張 靖 魏少忠

(1. 湖北省腫瘤醫(yī)院 腫瘤內科， 湖北 武漢 430079； 2. 湖北省腫瘤醫(yī)院 胃腸外科， 湖北 武漢 430079)

結直腸癌是一種異質性的疾病，療效及預后差異大。當前，國內外指南僅在少數(shù)情況下推薦對結直腸癌行分子標志物指導下的治療。譬如，對高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability-high，MSI-H)或高突變負荷(tumor mutational burden，TMB)的II期結直腸癌輔助化療不推薦5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-Fu)[1]。圍手術期化放療或輔助化療主要由腫瘤分期和部位來決定。如何提高輔助化療的獲益風險比一直是臨床關注的重點[2]。此外，許多靶向藥物已被批準用于晚期結直腸癌一線及以上的治療，如貝伐珠單抗、雷莫蘆單抗、西妥昔單抗、帕尼單抗及瑞格菲尼等。盡管這些藥物明顯提高了晚期結直腸癌的療效，但總體預后仍欠佳(生存期僅約3年)[3]。

近年來，基于腫瘤生物學特征的分子分層治療，一定程度改善了晚期結直腸癌患者的預后。例如，抗PD-1和抗CTLA-4單抗治療伴有MSI或高TMB的轉移性疾病，以及威羅菲尼治療伴有BRAFV600E的結直腸癌[4,5]。Dienstmann等[6]指出，結直腸癌的精準治療將從單基因單藥物轉變到多基因多藥物以及多分子多藥物，即從克隆角度轉變到克隆-基質-免疫角度，這代表未來結直腸癌的治療方向。因此，本文就分子標志物指導下的結直腸癌治療現(xiàn)狀及進展做一綜述。

1 結直腸癌發(fā)病機制

結直腸癌的發(fā)生與多種機制相關，闡明該病的發(fā)生機制有助于提高患者的療效及預后。不典型增生腺瘤是結直腸癌最常見的癌前病變，10年以上的病程便轉變?yōu)榻Y直腸癌[7]。APC基因突變是結直腸癌多步驟發(fā)生過程中的早期事件，見于70%以上的結直腸腺瘤。KRAS癌基因的激活和TP53抑癌基因的失活，以及伴隨的染色體不穩(wěn)定(如數(shù)目和結構的改變)進一步促進腺瘤惡變[8]。然而，散發(fā)性結直腸癌的發(fā)生機制及臨床特征較為特殊，它好發(fā)于近端結腸，常伴有CpG島甲基化和BRAF基因活化；由于病灶扁平、隱蔽的特征，結腸鏡檢查常難以發(fā)現(xiàn)[9]。遺傳性結直腸癌占所有結直腸癌的3%～5%[10]，在胚胎細胞中單個等位基因存在重要的抑癌基因、DNA修復基因失活，以及隨后的體細胞突變作為第二次打擊，促使另一野生型等位基因功能失調，最終導致腫瘤的發(fā)生。遺傳性非息肉病性結腸癌(Lynch綜合征)和家族性結腸腺瘤性息肉病是由常染色體顯性遺傳失調及隨后的結直腸癌典型基因突變所致[11]。Lynch綜合征相關的腫瘤常伴有錯配修復缺陷(defective mismatch repair，dMMR)及MSI-H，然而家族性結腸腺瘤性息肉病相關的腫瘤顯示了由經(jīng)典的腺瘤轉變至惡性腫瘤的特征[12]。

2 基于MSI與TMB狀態(tài)的精準治療

2.1 MSI

MSI由錯配修復基因功能缺陷所致。15%的結直腸癌患者伴有MSI，多見于早、中期疾病[13]。散發(fā)性病例中，大約2/3的MSI-H由MLH1基因表觀遺傳失活所致，其他的與Lynch綜合征有關，表現(xiàn)為錯配修復基因(MLH1, MSH2, MSH6, PMS2)的胚系突變[14]。MSI-H結直腸癌有獨特的臨床病理特征，如病灶位于近端大腸、分期早(多為II期)、分化差及黏液組織學類型與BRAF突變有關[15]。對早期結直腸癌而言，MSI-H提示預后好；然而，在轉移性結直腸癌中，MSI-H可能與預后不良相關。臨床前和臨床證據(jù)表明，MSI結腸癌對5-Fu潛在耐藥[16]。因此，NCCN指南對于II期伴有MSI-H和/或dMMR不推薦含5-Fu的輔助化療[17]。由于III期結直腸癌復發(fā)風險較高，當前指南仍推薦含5-Fu的標準輔助化療方案，而不考慮MSI狀態(tài)[18]。

MSI-H結直腸癌突變負荷高，產(chǎn)生大量新抗原，進而誘發(fā)抗腫瘤免疫反應。機體通過上調免疫抑制信號(如PD-1或PD-L1)抵抗此種反應，避免腫瘤被清除。因此，免疫單抗治療MSI-H結直腸癌潛在有效。在KEYNOTE-012、016、028、164和158研究中，共入選了包括結直腸癌在內的15種不同類型的MSI-H/dMMR腫瘤(n=149)，化療進展之后接受pembrolizumab治療，有效率達39.6%(95% CI：31.7～47.9)，療效維持1.6～27月，并且78%的有效患者持續(xù)時間超過6月[19]。因此，美國FDA批準pembrolizumab用于伴dMMR/MSI-H的不可切除或轉移性實體瘤的二線及以上治療，而不考慮腫瘤病理類型[20]。CheckMate-142研究對74例伴有dMMR/MSI-H的轉移性結直腸癌患者一線標準化療進展后nivolumab的療效進行評估，發(fā)現(xiàn)有效率達31.1%，69%的患者疾病控制超過12周，1年無進展生存(progression free survival，PFS)率和總生存(overall survival，OS)率分別為50%和73%[21]。基于這項研究的結果，F(xiàn)DA批準nivolumab用于伴有dMMR/MSI-H轉移性結直腸癌患者的二線及以上治療[21]。

Mlecnik等[22]發(fā)現(xiàn)MSI和微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stability，MSS)腫瘤的免疫基因表達存在顯著差別。MSI腫瘤框移突變增加，免疫編輯功能增強，Th1和效應記憶T細胞、原位增殖T細胞和抑制性PD-1/PD-L1陽性細胞密度增加，免疫評分高。多因素分析表明，免疫評分比MSI更能準確預測患者疾病復發(fā)及生存[22]。此結果在一項大型的結腸癌隊列研究(n=2 681)中得到驗證，該研究認為免疫評分預測結腸癌復發(fā)風險可靠，建議將免疫評分作為腫瘤TNM-免疫分期的一個新標準[23]。如何進一步篩選免疫單抗獲益的結直腸癌亞群患者，值得深入研究。

2.2 TMB

16%的結直腸癌伴有高TMB(定義為每百萬堿基大于12個非同義突變)[24]。高TMB在近端大腸癌中更常見，77%伴有MSI-H[18]。MSS的高TMB通常伴有錯配修復基因體細胞突變或DNA聚合酶ε基因異常。高TMB與非高TMB結直腸癌的遺傳特征不同。APC、TP53、KRAS、PIK3CA、FBXW7、SMAD4、TCF7L2和NRAS是非高TMB結直腸癌最常見的8個突變基因，而ACVR2A、APC、TGFBR2、MSH3、MSH6、SLC9A9和TCF7L2是高TMB結直腸癌最常見的突變基因[24]。盡管高TMB突變率高，但TP53和APC基因在非高TMB腫瘤中更常見。

Lee等[25]研究顯示，高TMB疾病有良好預后的傾向，但是，由于患者基線特征不一致，以及病例數(shù)有限，此結論仍有待進一步驗證。鑒于高TMB能產(chǎn)生較多的新抗原，后者被機體免疫系統(tǒng)識別后激活特異性T細胞反應，從而殺傷腫瘤細胞，因此，TMB是預測免疫治療效果的一個潛在分子標志物[26]。Lee等[25]分析了516例結直腸癌患者的預后，其中55例(10.7%)患者經(jīng)檢測為高TMB，結果顯示高TMB和低TMB患者的5年無復發(fā)生存率分別為96.3% 和 79.8%(P=0.005)。Yarchoan等[27]在包括結直腸癌在內的27種腫瘤中分析了TMB與免疫單抗療效的相關性，表明兩者有一定的相關性(P<0.001)。絕大多數(shù)(>90%)的轉移性結直腸癌表現(xiàn)為MSS或錯配修復功能正常(proficient MMR, pMMR)，預期不能從免疫治療中獲益，但有個例報道免疫單抗治療MSS結直腸癌療效較好。例如，Gong等[28]報道了1例伴有高TMB的難治性MSS轉移性結直腸癌患者接受pembrolizumab(200mg，1次/3周)治療后，病情評價為部分緩解(partial response，PR)，持續(xù)時間達9月以上。

3 基于常見體細胞突變的精準治療

3.1 RAS

絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)通路由RAS-RAF-MEK-ERK信號級聯(lián)組成，半數(shù)以上的結腸癌存在該通路點突變，其中40%的突變見于KRAS突變[8]。MAPK是表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)的下游通路。MAPK通路的活化導致TGFα基因轉錄，后者是EGFR的配體，從而經(jīng)自分泌信號環(huán)導致抗EGFR藥物耐藥?；贙RAS、NRAS的基因突變狀態(tài)來選擇西妥昔單抗和帕尼單抗是當前的標準治療[1]。然而，高達60%的KRAS/NRAS野生型結直腸癌患者對抗EGFR治療無效[29]。此外，病變原發(fā)部位亦影響藥物療效，如右半結腸癌不能從EGFR抑制劑中獲益[30]。研究發(fā)現(xiàn)，同單一KRAS突變相比，基于MAPK信號通路的野生型和活化型基因分類能更準確預測療效[31]。表明全面的分子檢測有可能提高靶向治療的有效率。靶向治療的繼發(fā)性耐藥機制亦與MAPK通路基因突變有關，包括治療相關的RAS基因突變。

長期以來，臨床缺少有效靶向RAS的藥物。有研究發(fā)現(xiàn)KRAS G12C抑制劑可以使突變的蛋白失活[32]，但在結直腸癌中，KRAS G12C僅占所有KRAS突變的10%，并且KRAS G12C抑制劑的臨床療效尚需等待最終的結果。Sveen等[18]液體活檢證實，抗EGFR治療促使MAPK信號通路基因突變，并導致耐藥亞克隆的生長。當停止治療后，耐藥亞克隆水平下降，使得再次給予抗EGFR抗體可能有效。因此，在靶向治療期間，動態(tài)分子檢測有助于發(fā)現(xiàn)耐藥機制以及為治療方案提供參考[18]。

3.2 BRAF

BRAFV600E突變見于8%～10%的結直腸癌[33]。由于RAS、BRAF基因突變相互排斥，僅在極罕見情況下兩者突變共存。BRAF突變與散發(fā)性MSI結直腸癌密切相關，后者常表現(xiàn)為侵襲性的生物學特點，對EGFR抑制劑耐藥，預后差。另外，單用靶向BRAF的酪氨酸激酶抑制劑療效欠佳。基礎研究表明，治療失敗的原因可能與經(jīng)MEK信號導致上游基因異常及PTEN-PI3K-AKT通路激活有關[34]。有研究已證實，刺激BRAF突變細胞的EGFR，使得細胞無限增殖，可導致威羅菲尼耐藥[29]。聯(lián)合BRAF和EGFR抑制劑可使部分患者腫瘤縮小，指南已批準BRAF抑制劑和EGFR抑制劑聯(lián)合化療(威羅菲尼、西妥昔單抗及伊立替康)用于BRAFV600E突變的難治性、轉移性結直腸癌的治療[35]。這項隨機化的II期研究揭示了三藥聯(lián)合組PFS的優(yōu)勢，且有效率達16%，而未接受威羅菲尼治療的對照組有效率僅4%[35]。目前許多其他的聯(lián)合治療方案正在繼續(xù)探索中，如BRAF、EGFR 和 PI3K三種抑制劑的聯(lián)合方案。一項小樣本的研究發(fā)現(xiàn)，BRAF密碼子594或596突變結直腸癌與密碼子600突變有不同的臨床病理特征，并且預后良好，潛在的原因可能與這些突變導致失活突變有關[36]。另一項大型研究亦得到類似的結果[37]。采用二代測序技術檢測9 643例轉移性結直腸癌標本基因突變狀態(tài)，其中208例(2.2%)患者伴有非V600E的BRAF突變，其臨床特點不同于BRAFV600E突變結直腸癌，男性、低級別病理學類型、原發(fā)灶位于左半結腸更多見，中位生存時間在非V600E的BRAF突變、V600E的BRAF突變及BRAF野生型中分別為60.7月、11.4月和43月(P<0.001)[37]。提示對于罕見的BRAF突變可以采用強度更低的治療方案。

3.3 HER-2突變

在一項212例結直腸癌患者的隊列研究中，7%的結直腸癌伴有HER-2基因擴增或體細胞突變，包括激酶區(qū)域的突變(如V842I、V777L及 L755S)和胞外區(qū)域突變S310F[24]。另一項薈萃分析納入3 256例患者，結果表明，在KRAS/BRAF野生型的晚期結直腸癌患者中，HER-2基因擴增率達5.2%，并且分期越早，擴增率越低[38]。HER-2功能異常在結直腸癌患者中的預測價值有待進一步研究。體內外研究顯示[39]，HER-2信號激活是西妥昔單抗耐藥的機制之一。一項回顧性研究表明，西妥昔單抗耐藥的RAS/BRAF/PIK3CA野生型患者存在HER-2擴增的現(xiàn)象[40]。

HERACLES-A II期研究[41]評估了K-RAS野生型、HER-2陽性的轉移性結直腸癌患者標準治療耐藥后曲妥珠單抗和拉帕替尼聯(lián)合方案的療效，應用IHC和FISH分析914例患者標本的HER-2狀態(tài)，其中48例(5%)診斷為HER-2陽性；在27例入選的患者中，8例(30%)病情緩解，包括1例完全緩解(complete response，CR)和7例PR，中位PFS和OS分別為5.3月和11.5月，1年生存率為45%。MyPathway籃子試驗[42]評估了曲妥珠單抗和帕妥珠單抗聯(lián)合治療HER-2陽性的難治性轉移性結直腸癌的療效，結果顯示有效率為38%，中位緩解持續(xù)時間為11月，HER-2雙重阻斷耐受良好，未觀察到4～5級毒性。因此，有必要在晚期結直腸癌中常規(guī)檢測HER-2。在乳腺癌及胃癌中，采用IHC或FISH檢測HER-2有相應的標準，但這些標準不一定適用于結直腸癌。在無共識的情況下，建議采納HERACLES研究中的標準。由于在結直腸癌中無較高循證醫(yī)學的臨床研究支持HER-2雙重阻斷治療，已有的臨床數(shù)據(jù)是否能改變治療決策尚不清楚。

3.4 基因融合(ALK、NTRK、RET、ROS1)

在晚期結直腸癌中，基因融合發(fā)生率小于2%，主要包括RET、NTRK、ALK或ROS1融合等[43]。一項研究納入27例伴有ALK、NTRK、ROS1重排的轉移性結直腸癌患者，結果提示重排最常見于右半結腸，且伴有MSI-H、RAS野生型[44]。另一項研究也表明，基因融合常與預后不良及EGFR抑制劑原發(fā)耐藥有關[45]。

由于伴基因融合的結直腸癌常表現(xiàn)為MSI-H，因而對免疫檢查點抑制劑也有潛在療效。1例伴有EML4-ALK重排和MSI-H結直腸癌患者接受nivolumab單抗單藥治療，疾病取得較長時間的緩解[44]。靶向融合基因的酪氨酸激酶抑制劑已顯示初步療效。在一項籃子試驗中，4例伴有NTRK融合的結腸癌患者接受拉羅替尼治療，3例出現(xiàn)腫瘤退縮[46]。另外，在2例伴有ALK或NTRK1重排的難治性結直腸癌中，ALK/ROS1/泛TRK抑制劑恩曲替尼療效較好[47]。在1例ALK重排的結直腸癌患者中，色瑞替尼取得了良好的療效[48]。因此，對于伴有基因融合的結直腸癌，可選用相應的靶向藥物。

4 結直腸癌的分子分型

基因表達與細胞表型及腫瘤生物學行為密切相關，已被廣泛用于鑒定生物學相同的亞型?；诹棯毩⒌囊曰蜣D錄組學為基礎的亞型系統(tǒng)，國際專家組將結直腸癌分為4個亞型(consensus molecular subtype，CMS)[6]。CMS1亞型在MSI結直腸癌中多見，常伴高突變、高甲基化、免疫細胞浸潤(CD8+CTL、CD4+Th和自然殺傷細胞)、免疫激活、JAK-STAT激活及BRAFV600E高突變，提示免疫治療可能有效。CMS2-4常伴有染色體不穩(wěn)定。經(jīng)典型CMS2以MSS、WNT/MYC通路活化、TP53突變、EGFR擴增及過表達為特征，當發(fā)生KRAS突變以及其他的基因組改變、代謝失調，便發(fā)展成CMS3(代謝適應型)。CMS4(間質型)腫瘤表現(xiàn)為由富于基質的微環(huán)境引起TGFβ激活，并作為上皮向間質轉化的主要啟動因素，激活補體，導致免疫抑制[6,29]。CMS4亞型已被認為與結直腸癌對5-Fu、奧沙利鉑及抗EGFR治療耐藥相關[49]。文獻報道在人源化CMS4結直腸癌模型中，HSP90抑制劑聯(lián)合5-Fu有協(xié)同作用[50]?；诙嗷蚣岸喾肿痈淖兊慕Y直腸癌分子分型，為應用靶向多個基因及多個分子的聯(lián)合藥物治療提供了理論基礎，值得進一步研究。

總之，基于分子標志物特征指導下的結直腸癌精準治療將在臨床中發(fā)揮越來越重要的作用。圖1總結了在結直腸癌中當前已獲批或潛在的精準治療。隨著對結直腸癌發(fā)生、發(fā)展機制及各種靶向藥物的原發(fā)與繼發(fā)耐藥機制的深入研究，精準治療將進一步廣泛實施，并將較大幅度提高患者的預后。