肺癌个体化治疗的现状及展望

病理医师

作者：李昊，钟理一，丁浩，沈志高

作者单位：河北大学生命科学学院生物芯片研究室

Western Universityof Health Science，California，USA

摘要：肺癌是人类最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和病死率近年呈上升趋势。肿瘤的临床医学经历了经验治疗、循证医学规范化治疗，目前正在向个体化治疗模式迈进。该文将对肺癌的个体化治疗现状作一综述，并展望肺癌的个体化治疗趋势。

肺癌的发病率和病死率局全球首位。其中约20％为小细胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)，约80％为非小细胞肺癌(non-smallcell lung cancer，NSCLC)。目前对肺癌的治疗，一般采取手术、放疗、化疗、分子靶向治疗等手段。个体化治疗是指根据患者的具体情况，权衡治疗疗效的受益和副反应的风险，制定出最恰当的治疗策略。如何根据临床情况选择合理化综合治疗方案，在提高治疗疗效的同时准确地评估预后，已成为目前研究的热点。本文旨在探讨肺癌个体化治疗的疗效，分析不同治疗模式对预后的影响，从而为临床选择标准治疗方案提供依据，以期为患者提供效果最好、副作用最小、最经济的个体化治疗方式。

肺癌的个体化治疗基于三个层面：临床学、细胞学和分子学。其中，细胞学层面因素是指通过检测肿瘤细胞的药敏来确定，但因细菌药敏和肿瘤药敏的临床应用价值差异较大，所以本文暂不讨论细胞学层面因素。

1、临床因素

1．1 病理类型  以往认为肺癌主要分为SCLC和NSCLC两大类，NSCLC占80％。WHO(2004)肺癌分类中主要有8个组织学类型，包括鳞癌、腺癌、大细胞癌、小细胞癌、腺鳞癌、肉瘤样癌、类癌、涎腺型肿瘤。在当今的个体化治疗时代，肺腺癌的病理诊断结果可以作为肺癌个体化治疗的指标。广东病理人家收集整理

1．2 临床分期  恶性肿瘤TNM分期系统是肿瘤诊断、治疗及临床研究的“国际语言”，理想的TNM分期系统应该能够正确地反映患者病情，准确地判断预后。国际抗癌联盟(International Union Against Cancer，UICC)将肺癌以TNM分期系统进行分类：NSCLC分为I～Ⅳ期；SCLC分局限期与广泛期。I+Ⅱ期NSCLC首选手术切除，ⅢA期可行术前诱导化疗，分期下调后再行手术，ⅢB期以化疗为主，同时辅以放疗，Ⅳ期以化疗为主综合治疗。刘旭等回顾性分析393例SCLC的临床治疗随访资料，发现广泛期SCLC患者失去手术治疗时期，应采用保守的单纯放、化疗为主，局限期SCLC包含手术在内的综合治疗组预后效果优于单纯化、放疗组，手术前辅以化疗具有有益性和可行性。

1．3 健康状态 影响肺癌患者治疗方案的因素还包括患者一般情况(ECOG评分)、种族、性别、吸烟状态等，其中体能状态(performance status，PS)和体重减轻指数最为重要。若PS>2或体重减轻指数>5％者则化疗无益。美国国立综合癌症网络(2011)NSCLC临床实践指南对于PS 0～2分的患者推荐含铂两药方案，对3～4分的患者不推荐一线化疗。

2、分子生物学

21世纪初，肺癌的系统化治疗仅有非选择性化疗方案。尽管铂类的广泛应用被认为对NSCLC患者有益，但是对于总体存活时间来说，含铂类与不含铂类的双药化疗方案差异不明显。随着基于功能基因组学和蛋白质组学的肺癌个体化治疗的提出和发展，有可能针对每例患者设计出最合适、最有效的治疗方案。

随着遗传和基因组技术的快速发展和改革，癌症的个体化治疗出现预后分子标志物筛选和靶向治疗的方法。个体化治疗和预测医学不仅逐渐走入当今的临床医学，也预示其在临床医学中的发展前景。与个体化治疗相关的以生物标志物为基础的临床分子测试，对患者预后有指导意义。预后标志物与临床结果相关联，如总生存期、无进展生存期。预后标志物是评估特定的治疗使特定的患者受益效果的标准，帮助进行临床决策。在药物学方面，生物标志物可以用来衡量药物对疾病的效果，而诊断生物标志物用于确定存在于患者样本中特定的疾病。生物标志物技术和临床诊断实验室检测技术的进展会持续推进医学进展，针对每例患者的个体化治疗会继续起指导治疗功能。而且，分子诊断在临床结果预测方面的应用也已经被不同的医学领域所采纳。生物标志物对临床医学的指导也将会在医疗领域中取得重要地位。

2．1 切除修复交叉互补基因1(excision repaircross-cornpletionl，ERCC-1) 多项研究证明，肺癌的耐药性与DNA修复基因的修复能力相关，修复能力低者对药物更敏感，修复能力高者对药物的耐受能力更高。DNA的修复能力是导至患者耐药性的主要原因。

ERCC1基因正常表达是维持修复酶功能的分子基础，并参与铂类药物造成的DNA损伤修复。ERCC1表达与铂类药物的耐药性相关，ERCC1表达与患者对化疗的敏感性和预后效果密切相关。Jiang等对ERCC1与肺癌的关系进行系统性分析，结果提示ERCC1低表达的NSCLC患者铂类药物治疗后预后良好。Zhang等通过免疫组化法检测160例完全切除原发性肿瘤NSCLC患者的ERCC1表达，收集无病生存期和总生存期的临床数据，并用单变量和多变量Cox模型进行数据分析。结果显示，160例中，ERCC1阳性率为46.9％ ，且男性阳性率比女性高。未接受辅助化疗的患者中，ERCC1阳性患者预后更好(ERCC1阳性者平均生存期为73个月，阴性者53个月，P=0.041)；而铂类药物治疗的患者中，ERCC1阳性患者预后更差(ERCC1阳性者平均生存期为41个月，阴性者54个月，P=0.014)。

2．2 核苷酸还原酶调节因子1(ribonuclease reductase modulator1，RRM1) 核苷酸还原酶(RR)是DNA合成通路中的限速酶。RRM1是RR调节的M1亚单位，也是一种抑癌基因。RRM1的表达也与铂类药物的耐药性相关。RRM1是近年来发现的有助于指导临床合理选用吉西他滨(GP)化疗的分子标志物。Su等分析90例晚期初治的NSCLC患者，RRM1阳性者接受顺铂+GP方案，其他接受紫杉醇联合顺铂(TP)或者长春瑞滨联合顺铂(NP)方案，结果显示，RRM1低表达组缓解率和肿瘤进展期(TTP)均优于高表达组。提示RRM1低表达者预示接受GP治疗后预后良好。

2．3 乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene，BRCA1) BRCA1亦与DNA修复能力相关，BRCA1的功能失活与DNA双链修复功能受损有关，相关患者对DNA交联剂，诱导DNA双链断裂药物敏感，而对于有丝分裂纺锤体的药物(如紫杉醇)抵抗。Pesta等研究显示，腺癌中BRCA1的表达高于鳞癌，而且BRCA1阳性鳞癌患者的生存期和无进展生存期要长于BRCA1阴性者。Li等研究发现，BRCA1的表达水平，可以作为预测使用顺铂、紫杉醇和长春他滨药物治疗患者预后的因子。

2．4 有外排泵作用的膜蛋白 有外排泵作用的膜蛋白如ABC家族成员P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gP)、肺耐药蛋白(lung resistance-related protein，LRP)等。多药耐药(multi-drug resistance，MDR)的产生是SCLC化疗失败的最重要原因。MDR系指肿瘤细胞在对某种化疗药物产生耐药特性的同时，对其他结构上不同、作用机制各异的药物也产生交叉耐药。

Knez等的研究表明，虽然MDR相关基因(MDR1、MRP1、MRP2和MVP)的过表达已经被证明与多抗药性有关，但是它们在SCLC中作为具体的预测性生物标志物的作用还未被详细阐述，目前尚无独立的具有预测价值的标志物。但是通过多次实验分析并进行有关SCLC的生物学研究，我们能够实现SCLC的个体化治疗，从而提高患者的生存率。MDR的形成与膜蛋白如ABC家族成员P-gP、MDR相关蛋白(MDR1、MRP1、MRP2)等的过表达有关，这种过表达预示肿瘤对多种药物产生耐受性，预示预后不理想。

2．5 β微管蛋白Ⅲ(β-tubulin Ⅲ)  肿瘤细胞增殖时，微丝微管聚合与解聚在有丝分裂过程中具有重要作用，而具有抗微管作用的长春瑞滨和紫杉醇是术后辅助化疗和晚期姑息治疗中的两类中药。Xiao等的研究发现，β-tubulin Ⅲ低表达组的NSCLC患者总生存时间、肿瘤进展时问及化疗的反应率均长于(高于)β-tubulin Ⅲ高表达组患者。β-tubulinⅢ低表达的NSCLC患者，可以更好的从TP/NP化疗方案中受益。Azuma等采用免疫组化法检测发现ERCC1和β微管蛋白的低表达与紫杉类药物的治疗有效率呈正相关。广东病理人家收集整理

2．6 胸腺酸合成酶(thymidylate synthase，TS) TS高活性可能会影响以其为靶点的化疗药物的疗效。Christoph等通过对207例NSCLC患者肿瘤标本的免疫组化实验与临床病理资料的分析，发现TS的低表达与更长的无进展生存期相关(低表达者5.6个月，高表达者3.5个月)，而且与更长的总生存期相关(低表达者22．5个月，高表达者11.5个月)。Ceppi等通过分析NSCLC标本中TS的表达与肿瘤病理类型的关系，提出腺癌中TS的表达明显低于鳞癌。在细胞系中的研究也表明，SCLC中TS表达最高，鳞癌次之，腺癌最低。有关培美曲塞的NSCLC临床研究显示，由于腺癌中TS低表达，使培美曲塞在腺癌中的预后优于非腺癌。

2．7 表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)EGFR是另一种肺癌治疗的主要靶点，临床上通常采用小分子EGFR细胞内酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)来抑制细胞内酪氨酸激酶的活化，中断其下游的信号转导，从而阻止肿瘤的进展。EGFR的突变活化发生在18-21外显子(E18-21)，包括3种形式：E19框内缺失、E20插入突变以及E18-21单核苷酸替代突变，其中E19缺失(746～750)和E21点突变(L858R)占全部突变的90％左右。不同位点突变的生物学功能不同，E19缺失和E21点突变预示患者对EGFR-TKIs治疗具有良好的反应性，E20点突(T790M)是形成EGFR-TKIs继发性耐药的重要机制之一，而其他少见突变形式的临床意义还有待进一步验证。另一方面，同一位点的不同突变形式对EGFR-TKIs治疗的反应性差异较大，比如同为E21点突变，L858R突变型患者对吉非替尼的反应性比G719S突变高。EGFR的基因突变将提高TKI药物的活性，这与吉非替尼的临床效果息息相关。东方人(约10％)与西方人之间的EGFR基因的突变率差异很大(35％～50％)。Mitsudomi等研究证实，EGFR基因突变的NSCLC患者对TKI的反应率远大于野生型EGFR患者(突变患者70％，野生型患者1O％)。姜北等通过对口服EGFR-TKIs4患者的临床效果进行评估，发现EGFR-TKIs治疗NSCLC的客观有效率为41.30％ ；其中女性(52.54％)高于男性(21.2l％)，腺癌患者(52.31％)高于非腺癌患者(14.81％)，非吸烟者(29.54％)高于吸烟者(52.08％)，说明EGFR-TKI治疗对患者有选择性。并且，全组患者1年生存率为42.39％(39／92)，中位生存期为12个月，优于国外相关文献报道，这可能与业裔NSCLC人群中EGFR突变率较高有关。

2．8 血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor，VEGF) VEGF是血小板源生长因子超家族(platelet-derived growth factor family)中的一员，大量研究证明VEGF在许多肿瘤及癌症组织中均过表达。VEGF与其受体VEGFR结合所介导的信号通路可以促进血管的生长，为肿瘤提供氧气和营养，促进肿瘤的生长和转移。蒋晓东等 通过免疫组化法对5O例NSCLC组织中的VEGF、VEGFR2表达进行检测，结果显示二者阳性率分别为54％ 和60％ ，证明VEGF、VEGFR2的表达水平与NSCLC的发生、发展和转移有关。事实上，肿瘤的血管生成情况在很多肿瘤中均是预后标志物，包括NSCLC 。另外，VEGF通路还可能参与形成肺癌的耐药性。实验证明，通过抗血管生成剂来控制癌症副作用更少，目前限制肿瘤血管生成最成熟的办法是以VEGF为靶点，封锁VEGF信号通路 。抗血管生成治疗是肺癌治疗的新方向，这种治疗方法特异性强、不易产生耐药性而且不受肿瘤细胞周期的限制。因此，以VEGF和VEGFR信号通路为靶点的药物将会为肺癌的个体化治疗带来新进展。

2．9 组蛋白脱乙酰基酶类(histone deacetylases，HDACs) HDACs可以通过诱导染色体的重塑，抑制基因的转录来抑制肿瘤。Minamiya等通过半定量RT-PCR技术检测93例肺腺癌患者HDAC1mRNA的表达率，并与临床病理因素进行比较。结果发现高表达HDAC1患者的5年无进展生存率显著低于低表达患者，这提示HDAC1高表达预示着肺腺癌患者预后较差。通过小分子干扰RNA或对HDACs阳性的肿瘤使用特殊的抑制剂，可以使细咆不能进行正常的有丝分裂，抑制细胞的生长，促进细胞凋亡，这也为治疗肺癌提供新靶点。

2．10 棘皮动物微管相关蛋白样4与间变淋巴瘤激酶(echinoderm microtubule-associated protein-like 4， anaplastic lymphoma kinase，EML4-ALK) EML4-ALK是一种由2号常染色体短臂反转形成的，N末端由EML4基因编码，C末端由ALK基因编码新的融合基因。新的研究调查表明，NSCLC患者中，EML4-ALK的阳性率在不吸烟或轻度吸烟患者中明显高于吸烟者。目前，采用与EGFR-TKI靶向治疗相似的在ALK融合基因突变的肿瘤细胞中封闭ALK的靶向治疗方法，取得很好的治疗效果。Koivunen等用反转录PCR法检测NSCLC患者的EML4-ALK表达水平，并与患者的预后进行综合分析。结果显示，虽然少部分NSCLC患者体内有EML4-ALK的表达，但是ALK激酶抑制剂对这些患者的疗效相当显著。对EML4-ALK阳性的NSCLC患者使用克卓替尼治疗后预后更好。ALK激酶抑制剂和EGFR-TKI逐渐登上肺癌个体化治疗的历史舞台，也为不能耐受化疗的患者提供新的治疗方式。

3、结语

通过对上述肺部肿瘤的分子生物学标志物特征的明确，更加使肿瘤的个体化治疗成为可能。肺癌的个体化治疗是现阶段的热门话题。通过近些年的研究发现，根据对肿瘤的病理类型、分期、患者的功能状态、药物的不良反应、维持治疗等临床因素和各种分子生物学标志物的指导，肿瘤专家们在个体化治疗的道路上取得巨大成果。广东病理人家收集整理

时至今日，已有多种方法可以对肺癌进行早期诊断，如应用生物芯片、质朴分析等高通量技术，从基因水平和蛋白质水平从患者血液、呼出气及痰液中筛选出肺癌早期诊断标志物的各种方法。这些方法正在向更简便、更快速、特异性更高、成本更低的方向发展。能够更早的发现肺癌的存在，意味着可以更早的针对患者采取有效的治疗手段，同时也意味着患者的病情能够更好的得到治疗或者治愈。所以，肺癌的早期诊断也是未来的重要研究方向之一。

由于化疗药物的细胞毒性比较大，无靶向性，所以在治疗肺癌的同时，也会造成诸多毒副作用。随着人们对肿瘤在分子生物学水平认识的逐步提高，对肺癌发生、发展过程中失调信号通路网络认识的深入，靶向治疗的方法以其低毒、高效及特异性强等优点而成为临床研究热点并取得一定进展。虽然肺癌的个体化治疗比传统治疗方法有很大优势，随着我们在肺癌的早期诊断方面的进步，在靶向药物研究方面的深入，与肺癌个体化治疗更好地结合，会使患者生存时间更长，副反应更少，生活质量更高。

本文转自《临床与实验病理学杂志》2014年2月份(30)