國外研究新進展（一）

楊柳

國外研究新進展（一）

楊柳

簡介：楊柳，女。醫學博士、博士后，浙江省人民醫院科研部副主任，浙江省人醫院腫瘤內科副主任醫師，副研究員，中國醫藥教育協會腹部腫瘤專業委員會常委，中國遺傳協會國際交流委員會委員，中國抗癌協會胰腺癌專業委員會青年委員會委員，浙江省抗癌協會腫瘤靶向與細胞治療專業委員會委員，國際腫瘤基因組協作組（ICGC）成員，中國腫瘤基因組協作組（CCGC）成員。從事消化道腫瘤的內科綜合治療，消化道腫瘤基礎及轉化研究。主持國家級課題3項、省部級課題2項、廳級課題1項，發表SCI收錄論文十余篇，研究成果獲浙江省科學技術進步獎二等獎一項、浙江省醫藥衛生科技獎一等獎一項。

1 癌癥發生風險的多器官標志

癌癥在全身器官的發病率不同，但是細胞內在因素決定不同器官患癌癥風險是未知的，例如干細胞功能。該研究使用條件追蹤譜系、癌基因和抑癌等位基因的Cre重組來確定小鼠器官中干細胞和非干細胞群，并測試其癌變的易感性。研究發現腫瘤的發病率是由突變細胞的終生增殖能力來確定的。不論腫瘤的發展階段，這種關系在多個基因型中真實存在，有力支持了干細胞決定各器官癌癥風險的假說。基于肝臟的研究模型，進一步說明損傷可誘導干細胞功能激活，顯著增加癌癥風險。因此，干細胞突變與干細胞群增殖能力增強的外在因素相結合，創造了一個“完美風暴”，最終決定各器官癌癥的風險。[Multi-organ Mapping of Cancer Risk.Cell. 2016,166(5):1132-1146.]

2 原發灶不明癌癥的表觀遺傳學分析：一個多中心的回顧性分析

十大癌癥中原發灶未知的癌癥預后極差，因而明確原發灶來制定相應的治療方案可以提高患者的生存率。該研究通過DNA甲基化譜分析來解析隱匿性腫瘤的原發灶。研究通過2790個起源已知的腫瘤樣本（代表了38類腫瘤），包括85個轉移病例，建立了基于微陣列DNA甲基化標簽（microarray DNA methylation signatures）的癌癥分類方法，稱之為EPICUP。為了驗證該分類方法，研究又入組了7691個腫瘤樣本（包含534個轉移病例），利用自行開發的診斷方法預測216個起源未知但特征明顯的腫瘤類型，并通過尸體解剖、光鏡、免疫組化等綜合分析后對原發部位進行數月的臨床追蹤檢測，從而對EPICUP方法預測腫瘤類型的準確度進行驗證。結果發現，在包含7691個腫瘤樣本的試驗組中，基于DNA甲基化的腫瘤分類方法的特異性、敏感性、陽性和陰性預測值分別為99.6%（95%CI：99.5～99.7）、97.7% （95%CI：96.1～99.2）、88.6%（95%CI：85.8～91.3）和99.9% （95%CI：99.9～100.0）。對于216個起源未知的腫瘤，DNA甲基化分析能夠預測出87%的起源。與接受經驗性治療方法的患者相比，EPICUP診斷后接受特異性治療的患者總生存率有改善。發展基于DNA甲基化的診斷方法可顯著提高原發灶未知腫瘤的診斷率，并能更精確地指導治療。表觀遺傳學分析可揭露未知原發灶患者的原發性腫瘤部位，對癌癥患者的臨床管理有進一步改善。[Epigenetic profiling to classify cancer of unknown primary:a multicentre,retrospective analysis.Lancet Oncol.2016 Aug 26.pii:S1470-2045(16)30297-2.]

3 70基因檢測有助于早期乳腺癌治療方案的制定

70基因檢測可提高早期乳腺癌患者的臨床預后評估。該研究在臨床病理標準中增加了70基因檢測作為輔助化療選擇的依據。此次隨機Ⅲ期臨床研究納入了6693名早期乳腺癌患者，通過70基因檢測明確其基因風險。臨床和基因組均低風險組的患者未接受化療，而臨床或基因組高風險的患者接受化療，即只要存在基因組或臨床中的一個高風險，就接受化療。總共1 550例（23.2%）臨床高風險和基因組低風險的患者，在無遠處轉移組中未接受化療的患者5年生存率為94.7%（95%置信區間，92.5～96.2），低于接受化療患者生存率1.5個百分點。而在無遠處轉移組中雌激素受體陽性組、人類表皮生長因子受體2（HER2）陰性組、淋巴結陰性或陽性組的生存率相似。意味著，基于70基因檢測，臨床高風險和基因組低風險的早期乳腺癌患者的5年生存率，未化療組比化療組低1.5個百分點。基于以上發現，約46%的臨床高風險乳腺癌患者可能不需要化療。[70-Gene Signature as an Aid to Treatment Decisions in Early-Stage Breast Cancer.N Engl J Med.2016,375(8):717-729.]

4 芳香化酶抑制劑對雌激素受體陽性乳腺癌的克隆重塑

對雌激素抑制療法的抵抗常見于雌激素受體陽性（ER+）乳腺癌。為了更好地了解腫瘤的異質性及其進展對雌激素抑制療法的抵抗作用，該研究對接受芳香化酶抑制劑（NAI）新輔助治療前后4個月的22位原發性腫瘤樣本的基因組表征進行了檢測。比較兩個時間點的腫瘤/正常配對樣本的基因組和轉錄組測序，結果顯示了顯著的時間、空間異質性，NAI治療前后克隆譜發生明顯改變。新的突變在治療后發生富集，包括兩個在ESR1配體結合域的突變。ER+乳腺癌基因組中觀察到的克隆復雜性提示，基于單個樣本的基因組分析所決定的精準用藥方案可能不足以捕獲所有的臨床信息。[Aromatase inhibition remodels the clonal architecture of estrogen-receptor-positive breastCancers.Nat Commun.2016,7: 12498.]

5 早期非小細胞肺癌中ctDNA的靶向測序

研究發現外周血中分離到的循環腫瘤DNA（ctDNA）可以通過檢測基因組變異而成為一種腫瘤檢測的替代指標，但絕大多數的研究都集中在晚期腫瘤，而在早期腫瘤中的應用鮮有報道。本研究中，從58例早期非小細胞肺癌（NSCLC）患者（IA、IB及IIA期）收集血液和腫瘤樣本，并對配對的腫瘤（tDNA）和血漿（ctDNA）進行靶向測序來檢測驅動基因的體細胞突變；確定了tDNA/ ctDNA中驅動基因EGFR、KRAS、PIK3CA和TP53的突變頻率，以及一些低頻突變的基因。所有研究的一致性為50.4%，敏感性和特異性分別為53.8%和47.3%。ctDNA的濃度與腫瘤的臨床特征包括腫瘤分期和臨床亞型有顯著的相關性。該研究提出了通過靶向測序識別早期肺癌患者血漿ctDNA的突變來指導臨床診治的潛在可行性。[Circulating Tumor DNA Detection in Early-Stage Non-Small Cell Lung Cancer Patients by Targeted Sequencing.Sci Rep.2016,6:31985.]

6 基因工程T細胞：腫瘤免疫治療的希望與挑戰

免疫系統逐漸形成分辨“自己”和“非己”的能力來保護身體的健康。自身失調導致的癌細胞的生長對免疫應答來說是特殊的挑戰。這項挑戰來自于在腫瘤微環境中發展的免疫逃逸和免疫抑制。使用現代遺傳學工具可以使過繼轉移的工程化T細胞產生更強的抗腫瘤免疫功能。基因工程T細胞，即所謂“活的藥物”，代表抗腫瘤治療的新方法。近期臨床試驗中，表達嵌合抗原受體（CAR）或工程化T細胞受體（TCR）的基因工程T細胞在治療復發性或難治性血液惡性腫瘤中產生了驚人的效果。該綜述對近期進展迅速的基因工程T細胞治療方法進行了總結，并強調了下一代T細胞治療發展的重要性。[Engineered T cells:the promise and challenges of cancer immunotherapy.Nat Rev Cancer.2016,16(9):566-581.]

7 單細胞RNA-seq發現PD-1hiILC祖細胞及其發育途徑

先天淋巴細胞（ILCs）在細胞毒性和細胞因子產生方面與T淋巴細胞功能相似，但缺乏抗原特異性受體，是免疫反應和組織體內平衡中重要的調節因子。ILC是由常見的淋巴系祖細胞（CLPs）生成的，并定向分化為α淋巴祖細胞（αLP）中的先天淋巴細胞譜系、早期先天性淋巴祖細胞（EILP）、一般輔助型先天淋巴樣祖細胞（CHILP）和先天淋巴樣細胞祖細胞（ILCP）。ILCs由常規的NK（cNK）和輔助樣細胞組成：ILC1、ILC2和ILC3。然而細胞的異質性、生長軌跡和ILC祖細胞的信號依賴性等問題并不清楚。該研究通過對骨髓（BM）祖細胞進行單細胞RNA測序（scRNAseq），來揭示先天淋巴細胞（ILCs）前體細胞亞群，描述不同的ILC發育階段和途徑，并發現程序性死亡1高表達（PD-1hi）標志著一個基本上與ILCP相同的定向ILC祖細胞。這些數據將PD-1hiIL-25Rhi定義為ILC2發育中一個早期檢查點，可通過Bcl11b-缺陷抑制，但是可通過IL-25R過表達而得以恢復。類似于T淋巴細胞，PD-1在激活的ILCs上是上調的。使用PD-1抗體可減少PD-1hiILCs，減少感冒病毒感染模型中的細胞因子水平，并阻斷木瓜蛋白酶誘導的急性肺部炎癥。這些結果為探索免疫療法中的PD-1/ PD-L1提供了新的視角，并使科學家能夠對疾病預防和治療的免疫系統進行有效的操作。[Single-cell RNA-seq identifies a PD-1hiILC progenitor and defines its developmental pathway.Nature.2016,529(7627):102.]

8 連接組蛋白H1.0產生表觀遺傳和功能性腫瘤內異質性

腫瘤包含具有不同增殖潛能的多種功能的細胞亞群。該研究發現連接組蛋白H1.0的動態表觀遺傳狀態可確定腫瘤內的哪些細胞可以維持癌癥的長期生長。許多癌癥在H1.0上表現出瘤間和瘤內的高度異質性，其中H1.0水平與腫瘤分化狀態、患者生存率相關；在單細胞水平，H1.0水平與癌癥干細胞標記物相關。H1.0的沉默引起巨堿基基因結構域的脫抑制，導致下游致癌通路的效應蛋白產生，促進自我更新細胞的維持。自我更新細胞的表觀遺傳學狀態不穩定，H1.0在腫瘤細胞亞群中的再表達建立了限制癌細胞的長期增殖潛能和驅動其分化的轉錄程序。研究結果揭示了維持腫瘤細胞生長的表觀遺傳決定因素。[The linker histone H1.0 generates epigenetic and functional intratumor heterogeneity. Science.2016,353(6307):aaf1644.]

9 個性化癌癥治療的缺陷

腫瘤分子標志物的快速進展，包括癌癥基因組計劃中多種腫瘤的基因組測序完成，使研究者對癌癥潛在的分子通路有了更深的理解。這些基因組變化將腫瘤和正常組織加以區分，允許藥物對幾種類型的腫瘤進行靶向治療，延長患者的生存期并提高患者的生活質量。例如曲妥珠單抗治療人類表皮生長因子受體2（HER2）陽性的乳腺癌，維羅非尼治療表達BRAF突變的黑素瘤。這些藥物已經成為標準的治療方法并且成為癌癥治療的重要組成部分。基因組變化將癌癥患者分為治療受益組和治療不可受益組。雖然對大多數腫瘤已經轉移的患者來說，治療有效的時間非常有限，并且治療期間會產生耐藥性及癌癥進展。該綜述批判性地回顧了腫瘤個體化醫療帶來的問題，以及臨床獲益的局限性。[Limits to Personalized Cancer Medicine.N Engl J Med.2016,375 (13):1289-1294.]

10 過度診斷的解決方法

越來越多的證據表明癌癥篩查的結果不太明確——疾病的過度診斷不會導致癥狀發生或死亡。乳腺癌的過度診斷暗示在多學科基礎上采用不同的設計和方法來進行癌癥診斷，并得到諸如美國癌癥協會和美國預防服務工作團隊等國家組織的認可。其他癌癥的過度診斷現象也已經被人們注意到。甲狀腺癌的過度診斷伴隨超聲的引入；黑色素瘤的過度診斷伴隨皮膚癌的廣泛篩查；肺癌的過度篩查與低劑量計算機斷層掃描有關；前列腺癌的過度診斷在前列腺特異性抗原檢測后出現。

在研究中，Welch等人發現自從乳房篩查造影在美國推廣后，關于描述乳腺癌大小分布變化的過度診斷文獻越來越多。將20世紀70年代后期接受乳腺診斷的患者與21世紀初接受診斷的患者的數據進行比較，大腫瘤的發病率為每10萬女性中下降30例（這表明篩選達到預期的效果），小腫瘤的發生率為每100,000人增加162例。假設潛在的具有臨床意義的乳腺癌患者數目沒有改變，這些數據表明對大量小腫瘤的過度診斷（每10萬女性額外增加的162例的小腫瘤中，僅僅30例被預先診斷為大腫瘤）。Welch等人也提出在引入乳房篩查造影后，大腫瘤的乳腺癌死亡率下降，這個事實反映出提高癌癥治療效果比篩查更為重要。雖然Welch等人在非常清晰的模式下呈現出基于大量女性的有力數據，他們還依靠大量的數據缺失，做出關于潛在的疾病總量不可能被證實的假設，并且承認他們的估計是不準確的。與其專注于統計問題和研究設計，我們應該同意過度診斷確實存在并在向前發展，即使過度診斷病例所占的精確百分比仍然未知。

一些研究者認為過度診斷是棘手的問題。沒有一種方法可以完美的解決這個問題。相反，從人口層面出發的研究和教育到加強患者水平，這種多層次的方法是必須的。這是以減少過度診斷為目標的一種方法，其在于精確篩查乳腺癌風險較高的人群而不是篩查大量人群（其中大多數人處于較低水平的有害疾病的風險）。

衛生保健系統中的獎懲和反饋系統也需要注意。醫療事故訴訟的威脅加上經濟鼓勵與我們幫助患者的目標相沖突。我們治愈疾病時從來不會傷害患者，因此得到信譽。我們收到過患者感謝我們“拯救生命”的積極反饋，但是令人震驚的是來自“漏診”患者的反饋，除此之外，我們根本沒有收到來自過度診斷的癌癥患者的反饋。“所有的癌癥都威脅我們的生命”以及“一發現腫塊就切掉”這些理論也需要修正。

我們需要更好的工具來評估醫療數據，并在臨床判斷的基礎上對結果分類。有研究表明放射科醫師對乳腺X線片的解釋和病理學家對乳腺活檢標本的解釋存在廣泛的診斷變異性。我們正在使用陳舊的疾病分類系統，其未經嚴格的審核并存在疾病分類方面的缺陷。“異常”的診斷范圍需要修改，因為在對患者沒有明顯的好處的情況下，這些分類系統的中間值和下限范圍擴大了。疾病分類系統往往由專家在少數的理想病理的基礎上開發，然后進入臨床實踐后被廣泛地采納——一個系統的誕生過程與科學過程相對立。嚴格的分析方法是發展疾病分類學所必須的，內科醫生則需要更復雜的工具提高診斷的精度和準確性。在病人層面，我們需要從有害的腫瘤進展中得到更好的區分生物自限性腫瘤的方法。[Solving the Problem of Overdiagnosis.N Engl J Med 2016,375(15):1483-1486.]

2016-10-08）

（本文編輯：嚴瑋雯）

310000 杭州，浙江省人民醫院科研部