胃腸道腫瘤精準治療一體化研究體系的建設*

蔣枋利 章程 高靜 沈琳

以胃癌、食管癌和結直腸癌為代表的胃腸道腫瘤在中國的總發病率和死亡率居惡性腫瘤之首，嚴重危害人民健康[1]。中國約70% 胃腸道腫瘤患者確診時分期較晚，無手術根治機會[2]，整體預后較差。中國胃癌患者占全球47%，5年生存率約35%；食管癌患者占全球50%以上，5年生存率僅約30%；約35%～55%的中國結直腸癌患者伴有肝轉移，5年生存率約57%[3-5]。藥物綜合治療是提高晚期患者生存率的關鍵，但以放、化療為主導的傳統治療方法不良反應明顯，患者獲益較為有限。

隨著精準治療時代到來，乳腺癌、肺癌、黑色素瘤等多種腫瘤的靶向、免疫治療均取得飛速發展，但胃腸道腫瘤分子靶點較少，精準治療進展緩慢。結直腸癌為中西方國家高發腫瘤，研究進展較少；胃癌以亞洲國家高發為主，不同于日本、韓國等國家的患者偏早期，中國以預后較差的晚期胃癌為主，精準治療亟待改善；食管癌在西方國家以腺癌為主，而中國以鱗癌為主，兩者具有顯著性差異。目前，盡管免疫治療有所發展，但靶向治療依然處于空白。

胃腸道腫瘤精準藥物治療發展緩慢的主要原因：1）患者異質性高，組織成分復雜，對其分子通路變化認識尚淺；2）驅動基因未明確，靶點稀少，現有的靶點和治療模式無法滿足精準治療需求；3）傳統的臨床前研究模型多來源于腫瘤細胞系，特征與患者差異較大，難以模擬患者腫瘤的真實特征[6]；4）基礎研究和臨床需求脫節，臨床前研究結果很難轉化至臨床進行驗證等。基于此，依托北京大學腫瘤醫院平臺，本課題組歷經多年研究，建立了涵蓋“以臨床問題為導向的臨床前研究”以及“臨床前研究結果轉化至臨床進行驗證”的全鏈條雙向轉化研究體系，推動了胃腸道腫瘤精準治療的進步。本文將對該體系進行介紹。

1 胃腸道腫瘤精準治療一體化研究體系的組成

1.1 標本庫及臨床前模型平臺

患者標本是精準研究最寶貴的資源，本課題組建立晚期胃腸道腫瘤患者標本庫，包括手術、穿刺、內鏡組織、外周血、腹胸水、糞便等樣本；涵蓋臨床研究相關的化療、靶向、免疫治療前后的動態標本，臨床信息齊全，部分樣本進行了關鍵表達變異分子特征的鑒定。本課題組基于患者樣本建立了全球規模最大的胃腸道腫瘤人源化小鼠移植瘤（patient-derived tumor xenograft，PDX）模型樣本庫，含胃癌近百例，食管癌近30 例，腸癌近70 例，與患者腫瘤分子病理形態學特征和藥物敏感性高度一致，是臨床前藥物研究較適宜的模型。據此誘導構建多種繼發耐藥模型、原代細胞和免疫雙人源化模型，用以推動新藥研發、耐藥研究和用藥指導。

1.2 精準分子分型與動態監測平臺

建立多組學精準分子分型和動態監測平臺，通過對患者的關鍵基因變異檢測，指導精準靶向用藥；通過循環腫瘤細胞-外泌體-循環腫瘤DNA（ctDNA），多組學液體活檢，實現療效動態監測；通過核素探針標記實現患者在體診斷，支持臨床決策。上述工作均設立了行業標準，被國內多家科研院所采用。

1.3 臨床研究平臺

設立全國首批胃腸道腫瘤Ⅰ期臨床研究中心，積極探索國內外抗腫瘤新藥新方案。近年來，牽頭開展各種Ⅰ期臨床研究近40 項，涵蓋PD-1、PD-L1、CLDN18.2、HER2、EGFR、VEGFR、FGFR/TGF-β 等目前最受關注的靶點，直接促進多種新藥進入后續Ⅱ/Ⅲ期研究；牽頭或主要參與了國內外眾多大型多中心臨床研究，涵蓋化療、靶向、免疫、聯合等，研究結果直接推動多個藥物方案獲批適應證或臨床廣為應用，成為國內外診療規范和行業標準的制定依據，引領胃腸道腫瘤進入精準治療時代。

2 依托該體系開展的轉化研究

2.1 靶向EGFR 藥物的精準治療探索

靶向EGFR 開啟了結直腸癌治療新紀元，但胃、食管癌中靶向EGFR 藥物均失敗，未進行獲益人群的精準篩選是關鍵。本課題組在胃癌PDX 模型中發現EGFR 單克隆抗體BK011 和西妥昔單抗的療效依賴于EGFR 擴增[7]；同樣，EGFR 抑制劑阿法替尼在胃癌及食管鱗癌PDX 中的療效依賴于EGFR 免疫組織化學3+或擴增[8-9]。基于臨床前結果，本課題組開展Ⅱ期臨床研究（NCT03940976）評估阿法替尼二線治療EGFR 3+/擴增食管鱗癌的有效性，目前客觀緩解率為77.8%、無進展生存期為7 個月，應用前景良好，最終的大樣本研究結果值得期待。此外，靶向EGFR 的尼妥珠單抗聯合化療治療食管鱗癌的多中心隨機對照研究也在開展中。

2.2 靶向HER2 藥物在胃癌中的精準治療探索

ToGA 研究開啟了胃癌靶向治療的新紀元[10]，但其他靶向HER2 藥物，如帕妥珠單抗、拉帕替尼、TDM1 均在胃癌中研究失敗，亟需尋找曲妥珠單抗一線靶向耐藥后的替代方案。靶向HER3 聯合曲妥珠被證實具有較好的協同抑瘤作用[11]；通過構建并鑒定曲妥珠單抗繼發耐藥PDX 模型發現耐藥后轉錄及蛋白水平發生廣泛改變，靶向HER3 或細胞周期抑制劑聯合曲妥珠單抗為潛在逆轉耐藥策略。此外，中國自主研發的Pan-HER 小分子抑制劑pyrotinib 已獲批治療HER2 陽性乳腺癌[12]，但在HER2 陽性胃癌中單藥有效率僅為13.3%，原因可能為Cyclin D1-CDK4/6通路活化，聯合pyrotinib 和CDK4/6 抑制劑能夠協同抑瘤[13]。根據此臨床前研究結果開展Ⅰ期臨床研究（NCT03480256），探索pyrotinib 聯合CDK4/6 抑制劑在HER2 陽性晚期胃癌中的療效，初步獲得較好的結果，研究持續開展中，已申請獲得國家專利。另一個中國自主研發的靶向HER2 藥物RC48-ADC 在胃癌HER2 IHC 2+與HER2 IHC 3+PDX 模型中的抑瘤性和獲益類似，由此推動進行中的Ⅰ期研究增加擴展組并開展一項Ⅱ期臨床研究（NCT02881190），將獲益人群擴展到HER2 2+或HER2 3+患者，客觀緩解率為23.6%、中位無進展生存期、總生存期分別為4.1 個月和7.5 個月。目前，國家食品藥品監督管理局藥品審評中心（CDE）已經優先受理RC48-ADC 的胃癌適應證申請，即將獲批適應證，有望為胃癌患者增加新的治療機會。

2.3 靶向其他分子或pan-HER 家族下游通路藥物的精準治療探索

本課題組還對MET、Claudin 18.2、Pan-HER 家族下游靶分子c-Myc、RAS、RAF 等開展了探索。臨床前研究結果顯示，MET/pMET 高表達PDX 模型中靶向MET 藥物volitinib 的抑瘤性較高[7]，臨床研究也初步證實MET 擴增患者易從volitinib 治療中獲益。Claudin 18.2 是近幾年最有前景的胃癌靶點，在Claudin 18.2 陽性胃癌PDX 模型中顯示出較好的抑瘤性，據此正在開展靶向藥物臨床研究及相關CAR-T 治療研究，結果值得期待。c-Myc 擴增是食管鱗癌發生的重要原因之一，而PDX 模型提示c-Myc 抑制劑JQ1對c-Myc 擴增/高表達食管鱗癌抑瘤作用顯著[14]。

2.4 免疫相關精準治療探索

胃腸道腫瘤免疫治療單藥有效率低，缺乏特異的療效標志物。有研究報道腫瘤整體拷貝數較低患者更能從免疫治療中獲益，一系列代表性基因的轉錄組水平改變也能夠預測免疫治療療效[15-16]；基于上述臨床前探索，科研工作者們正在開展相應臨床驗證，利用腸道菌群移植開展逆轉抗PD-1 耐藥的臨床研究，并建立RNA-IO Panel 開展食管癌免疫新輔助治療研究。此外課題組證實小劑量表觀遺傳藥物可通過靶向骨髓來源抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）精準調控腫瘤轉移前微環境[17]，由此在胃腸道腫瘤抗PD-1 治療進展患者中開展小規模臨床試驗，探索抗PD-L1 聯合表觀遺傳抑制劑地西他濱的療效和安全性。

2.5 基于組學及液體活檢手段的精準檢測與動態監測

通過質譜蛋白組學分析對彌漫型胃癌進行分子分型和通路靶點預測，此為國際上首次針對胃癌進行的大樣本蛋白組學研究[18]；發現循環腫瘤細胞的數量和表型特征能夠動態監測曲妥珠單抗的耐藥發生和不利預后[19-20]；研究發現胃癌外周血ctDNA ERBB2 拷貝數與組織HER2 陽性高度一致，其動態變化能反映HER2 靶向治療療效[21]，而血漿ctDNA 染色體不穩定性改變能夠反映精準治療應答[22]；腫瘤腹水外泌體miRNA 可在體內外水平促進遷移侵襲，介導腹膜轉移發生[23]。

3 依托該研究體系進行的多中心臨床研究

依托該平臺，本課題組牽頭或主要參與了眾多國內外大樣本多中心臨床研究，直接推動了多個藥物或方案獲批臨床適應證或臨床廣為應用。單純化療藥物方面，國內首次證實紫杉醇聯合卡培他濱序貫卡培他濱維持治療用于晚期胃癌一線治療的可行性，推動該方案廣泛應用于臨床[24]；牽頭開展的多西他賽聯合順鉑和氟尿嘧啶以及替吉奧聯合順鉑治療胃癌的全國多中心臨床研究直接推動多西他賽及替吉奧獲批治療胃癌適應證[25]；針對胃癌圍手術期治療，牽頭開展了全球樣本量較大的前瞻性隨機對照RESOLVE 研究，結果證實胃癌圍手術期SOX 方案可顯著提高患者3年無病生存率，有望改寫胃癌圍手術期治療實踐。靶向、免疫藥物方面，本課題組作為中國區PI 參與的全球ToGA 研究以及牽頭開展的曲妥珠單抗聯合XELOX治療中國HER2 陽性晚期胃癌的多中心研究直接推動曲妥珠單抗獲批胃癌首個靶向藥物[10，26]。作為中國區PI 參與的全球多中心臨床研究KEYNOTE-181 直接推動帕博利珠單抗成為全球首個獲批食管癌的免疫藥物，突破了食管癌治療手段有限的困境[27]。牽頭開展的替雷利珠單抗在微衛星高度不穩定（microsatellite instability-high，MSI-H）實體腫瘤中的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究療效、耐受性和安全性較好，已提交適應證申請，等待獲批臨床使用[28]；牽頭開展的全球首個皮下注射的PD-L1 單域抗體KN035 結果良好，有望獲批MSI-H 實體瘤適應證。在復發或轉移性神經內分泌腫瘤中發現特瑞普利單抗具有較好的效果，PD-L1、TMB、MSI-H 為獲益標志物[29]。

4 該體系建設推動的學科建設與人才培養

在該體系的支持下，項目組成員在中國抗癌協會、中國臨床腫瘤學會、中國胃腸腫瘤臨床研究協作組等學會擔任主委、主席、理事長等職務，創建中國腫瘤Ⅰ期臨床試驗聯盟，設立20 余項研究基金；組織會議/培訓100 余次，為國內外同道提供展示、交流和合作的平臺。牽頭撰寫中國腫瘤學Ⅰ期臨床試驗年度報告[30]，總結國內外結直腸癌臨床試驗標志物探索情況[31]，介紹中國精準免疫治療發展現狀等，應邀撰寫了20余部國際國內胃腸道腫瘤診療規范，包括亞洲胃癌治療指南、亞洲GIST 診療指南、全球首部腸癌肺轉移共識、衛計委胃癌診療規范、中國結直腸癌診療規范、中國臨床腫瘤學會胃腸道腫瘤各年度診療指南等。牽頭搭建了全國首個由國家衛計委指定的胃腸腫瘤多學科綜合治療（MDT）示范中心，在全國各省市普及MDT 理念，培養來自全國300 多家醫院的進修醫生1 000 余名，患者從MDT 治療中獲益明顯。本課題組成員獲得多項榮譽，培養大量科研人才，帶動了國內胃腸道腫瘤精準治療的大步向前。

5 胃腸道腫瘤精準治療研究體系的未來發展方向

本研究體系已經取得部分研究成果，但仍有諸多問題尚需完善優化：1）不斷健全并完善患者數據庫和樣本庫，優化管理模式，為轉化研究的可持續發展提供保障；2）優化基礎研究與臨床研究的銜接流程，為開展連續性的轉化研究提供便利條件；3）持續推動耐藥機制挖掘，提前探索新藥的克服耐藥策略；4）由于免疫微環境的重塑困難，腫瘤免疫治療臨床前模型發展緩慢，未來將致力于免疫模型鼠及腫瘤類器官等模型的優化與建立；5）積極推動大數據人工智能、影像組學、病例組學、納米材料等相關跨學科的多方面、寬層次的綜合合作與支持；6）注重轉化研究型及臨床研究型人才培養。

6 結語

胃腸道腫瘤嚴重威脅人民的生命健康，精準醫療為突破傳統放化療的瓶頸帶來曙光。本課題組構建的精準治療轉化研究平臺促進了新靶點藥物的研發及重要靶點耐藥機制的探索，使更多的晚期胃腸道腫瘤患者獲益。同時，促進了臨床問題的轉歸，實現了從臨床中來到臨床中去的雙向轉化研究模式。