中华消化外科

许耀麟楼文晖

通信作者：楼文晖

本文来源?中华消化外科杂志年4月第17卷第4期-页作者单位

医院普通外科

摘要

胰腺癌是目前恶性程度最高的实体肿瘤，预后较差且治疗效果不佳。近年来随着全基因组测序等技术的发展，胰腺癌的分子病理学研究进一步深入。笔者将对胰腺癌分子病理学研究进展进行综述。

关键词

胰腺肿瘤；分子病理学；分型；早期诊断；转化医学

据国家癌症中心统计数据显示：年中国约有万人死于癌症，其中胰腺癌发病率上升至第9位，病死率位列第6位，均呈增长趋势［1］。胰腺癌是目前恶性程度最高的实体肿瘤，总体5年生存率约为6%［2］。近年来随着胰腺癌全基因组测序、全外显子测序、循环肿瘤DNA检测等研究进展，研究者得以更深地理解胰腺癌的生物学特征及其分子机制，为胰腺癌的早期诊断、个体化治疗及后续随访的发展奠定了基础［3-6］。

1参与胰腺癌发生发展的基因及其变化

从某种程度讲胰腺癌是一种基因相关疾病，在其发生发展过程中，遗传可能发生与肿瘤相关的基因突变。胰腺导管腺癌有4个主要的驱动基因：KRAS、CDKN2A、TP53和SMAD4，这些基因突变可大致分为3种类型：(1)因突变激活的癌基因，如KRAS。(2)因突变失活的抑癌基因，如TP53、p16/CDKN2A、SMAD4。(3)因突变失活的基因组维持基因，如控制DNA损伤修复的hMLH1和MSH2。

1.1KRAS基因

位于12号染色体短臂的KRAS基因是胰腺癌中常见的突变基因之一，是从Kirsten大鼠肉瘤病毒克隆的转化基因的人类同源基因。KRAS是一种癌基因，其激活大部分来源于12号密码子的突变，进而产生相应的基因编码蛋白［7］。据文献报道：90%的胰腺癌有KRAS基因突变，并能在部分早期或非浸润性的病理学变化中检测出，如非浸润性的黏液囊性瘤(mucinouscysticneoplasm，MCN)、非浸润性的导管内乳头状黏液瘤(intraductalpapillarymucinousneoplasm，IPMN)、胰腺上皮内瘤变(pancreaticintraductalneoplasia，PanIN)［3,7-8］。同时，随着异型增生程度的加重，KRAS基因突变的比例也随之上升［9-10］。已有小鼠实验结果证实KRAS基因突变参与了PanIN的形成及浸润性胰腺癌的发生发展［11］。

1.2抑癌基因

抑癌基因的突变需要2个等位基因同时失活，多源于以下3种机制：(1)一个基因的突变伴随着其等位基因的丢失(又称为杂合性缺失)。(2)一对等位基因同时被删除(又称为纯合性缺失)。(3)启动子过甲基化。超过一半的胰腺癌中能够检测到以下3个抑癌基因的突变失活［12］。

1.2.1CDKN2A基因：CDKN2A基因位于9号染色体短臂，约95%的胰腺癌细胞中能检测到该基因的突变失活，其失活进一步导致了基因编码蛋白产物p16的失活。CDKN2A基因失活机制中，其中杂合性缺失和纯合性缺失各占约40%，其余的多为启动子过甲基化［13］。CDKN2A基因突变失活，还会导致细胞周期紊乱。同时，该基因突变是家族性非典型性多发性痣-黑色素瘤综合征(familialatypicalmultiplemolemelanoma，FAMMM)的病因之一。FAMMM患者比正常人群患胰腺癌的概率高20～34倍［14］。此外，CDKN2A基因的纯合性缺失会导致邻近位置基因的突变，如甲硫基腺苷磷酸化酶(methylthioadenosinephosphorylase，MTAP)基因，根据部分细胞系的实验结果可以推测胰腺癌中MTAP基因的失活可能使其成为一个潜在的治疗靶点［15］。

1.2.2TP53基因：TP53基因位于17号染色体短臂，其突变是肿瘤中常见的基因突变之一。75%～85%的胰腺癌中能够检测到该基因的杂合性缺失。TP53基因突变影响到DNA损伤后细胞增殖、凋亡等过程［3］。

1.2.3SMAD4基因：SMAD4基因位于18号染色体长臂，约50%的胰腺癌中能够检测到该基因的突变失活，突变失活机制中约60%为纯合性缺失，40%则为杂合性缺失［3,16］。SMAD4基因编码蛋白产物参与细胞膜上TGF-β受体与细胞核间的信号转导［17］。有研究结果显示：SMAD4基因突变失活的患者远处转移概率更高，预后更差［18-19］。

1.2.4DNA错配修复基因：DNA错配修复基因如hMLH1、hMSH2已被证实与遗传性非息肉病性结直肠癌相关。携带部分DNA错配修复基因突变的患者患胰腺癌的概率高于正常人群。在约4%的胰腺癌患者中能够检测到DNA错配修复基因突变，其中大部分患者具有微卫星不稳定性(microsatelliteinstability，MSI)［20］。有实验研究结果表明：MSI水平较高的患者预后更佳，但其可能对辅助化疗药物如氟尿嘧啶灵敏度不高［21］。此外，MSI水平较高的患者，对免疫治疗如PD-L1抑制剂的灵敏度较高，但目前在胰腺癌中的效果尚不清楚［22］。

1.3与家族性胰腺癌相关的基因

少部分胰腺癌有家族聚集现象，目前研究者已揭示了部分与之相关的基因突变情况。

1.3.1BRCA2基因：位于13号染色体长臂的BRCA2基因编码的蛋白参与范可尼贫血信号通路与DNA交联损伤的修复过程［23］。遗传性的种系突变引起等位基因的缺失，导致功能缺失。有研究结果表明：BRCA2基因种系突变会增加罹患胰腺癌的风险，这是少部分胰腺癌出现家族聚集现象的重要原因之一；家族性胰腺癌患者中BRCA2基因突变的比例约为17%［14］。

1.3.2PALB2基因和STK11基因：位于16号染色体短臂的PALB2基因编码BRCA2结合蛋白，约3%的家族性胰腺癌患者可检测到PALB2基因截断突变［14,24］。位于19号染色体短臂的STK11基因属于抑癌基因，编码丝氨酸或苏氨酸激酶，与细胞极性相关［25］。有实验研究结果表明：STK11基因种系突变与黑斑息肉综合征发病相关。该综合征患者可表现为唇颊黏膜色素沉着、胃肠道错构瘤性息肉及一系列胃肠道恶性病变，约36%的黑斑息肉综合征患者患有胰腺肿瘤［25-26］。

此外，约4%的胰腺肿瘤患者能够检测到STK11基因的体细胞突变，且大部分与IPMN相关。在非黑斑息肉综合征但诊断为IPMN的患者中，STK11基因杂合性缺失的比例约为25%［10,26］。因此，STK11基因突变在遗传性家族性和散发性胰腺癌的发生发展中均发挥了重要作用。

1.3.3共济失调毛细血管扩张症突变(ataxia-telangiectasiamutated，ATM)基因：ATM基因位于11号染色体长臂，其编码的ATM激酶属于PI3/PI4激酶家族，参与DNA损伤修复。ATM基因突变可引起共济失调毛细血管扩张症，这部分患者患癌症的概率比正常人群高25倍。而家族性胰腺癌患者中ATM基因种系突变检出比例约为3%，也有文献报道胰腺导管腺癌中检出ATM基因体细胞突变［27-28］。

1.4少见的基因突变

除上述基因外，还有部分较为少见的基因突变参与胰腺癌的发生发展，如环指蛋白43(ringfingerprotein43，RNF43)基因、鸟嘌呤核苷酸结合蛋白α激活(guaninenucleotidebindingproteinalphastimulating，GNAS)基因、EP、SMARCA4、CDH1、EPHA3、FBXW7、MLL3、ARID1A、GPR、人TGF-β受体2等［3-4,28］。其中RNF43基因和GNAS复合基因座突变失活在IPMN以及由IPMN发展的恶性肿瘤中均能检测到［9-10］。

1.5启动子甲基化

除了由基因突变引起的失活，异常过度的启动子甲基化也能使基因失活。在胰腺癌中，如UCHL1、NPTX2、SARP2、CLDN5、REPRIMO、LNX1、WNT7A、FOXE1及CDKN2A基因均能够检测到启动子过度甲基化。相反，在胰腺癌中过表达的部分基因，其启动子甲基化程度较低［29］。

1.6非编码RNA参与的基因变化

非编码RNA是指不翻译成蛋白质的RNA。近年来有研究结果表明：非编码RNA参与了胰腺癌发生发展、耐药、转移等过程［30-31］。例如，年笔者团队与中国科学院合作在《CancerResearch》杂志上发表的研究结果显示：致癌突变的KRAS基因通过NF-κB信号通路提高转录抑制因子YY1表达，从而抑制miR-表达、解除miR-对靶基因ADAM9和MMP7的抑制作用，最终促进胰腺癌细胞迁移和转移发生。有研究结果表明：LncRNAH19在胰腺癌中过表达，其表达量与胰腺癌细胞的侵袭性和迁移能力呈正相关［32］。基于LncRNAH19的基因治疗可能会增加胰腺癌吉西他滨化疗患者的获益［33-34］。年发表于《Cancerletter》的研究显示，通过抑制has_circ_表达及其与has-mir--3p的相互作用，PLK1基因表达降低，进而抑制胰腺癌的进展［35］。

1.7侵袭性胰腺癌前驱病变的病理学及分子病理学发展

侵袭性胰腺癌的前驱性病变主要包括PanIN和IPMN，依据、及年的会议共识，包括MCN在内，根据其异型增生的程度可将其分为低、中、高3级。但在年巴尔的摩会议上，该分级发生了变化，原分级与新修订分级比较见表1［36］。

由于低级别PanIN转化为侵袭性胰腺癌的概率较低，分散分布的低级别PanIN的临床意义并不显著，若过分强调其临床价值可能会导致过度诊断与治疗。相反，大多数高级别PanIN需要积极进行诊断与治疗以获得更好的预后。

PanIN与其相邻的胰腺导管腺癌的全外显子测序结果显示：两者拥有许多相同的体细胞基因突变，这说明PanIN可能是胰腺导管腺癌的一个病理学发展阶段。与此同时，基因突变的频率越高，PanIN的异型增生程度也越高。有研究结果表明：PanIN-1中可检测到KRAS基因突变，PanIN-2中开始检测到CDKN2A基因突变，而TP53和SMAD4这两种基因的突变失活则只在PanIN-3和侵袭性胰腺癌中检测到［37］。这对于胰腺癌早期诊断和及时治疗可能具有一定的指导意义，同时也可应用于如建立KRAS和TP53基因突变的胰腺癌小鼠模型等［11］。

2临床应用

2.1分子病理学分型

长期以来，依据肿瘤形态学进行病理学诊断一直是诊断胰腺肿瘤的金标准。由于胰腺肿瘤在分子水平上具有高度的异质性，即使胰腺肿瘤患者属于相同的病理学类型，其预后状况以及对放化疗和靶向药物的灵敏度等亦有巨大差别。因此，目前主流的诊断与治疗模式为：将近年来迅速发展的分子诊断技术与传统的病理学诊断相结合，建立并完善胰腺肿瘤的分类体系，从而有效地评估患者预后，选择最佳治疗方案。

随着CT检查等影像学技术的普及，胰腺囊性肿物的诊断率不断提高。病理学上将胰腺囊性肿物分为炎症性包裹性积液、非肿瘤性胰腺囊性肿瘤和胰腺囊性肿瘤(pancreaticcysticneoplasms，PCNs)。其中PCNs又分为4种：浆液囊腺瘤(serouscysticneoplasm，SCN)、MCN、IPMN、实性假乳头状瘤(solid-pseudopapillaryneoplasm，SPN)。不同胰腺囊性肿瘤具有不同的生物学行为特性，其治疗手段与预后情况也不尽相同。但目前对于胰腺囊性肿瘤的定性诊断多依赖于影像学检查，缺乏灵敏度和特异度较高的指标。因此，结合分子诊断技术对胰腺囊性肿瘤进行准确的定性诊断是当下研究热点之一。有研究结果表明：SCN多为良性肿瘤，生长缓慢，大部分能够检测到vonHippel-Lindau基因突变，IPMN能够检测到GNAS、RNF43、KRAS、TP53和SMAD4突变；MCN能够检测到RNF43、KRAS、TP53和SMAD4突变；大部分SPN中能够检测到CTNNB1基因突变［9,38］。CTNNB1的基因产物为β-catenin，其与细胞间黏附和细胞内信号转导相关，这也能部分解释SPN肿瘤细胞黏附性差等生物学行为特性［9,38］。年《Gastroenterology》发表的一项多中心研究回顾性分析了例PCNs行手术治疗患者的临床资料，将通过EUS或从手术病理学标本获取的囊液进行分子类型分析，并与术后病理学类型进行匹配，获得特定的分子标记物分组。其研究结果显示：在结合患者的临床信息后，分子标记物分组对于PCNs的定性诊断灵敏度可达90%～%，特异度可达92%～98%［39］。笔者认为：在成熟的EUS技术和稳定的测序技术协助下，该研究将有助于术前对PCNs的准确定性。

此外，通过对胰腺癌的基因组分析，澳大利亚科研团队根据基因表达差异和组织学特征，将胰腺癌分为4个亚组，分别为鳞状细胞型、胰腺祖细胞型、免疫源型、内外分泌异常分化型。其中，鳞状细胞型多具有成熟分化的组织学形态，其特征性表达的基因组参与了炎症反应、缺氧反应、TGF-β和MYC信号通路激活、TP63ΔN及其目的基因表达上调等过程，而这些特征在上皮来源肿瘤如乳腺癌、肺癌和前列腺癌中也同样存在。4个亚组中鳞状细胞型胰腺癌预后最差。而免疫源型特征性表达的基因参与多个免疫应答过程，包括巨噬细胞的激活、B细胞信号通路、抗原呈递、T细胞和Toll样受体信号通路等。根据其免疫学特征，研究者在免疫源型中再次进行亚组分析，其结果显示：参与巨噬细胞激活或T细胞共抑制过程的基因高表达，其预后明显差于低表达亚组。此外，在部分免疫源型胰腺癌中检测到CTLA4和程序性细胞死亡蛋白-1的高表达，这部分患者可能对CTLA4和程序性细胞死亡蛋白-1抗体的治疗效果较好［40］。

2.2家族性胰腺癌的诊断与治疗

胰腺癌分子病理学研究对于揭示家族性胰腺癌的分子机制具有极其重要的意义，种系突变的基因都参与了家族性胰腺癌的发生发展。笔者认为：具有特定遗传特征的个体在专科医师的指导下可选择定期EUS或MRI检查进行筛查，这有助于在早期可能治愈的阶段发现无症状的胰腺肿瘤，如非侵袭性的IPMN或PanIN。按照目前的专家共识，建议符合以下条件的个体进行胰腺癌的筛查［14,41］：(1)家族中＞两位一级亲属患有胰腺癌。(2)黑斑息肉综合征患者。(3)CDKN2A、BRCA1、BRCA2、PALB2和Lynchsyndrome相关基因突变携带者及一级亲属中≥1位相关基因突变携带者。(4)遗传性胰腺炎患者。

2.3早期诊断与筛查

在早期诊断与筛查中，由于胰腺癌本身的特点，大部分患者就诊时已失去手术切除的机会。因此，找到一种灵敏度和特异度较高的早期诊断方法迫在眉睫。目前的研究热点主要集中于非编码RNA、循环肿瘤DNA、外泌体等［6,30-31,42］。然而，由于各项研究的样本量相对较少、检测手段不统一、样本类型各异、患者纳入标准等问题，各研究结果间存在较大差异，其临床应用价值还有待进一步考究。

2.4个体化用药

在个体化治疗中，将程序性细胞死亡蛋白-1配体抗体以及针对BRCA和PALB2基因突变携带者的靶向药物等用于胰腺癌治疗，是目前临床研究的热点方向之一［22,43-44］。已有的体外实验研究结果显示：BRCA2基因突变失活的胰腺癌对于DNA交联剂如丝裂霉素、铂类或者多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制剂有着更高的易感性和显著的治疗反应［45-46］。笔者认为：随着临床药物实验的深入，更多放化疗方案和靶向药物将应用于胰腺癌的治疗中，这在一定程度上改善、提高胰腺肿瘤患者的预后和生命质量。

3小结

尽管目前胰腺癌的整体治疗效果并不尽如人意，但近年来，分子生物学、生物信息学等领域的迅速发展为胰腺癌的治疗翻开了新篇章。笔者相信：随着研究的逐渐深入，更多参与胰腺癌发生发展的分子机制将被揭示，胰腺癌精准诊断与治疗的时代也将随之到来。

参考文献

参考文献略

本文引用格式

许耀麟,楼文晖.胰腺癌分子病理学进展［J］.中华消化外科杂志,,17(4):-.DOI:10./cma.j.issn.-..04..

XuYaolin,LouWenhui.Advancesofmolecularpathologyofpancreaticcancer［J］.ChinJDigSurg,,17(4):-.DOI:10./cma.j.issn.-..04..

(收稿日期:-02-11)

(本文编辑：夏浪)

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