结直肠癌精准治疗发展趋势

徐洪丽， 胡俊杰， 魏少忠

结直肠癌是常见消化道恶性肿瘤之一，2015年我国结直肠癌新发病例37.6万，死亡病例19.1万[1]，呈逐年上升趋势。如何提高结直肠癌的预防、诊断、治疗水平是目前亟待解决的问题。随着精准医学时代的到来，努力方向是积极应用现代遗传学技术、分子影像学技术、生物信息学技术并结合患者生活环境和临床大数据综合分析，实现精准的疾病分类及诊断，以制定个体化疾病预防和治疗方案。结直肠癌的精准治疗是针对不同结直肠癌患者找出其异质性特点，实施针对性的个体化治疗，其基本内涵包括基础研究及临床实践两个层面，是二者的有机结合[2]。目前，精准医学尚处于起步阶段，结直肠癌治疗仍是以手术为主的综合治疗，因此，结直肠癌精准医学理念需渗透到外科治疗、传统放化疗、靶向治疗及免疫治疗等各个领域，为不同特征的患者制定个性化治疗方案，从而实现精准治疗。现结合临床对结直肠癌精准治疗进展概述如下。

1 结直肠癌的精准外科治疗

从精准医学定义出发，“精准外科”的“精准”与“精准医学”的“精准”存在一定区别。目前，外科治疗仍是有根治希望的结直肠癌患者最佳治疗方式。“精准外科”应为“精准医学”更广泛的延伸和发展。1982年，英国Heald 教授提出直肠癌全直肠系膜切除术(total mesorectal excision，TME)精准描述了外科切除的层面，最终降低了直肠癌的局部复发率[3]。2009年，德国Hohenberger教授提出完整结肠系膜切除术(complete mesocolic excision，CME)的概念，要求脏壁两层筋膜完整分离，血管高位结扎[4]。近年，有学者提出结直肠癌“膜解剖”理论[5]，同样是根据胚胎发育起源，精准地找到生理形成的解剖间隙进行游离，这些都与现代外科学所推崇的精准外科理念相符合。另外，术前仿真模拟的三维血管重建技术，使得对肿瘤与大血管关系的判断以及肿瘤切除范围更加精确，使手术安全性得到提升[6]。Gu 等[7]报道125I标记的抗CEA单克隆抗体CL58，应用放射免疫导向手术(radio immunoguided surgery，RIGS)指导临床结直肠癌的淋巴结清扫也可看做是外科医生在精准外科治疗方面的探索。

2 结直肠癌精准辅助化疗

目前，对于未发生远处转移的早期结直肠癌(UJCC/AICC TNM分期为Ⅰ～Ⅲ期)，根治性手术切除是主要的治疗手段，高危Ⅱ期及Ⅲ期结直肠癌患者有15%～50%复发风险[8]，故美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)指南推荐术后需行辅助化疗，疗程半年。然而对于辅助化疗疗程、方案选择仍需精准化、个体化，这样才能在获得最大临床疗效同时避免不良反应，这也是传统治疗走向精准的必然趋势。结直肠癌患者常用的化疗药物与分子标志物之间存在联系，如伊立替康不良反应与UGT1A1基因多态性有关，氟尿嘧啶与TS、DPD、TP、MSI和MTHFR相关，奥沙利铂与ERCCl、GSTPl、XPD和转运基因相关[9]。错配修复蛋白或微卫星不稳定(microsatellite instability，MSI)同样对判断结直肠癌辅助化疗具有重要价值。所有Ⅱ期结直肠癌患者均应进行错配修复蛋白或MSI检测，MSI-H的Ⅱ期结直肠癌患者预后较好，不能从5-氟尿嘧啶辅助化疗中获益。基于MOSAIC、NSABP-CO7、XELOXA研究结果[10-12]，奥沙利铂联合氟尿嘧啶类药物可改善Ⅲ期结肠癌无复发生存(recurrence-free survival， RFS)及高危Ⅱ期患者的无病生存(disease free survival，DFS)，故含奥沙利铂方案(FOLFOX/CAPOX方案)为首选辅助化疗方案。由于奥沙利铂的神经毒性，6个月含奥沙利铂辅助化疗在临床中完成度并不高(MOSAIC研究为74%)，对于不同危险程度的Ⅲ期结肠癌患者辅助治疗的最佳持续时间仍有争论。2017年，ASCO大会报道IDEA研究[13]，荟萃分析了6项国际多中心随机对照Ⅲ期研究，共入组12个国家12 834例患者，结果显示，T1～3N1期结肠癌患者，CAPOX方案3个月化疗组的DFS非劣效于6个月化疗组T4或N2期结肠癌患者，FOLFOX 3个月化疗组的DFS劣效于6个月化疗组。这一研究把循证医学数据以一种精准治疗的模式转化到临床实践中，通过临床病理特征，把原本按统一模式治疗的 Ⅲ 期患者进行精准的分层分析，划分为低危和高危两组，给予不同疗程化疗，保证疗效的同时，减轻了患者治疗毒性、节约了医疗资源。由此可见，未来将辅助化疗与肿瘤的生物学特征(如MSI状态、分子分型)、肿瘤部位等因素结合起来，为不同特征结直肠癌患者制定精准辅助化疗方案也是精准医学探索的重要内容。

3 结直肠癌的精准新辅助治疗策略

3.1 新辅助治疗策略的精准化思考 尽管术前放疗显著降低了局部进展期结直肠癌的复发风险，但这种治疗模式不仅未能显著改善患者的总生存期(overall survival，OS)，而且还带来严重毒性，使患者生存质量受到影响。因此，近年来越来越多学者重新思考如何更加精准地进行术前新辅助治疗，哪些患者需要强化新辅助放化疗，哪些患者可免去放疗仅行新辅助化疗，或直接进行手术。目前，NCCN指南对“局部进展期结直肠癌”的定义较广，凡是T3以上或淋巴结阳性都被归为“局部进展期”，需进行新辅助放疗。而欧洲肿瘤内科学会(European Society of Medical Oncology，ESMO)对于结直肠癌新辅助治疗策略则进行了个体化的危险分层，根据临床参数(肿瘤距肛门位置)和高分辨率磁共振参数(T分期、N分期、CRM/MRF、EMVI和侧方淋巴结)作为风险分层指标，将结直肠癌分为低危、中危、高危3组[14]。对于低危结直肠癌患者推荐直接手术治疗，手术后根据术后病理是否存在不良预后因素决定是否进行辅助放化疗；中危患者推荐给予短程放疗；高危患者则推荐长程放化疗。我国学者报道的FOWARC研究[15]随机对照比较新辅助化疗与传统新辅助放化疗的疗效差异，结果单纯新辅助化疗组病理完全缓解率达到6.1%，肿瘤退缩0～1级比例达到32.5%。再次证实单纯新辅助化疗对一部分患者具有显著效果，作者推测如果将入组人群限制为中低危组，获得病理完全缓解或理想消退的比例可能更高。目前治疗的难点在于，我们没有明确的基因组学指标来精准指导哪些患者能够从新辅助化疗中获益。

3.2 新辅助放化疗敏感性预测 如何挑选对放化疗敏感的患者进行新辅助治疗也是结直肠癌精准治疗的重要内容。研究显示，CEA、分子标志物、基因检测等方法可作为预测结直肠癌术前放化疗效果的敏感指标。初始治疗时低CEA水平提示放化疗反应敏感，治疗过程中CEA下降程度亦可反映放化疗反应敏感性[16]。另外，p53、survivin、ki-67、EGFR等分子标志物可能具有预测放化疗敏感性的作用[17]。为了克服单个分子标志物预测的局限性，Ghadimi等[18]利用基因表达谱建立了一个预测直肠癌术前放化疗应答的模型，如LRRIQ3、FRMD3、SAMD5等与细胞凋亡、细胞增殖、信号转导、细胞黏附相关的基因组合联合预测的准确性可达83.0%。然而目前预测放化疗敏感性的相关分子标志物检测仍在研究阶段，其敏感性及特异性尚待进一步验证。

4 结直肠癌的精准化靶向治疗

近年来，结肠癌靶向治疗取得了较大进展，一方面新的结肠癌靶向药物不断研发及获批，包括针对表皮生长因子受体(EGFR)的西妥昔单抗和帕尼单抗、针对血管内皮生长因子(VEGF)的贝伐单抗等；另一方面随着对结直肠癌分子生物学特征的深入研究及大型随机对照研究数据的分析，认识到肿瘤部位、RAS/BRAF/PI3KCA等基因表达状态均会影响靶向药物的疗效，故只有将目前的治疗手段、治疗策略与分子标志物、肿瘤部位紧密结合，综合考量，才能实现精准的靶向治疗。

4.1 靶向药物疗效预测的分子标志物 RAS是EGFR下游信号分子之一，既往研究已证实RAS基因突变是预测抗EGFR治疗原发耐药的分子标志物[19-20]。然而对于RAS野生型的患者，肿瘤客观缓解率仍不足 50.0%，即使初始对抗 EGFR 治疗敏感的患者，也会在 13～18 个月产生获得性耐药[21]，提示仍存在其他分子及信号通路影响抗EGFR单抗疗效。RAF是RAS的下游因子，5%～9%结直肠癌患者存在BRAF(V600E)突变，其在RAS野生型转移性结直肠癌后期治疗中负性疗效预测作用肯定[22-23]，但在一线治疗疗效预测方面的作用仍不确定，指南推荐治疗前对所有转移性结直肠癌(metastatic colorectal cancer， mCRC)患者行BRAF基因检测。另外，有研究显示，PIK3CA 20外显子突变[24]、HER-2基因扩增[25]也是 RAS野生型mCRC抗 EGFR治疗的潜在不良预后标志物。因此，在检测 RAS、BRAF状态同时加入 PIK3CA 20外显子突变、HER-2检测有助于进一步富集抗EGFR靶向治疗获益人群。

4.2 不同肿瘤部位对靶向药物选择的预测作用 结直肠癌不同部位肿瘤分子生物学行为不同，临床治疗上不应被笼统地视为一种疾病。越来越多研究表明，原发瘤部位不但是预后因素，也是靶向药物选择的重要参考指标[26-27]。原发瘤部位对抗EGFR单抗疗效预测的最强有力证据来自CRYSTAL、FIRE-3、CALGB/SWOG 80405研究[28-30]，结果显示，对于全RAS野生型mCRC患者，原发瘤位于右侧(回盲部到脾曲)时，一线治疗接受含贝伐单抗患者相较西妥昔单抗治疗者具有更长的OS(29.2个月比 13.6个月)；而当原发瘤位于左侧时(脾曲到直肠)，接受西妥昔单抗治疗者较贝伐单抗治疗者具有更长的OS(39.3个月比 32.6个月)。下一步还需对这些研究的组织标本进一步分析，挖掘其生物学特征差异，以便更好地解释目前已经观察到的EGFR靶向药物在mCRC患者的疗效差异。

4.3 mCRC患者靶向治疗的新探索 随着贝伐珠单抗及西妥昔单抗在mCRC的有效应用，有学者尝试将贝伐单抗和西妥昔单抗联合应用，以期进一步提高疗效。但研究结果显示，在一种单抗基础上加用西妥昔单抗可导致 PFS 缩短，生存质量降低和不良反应增加，因此两种靶向药物不适宜联用治疗 mCRC 患者，序贯应用更为合理[31]。针对 BRAF 突变 V600E 小分子抑制剂 vemurafenib虽然对黑素瘤有良好疗效，遗憾的是，BRAF 抑制剂对于同样有 BRAF 突变RAS野生型结直肠癌患者效果不佳，基础研究发现BRAF抑制剂可使EGFR通路反馈性激活及下游MARK通路快速再激活，从而导致耐药[32]。不同肿瘤相同靶点治疗疗效并不相同，提示共同基因调控的不同肿瘤生物学特征差异很大。另外，针对多靶点抑制剂联合治疗方案也在不断探索中，Corcoran 等[33]报道，在 BRAF V600E突变型mCRC患者应用BRAF、MEK、EGFR多靶点抑制剂(dabrafenib，D；trametinib，T；panitumumb，P)，结果显示三靶点阻断剂客观有效率(D+T+P 比D+P 比 T+P 比 D+T为21%比10% 比 0 比 3%)、中位 PFS(D+T+P 比 D+P比 T+P 比 D+T为4.2个月比3.5个月 比 2.6个月比 3.5个月)均长于任意两药联合，研究显示MAPK通路对于BRAFV600E突变型mCRC治疗的重要性，也为克服靶向药物耐药提供了新思路。但是，细胞信号转导通路是一个复杂的关系网络，一个或多个信号通路的阻断可能激活其他信号通路，多靶点阻断能否最终获益仍值得探讨。此外，多靶点治疗还受经济条件等社会学因素限制。因此，精准医学的靶向治疗还需要更多的生物学信息做引导。

5 精准医学时代结直肠癌的免疫治疗

肿瘤的免疫治疗是近年来癌症领域最重要的科学突破。自2010年肿瘤疫苗sipuleucel-T被美国FDA批准用于治疗前列腺癌后，肿瘤免疫治疗的新方法不断研发，越来越多的免疫治疗方法在临床试验中展示出较好的疗效。目前结直肠癌免疫治疗方法主要包括肿瘤疫苗、免疫细胞治疗、免疫检查点抑制剂(checkpoint inhibitor，CPI)治疗。免疫细胞治疗包括经基因修饰的T细胞受体治疗(genetic engineered T cell receptor therapy，TCR-T)、嵌合抗原受体治疗(chimeric antigen receptor therapy，CAR-T)、细胞因子介导的杀伤细胞(cytokine-induced killer，CIK)治疗、树突状细胞诱导的杀伤细胞(dendritic cell cytokine induced killer，DCCIK)治疗等。然而肿瘤疫苗及细胞免疫治疗仍处于动物研究及临床试验阶段，距离临床应用还有距离。2015年6月，ASCO年会公布了一项CPI治疗的研究结果(NCT01876511)，使mCRC患者看到希望，尤其是在有错配修复功能缺陷(mismatch repair deficient，dMMR)的mCRC患者中，抗PD-1单抗治疗可获得40.0%客观反应率(objective response rate，ORR)，临床获益率高达78.0%[34]。这一研究开启了免疫治疗新思路，基于基因/标志物富集的“精准”免疫治疗。遗憾的是，临床上晚期结直肠癌dMMR比例仅为5%～8%，故寻找疗效预测标志物，提高大多数pMMR患者CPI疗效成为结直肠癌免疫治疗领域的重要研究方向。

有研究显示，肿瘤突变总负荷(tumor mutation burden，TMB)越高对CPI治疗越敏感[35-36]，如黑素瘤、肺腺癌、Lynch综合征、膀胱癌、胃癌等TMB较高的肿瘤对抗PD-1/抗PD-L1反应更佳，而胰腺癌、前列腺癌和非MSI-H的CRC，这些TMB较低的肿瘤对抗PD-1/PD-L1治疗反应较差[37-38]。目前尚无明确的cut-off值来划分高突变负荷和低突变负荷肿瘤，临床上仅将TMB作为患者接受CPI治疗的参考指标。在肺癌、黑素瘤中有预测价值的PD-L1表达水平在结直肠癌免疫治疗的预测价值仍存争议，未来该领域的探索也许会集中在 POLE E、POLE D、TMB等标志物上。

目前，结直肠癌免疫治疗疗效有限，提示存在先天免疫耐受机制，可能与长期肠道微生物及其抗原刺激、调控结肠癌生物学行为的一系列免疫因子之间有潜在关联[39]。因此将免疫治疗与传统放化疗、靶向治疗结合更具可行性[40-41]。

6 结直肠癌分子分型与精准治疗

为促进结直肠癌的精准治疗，精准化分子分型受到广泛关注，来自全球多个国家的专家组建了结直肠癌分型团队，整合基因突变、拷贝数、甲基化、microRNA 、蛋白质组学信息，将纳入分型的4 151例患者的癌症基因组信息，采用集成网络化分析模式，归纳为4个各具特征的共识分子亚型(consensus molecular subtype，CMS)[42]。① CMS1型(微卫星不稳定免疫型，占14%)，表现为高突变性，微卫星不稳定及免疫高度活化；② CMS2 型(经典型，占 37%)，表现为上皮细胞分化，WNT 和 MYC 信号通路显著激活；③ CMS3型(代谢型，占13%)，表现为上皮细胞分化，明显的代谢失调；④ CMS4 型(间质型，占23%)，表现为转化生长因子TGF-β显著激活，间质浸润和血管新生。目前CMS分型似乎是基因水平上对于CRC异质性的最佳阐述，且对患者预后有一定指导意义。另外，将CMS分型与MSI状态、RAS状态、BRAF状态结合起来，对进一步了解肿瘤的生物异质性，及预测传统化疗、靶向治疗、免疫治疗疗效有一定的指导意义[43-44]。

7 结语

随着生物技术、遗传信息技术等在肿瘤领域的应用，以及对影响肿瘤发生信号通路、分子标志物的研究，结直肠癌已跨入“分子诊断和治疗时代”，我们相信，传统的治疗模式必将改变，未来“结直肠癌精准治疗”将更加细致地规划外科治疗、化疗、靶向治疗、免疫治疗的各临床实践环节。目前结直肠癌精准治疗仍处于起步阶段，在多领域仍是追随者，结直肠癌研究工作任重而道远。