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你知道吗,结直肠癌需要检测哪些基因?

2019-05-06 13:54:32医脉通
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核心提示:结直肠癌是我国最常见的消化系统恶性肿瘤之一,据2019年中国癌症中心公布数据显示,结肠癌在我国恶性肿瘤中发病率仅次于肺癌及胃癌,位列第3位,其死亡率居于第5位。


  结直肠癌是我国最常见的消化系统恶性肿瘤之一,据2019年中国癌症中心公布数据显示,结肠癌在我国恶性肿瘤中发病率仅次于肺癌胃癌,位列第3位,其死亡率居于第5位。

  结直肠癌的发生、发展、浸润、转移是一系列分子基因参与、多步骤调控的极其复杂的机制,此过程常与细胞失控性增殖、逃脱凋亡有关,涉及原癌基因激活(常见有为C-myc基因、Ras基因及EGFR等)、错配修复基因突变(HMSHI、HLH1、PMS1、PMS2、GTBP)、抑癌基因失活(常见的有p53基因、DCC基因、APC基因等)以及一些危险修饰基因(如COX-2、CD44等)。

  基于CRYSTAL研究,KRAS基因成为了结直肠癌患者抗EGFR靶向治疗前必须检测的首个分子标记物,自此开启了结直肠癌基于分子亚型靶向治疗的里程碑,随后BRAF、MSI/MMR、PIK3CA等基因丰富了结肠癌的基因检测。

  在个体化治疗广泛开展的今天,了解结直肠癌中基因突变的分布,并结合患者临床一般情况进行分析,在接受术后辅助化疗的患者中评估相关基因的预后指导意义,对于研究中国人群特有的基因频谱特征和筛选适宜预后分子标志物都具有重要的参考价值。

  作者:因果


  一、RAS基因

  RAS突变主要发生在KRAS第2号外显子的12、13密码子,在结直肠癌患者中KRAS第2号外显子的突变率在40%左右,Sepulveda AR等综合众多研究发现其他的RAS突变(包括KRAS3、4号外显子及NRAS的2、3、4外显子)的突变率约为16.7%~23.4%。

  KRAS属于RAS基因家族(HRAS,NRAS,KRAS)中的一员,编码GTP/CDP结合蛋白,其作为EGFR下游信号通路的重要效应分子,主要激活RAF-MAPK通路进行后续信号转导,参与细胞的生长调控,在抗细胞调亡,介导肿瘤侵袭和转移,乃至肿瘤引起的新血管生成中起作用。

  结直肠癌中约32%~40%的患者存在KRAS基因突变,存在KRAS突变的患者中约85%~90%的突变集中在第2号外显子的12、13密码子上,其余突变中约5%发生在61密码子上,5%发生在146外显子上。结肠直肠癌中KRAS基因的突变状态对靶向治疗的选择有着决定性的作用。

  CRYSTAL研究

  CRYSTAL研究将西妥昔单抗联合FOLFIRI方案化疗对比单纯化疗,结果发现KRAS突变状态与治疗反应率相关,在RAS野生型的患者中,联合组与单纯化疗组的ORR分别为66.3%和38.6%(P<0.01),中位PFS分别为11.4月和8.4月(P<0.01),中位OS分别为28.4月和20.2月(P<0.01)。

  而在RAS突变型的患者中,西妥昔单抗的加入并未获得生存优势,联合组与单纯化疗组的ORR分别为31.7%和36.0%(P=0.4),中位PFS分别为7.4月和7.5月(P=0.47),中位OS分别为16.4月和17.7月(P=0.64)。

  新RAS突变的患者亦是如此,西妥昔单抗的加入同样未取得生存获益,联合组与单纯化疗组的ORR分别为34.4%和35.5%(P=0.97),中位PFS分别为7.2月和6.9月(P=0.56),中位OS分别为18.2月和20.7月(P=0.50)。

  

  提示在RAS野生型的肿瘤患者中,通过将西妥昔单抗添加到FOLFIRI方案中,ORR、PFS与OS均有显著获益。而出现任一肿瘤RAS基因突变(KRAS外显子2+新RAS)患者中,给予西妥昔单抗添加到FOLFIRI方案不管在ORR,还是在PFS和OS均无获益。

  TRICOLORE研究

  TRICOLORE研究比较了S-1+CPT-11+Bev(实验组)一线治疗mCRC在PFS上不劣于甚至优于mFOLFOX6或CapeOX联合Bev(对照组)的Ⅲ期研究。结果显示,试验组与对照组的中位PFS分别为14.0月和10.8月,67.6%的患者检测了RAS突变状态,亚组分析显示,对照组和试验组WT RAS(RAS野生型)中位PFS分别为11.6月和15.9月;两组MT RAS(RAS突变型)中位PFS分别为9.3m和11.3m,具体见下表。

  FIRE-3、PRIME、PEAK研究

  FIRE-3研究使用西妥昔单抗+FOLFIRI对比贝伐珠单抗+FOLFIRI,PRIME研究使用帕尼单抗+FOLFOX4对比FOLFOX4,PEAK研究应用帕尼单抗+mFOLFOX6对比贝伐珠单抗+mFOLFOX6,三项研究结果均表明相较于KRAS外显子2野生型患者,扩展RAS分析后的RAS野生型患者的治疗疗效更好。基于RAS基因状态筛选的患者,并进行靶向用药方案的制定,才能符合患者的最大利益,同时符合对靶向药物治疗评估的新标准。

  二、BRAF基因

  RAF是RAS的下游基因,RAF激活对多种肿瘤的发生、发展产生重要影响,RAF突变以BRAF常见,BRAF是RAS-RAF-MAPK信号通路的重要基因,BRAF突变常见于V600E位点,其在结肠癌的突变率为2.5%~20%。

  BRAF突变右半结肠更多见

  BRAF突变的癌症患者中右半结肠癌占95%,在BRAF野生型的癌症患者中右半结肠癌患者占48%。研究发现在右半结肠癌BRAF突变率为18.4%~22.4%,左半结肠癌、直肠癌的突变率分别为1.3%、7.8%。BRAF突变与右半结肠癌相关,并且BRAF基因突变和位置有显著的线性相关关系,随着肿瘤位置由升结肠移至直肠,BRAF的突变率由40%降至不到2.3%。

  预测EGFR治疗作用

  Nicolantonio F等人对113例Cetuximab耐药的转移性结肠癌患者进行了检测,发现对这两种药物耐受的患者,有30%~40%存在KRAS突变,而野生型的KRAS患者中有14%发生BRAF V600E突变。BRAF突变者对这两种药存在耐药,且生存率较其它患者明显降低。但一项关于CRYSTAL和OPUS试验的meta分析发现BRAF突变似乎不影响西妥昔单抗的疗效,仅仅是一个重要的预后指标。

  预测预后

  无论是早期还是晚期转移CRC,BRAF突变状态都是较强的生存预测因素,与KRAS基因突变相比,BRAF基因突变常见于尚未发生远处转移的结肠癌,以Ⅱ、Ⅲ期CRC患者多见,BRAF突变型CRC的恶性程度高、淋巴结转移率和局部晚期发生率高。与无突变的结直肠癌相比,BRAF突变型CRC患者的年龄偏大,女性居多,微卫星不稳定可能性大、组织级别高,淋巴结转移率和局部晚期发生率高。

  术后辅助治疗后,BRAF突变型CRC的无病生存期更短,复发后的总生存期更差。PETACC-3研究检测了1404例Ⅱ~Ⅲ期结肠癌患者的BRAF和KRAS突变,结果显示,BRAF突变型患者的总生存劣于野生型患者。当根据微卫星不稳定分层后,这种差异更加明显。

  PETACC8和N0147试验的汇总分析提示WT组,BRAF突变组的中位SAR分别为2.57,和1.0年,其中BRAF突变组(HR:3.01-95%CI:2.32-3.93,P<0.0001),提示BRAF V600E是TTR,SAR和OS的独立预测因子。在以后的临床试验辅助试验中应将这些突变纳入为重要分层因素。

  评估Lynch综合症

  Lynch综合症的机制通常是胚系MMR的缺失,Sepulveda AR等报道BRAF V600突变在胚系MMR缺失的患者中很少发生,但在具有表现得MMR缺失患者中被报道有高达3/4的患者具有BRAF V600E突变。因此BRAF突变可作为区分胚系与表现dMMR的手段,特别是MLH1缺失的情况下,进一步评估Lynch综合症。

  三、MSI/MMR

  大量研究表明,微卫星不稳定(MSI)是由错配修复(MMR)基因发生缺陷引起的,当错配修复系统功能异常时,微卫星出现的复制错误得不到纠正并不断累积,使得微卫星序列长度或碱基组成发生改变。MSI-H的患者为dMMR,MSI-L和MSS的患者为pMMR。

  目前推荐用于检测微卫星不稳定的5个常用位点分别为BAT-25、BAT-26、D2S123、D5S346和D17S250,2个位点不稳定则称为微卫星高度不稳定(MSI-H);l个位点不稳定称为微卫星低度不稳定(MSI-L);0个位点不稳定则称为微卫星稳定(MSS)。

  微卫星状态与结肠癌临床分期密切相关,在II期结直肠癌中,MSI-H/dMMR患者约占20%左右,在III期结直肠癌中约占12%,而在IV期中最少,约4%左右。

  微卫星状态在结肠癌中的预后作用

  从2000年Gryfe等发现Ⅰ~Ⅳ期的MSI-H结直肠癌患者对比MSS患者均具有显著的生存优势开始,此后人们进行了一系列MS状态与结肠癌预后的相关研究,多数研究结果提示MSI对结肠癌的预后作用与临床分期密切相关。在II期结肠癌中,MSI-H/dMMR是预后良好的标志已被绝大多数研究所证实,基本达成共识;而对于III期结肠癌的预后价值尚存在争议;对于IV期结肠癌,由于MSI-H例数过少,因此相关结果不能说明其是否具有预后价值。

  MS状态对结肠癌的预后作用,不仅与临床分期相关,还与肿瘤原发部位相关。N0147研究结果显示在III期结肠癌中,近端结肠(盲肠、升结肠、横结肠),dMMR较pMMR有更好的DFS,但远端结肠(脾区、降结肠和乙状结肠)未见差异,反而可能更差,近端pMMR较远端结肠癌预后更差。PETACC-3研究结果显示右半结肠癌MSI-H发生率是左半的5倍;无论左半还是右半,MSI-H患者有更好的RFS;在右半肠癌中,MSI-H的患者OS好于MSI-L/MSS患者,而左半肠中无上述表现;对于II期左半结肠癌,MSI-H与MSI-L/MSS的RFS相似;而III期右半结肠癌,MSI-H的RFS明显好于MSI-L/MSS患者。

  微卫星状态在结肠癌辅助化疗中疗效预测作用

  Ribic等研究发现MSI-H的患者不能从单药5-FU的辅助化疗中获益,5年生存率提高5%的患者不到1%;而MSI-L/MSS患者可明显提高生存,死亡风险下降28%。Jover等的研究结果进一步支持dMMR的II、III期结直肠癌患者不能从氟尿嘧啶的辅助化疗中获益的结论,多因素分析显示,MMR状态是氟尿嘧啶单药术后辅助化疗疗效的独立影响因素。

  因此NCCN指南推荐既往患有直肠癌或结肠癌的所有个体都应进行MMR或MSI检测、II期MSI-H患者预后较好,而且不能从5-FU辅助治疗中获益、对于II期结肠癌是否需要辅助化疗,在做临床决策时需要考量的另一个重要信息就是微卫星不稳定性(MSI)。而我国2018版CSCO指南同样建议如为dMMR(错配修复缺陷)或MSI-H(微卫星不稳定),不推荐氟尿嘧啶类药物的单药辅助化疗。

  四、PIK3CA/PIK3CB

  磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)是PI3K/AKT信号通路中的关键分子,PIK3CA/PIK3CB为PI3K的亚单位,研究表明其表达异常导致PI3K/AKT细胞信号通路的异常,在结直肠癌的发生发展中有重要的作用,其还与MDR1、MRP1介导的多药耐药存在密切联系。

  预测西妥昔单抗疗效

  有多项临床回顾性研究证明PIK3CA基因突变状态与西妥昔单抗的疗效密切相关,PIK3CA基因突变的患者,西妥昔单抗疗效低,反之疗效高,但PI3KCA在西妥昔单抗靶向治疗大肠癌中的具体调控机制尚不清楚。

  评估预后

  2014年Kishiki T等发现在KRAS野生型的结直肠癌患者中,携带PIK3CA突变的患者疾病控制率较低,PFS较野生型患者短(HR:2.2;95%CI:1.07~3.86;P<0.01),OS也较野生型短(HR:2.16;95%CI:0.84~4.29;P<0.05)。另外一项发表在J Cancer Res Clin Oncol对839名接受抗EGFR治疗的mCRC病人的Meta分析研究发现,携带PIK3CA突变的患者PFS更短。

  因此PIK3CA与大肠癌发生发展及多药耐药性具有密切关系,其高表达不仅会导致传统化疗耐药,并且与EGFR靶向治疗密切相关。其高表但仍有许多难题有待克服,特别是针对PIK3CA、PIK3CB突变、耐药等机制的研究,弄清这些将有助于我们形成新方法去提高其临床疗效。

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