专家论坛胰腺癌临床转化医学研究的探索与实

孙备李加廷胡继盛

通信作者：孙备

本文来源?《中华消化外科杂志》年7月第18卷第7期-页作者单位

哈尔滨医院胰胆外科

肝脾外科教育部重点实验室

摘要

胰腺癌是一种预后极差的消化系统恶性肿瘤。随着科学技术的飞速发展，尽管在基础研究方面取得突破性成绩，并在手术技术与辅助治疗方面获得一定成果，但胰腺癌患者生存时间并未获得显著改善。基础研究与临床实践之间的严重脱节导致胰腺癌诊断与治疗效果提升缓慢。转化医学作为沟通基础研究与临床实践之间的桥梁可以推动胰腺癌早期诊断与精准治疗的进步，为胰腺癌患者提供新希望。

关键词

胰腺肿瘤；胰腺癌；转化医学；诊断；治疗

胰腺癌是一种预后极差的消化系统恶性肿瘤，发病率呈逐年上升趋势，5年总体生存率仅为9%[1]。尽管根治性手术存在治愈胰腺癌的可能，但患者通过手术技术的进步得到的生存获益极其有限[2]。由于早期诊断困难、病情进展迅速，80%的胰腺癌患者就诊时已失去手术根治机会。此外，由于胰腺癌的异质性，传统化疗方案多存在反应性差、肿瘤耐药等问题。随着科学技术的飞速发展，肿瘤预防与治疗的基础研究呈现爆发式增长。然而，大多数恶性肿瘤，尤其是胰腺癌患者的临床预后并未得到明显改善，基础研究成果与患者临床预后的差异巨大。卫生经济学的发展迫使基础研究必须回答或解决临床问题，转化医学这剂能够弥合基础研究与临床实践之间鸿沟的“良方”应运而生。面对胰腺癌诊断与治疗窘境，转化医学着重需要解决的是寻找可靠的早期诊断标志物与有效的治疗方案。

1转化医学与胰腺癌生物学标志物

年，前列腺特异性抗原的发现促使前列腺癌能早诊断、早治疗，使前列腺癌患者5年生存率从57%提升至98%[3]。胰腺癌是否也存在肿瘤学特异性标志物？理想的肿瘤学特异性标志物需要具备以下特点：(1)标本易获取，能够通过微创(血液)或无创(唾液、尿液、粪便等)方式获得。(2)灵敏度较高，能够预测癌前病变。(3)特异性较好，能够鉴别胰腺癌与良性疾病。(4)检测难度低，周期短。目前报道的潜在肿瘤学特异性标志物根据成分不同包括：蛋白类标志物、非编码RNA(non-codingRNA，ncRNA)、循环肿瘤细胞(circulatingtumorcell，CTC)、循环肿瘤DNA(circulatingtumorDNA，ctDNA)及外泌体等。

1.1蛋白类标志物

目前临床上常用于胰腺癌筛查、诊断、治疗及预后评估的蛋白类标志物只有被美国食品药品监督管理局批准和美国国立综合癌症网络推荐的CA19-9。但在有症状的胰腺癌患者中CA19-9特异度和灵敏度分别为80%～90%和79%～81%，且CA19-9在慢性胰腺炎、胆系感染、胆道梗阻等疾病中也会显著表达，在Lewis抗原阴性的人群中会出现假阴性，导致其无法作为胰腺癌有效的早期筛查指标[4]。此外，CEA、CA、CA50、CA、CA72-4、缺氧诱导因子-1α、IL-6、黏蛋白-1、TGF-β1、HER2等多种肿瘤学标志物都对胰腺癌的诊断有帮助，但特异度和灵敏度均不及CA19-9或在某一方面显著低于CA19-9。这可能与胰腺癌多基因高频突变及肿瘤异质性有关。由于应用单一的肿瘤学标志物不足以进行胰腺癌早期诊断，因此，基于CA19-9的多肿瘤标志物检测能够增强诊断的特异度、灵敏度及准确性。Gu等[5]的研究结果显示：胰腺癌患者联合检测血清CA19-9、CEA、CA和CA的诊断特异度和灵敏度分别为93.8%和90.4%，显著高于单一肿瘤学标志物对胰腺癌的诊断。针对胰腺癌预后判断及指导临床决策的研究结果显示：术前血清CEA阳性、CA阳性、CA19-9≥1×kU/L的患者无法从胰腺癌根治术中获益，肿瘤常发生远处转移，导致预后较差[6]。

一些蛋白类标志物能够预测胰腺癌对特定化疗方案的反应：hENT1和hCNT3能够将吉西他滨转运入细胞内以增强药物效能；dCK可通过将吉西他滨转化为活性形式以增强其有效性；SPARC阳性患者对Alb结合型紫杉醇有更好的反应性；CES2可通过将伊立替康转化为活性形式以增强FOLFIRINOX方案疗效。上述蛋白类标志物虽然对临床化疗药物的选择极具意义，但需要通过手术切除组织标本或穿刺活组织检查等有创方式获得结果。

1.2ncRNA

ncRNA是指各种不翻译成蛋白质的RNA分子，其中关于微小RNA(microRNA，miRNA)和长链ncRNA(longnon-codingRNA，lncRNA)的基础研究成果丰富。miRNA在胰腺癌诊断中的重要性日益增加，其中研究成果最显著的miRNA包括miR-21、miR-和miR-a，其在胰腺癌患者胰腺组织、血清、粪便和胰液中都显著表达，但由于胰腺组织样本和胰液的采集需要采用有创方式，因此，上述miRNA并不适用于诊断筛查。有研究将尿液中miRNA水平作为胰腺癌早期诊断的肿瘤学标志物，其研究结果显示：胰腺癌患者尿液中miR-、miR-和miR-30e的表达水平与正常人比较，差异有统计学意义[7]。这种无创方式将有效提升胰腺癌诊断便捷性。笔者课题组的研究结果显示：miR--3p可驱动胰腺癌细胞转移，并与患者生存时间缩短相关，可用于判断胰腺癌分期及预后[8]。关于lncRNA的研究结果显示：H19、HOTAIR、HOTTIP和MALAT-1等lncRNA的异常表达与胰腺癌发生、发展关系密切[9]。笔者课题组的研究结果显示：MALAT-1在胰腺癌肿瘤组织中高表达，并且与肿瘤分期、肿瘤远处转移以及患者预后不良相关，可用于鉴别良性与恶性疾病、判断胰腺癌分期及预后[10]。有研究结果显示：GAS5、ENST及Linc-pint等lncRNA在胰腺癌中低表达[9]。笔者课题组的研究结果显示：联合检测血浆中Linc-pint与CA19-9的表达并应用于胰腺癌诊断的特异度和灵敏度显著高于单独检测CA19-9，且Linc-pint的表达可反映肿瘤动态变化[11]。虽然ncRNA是当前基础医学领域中的研究热点，但目前ncRNA尚处于临床前研究阶段，并未真正应用于临床实践。这是由于ncRNA在血浆中缺乏标准化参照基因，无法建立统一标准，并且ncRNA在非肿瘤性疾病中也会出现异常表达，因此，缺乏足够的特异性。部分ncRNA存在表达丰度低、分子稳定性差等缺点，也给ncRNA的临床应用带来困难。

1.3液体活组织检查

液体活组织检查与传统活组织检查不同，是一种通过简单、无痛的微创技术收集体液样本中存在的生物标志物进行分析的非侵入性病理学检测方法。其能够快捷、无创地监测肿瘤患者诊断与治疗。液体活组织检查可通过多次重复取样对肿瘤进行动态监测，利用指标高度特异度及样本遗传信息全面性指导临床用药及监测预后。液体活组织检查根据监测对象不同主要包括CTC、ctDNA及外泌体。

CTC是由于诊断与治疗操作导致或通过自行脱落从实体瘤和(或)转移灶中进入患者外周血循环的肿瘤细胞，其中0.01%的CTC能够形成转移灶，因此，CTC是恶性肿瘤复发和转移的重要原因。患者外周血中发现CTC通常提示预后较差[12]。年，Ankeny等[13]的研究结果显示：CTC与原发灶肿瘤细胞中的KRAS突变亚型%一致，可以根据CTC遗传特征对原发肿瘤进行靶向治疗，并且CTC诊断胰腺癌的特异度和灵敏度分别为96.4%和75.0%，这提示其可作为胰腺癌分期及判断肿瘤转移的生物标志物。Cen等[14]的研究结果显示：胰腺癌早期肿瘤细胞扩散和远处转移过程中，CTC检测可替代活组织检查用于胰腺癌诊断。

ctDNA由凋亡、坏死的肿瘤细胞或裂解的CTC释放进入循环系统，具有反映原发灶肿瘤遗传特征性、半衰期短、可重复采样等特点，通过检测ctDNA可实时动态反映肿瘤负荷及其遗传特征的变化[15]。年，Zill等[16]通过分析1例进展期胰腺癌患者的治疗进程，其结果较好地反映了ctDNA的临床应用特点。患者首次进行ctDNA测序检查时发现表皮生长因子受体基因第19号外显子缺失变异；经过FOLFIRINOX方案与CAPOX方案化疗失败后(CA19-kU/L)，再次进行肿瘤组织的测序检查时同样发现表皮生长因子受体基因第19号外显子缺失变异；采用表皮生长因子受体抑制剂厄洛替尼治疗4个月后患者CA19-9下降至正常水平(37kU/L)且影像学检查示胰腺占位性病变显著缩小；值得注意的是，患者首次进行ctDNA测序检查发现：表皮生长因子受体基因突变的时间比最终通过肿瘤组织测序检查明确表皮生长因子受体基因突变的时间早7个月。此项研究凸显了ctDNA作为一种能够反映肿瘤源性基因突变并指导临床治疗的意义。此外，有研究结果显示：ctDNA与患者更短的无病生存时间和总体生存时间密切相关[17]。

外泌体是一种直径为50～nm盘状脂质双分子层囊泡，携带有细胞来源相关的多种蛋白质、脂类和核酸，能够参与细胞间通讯、增殖、迁移等一系列生理、病理过程[18]。外泌体广泛分布于血液、淋巴液、唾液、尿液、精液、脑脊液、乳汁、腹腔积液等体液中，标本容易获得[19]。由于具有脂质双分子层结构，外泌体中的核酸分子比体液中游离核酸分子具有更高的稳定性。同时，外泌体脂质双分子层中携带有反映其细胞来源的特异性标志物。肿瘤来源的外泌体由于能够参与肿瘤转移前微环境的形成，因此，可作为肿瘤进展与转移的检测指标[20]。有研究结果显示：Glypican-1特异性富集于胰腺癌细胞来源的外泌体，应用于胰腺癌诊断具有较好的特异度和灵敏度；同时Glypican-1阳性的外泌体可反映肿瘤负荷及术后生存期，在小鼠实验模型中可作为诊断胰腺导管上皮瘤的可靠指标[21]。Madhavan等[22]将联合检测CD44v6、Tspan8、EpCAM、MET和CD分子以及外泌体中miR-、miR-、miR-和miR-的数据应用于胰腺癌诊断研究，其结果显示：诊断特异度为80%，灵敏度为%。以往检测外泌体遇到的主要问题是样本的准备时间过长。随着科技的进步，利用技术交流电动力芯片，无需提前处理与稀释样本，总检测时间仅需30min，并且应用CD63和Glypican-1作为标志物鉴别胰腺癌患者和健康人群的特异度和灵敏度分别为82%和99%[23]。

尽管基于液体活组织检查对胰腺癌进行早期诊断具有广阔的前景，但临床应用中还需克服许多困难。如CTC在血液中数目较少，分离检测需要特殊平台，缺乏高通量检测手段和统一的检测标志物等。而ctDNA也面临总量低、浓度低，肿瘤早期检出率较低等问题。外泌体检测遇到的问题主要是外泌体可来源于各种类型细胞，导致无法特异性分离肿瘤来源的外泌体进行针对性的分析与诊断。

1.4其他

除了上述诊断标志物外，仍存在许多具有潜在早期诊断价值的生物学标志物，如体液中重金属离子水平、凝血相关指标与代谢组学的变化以及肠道共生微生物的改变等[24]。年，Geller等[25]的研究结果显示：胰腺癌肿瘤内的大肠杆菌能够加速肿瘤细胞对吉西他滨的代谢。相关研究成果极大地拓展了研究者对肿瘤与微生物间关系的认识，也能为胰腺癌的诊断与治疗提供帮助。

2转化医学与胰腺癌的治疗

随着对胰腺癌生物学本质研究的深入，研究者清晰地认识到胰腺癌具有广泛的基因突变、较高的肿瘤异质性以及丰富的肿瘤间质，导致目前的传统化疗方案和分子靶向药物难以有效地治疗胰腺癌[26-28]。因此，在明确胰腺癌患者临床分型和基因分型的基础上，应用精准治疗的原则进行个体化干预和治疗将是胰腺癌治疗的发展方向，其中分子靶向治疗、靶向间质治疗、免疫治疗及中医中药治疗是前景较好的几个方向。

2.1分子靶向治疗

年，他莫昔芬在治疗雌激素受体阳性乳腺癌上的重大突破使其成为肿瘤治疗中最成功的分子靶向药物。然而，在胰腺癌治疗中，针对单个基因的靶向药物，如贝伐单克隆抗体、阿柏西普、舒尼替尼、索拉非尼和阿西替尼都未能改善患者生存时间，仅厄洛替尼能收获2周左右的生存时间优势。类似的治疗效果还发生在针对信号通路的靶向抑制剂中，包括针对Akt、PI3K、MEK、mTOR、MAPK等信号通路的抑制剂都无法在临床试验中获得较好疗效，或存在不良反应较大的问题。

2.2靶向间质治疗

胰腺癌中的间质成分由各种细胞及细胞外基质构成，这些间质成分不仅保护肿瘤细胞免受免疫系统和化疗药物的攻击，还能通过细胞与细胞、细胞与间质的交互作用促进胰腺癌进展。

胰腺癌微环境中过量的细胞外基质能够压迫血管，升高组织间静水压，结合胰腺癌缺乏血供的特点增加了药物灌注难度。在临床前动物实验中，人重组透明质酸酶能够通过降解透明质酸成分改善药物灌注效果[29]。在临床Ⅱ期试验中，通过联合Alb结合型紫杉醇与吉西他滨，人重组透明质酸酶在高表达透明质酸的患者中取得了反应性和生存时间方面的优势[30]。胰腺星状细胞在胰腺癌中处于激活状态，因此，研究者认为，逆转胰腺星状细胞使其恢复静息状态能够减少胰腺纤维化并促进药物灌注。Sherman等[31]的研究结果显示：应用维生素D受体的配体卡泊三醇治疗胰腺癌能够诱导胰腺星形细胞恢复静息状态，并显著减少胰腺纤维化，增加肿瘤细胞对吉西他滨的摄取，最终导致肿瘤体积减小。有研究结果显示：针对Hedgehog信号通路的抑制剂及靶向肿瘤相关成纤维细胞的治疗方法存在理论上的可行性，但仅见于临床前实验[32-33]。

2.3免疫治疗

年，《Science》将肿瘤免疫治疗列于十大科学突破首位。肿瘤免疫治疗已成为备受瞩目的新型抗癌疗法，包括免疫检查点抑制剂、过继性T细胞转移治疗以及肿瘤疫苗等。免疫治疗已为晚期黑色素瘤、霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌以及部分血液系统肿瘤患者带来长期生存获益，其试验结果为胰腺癌治疗带来希望。

目前临床上最常用的靶向免疫检查点为细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4和程序性死亡分子1及其配体。虽然针对上述靶向免疫检查点的抑制剂已被美国食品药品监督管理局批准用于多种肿瘤的治疗并取得不俗疗效，然而针对胰腺癌的临床研究表明：单独应用免疫检查点抑制剂治疗不能取得明显疗效。应用伊匹单克隆抗体治疗27例晚期胰腺癌患者的研究结果显示：患者无客观的肿瘤反应，仅1例患者出现迟发抗肿瘤效应[34]。针对程序性死亡分子1及其配体的抑制剂在治疗胰腺癌中尚未取得较好临床效果。

嵌合抗原受体T细胞(chimericantigenreceptorTcells，CAR-T)疗法是通过将T细胞从患者体内分离，经基因工程技术改造为能够同时特异性识别肿瘤细胞和活化T细胞的CAR-T，经过大量扩增后回输入患者体内，发挥特异性杀伤肿瘤细胞作用。虽然CAR-T疗法在血液系统恶性肿瘤中表现出较好临床疗效，但由于缺乏理想靶向抗原，CAR-T疗法应用于包括胰腺癌在内的多种实体肿瘤还存在诸多困难[35]。目前，CAR-T疗法在临床前研究中取得一定效果，但胰腺癌中较高的免疫抑制状态使CAR-T疗法面临巨大挑战，同时高昂的费用也使其难以进入临床应用[36-37]。

2.4中医中药治疗

作为肿瘤综合治疗的重要手段，对于无法耐受传统细胞毒性化疗药物及高龄患者可选用中医中药或中西医结合治疗。中药及其提取物可以增加化疗药物的灵敏度，或减轻化疗不良反应。笔者课题组研究结果显示：多种中药提取物包括二氢青蒿素、金丝桃苷、紫草素等能够增强胰腺癌对吉西他滨的药物敏感性[38]。

3结语

转化医学通过将最前沿的基础科研成果转变为可改善疾病预后的临床实践在恶性肿瘤防治方面取得一定进展，但基础科研与临床实践之间的差距仍然较大。—年，6大顶级基础研究期刊上共发表篇文献，称其科研成果有广阔的临床应用前景。20年后，仅有5项成果获准用于临床，而可应用于胰腺癌诊断与治疗的成果转化更加缓慢。40年间，胰腺癌5年生存率仅提高8%，分析其原因，一部分是由于胰腺癌特殊的生物学行为及疾病复杂性导致，更大一部分原因在于基础研究人员与临床医师缺乏交流合作、胰腺癌治疗相关伦理学问题尚未解决以及将转化成功的科研成果切实应用于改善患者的临床实践等方面。

综上，转化医学在胰腺癌诊断与治疗中面临的困难不应成为研究者畏缩不前的理由。笔者认为：通过通力合作，研究者应将转化医学理念落实在基础科研与临床实践中，不仅要







































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