左、右半結腸癌患者分子生物學與臨床病理特征分析*

韓婷婷,劉 馨,王曉雄,李鴻生,蔡靜靜,李卓穎,郭銀金,楊銳嬌,周永春△

(云南省腫瘤醫院/昆明醫科大學第三附屬醫院:1.分子診斷中心;2.云南省肺癌研究重點實驗室;3.教育部高原區域性高發腫瘤國際合作聯合實驗室;4.云南省腫瘤精準診療工程研究中心,昆明 650118)

結直腸癌是全球最常見的消化道惡性腫瘤之一,是一種多因素疾病,與遺傳、環境和生活方式等危險因素有關。2020年的一項全球范圍的癌癥統計數據顯示,結直腸癌的發病率居第3位,病死率居第2位[1],是醫療衛生系統非常嚴重的負擔。近年來隨著人們生活及飲食習慣的不斷變化,結直腸癌的發病率及病死率也逐年上升,在解剖學上以結腸脾曲為界分為左半結腸癌(left-sided colon cancer,LCC)和右半結腸癌(right-sided colon cancer,RCC),二者在發病機制、基因變異譜、腫瘤微環境及預后、靶向治療療效等方面均有差異[2-3]。結直腸癌的治療多以手術為主,隨著科技的發展,腫瘤的診療已經邁入以基因檢測結果作為指導,以靶向和免疫為基礎的精準治療新時代。《結直腸癌靶向治療中國專家共識》指出[4],對于RAS/BRAF野生型轉移性結直腸癌的一線治療中,抗表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)單抗在LCC和RCC中療效不同,所以在決策一線治療靶向藥物選擇時,要綜合考慮腫瘤原發灶部位和基因檢測結果。因此,本研究旨在探討二者分子生物學與臨床病理特征差異,以期為臨床治療方案的制訂提供一定的參考,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2022年1月至2023年6月云南省腫瘤醫院分子診斷中心的335例結直腸癌患者的臨床病例資料。納入標準:(1)病理組織學確診為結直腸癌;(2)臨床病例資料完整。排除標準:合并其他惡性腫瘤。335例患者中男194例,女141例;年齡27～83歲,平均(58.77±10.97)歲,其中≥60歲163例,<60歲172例;LCC 263例,RCC 72例;腫瘤最大徑≥5 cm 71例,<5 cm 264例;有家族史23例,無家族史312例。

1.2 方法

采用目標區域探針捕獲技術和基于Illumina測序平臺的下一代測序(next generation sequencing,NGS)技術對患者的結直腸癌腫瘤組織進行基因檢測。檢測Panel包含49個與結直腸腫瘤個性化治療方案高度相關的基因,覆蓋目標基因捕獲外顯子及其+/-20 bp范圍內的單核苷酸變異、短片段插入或缺失變異、基因拷貝數變異,以及斷點發生在Panel捕獲范圍內的基因融合,并評估微衛星不穩定性(microsatellite instability,MSI)狀態,測序深度達到1 000。收集患者基因檢測結果,并與臨床資料進行分析。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 LCC、RCC臨床及病理學特征

RCC患者腫瘤最大徑≥5 cm占比高于LCC患者,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 LCC、RCC臨床及病理學特征[n(%)]

2.2 LCC、RCC基因突變特征

基因檢測結果統計了腸癌常見的11個基因的突變情況和MSI檢測結果,結果顯示,LCC和RCC患者KRAS、NRAS、EGFR、HER2、APC、KIT基因突變率比較,差異無統計學意義(P>0.05)。RCC患者BRAF、PTEN、PIK3CA、SMAD4基因突變率及微衛星高度不穩定型(microsatellite instability-high,MSI-H)占比高于LCC,TP53基因突變率低于LCC,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 LCC、RCC基因突變特征[n(%)]

3 討 論

本研究顯示,LCC的發病率(78.51%)高于RCC(21.49%),這與左、右半結腸的解剖及生理功能方面的差異有關。在性別差異方面,男性的LCC和RCC總體發病率比女性高,這一結果與國內外相關報道[5-7]一致。有報道稱這可能與女性雌激素對腫瘤的發生和進展具有保護作用有關,盡管其機制尚不清楚[8-9]。在病理特征方面,腫瘤最大徑≥5 cm的RCC患者(44.44%)比例高于LCC(14.83%),差異有統計學意義(P<0.05);因右半結腸的腸腔內儲存的是稀薄的糞便,導致RCC比較隱匿,不易發現,腫瘤生長速度快,腫瘤最大徑較大。LCC和RCC大體分型都是以潰瘍型和隆起型為主,浸潤型最少;組織學類型均以腺癌為主,占95%以上,其次是黏液腺癌和印戒細胞癌[10-11]。

目前靶向治療在臨床備受關注,因此LCC和RCC患者的基因表達差異也越來越受到重視,本研究篩選了結直腸癌患者高表達的11個基因和MSI狀態。KRAS和NRAS屬于RAS基因家族,編碼的蛋白是一種GTP酶,調控受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)下游的MAPK和PI3K致癌途徑信號傳導。KRAS或NRAS突變可導致抗EGFR靶向藥治療無效,影響腸癌患者的預后。在結直腸癌患者中,KRAS突變率為30%～50%,NRAS突變率<5%[6,12],與本研究數據一致。本研究顯示RCC(59.72%)的KRAS突變率高于LCC(47.15%),但差異無統計學意義(P>0.05);RCC(5.56%)的NRAS突變率高于LCC(3.04%),但差異無統計學意義(P>0.05)。BRAF屬于致癌基因,編碼的蛋白調節參與細胞功能的基因表達。BRAF突變可導致西妥昔單抗或帕尼單抗治療結直腸癌失敗,且BRAF突變可作為西妥昔單抗或帕尼單抗治療療效的獨立預測因素[13]。本研究顯示,RCC(8.33%)的BRAF突變率高于LCC(3.04%),差異有統計學意義(P<0.05),與吳婷等[14]研究結果一致,提示RCC患者對帕尼單抗和西妥昔單抗的耐藥可能性更大,應引起臨床的重視。

EGFR和HER2都同屬于RTK家族HER/erbB家族成員,HER2過表達可激活EGFR的信號通路,刺激癌細胞增殖,與多種腫瘤的發生、發展及預后相關[15];EGFR及其信號通路的關鍵組分發生異常表達或體細胞突變,會導致腫瘤細胞增殖和轉移[16-17]。本研究顯示,LCC、RCC的EGFR和HER2突變率比較,差異無統計學意義(P>0.05)。PTEN是抑癌基因,編碼的蛋白是一種脂質和蛋白磷酸酶,為PI3K/Akt/mTOR途徑的下游抑制劑,是EGFR信號通路途徑之一,PTEN基因失活促進細胞生長、增殖和存活[18]。本研究顯示,RCC(12.50%)的PTEN突變率明顯高于LCC(3.80%),與國內外的一些研究報道一致[19]。PTEN突變可能與EGFR單抗治療不敏感相關[4],PTEN在RCC的突變率更高,提示RCC治療中抗EGFR療效更差。APC是與家族性腺瘤性息肉病高度相關的抑癌基因,編碼腫瘤抑制蛋白,編碼的蛋白作為Wnt通路的拮抗劑,在Wnt/β-catenin信號通路中起負向調節作用,通過調節β-catenin的水平達到抑制腫瘤發生的作用;當APC蛋白活性喪失時,Wnt通路異常激活,導致增生進而最終發展成腫瘤[20]。本研究顯示,LCC(63.12%)的APC突變率略高于RCC(61.11%),但差異無統計學意義(P>0.05),這與LEE等[21]報道的LCC突變率明顯高于RCC(P<0.05)的結果并不一致,分析其原因可能與入組人數、地區、民族等有關。

KIT是原癌基因,編碼Ⅲ型跨膜受體酪氨酸激酶,與配體干細胞因子(stem cell factor,SCF)結合,激活下游通路,通過PI3K、MAPK、STAT3這3種途徑來增加細胞內信號傳導,調控細胞的生長與增殖,但3種途徑的結果都是抑制細胞凋亡[22]。本研究結果顯示,RCC(2.78%)的KIT突變率高于LCC(1.90%),但差異無統計學意義(P>0.05)。PIK3CA是原癌基因,發生突變時,可使PI3K/Akt/mTOR通路異常激活,導致結直腸癌的發生[23]。有研究顯示,PIK3CA突變可能和EGFR單克隆抗體耐藥性相關,患者對西妥昔單抗或帕尼單抗治療的響應性低,患者的生存期短,預后差;但關于PIK3CA突變在結直腸癌抗EGFR靶向治療和預后評估中的意義也有不一致的報道[24-25]。本研究顯示,RCC(26.39%)的PIK3CA突變率高于LCC(10.65%),差異有統計學意義(P<0.05),與國內的研究結果也不一致[26-27],分析原因可能是PIK3CA基因突變與人種和地區環境差異有關,云南少數民族聚居地的癌癥基因圖譜可能與國內其他地區存在差異。KRAS野生型而伴有PIK3CA突變的患者,應用抗EGFR治療較易出現耐藥,RCC患者PIK3CA的突變率更高,提示RCC患者的EGFR療效更差。

TP53是抑癌基因,編碼的蛋白是腫瘤蛋白p53,其通過誘導下游抗腫瘤反應如DNA修復和凋亡來響應細胞應激(包括DNA損傷和致癌活化),在抑制癌癥的發生方面發揮重要的作用[28]。TP53與結腸癌的發生、發展及轉移密切相關[29],有研究顯示,TP53突變的結直腸癌患者預后更差,更容易發生轉移且復發風險也更高[30-31]。本研究顯示,LCC(82.51%)的TP53突變率高于RCC(66.67%),差異有統計學意義(P<0.05),提示臨床應關注結直腸癌患者的復發與轉移風險。SMAD4是抑癌基因,編碼轉錄因子蛋白,調控細胞增殖、分化和組織穩態,發生突變后促進癌癥進展過程中的侵襲和轉移。研究發現,SMAD4表達缺失與結直腸癌患者較差的總生存期和無病生存期明顯相關,SMAD4表達缺失和SMAD4表達陽性的患者的中位總生存期分別為31個月和89個月[32]。另有研究證實,SMAD4突變可作為腫瘤不良預后的標志物[33]。本研究顯示,RCC(16.90%)的SMAD4突變率高于LCC(9.47%),差異有統計學意義(P<0.05),提示RCC患者預后可能比LCC患者差,臨床醫生應引起重視。

MSI是由于簡單重復序列的缺失或插入,改變微衛星長度及等位基因大小,產生遺傳不穩定性。其發生主要由于DNA錯配修復基因(MLH1、MSH2、MSH6和PMS2等基因)失活突變引起,是結直腸癌發病的重要分子生物學途徑之一[34-35]。NGS技術將MSI檢測結果分為微衛星穩定型(microsatellite stability,MSS)和MSI-H,MSI-H的患者提示可能擁有較好的免疫治療應答。本研究顯示,RCC的MSI-H占比(13.89%)高于LCC(1.52%),且差異有統計學意義(P<0.05),提示RCC患者接受免疫學治療有更好的應答。

綜上所述,LCC和RCC在分子生物學及病理學特征上有著明顯區別,本研究數據可為二者差異提供依據,并提供潛在的治療靶點,為結直腸癌的個體化、精準化治療提供方向。