左、右半结肠癌患者分子生物学与临床病理特征分析*

韩婷婷,刘 馨,王晓雄,李鸿生,蔡静静,李卓颖,郭银金,杨锐娇,周永春△

(云南省肿瘤医院/昆明医科大学第三附属医院:1.分子诊断中心;2.云南省肺癌研究重点实验室;3.教育部高原区域性高发肿瘤国际合作联合实验室;4.云南省肿瘤精准诊疗工程研究中心,昆明 650118)

结直肠癌是全球最常见的消化道恶性肿瘤之一,是一种多因素疾病,与遗传、环境和生活方式等危险因素有关。2020年的一项全球范围的癌症统计数据显示,结直肠癌的发病率居第3位,病死率居第2位[1],是医疗卫生系统非常严重的负担。近年来随着人们生活及饮食习惯的不断变化,结直肠癌的发病率及病死率也逐年上升,在解剖学上以结肠脾曲为界分为左半结肠癌(left-sided colon cancer,LCC)和右半结肠癌(right-sided colon cancer,RCC),二者在发病机制、基因变异谱、肿瘤微环境及预后、靶向治疗疗效等方面均有差异[2-3]。结直肠癌的治疗多以手术为主,随着科技的发展,肿瘤的诊疗已经迈入以基因检测结果作为指导,以靶向和免疫为基础的精准治疗新时代。《结直肠癌靶向治疗中国专家共识》指出[4],对于RAS/BRAF野生型转移性结直肠癌的一线治疗中,抗表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)单抗在LCC和RCC中疗效不同,所以在决策一线治疗靶向药物选择时,要综合考虑肿瘤原发灶部位和基因检测结果。因此,本研究旨在探讨二者分子生物学与临床病理特征差异,以期为临床治疗方案的制订提供一定的参考,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2022年1月至2023年6月云南省肿瘤医院分子诊断中心的335例结直肠癌患者的临床病例资料。纳入标准:(1)病理组织学确诊为结直肠癌;(2)临床病例资料完整。排除标准:合并其他恶性肿瘤。335例患者中男194例,女141例;年龄27～83岁,平均(58.77±10.97)岁,其中≥60岁163例,<60岁172例;LCC 263例,RCC 72例;肿瘤最大径≥5 cm 71例,<5 cm 264例;有家族史23例,无家族史312例。

1.2 方法

采用目标区域探针捕获技术和基于Illumina测序平台的下一代测序(next generation sequencing,NGS)技术对患者的结直肠癌肿瘤组织进行基因检测。检测Panel包含49个与结直肠肿瘤个性化治疗方案高度相关的基因,覆盖目标基因捕获外显子及其+/-20 bp范围内的单核苷酸变异、短片段插入或缺失变异、基因拷贝数变异,以及断点发生在Panel捕获范围内的基因融合,并评估微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)状态,测序深度达到1 000。收集患者基因检测结果,并与临床资料进行分析。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 LCC、RCC临床及病理学特征

RCC患者肿瘤最大径≥5 cm占比高于LCC患者,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 LCC、RCC临床及病理学特征[n(%)]

2.2 LCC、RCC基因突变特征

基因检测结果统计了肠癌常见的11个基因的突变情况和MSI检测结果,结果显示,LCC和RCC患者KRAS、NRAS、EGFR、HER2、APC、KIT基因突变率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。RCC患者BRAF、PTEN、PIK3CA、SMAD4基因突变率及微卫星高度不稳定型(microsatellite instability-high,MSI-H)占比高于LCC,TP53基因突变率低于LCC,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 LCC、RCC基因突变特征[n(%)]

3 讨 论

本研究显示,LCC的发病率(78.51%)高于RCC(21.49%),这与左、右半结肠的解剖及生理功能方面的差异有关。在性别差异方面,男性的LCC和RCC总体发病率比女性高,这一结果与国内外相关报道[5-7]一致。有报道称这可能与女性雌激素对肿瘤的发生和进展具有保护作用有关,尽管其机制尚不清楚[8-9]。在病理特征方面,肿瘤最大径≥5 cm的RCC患者(44.44%)比例高于LCC(14.83%),差异有统计学意义(P<0.05);因右半结肠的肠腔内储存的是稀薄的粪便,导致RCC比较隐匿,不易发现,肿瘤生长速度快,肿瘤最大径较大。LCC和RCC大体分型都是以溃疡型和隆起型为主,浸润型最少;组织学类型均以腺癌为主,占95%以上,其次是黏液腺癌和印戒细胞癌[10-11]。

目前靶向治疗在临床备受关注,因此LCC和RCC患者的基因表达差异也越来越受到重视,本研究筛选了结直肠癌患者高表达的11个基因和MSI状态。KRAS和NRAS属于RAS基因家族,编码的蛋白是一种GTP酶,调控受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)下游的MAPK和PI3K致癌途径信号传导。KRAS或NRAS突变可导致抗EGFR靶向药治疗无效,影响肠癌患者的预后。在结直肠癌患者中,KRAS突变率为30%～50%,NRAS突变率<5%[6,12],与本研究数据一致。本研究显示RCC(59.72%)的KRAS突变率高于LCC(47.15%),但差异无统计学意义(P>0.05);RCC(5.56%)的NRAS突变率高于LCC(3.04%),但差异无统计学意义(P>0.05)。BRAF属于致癌基因,编码的蛋白调节参与细胞功能的基因表达。BRAF突变可导致西妥昔单抗或帕尼单抗治疗结直肠癌失败,且BRAF突变可作为西妥昔单抗或帕尼单抗治疗疗效的独立预测因素[13]。本研究显示,RCC(8.33%)的BRAF突变率高于LCC(3.04%),差异有统计学意义(P<0.05),与吴婷等[14]研究结果一致,提示RCC患者对帕尼单抗和西妥昔单抗的耐药可能性更大,应引起临床的重视。

EGFR和HER2都同属于RTK家族HER/erbB家族成员,HER2过表达可激活EGFR的信号通路,刺激癌细胞增殖,与多种肿瘤的发生、发展及预后相关[15];EGFR及其信号通路的关键组分发生异常表达或体细胞突变,会导致肿瘤细胞增殖和转移[16-17]。本研究显示,LCC、RCC的EGFR和HER2突变率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。PTEN是抑癌基因,编码的蛋白是一种脂质和蛋白磷酸酶,为PI3K/Akt/mTOR途径的下游抑制剂,是EGFR信号通路途径之一,PTEN基因失活促进细胞生长、增殖和存活[18]。本研究显示,RCC(12.50%)的PTEN突变率明显高于LCC(3.80%),与国内外的一些研究报道一致[19]。PTEN突变可能与EGFR单抗治疗不敏感相关[4],PTEN在RCC的突变率更高,提示RCC治疗中抗EGFR疗效更差。APC是与家族性腺瘤性息肉病高度相关的抑癌基因,编码肿瘤抑制蛋白,编码的蛋白作为Wnt通路的拮抗剂,在Wnt/β-catenin信号通路中起负向调节作用,通过调节β-catenin的水平达到抑制肿瘤发生的作用;当APC蛋白活性丧失时,Wnt通路异常激活,导致增生进而最终发展成肿瘤[20]。本研究显示,LCC(63.12%)的APC突变率略高于RCC(61.11%),但差异无统计学意义(P>0.05),这与LEE等[21]报道的LCC突变率明显高于RCC(P<0.05)的结果并不一致,分析其原因可能与入组人数、地区、民族等有关。

KIT是原癌基因,编码Ⅲ型跨膜受体酪氨酸激酶,与配体干细胞因子(stem cell factor,SCF)结合,激活下游通路,通过PI3K、MAPK、STAT3这3种途径来增加细胞内信号传导,调控细胞的生长与增殖,但3种途径的结果都是抑制细胞凋亡[22]。本研究结果显示,RCC(2.78%)的KIT突变率高于LCC(1.90%),但差异无统计学意义(P>0.05)。PIK3CA是原癌基因,发生突变时,可使PI3K/Akt/mTOR通路异常激活,导致结直肠癌的发生[23]。有研究显示,PIK3CA突变可能和EGFR单克隆抗体耐药性相关,患者对西妥昔单抗或帕尼单抗治疗的响应性低,患者的生存期短,预后差;但关于PIK3CA突变在结直肠癌抗EGFR靶向治疗和预后评估中的意义也有不一致的报道[24-25]。本研究显示,RCC(26.39%)的PIK3CA突变率高于LCC(10.65%),差异有统计学意义(P<0.05),与国内的研究结果也不一致[26-27],分析原因可能是PIK3CA基因突变与人种和地区环境差异有关,云南少数民族聚居地的癌症基因图谱可能与国内其他地区存在差异。KRAS野生型而伴有PIK3CA突变的患者,应用抗EGFR治疗较易出现耐药,RCC患者PIK3CA的突变率更高,提示RCC患者的EGFR疗效更差。

TP53是抑癌基因,编码的蛋白是肿瘤蛋白p53,其通过诱导下游抗肿瘤反应如DNA修复和凋亡来响应细胞应激(包括DNA损伤和致癌活化),在抑制癌症的发生方面发挥重要的作用[28]。TP53与结肠癌的发生、发展及转移密切相关[29],有研究显示,TP53突变的结直肠癌患者预后更差,更容易发生转移且复发风险也更高[30-31]。本研究显示,LCC(82.51%)的TP53突变率高于RCC(66.67%),差异有统计学意义(P<0.05),提示临床应关注结直肠癌患者的复发与转移风险。SMAD4是抑癌基因,编码转录因子蛋白,调控细胞增殖、分化和组织稳态,发生突变后促进癌症进展过程中的侵袭和转移。研究发现,SMAD4表达缺失与结直肠癌患者较差的总生存期和无病生存期明显相关,SMAD4表达缺失和SMAD4表达阳性的患者的中位总生存期分别为31个月和89个月[32]。另有研究证实,SMAD4突变可作为肿瘤不良预后的标志物[33]。本研究显示,RCC(16.90%)的SMAD4突变率高于LCC(9.47%),差异有统计学意义(P<0.05),提示RCC患者预后可能比LCC患者差,临床医生应引起重视。

MSI是由于简单重复序列的缺失或插入,改变微卫星长度及等位基因大小,产生遗传不稳定性。其发生主要由于DNA错配修复基因(MLH1、MSH2、MSH6和PMS2等基因)失活突变引起,是结直肠癌发病的重要分子生物学途径之一[34-35]。NGS技术将MSI检测结果分为微卫星稳定型(microsatellite stability,MSS)和MSI-H,MSI-H的患者提示可能拥有较好的免疫治疗应答。本研究显示,RCC的MSI-H占比(13.89%)高于LCC(1.52%),且差异有统计学意义(P<0.05),提示RCC患者接受免疫学治疗有更好的应答。

综上所述,LCC和RCC在分子生物学及病理学特征上有着明显区别,本研究数据可为二者差异提供依据,并提供潜在的治疗靶点,为结直肠癌的个体化、精准化治疗提供方向。