精准医疗及其在胰腺癌诊治中的应用

吴丽霞，王姚姚，王婧淼，袁欣，杭俊杰

(1.上海市静安区闸北中心医院 血液肿瘤科，上海 200000； 2.南京医科大学附属常州市第二人民医院 肿瘤科，江苏 常州 213000； 3.大连医科大学，辽宁 大连 116000； 4.苏州大学 附属常州市肿瘤医院，江苏 常州 213000)

伴随着基因组学、影像组学、蛋白组学以及生物信息学的快速发展，患者的临床信息越来越趋于丰富，基于此，“精准医疗”这一概念逐渐深入人心。同时，为满足精准医疗的需求，以“篮式试验”和“伞式试验”为代表的临床试验设计应运而生，其相关临床试验对药物的研发和推广取得了突破性进展。作者将以胰腺癌为例，着重阐述精准医疗在胰腺癌诊治中的应用及其所面临的机遇与挑战。

1 精准医疗的现状

2015年1月出现了“精准医疗计划”的倡议，预备投资用于这一计划的实施，并提出该计划的短期目标是扩大癌症研究成果的运用，长期目标则是将其覆盖到所有的卫生健康领域[1]。“精准医疗”这一概念脱胎于最初的“个体化医疗”，其实现则离不开基础研究，尤其是基因组学的支持。而随着基因组学的发展，测序技术的效率不断提高，成本则大幅降低，这使得癌症的精准医疗得以普及[2]。早在2010年，癌症基因组图谱计划和国际癌症基因组学协会已经分别在20种和50种癌症亚型中找到相关的点突变、易位和潜在的治疗靶点[3]。同时，大量的肿瘤相关分子标志物也不断涌现，包括预测性的标志物、预后相关性的标志物以及药物基因组学的标志物[4]。越来越多靶向药物的问世也改善了包括肺癌、结直肠癌在内的多种肿瘤患者的预后[5-6]。尽管如此，现实情况并不令人完全满意，胰腺癌、胆管癌等部分肿瘤仍缺乏具有较高特异性的靶点以及相应有效的靶向药物，而具有较高临床应用价值的分子标志物更是少之又少[7-8]。

此外，精准医疗的计划提出以来，诸多问题与挑战也接踵而来。首先是基因组学的大数据储存及共享问题，这涉及到多个方面，包括区域间的合作、样本库的建立、数据管理者的选择、数据的公开程度及范围、数据信息安全的保障、数据质量的监控以及数据库维护资金的来源等等[9-11]。其次是如何实现将基因组大数据应用于临床诊疗的过程中，这需要科研工作者利用生物信息学分析工具完成基因组数据和临床数据的整合和解读，并生成精确的临床诊断报告，同时也需要临床医生具备相应的精准医疗的意识和知识储备[12]。另外，肿瘤的异质性也是需要考虑的问题，其中包括了个体间的异质性、不同肿瘤类型的异质性、同一肿瘤内的异质性和同一肿瘤不同时期的异质性，能否综合考量多种异质性将成为靶向药物的研发以及精准医疗实现的关键[13-14]。

简而言之，精准医疗目前仍处于不断完善及实践阶段，其现状是机遇与挑战并存，如何直面挑战，抓住机遇，是值得每个医疗工作者深思的问题。

2 精准医疗相关的临床试验

最初，和传统的化疗药物一样，靶向药物相关的临床试验也是按照特定的肿瘤部位及病理学类型来开展的。然而，在临床实践中，不同部位的肿瘤可能携带有相同的靶点，而且相关的靶点在不同肿瘤发生发展中所起作用的大小也不一样[15]。若仍按照传统的方式开展临床试验，不仅增加了入组病人的难度[有些基因在癌症中的突变率较低，如非小细胞肺癌中的间变性淋巴瘤激酶(ALK)基因]，而且无法比较同一靶向药物在携带有相同靶点的不同肿瘤病人中的疗效[16]。由此，人们开始尝试不同的临床试验设计以满足精准医疗的需要，而伞式试验和篮式试验以及平台型试验则是这些临床试验设计中的典型代表[17]。

2.1 伞式试验

伞式试验是把具有不同靶向基因的同一种癌症患者纳入试验，然后根据不同的靶基因分别予以相应的精准靶向药物。其最大优势在于将非常少见的突变事件集中起来，并实现“同病异治”[18]。2015年7月，美国国家癌症研究所(NCI)发起的NCI-MATCH就是一项经典的伞式试验，该研究预备入组1 000例不同组织来源肿瘤患者，通过基因检测将其分到25个具有特定的基因突变组中,给予相应的靶向药物并判断其疗效[19]。

2.2 篮式试验

篮式试验则是将具有相同靶基因的不同癌症放进一个篮子里开展相应的研究。其本质就是一种药物应对不同的肿瘤，从而达到“异病同治”的目的[20]。例如，Lopez-Chavez等[21]在2015年5月的临床肿瘤学杂志(JCO)上发表了一项篮式试验的研究成果。该研究纳入了647例非小细胞肺癌、小细胞肺癌和胸腺恶性肿瘤患者，通过基因检测将其分为表皮生长因子受体(EGFR)突变组、ALK突变组、单体小分子调节性GTP酶(RAS)及鼠类肉瘤病毒癌基因同源物(BRAF)突变组、磷脂酰肌醇-3-激酶(PIK3CA)及蛋白激酶B(AKT)突变组、Ⅲ型跨膜受体酪氨酸激酶(KIT)及血小板源性生长因子受体α多肽(PDGFRA)突变组和酪氨酸激酶受体2(ERBB2)突变组，分别予以对应的靶向药物(包括拉帕替尼等)。结果显示，非小细胞肺癌患者中EGFR突变组的生存期最长，其次为ALK突变组，其他突变类型的病人的生存期则相对较短。

与传统的临床试验设计相比，精准医疗相关的临床试验其优势不仅体现在试验设计上，更在于精准医疗本身给患者带来的益处。MD Anderson肿瘤中心的一项研究显示，参加Ⅰ期临床试验并接受与其分子标志物相匹配的精准治疗的患者，他们的客观反应率、治疗失败的时间和生存时间要优于接受常规治疗的患者[22]。一项恶性肿瘤相关单药Ⅱ期临床试验的荟萃分析也显示，个体化的策略是预后良好和较少毒性相关性死亡的一大独立预测因素[23]。另外，个体化的靶向治疗疗效优于常规的化疗，而常规的化疗疗效也优于非个体化的靶向治疗。当然，精准医疗相关临床试验的开展也势必需要满足一些比常规临床试验更为严苛的要求。首先，基因检测技术必须具备稳定性及可重复性；其次，测序结果可以让研究者对患者进行分子分型或有别于传统的分类(如病理分类等)并带来不同的推荐治疗方案；最后，这种新的诊治模式和传统的治疗方式相比能为患者带来更大的临床获益[24]。另外，实施精准医疗相关的临床试验过程中还需要注意样本的质控(贯穿于收集、运输、保存等过程)、测序方式的选择(需要综合考虑测序的区域、深度、速度和成本)、测序质量的评估(包括样本碱基质量、原始测序产量和转换与颠换比值等)、数据的分析、肿瘤的异质性、临床试验设计和终点的选择等等。

总体而言，精准医疗相关的临床试验在新药，尤其是靶向药物的研发和临床应用上将扮演着越来越重要的角色。

3 精准医疗在胰腺癌诊治中的应用

胰腺癌预后较差，患者的5年存活率约为6%，起病隐匿和个体化的治疗措施少是胰腺癌患者预后很差的两大主要原因[7]。“精准医疗”这一概念提出以来，胰腺癌从基础研究到诊治等各方面取得了一定的进展。例如，在胰腺癌的早期诊断方面，Melo等[25]发现循环血液中外泌体表面的一种蛋白多糖——磷脂酰肌醇聚糖1(glypican-1)可以准确地将胰腺癌病人同健康人及罹患良性胰腺疾病的人区分开来，而且其敏感性及特异性均为100%。此外，检测技术的更新与发展让人们发现了更多的具有潜在诊断价值的各类分子标志物，包括循环肿瘤细胞、支链氨基酸、组织DNA、白细胞亚型、miRNA、唾液蛋白等[26-29]。例如，有研究[30]通过微阵列技术来对唾液蛋白进行组学分析，发现KRAS、MBD3L2、ACRV1和DPM1这4种mRNA的组合可用于早期胰腺癌的诊断，且其敏感性为90%而特异性为95%。同时，人源性肿瘤组织异种移植模型(PDTX)、转基因小鼠模型和类器官模型等技术的成熟，则加快了对这些分子标志物能否成为评估肿瘤药物治疗疗效关键指标的验证，为肿瘤精准医疗新药的开发提供了可靠的动物模型[31]。

在胰腺癌的治疗方面，通过对胰腺癌进行基因测序、数据分析并进一步分子分型来实现精准治疗的这一理念逐渐为人所重视。2015年2月发表于Nature上的一篇文章中，Waddell等[32]对100例胰腺癌患者进行了全基因组测序及基因拷贝数目变异分析，根据染色体结构变异的形式将胰腺癌分为稳定型、局部重排型、分散型和不稳定型4大类，并发现其中不稳定型的胰腺癌患者对铂类药物最为敏感。2016年3月，该课题组进一步将胰腺癌样本扩大至456例，发现胰腺癌相关的明显的基因突变有32种，涉及10条信号通路，并据此将胰腺癌分为鳞状上皮型(更具侵袭性并快速蔓延，预后差)、胰腺祖细胞型、异常分化内分泌腺型、免疫原性型4大亚型[33]。此外，胰腺癌精准医疗相关的临床研究也在不断进行中。2015年的Clinical Cancer Research上发表了一项基于分子基础的胰腺癌个体化治疗试验(IMPaCT)的研究成果[34]，该研究通过基因测序将纳入的胰腺癌患者分为Her-2扩增型、KRAS野生型和DNA损伤修复通路内的突变型，并进一步将其随机化分为标准化治疗组(吉西他滨单药)和精准化治疗组(吉西他滨联合相应的靶向药物)。尽管该试验最终因样本量不足和患者的体能状态逐渐恶化而未得到令人满意的结果，但却体现了精准医疗不断应用于胰腺癌相关临床试验的大趋势。

近期，新靶点的寻找以及相关靶向药物的研发与临床验证为胰腺癌的精准治疗带来了新的契机。例如，KRAS野生型占胰腺癌患者的10%～15%。2021年5月，Amgen的KRAS G12C抑制剂Lumakras打破了KRAS的不可成药性，取得了突破性进展，但是对于KRAS野生型的胰腺癌患者尚未取得明显治疗效果。德国的一项Ⅱ期临床研究(PCS07)证明，尼妥珠单抗联合吉西他滨相比安慰剂加吉西他滨可以显著改善局部晚期或转移性胰腺癌患者的mOS(8.6个月vs6.0个月)，特别是KRAS野生型的亚组人群(11.62个月vs5.67个月),1年的生存率分别为53.8%和15.8%。在另一项NOTBALE研究进一步证明，尼妥珠单抗联合吉西他滨可延长KRAS野生型的局部晚期或转移性胰腺癌患者的OS和PFS，且显示出非常好的安全性。对于仅占约2% 的KRAS G12C突变的患者，Adgrasib(MRTX849) 为其带来了新的希望。KRYSTAL-1(NCT03785249)一项多队列的1/2期研究表明，在10例携带KRAS G12C突变的胰腺导管腺癌患者中客观缓解率(ORR)达到50%，包括1例未确认的部分缓解(PR)，疾病控制率(DCR)为100%。中位缓解持续时间(mDOR)为7个月，中位随访时间为8.1个月，中位无进展生存期(mPFS)为6.6个月(95%CI：1.0～9.7)。乳腺癌易感基因(BRCA)突变存在于少数胰腺癌患者中，有研究表明多腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)抑制剂可用于BRCA体系和胚系突变胰腺癌患者的维持治疗[35-36]。Golan等[36]进行的一项随机、双盲的POLO Ⅲ期临床试验中，一线治疗铂类敏感的晚期胰腺癌患者，奥拉帕利维持治疗组中位PFS显著长于安慰剂组(7.4个月vs. 3.8个月，P=0.004)。同样，在另一项Ⅱ期临床研究中，Reiss等[35]发现对存在BRCA1/2以及PALB2体系或胚系突变、且一线治疗铂类敏感的胰腺癌患者，接受芦卡帕尼作为维持治疗安全有效，其mPFS为13.1个月，中位OS为23.5个月，ORR和DCR分别为41.7%和66.7%。另外，<1%的胰腺癌患者存在神经营养因子受体酪氨酸激酶基因(NTRK)融合突变，其被认为与胰腺癌的发生相关[37]。基于STARTRK-1、STARTRK-2和ALKA-372-001的综合分析结果，尽管纳入的胰腺癌患者数较少，但NTRK抑制剂依然可作为晚期或局部晚期胰腺癌患者的可选方案[38]。其他已进入临床试验阶段的靶点还包括HER1/EGFR、IGF1R、VEGF等[39-42]。

肿瘤精准医疗的初衷是基于个体基因组信息和疾病分子机制进行准确预防和治疗，希冀在提高疗效的同时降低医疗成本。这一愿望尽管美好，但却任重而道远。越来越多的证据表明肿瘤中存在有一系列的基因突变，靶向单个基因的药物往往并不能带来令人满意的疗效，而且容易造成继发性耐药的发生。同时，昂贵的经济成本即使能带来较长时间的生存获益(对肿瘤患者来说可能是数个月)，也会让大多数的患者望而却步。因而，精准医疗的全面实现仍有很长的一段路要走。