标志

癌症在全身器官的发病率不同，但是细胞内在因素决定不同器官患癌症风险是未知的，例如干细胞功能。该研究使用条件追踪谱系、癌基因和抑癌等位基因的Cre重组来确定小鼠器官中干细胞和非干细胞群，并测试其癌变的易感性。研究发现肿瘤的发病率是由突变细胞的终生增殖能力来确定的。不论肿瘤的发展阶段，这种关系在多个基因型中真实存在，有力支持了干细胞决定各器官癌症风险的假说。基于肝脏的研究模型，进一步说明损伤可诱导干细胞功能激活，显著增加癌症风险。因此，干细胞突变与干细胞群增殖能力增强的外在因素相结合，创造了一个“完美风暴”，最终决定各器官癌症的风险。[Multi-organ Mapping of Cancer Risk.Cell. 2016,166(5):1132-1146.]

2 原发灶不明癌症的表观遗传学分析：一个多中心的回顾性分析

十大癌症中原发灶未知的癌症预后极差，因而明确原发灶来制定相应的治疗方案可以提高患者的生存率。该研究通过DNA甲基化谱分析来解析隐匿性肿瘤的原发灶。研究通过2790个起源已知的肿瘤样本（代表了38类肿瘤），包括85个转移病例，建立了基于微阵列DNA甲基化标签（microarray DNA methylation signatures）的癌症分类方法，称之为EPICUP。为了验证该分类方法，研究又入组了7691个肿瘤样本（包含534个转移病例），利用自行开发的诊断方法预测216个起源未知但特征明显的肿瘤类型，并通过尸体解剖、光镜、免疫组化等综合分析后对原发部位进行数月的临床追踪检测，从而对EPICUP方法预测肿瘤类型的准确度进行验证。结果发现，在包含7691个肿瘤样本的试验组中，基于DNA甲基化的肿瘤分类方法的特异性、敏感性、阳性和阴性预测值分别为99.6%（95%CI：99.5～99.7）、97.7% （95%CI：96.1～99.2）、88.6%（95%CI：85.8～91.3）和99.9% （95%CI：99.9～100.0）。对于216个起源未知的肿瘤，DNA甲基化分析能够预测出87%的起源。与接受经验性治疗方法的患者相比，EPICUP诊断后接受特异性治疗的患者总生存率有改善。发展基于DNA甲基化的诊断方法可显著提高原发灶未知肿瘤的诊断率，并能更精确地指导治疗。表观遗传学分析可揭露未知原发灶患者的原发性肿瘤部位，对癌症患者的临床管理有进一步改善。[Epigenetic profiling to classify cancer of unknown primary:a multicentre,retrospective analysis.Lancet Oncol.2016 Aug 26.pii:S1470-2045(16)30297-2.]

3 70基因检测有助于早期乳腺癌治疗方案的制定

70基因检测可提高早期乳腺癌患者的临床预后评估。该研究在临床病理标准中增加了70基因检测作为辅助化疗选择的依据。此次随机Ⅲ期临床研究纳入了6693名早期乳腺癌患者，通过70基因检测明确其基因风险。临床和基因组均低风险组的患者未接受化疗，而临床或基因组高风险的患者接受化疗，即只要存在基因组或临床中的一个高风险，就接受化疗。总共1 550例（23.2%）临床高风险和基因组低风险的患者，在无远处转移组中未接受化疗的患者5年生存率为94.7%（95%置信区间，92.5～96.2），低于接受化疗患者生存率1.5个百分点。而在无远处转移组中雌激素受体阳性组、人类表皮生长因子受体2（HER2）阴性组、淋巴结阴性或阳性组的生存率相似。意味着，基于70基因检测，临床高风险和基因组低风险的早期乳腺癌患者的5年生存率，未化疗组比化疗组低1.5个百分点。基于以上发现，约46%的临床高风险乳腺癌患者可能不需要化疗。[70-Gene Signature as an Aid to Treatment Decisions in Early-Stage Breast Cancer.N Engl J Med.2016,375(8):717-729.]

4 芳香化酶抑制剂对雌激素受体阳性乳腺癌的克隆重塑

对雌激素抑制疗法的抵抗常见于雌激素受体阳性（ER+）乳腺癌。为了更好地了解肿瘤的异质性及其进展对雌激素抑制疗法的抵抗作用，该研究对接受芳香化酶抑制剂（NAI）新辅助治疗前后4个月的22位原发性肿瘤样本的基因组表征进行了检测。比较两个时间点的肿瘤/正常配对样本的基因组和转录组测序，结果显示了显著的时间、空间异质性，NAI治疗前后克隆谱发生明显改变。新的突变在治疗后发生富集，包括两个在ESR1配体结合域的突变。ER+乳腺癌基因组中观察到的克隆复杂性提示，基于单个样本的基因组分析所决定的精准用药方案可能不足以捕获所有的临床信息。[Aromatase inhibition remodels the clonal architecture of estrogen-receptor-positive breastCancers.Nat Commun.2016,7: 12498.]

5 早期非小细胞肺癌中ctDNA的靶向测序

研究发现外周血中分离到的循环肿瘤DNA（ctDNA）可以通过检测基因组变异而成为一种肿瘤检测的替代指标，但绝大多数的研究都集中在晚期肿瘤，而在早期肿瘤中的应用鲜有报道。本研究中，从58例早期非小细胞肺癌（NSCLC）患者（IA、IB及IIA期）收集血液和肿瘤样本，并对配对的肿瘤（tDNA）和血浆（ctDNA）进行靶向测序来检测驱动基因的体细胞突变；确定了tDNA/ ctDNA中驱动基因EGFR、KRAS、PIK3CA和TP53的突变频率，以及一些低频突变的基因。所有研究的一致性为50.4%，敏感性和特异性分别为53.8%和47.3%。ctDNA的浓度与肿瘤的临床特征包括肿瘤分期和临床亚型有显著的相关性。该研究提出了通过靶向测序识别早期肺癌患者血浆ctDNA的突变来指导临床诊治的潜在可行性。[Circulating Tumor DNA Detection in Early-Stage Non-Small Cell Lung Cancer Patients by Targeted Sequencing.Sci Rep.2016,6:31985.]

6 基因工程T细胞：肿瘤免疫治疗的希望与挑战

免疫系统逐渐形成分辨“自己”和“非己”的能力来保护身体的健康。自身失调导致的癌细胞的生长对免疫应答来说是特殊的挑战。这项挑战来自于在肿瘤微环境中发展的免疫逃逸和免疫抑制。使用现代遗传学工具可以使过继转移的工程化T细胞产生更强的抗肿瘤免疫功能。基因工程T细胞，即所谓“活的药物”，代表抗肿瘤治疗的新方法。近期临床试验中，表达嵌合抗原受体（CAR）或工程化T细胞受体（TCR）的基因工程T细胞在治疗复发性或难治性血液恶性肿瘤中产生了惊人的效果。该综述对近期进展迅速的基因工程T细胞治疗方法进行了总结，并强调了下一代T细胞治疗发展的重要性。[Engineered T cells:the promise and challenges of cancer immunotherapy.Nat Rev Cancer.2016,16(9):566-581.]

7 单细胞RNA-seq发现PD-1hiILC祖细胞及其发育途径

先天淋巴细胞（ILCs）在细胞毒性和细胞因子产生方面与T淋巴细胞功能相似，但缺乏抗原特异性受体，是免疫反应和组织体内平衡中重要的调节因子。ILC是由常见的淋巴系祖细胞（CLPs）生成的，并定向分化为α淋巴祖细胞（αLP）中的先天淋巴细胞谱系、早期先天性淋巴祖细胞（EILP）、一般辅助型先天淋巴样祖细胞（CHILP）和先天淋巴样细胞祖细胞（ILCP）。ILCs由常规的NK（cNK）和辅助样细胞组成：ILC1、ILC2和ILC3。然而细胞的异质性、生长轨迹和ILC祖细胞的信号依赖性等问题并不清楚。该研究通过对骨髓（BM）祖细胞进行单细胞RNA测序（scRNAseq），来揭示先天淋巴细胞（ILCs）前体细胞亚群，描述不同的ILC发育阶段和途径，并发现程序性死亡1高表达（PD-1hi）标志着一个基本上与ILCP相同的定向ILC祖细胞。这些数据将PD-1hiIL-25Rhi定义为ILC2发育中一个早期检查点，可通过Bcl11b-缺陷抑制，但是可通过IL-25R过表达而得以恢复。类似于T淋巴细胞，PD-1在激活的ILCs上是上调的。使用PD-1抗体可减少PD-1hiILCs，减少感冒病毒感染模型中的细胞因子水平，并阻断木瓜蛋白酶诱导的急性肺部炎症。这些结果为探索免疫疗法中的PD-1/ PD-L1提供了新的视角，并使科学家能够对疾病预防和治疗的免疫系统进行有效的操作。[Single-cell RNA-seq identifies a PD-1hiILC progenitor and defines its developmental pathway.Nature.2016,529(7627):102.]

8 连接组蛋白H1.0产生表观遗传和功能性肿瘤内异质性

肿瘤包含具有不同增殖潜能的多种功能的细胞亚群。该研究发现连接组蛋白H1.0的动态表观遗传状态可确定肿瘤内的哪些细胞可以维持癌症的长期生长。许多癌症在H1.0上表现出瘤间和瘤内的高度异质性，其中H1.0水平与肿瘤分化状态、患者生存率相关；在单细胞水平，H1.0水平与癌症干细胞标记物相关。H1.0的沉默引起巨碱基基因结构域的脱抑制，导致下游致癌通路的效应蛋白产生，促进自我更新细胞的维持。自我更新细胞的表观遗传学状态不稳定，H1.0在肿瘤细胞亚群中的再表达建立了限制癌细胞的长期增殖潜能和驱动其分化的转录程序。研究结果揭示了维持肿瘤细胞生长的表观遗传决定因素。[The linker histone H1.0 generates epigenetic and functional intratumor heterogeneity. Science.2016,353(6307):aaf1644.]

9 个性化癌症治疗的缺陷

肿瘤分子标志物的快速进展，包括癌症基因组计划中多种肿瘤的基因组测序完成，使研究者对癌症潜在的分子通路有了更深的理解。这些基因组变化将肿瘤和正常组织加以区分，允许药物对几种类型的肿瘤进行靶向治疗，延长患者的生存期并提高患者的生活质量。例如曲妥珠单抗治疗人类表皮生长因子受体2（HER2）阳性的乳腺癌，维罗非尼治疗表达BRAF突变的黑素瘤。这些药物已经成为标准的治疗方法并且成为癌症治疗的重要组成部分。基因组变化将癌症患者分为治疗受益组和治疗不可受益组。虽然对大多数肿瘤已经转移的患者来说，治疗有效的时间非常有限，并且治疗期间会产生耐药性及癌症进展。该综述批判性地回顾了肿瘤个体化医疗带来的问题，以及临床获益的局限性。[Limits to Personalized Cancer Medicine.N Engl J Med.2016,375 (13):1289-1294.]

10 过度诊断的解决方法

越来越多的证据表明癌症筛查的结果不太明确——疾病的过度诊断不会导致症状发生或死亡。乳腺癌的过度诊断暗示在多学科基础上采用不同的设计和方法来进行癌症诊断，并得到诸如美国癌症协会和美国预防服务工作团队等国家组织的认可。其他癌症的过度诊断现象也已经被人们注意到。甲状腺癌的过度诊断伴随超声的引入；黑色素瘤的过度诊断伴随皮肤癌的广泛筛查；肺癌的过度筛查与低剂量计算机断层扫描有关；前列腺癌的过度诊断在前列腺特异性抗原检测后出现。

在研究中，Welch等人发现自从乳房筛查造影在美国推广后，关于描述乳腺癌大小分布变化的过度诊断文献越来越多。将20世纪70年代后期接受乳腺诊断的患者与21世纪初接受诊断的患者的数据进行比较，大肿瘤的发病率为每10万女性中下降30例（这表明筛选达到预期的效果），小肿瘤的发生率为每100,000人增加162例。假设潜在的具有临床意义的乳腺癌患者数目没有改变，这些数据表明对大量小肿瘤的过度诊断（每10万女性额外增加的162例的小肿瘤中，仅仅30例被预先诊断为大肿瘤）。Welch等人也提出在引入乳房筛查造影后，大肿瘤的乳腺癌死亡率下降，这个事实反映出提高癌症治疗效果比筛查更为重要。虽然Welch等人在非常清晰的模式下呈现出基于大量女性的有力数据，他们还依靠大量的数据缺失，做出关于潜在的疾病总量不可能被证实的假设，并且承认他们的估计是不准确的。与其专注于统计问题和研究设计，我们应该同意过度诊断确实存在并在向前发展，即使过度诊断病例所占的精确百分比仍然未知。

一些研究者认为过度诊断是棘手的问题。没有一种方法可以完美的解决这个问题。相反，从人口层面出发的研究和教育到加强患者水平，这种多层次的方法是必须的。这是以减少过度诊断为目标的一种方法，其在于精确筛查乳腺癌风险较高的人群而不是筛查大量人群（其中大多数人处于较低水平的有害疾病的风险）。

卫生保健系统中的奖惩和反馈系统也需要注意。医疗事故诉讼的威胁加上经济鼓励与我们帮助患者的目标相冲突。我们治愈疾病时从来不会伤害患者，因此得到信誉。我们收到过患者感谢我们“拯救生命”的积极反馈，但是令人震惊的是来自“漏诊”患者的反馈，除此之外，我们根本没有收到来自过度诊断的癌症患者的反馈。“所有的癌症都威胁我们的生命”以及“一发现肿块就切掉”这些理论也需要修正。

我们需要更好的工具来评估医疗数据，并在临床判断的基础上对结果分类。有研究表明放射科医师对乳腺X线片的解释和病理学家对乳腺活检标本的解释存在广泛的诊断变异性。我们正在使用陈旧的疾病分类系统，其未经严格的审核并存在疾病分类方面的缺陷。“异常”的诊断范围需要修改，因为在对患者没有明显的好处的情况下，这些分类系统的中间值和下限范围扩大了。疾病分类系统往往由专家在少数的理想病理的基础上开发，然后进入临床实践后被广泛地采纳——一个系统的诞生过程与科学过程相对立。严格的分析方法是发展疾病分类学所必须的，内科医生则需要更复杂的工具提高诊断的精度和准确性。在病人层面，我们需要从有害的肿瘤进展中得到更好的区分生物自限性肿瘤的方法。[Solving the Problem of Overdiagnosis.N Engl J Med 2016,375(15):1483-1486.]

2016-10-08）

（本文编辑：严玮雯）

310000 杭州，浙江省人民医院科研部