近年來，結直腸癌（CRC）的高異質性已越來越受到關注。因此，根據(jù)獨特的腫瘤生物學開發(fā)生物標志物，將CRC患者分層到不同的預后及治療反應亞組是有必要的。

目前已常規(guī)應用的標志物如：RAS突變狀態(tài)用于指導抗EGFR藥物治療、錯配修復狀態(tài)（MMR）指導早期CRC輔助化療等。分子生物學的發(fā)展助力了臨床更好地了解CRC、更精確地使用靶向治療方案，在過去十年中，分子生物學在這方面的成就可概括為三點：

第一，基于對CRC患者基因組的分析，使我們對CRC相關的失調基因有了深入的了解；

第二，基于基因表達譜的分析使將CRC進行預后分層成為可能；

第三，高敏感度的檢測分析方法使CRC更廣泛的腫瘤內異質性被發(fā)現(xiàn)。

核心觀點

1、CRC是一種異質性疾病，這種異質性包括腫瘤間與腫瘤內兩個水平。通過分子分層，不同亞組的預后及治療響應均有差異。

2、盡管預后／預測相關的biomarker層出不窮，但可影響臨床治療決策的僅有MSI/MMR、RAS突變和BRAF突變。

3、已報道的基于轉錄組學對CRC進行的四個分級，其生物學特征、預后均不同，對治療的響應很可能也不同。

4、國際合作的創(chuàng)新研究設計有助于推動臨床個體化治療的發(fā)展。

引言

CRC是一種異質性、分子構成復雜的疾病。重要的是，現(xiàn)已明確要將與臨床相關的預后及預測的分子分型信息添加到經典的分期系統(tǒng)（I–IV期）中，這種綜合分析對CRC的臨床管理正在逐漸變得具體化。

在本文綜述中，將討論對CRC發(fā)展的了解以及CRC異質性對疾病診斷和治療的最新影響。

結直腸癌的發(fā)生及發(fā)展

CRC的發(fā)生是腫瘤生成的一個典型例子。調節(jié)細胞增殖、分化和死亡的相關基因突變，為腫瘤細胞提供了生存優(yōu)勢。這些基因的改變使正常組織向腺瘤異常擴張，并且使其具有發(fā)展為侵襲性癌的可能。

在結直腸癌腫瘤發(fā)展過程中突變積累的順序不是隨機的。某些基因，如APC和KRAS的突變已被證明會影響早期息肉樣病變，而其他遺傳事件通常僅在疾病進一步進展時才被觀察到，如TP53突變。特定突變與腫瘤發(fā)展、組織病理學的特定階段相關，這種相關性已經成為多年來CRC研究的核心宗旨。

研究結果表明，更多的分子復雜性增強了我們對CRC生物學及其臨床管理的理解。CRC的全基因組研究顯示，腫瘤中的基因突變數(shù)量非常高-每個腫瘤平均有75個左右的突變。在腫瘤之間檢測到的異質性非常顯著，即使是在疾病的發(fā)展中具有關鍵作用的“驅動基因”，在兩個原位CRC之間也很少存在相同的突變。這說明CRC在遺傳學角度上高度異質，也表明針對特定分子異常的治療可能僅在很小一部分患者中有效。

CRC的發(fā)展過程已經確定涉及多種不同的組織病理學途徑。傳統(tǒng)的腺瘤-腺癌途徑被認為只占CRCs的50-60％，其他途徑，如以多發(fā)BRAF突變的鋸齒狀癌變途徑，以及與TP53突變相關的結腸炎途徑。了解CRC的各種發(fā)展軌跡至關重要，因為不同途徑直接影響疾病的臨床進展。例如，鋸齒狀癌變途徑的CRC與腺瘤-腺癌途徑的CRC相比，對治療的反應不佳。此外，還有通過微衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI）/ CpG島-甲基化表型（CIMP） 路線發(fā)展的腫瘤，這些腫瘤通常位于右側結腸中，并且在腫瘤轉移之前具有較好的預后。

現(xiàn)階段CRC的治療標準

早期CRC患者通過使用輔助化療實現(xiàn)了轉歸的改善；遠端轉移的患者的預后也已經通過新的有效的細胞毒性藥物和靶向藥物以及轉移灶的手術切除而得到顯著改善。結腸和直腸癌不同的分子性質使兩者對輔助化療的反應不同，相比直腸癌，結腸癌更明顯獲益于輔助化療。因此制定治療方案時腫瘤的位置是需要考慮的重要因素。

早期腫瘤

手術是早期患者的主要治療方法，手術后的復發(fā)率隨疾病進展的程度或含有不利特征的增加而增加。輔助化療可為III期及II期高危患者帶來生存獲益。目前來看，DNA錯配修復（MMR）缺陷狀態(tài)是唯一可用于選擇高風險II期結腸癌患者輔助化療的生物標志物。而且輔助化療的療效存在局限性，在過去十年中，診斷工具，腫瘤樣本的病理分析和手術質量有了很大改善，這些改善意味著許多患者可能用輔助化療過度治療。實際上，迫切需要重新評估目前的標準和發(fā)現(xiàn)更好預測性生物標志物來選擇可能受益于輔助化療的患者。

晚期（轉移）腫瘤

在轉移CRC患者中，通過系統(tǒng)誘導方案進行術前縮小腫瘤然后進行切除轉移瘤可提供最佳的治愈機會，然而，這種選擇僅適用于少數(shù)患者，因為大多數(shù)患者存在更惡性的不可切除的轉移。如果切除不是一個可現(xiàn)實的目標，全身治療（化療+靶向治療）大大延長了整體生存期。有效的化療藥包括氟尿嘧啶、伊立替康和奧沙利鉑等。化療可以組合或依次給藥，具體取決于患者的特征。通過添加靶向藥物可進一步增加化療的獲益，如增加貝伐珠單抗或RAS野生型腫瘤患者可使用西妥昔單抗或帕尼單抗。在過去幾年中，除抗EGFR單抗外，其他靶向藥物也顯示出優(yōu)于標準治療的獲益，如aflibercept（VEGF-A，VEGF-B和PIGF的誘導受體）、ramucirumab（VEGFR-2抗體）和regorafenib（多激酶抑制劑）。目前RAS突變腫瘤患者的標準一線治療方案使用化療（單藥，雙藥或三藥）聯(lián)合貝伐珠單抗。在RAS野生型腫瘤患者中，抗VEGF和抗EGFR哪種方案更佳仍然存在爭議。系統(tǒng)治療策略的選擇應取決于腫瘤相關因素（如疾病程度，癥狀，生物標志物）、患者相關因素（如并發(fā)癥，社會經濟因素，患者期望）和治療相關因素（如毒性），旨在為患者選擇最佳治療方案。

除了少數(shù)的例外，幾乎所有的系統(tǒng)治療都以“一刀切”的方式進行管理，而這其中只有一部分患者可以獲益。因此，在mCRC中急需可靠的預測生物標志物，使患者和臨床醫(yī)生能夠對化療和靶向治療做出更明智的選擇，以提高功效和患者的健康狀況，并降低不能從治療中獲益的患者的成本。

腫瘤間異質性

腫瘤間異質性是指不同患者亞組中的CRC具有極大差異的遺傳組成、組織病理學特征和臨床特征。而腫瘤內異質性涉及單個腫瘤內的癌細胞之間的遺傳異質性。這些差異可能來自遺傳上不同的群體／克隆或各種分化程度的細胞。

早期腫瘤的遺傳異質性

多個關于腫瘤解剖學位置與預后關系的研究已證明右側結腸癌較左側結腸癌有更差的預后。目前普遍認為左右半腸之間的差異是由于環(huán)境和遺傳因素共同引起的。

早期結腸癌中提供最多信息的遺傳特征無疑是MSI（微衛(wèi)星不穩(wěn)定）。 MSI的腫瘤具有受損的MMR系統(tǒng)，并在隨后積累了大量的突變。 MSI由MMR基因的突變或MHL1啟動子的超甲基化引起。MSI的檢測具有重大的臨床意義，其主要原因如下：

MSI腫瘤經常發(fā)生在Lynch綜合征中。MSI狀態(tài)的確認對患者的遺傳咨詢是很重要的。

早期MSI腫瘤患者的預后較MSS（微衛(wèi)星穩(wěn)定）腫瘤患者好。

II期和III期MSI患者不應用氟嘧啶單藥治療，該治療已被證實無效，并且影響II期患者的轉歸。III期MSI腫瘤患者可受益于含有奧沙利鉑的輔助治療。

早期MSI腫瘤患者，使用貝伐單抗聯(lián)合化療的輔助治療手段或可獲益。

Sinicrope等人的研究顯示，胚系MSI與散發(fā)型MSI腫瘤對輔助治療的響應有差異。胚系MSI的患者在接受5-Fu治療后DFS高于未接受5-Fu治療組，但散發(fā)型MSI患者中并沒有顯示相似的結果。

MSI在臨床應用中的重要意義已被認可。對于胚系和散發(fā)MSI對于化療療效不一致的原因，可能是由于在散發(fā)MSI腫瘤中BRAF基因的多發(fā)突變導致。

在胚系MSI／dMMR結腸癌中不存在BRAF突變，這表明MSI/MMR狀態(tài)和BRAF突變狀態(tài)的預后和預測價值的復雜性，表一列出了二者在不同分期患者中的價值。

在未來，將BRAF突變狀態(tài)與MSI狀態(tài)同時進行分析，會有助于更好地選擇適合輔助治療的患者。然而這一觀測還需要更深入的分析和確認。目前唯一對臨床實踐中輔助治療具有預測價值的生物標志物既MSI/dMMR：II期MSI-H患者不應接受輔助化療；III期MSI患者應選擇基于奧沙利鉑的輔助化療，而非氟嘧啶。

“KRAS突變MSS 的III期結腸癌患者預后差，并且具有不同的擴散模式，常伴肺轉移?！边@些發(fā)現(xiàn)支持在未來臨床試驗中加入這些突變狀態(tài)并對患者進行分層，I–III期患者仍然缺乏對臨床有意義的信息。CDX2表達缺失有望作為高危II期結腸癌輔助化療反應的預測指標，但預測級別仍較低，結果需進一步確認。早期癌癥中其他常見突變，如SMAD4，TP53和APC，與CRC的疾病轉歸并無顯著關系。

腫瘤間異質性——早期腫瘤的轉錄組學異質性

遺傳性變異是腫瘤異質性的基礎，但癌癥的臨床表現(xiàn)和潛在的腫瘤生物學特征是由很多其他的腫瘤特征造成的。如表觀遺傳差異、基質組份及其與免疫應答的關系等，這些差異均集中在腫瘤轉錄過程中。市面上已有一些成型的商用檢測方案應用于轉錄組分析，如基于RT-PCR法的Oncotype DX 12-gene (Genomic Health， USA)和基于芯片方法的ColoPrint 18-gene (Agendia Inc.， USA)。盡管這些基因表達的檢測方法可用于篩選高復發(fā)風險的患者，但對療效預測方面的價值還需要進一步研究。目前基于轉錄組分級可將結直腸癌分為四個分子亞型：CMS1-4。（表2）

腫瘤間異質性——轉移腫瘤的異質性

1、預后與分子標志物

與早期疾病相似，臨床和分子數(shù)據(jù)都顯示mCRC患者具有不同的預后和治療反應。因預測預后的分子標志物極少，導致“一刀切”的治療現(xiàn)象，使很多患者承受不必要的昂貴治療和副作用。KRAS突變狀態(tài)除了能預測抗EGFR治療療效外也具有預后價值。數(shù)據(jù)表明，解剖學部位（近端、遠端）可能是與組織學及BRAF突變狀態(tài)無關的另一重要預后參數(shù)。

2、對化療響應的影響

全身化療是mCRC患者治療的主要方法，盡管對預測化療療效的生物標志物進行了深入的研究，但尚無明確的可用于臨床的標志物。早期的研究提示ERCC1基因的表達可預測化療療效，但在對MAVERICC臨床試驗的結果初步分析后發(fā)現(xiàn)ERCC1表達水平與奧沙利鉑的療效無關。其他治療性生物標志物正在開發(fā)中，但仍沒有較成熟的標志物可用于臨床。

3、對抗EGFR治療的影響

（1）正如前文提到的，KRAS突變狀態(tài)是CRC治療中最強的預測性生物標志物。最初，攜帶KRAS 2號外顯子突變的腫瘤患者顯示對抗EGFR治療的反應性不佳。隨后，發(fā)現(xiàn)其他的KRAS（3、4外顯子）和NRAS（2、3、4外顯子）突變也具有預測價值。因此，目前僅在RAS野生型腫瘤患者中進行抗EGFR治療。

（2）由于BRAF在MAPK / ERK信號通路中處于RAS的下游，因此預期BRAF突變的癌癥與RAS突變的癌癥具有相似程度的抗EGFR治療反應。

值得注意的是，攜帶BRAF突變的mCRC患者預后極差。BRAF突變（<9％）的低發(fā)病率與RAS突變幾乎相互排斥，妨礙了該亞組中的前瞻性隨機試驗的可行性，然而，薈萃分析顯示在該亞組中抗EGFR治療獲益非常有限或不獲益，因此這些數(shù)據(jù)不支持在BRAF突變腫瘤患者中使用抗EGFR治療。

（3）在許多臨床前研究中，與抗EGFR治療療效相關的分子標志物還包括PIK3CA和繼發(fā)性EGFR突變。HER2擴增也被確定為抗EGFR治療耐藥的驅動因素。初步臨床數(shù)據(jù)顯示，HER2擴增在約5％的KRAS野生型mCRC患者中存在，并且這些患者可能受益于曲妥珠單抗和拉帕替尼的雙重HER2抑制。

4、BRAF靶向治療、免疫治療與新型治療

對于BRAF突變患者，目前有十來種不同的聯(lián)合用藥方案在探索，有效率在5%-35%之間；免疫治療是近年來的熱點，在結直腸癌中dMMR／MSI-H的腫瘤對抗PD-1治療敏感。實際上，目前除了常規(guī)的化療、抗EGFR治療等，免疫治療、抗HER2治療及BRAF抑制劑、MEK抑制劑等針對分子標記物的治療研究在轉移性結直腸癌中逐漸成為熱點。每一個分子標志物都有助于識別出更多的預后或治療亞組，根據(jù)基因狀態(tài)的不同可選擇不同的治療方案，并評估預后和治療轉歸，實現(xiàn)結直腸癌的個體化治療。

腫瘤內異質性

腫瘤內異質性的概念是在過去十年中才逐漸被認可的。腫瘤內異質性是與癌癥進展相關的進化過程的結果，在腫瘤發(fā)生過程中，共存的克隆數(shù)目隨著時間的推移而變化，其中包括突變率和選擇性壓力等因素。而這些克隆具有不同的功能特性，例如能夠形成轉移或對特定療法具有響應。

研究發(fā)現(xiàn)KRAS和NRAS突變存在于絕大多數(shù)的腫瘤細胞中，而BRAF和PIK3CA突變通常僅存在于一小部分癌細胞中。有趣的是，KRAS突變細胞所占比例與西妥昔單抗療效之間沒有直接的關系，數(shù)據(jù)表明，即使只有少數(shù)攜帶KRAS突變的癌細胞的腫瘤即對抗EGFR藥物出現(xiàn)耐藥。KRAS突變亞克隆的存在與抗EGFR藥物的反應降低有關，攜帶這些突變的細胞與抗EGFR治療后復發(fā)相關，這一發(fā)現(xiàn)已在抗EGFR治療后復發(fā)的CRC患者得到證實。

腫瘤內異質性為精準治療帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因為如果需預測療效，不僅需要確定腫瘤中是否存在特異性突變，還要確定其突變頻率。

結語

個體化治療的目標是，可根據(jù)每個患者的臨床特征、基因組特點等信息來制定治療方案。但目前預測藥物療效與腫瘤突變特征相關的臨床研究有限，除了少數(shù)例外，對特定藥物的響應絕大多數(shù)的差異并不僅僅歸因于一個分子靶標。但已經清楚的是，CRC是一種異質性疾病，分子亞型對疾病進展有重大影響，同時也影響不同階段的治療選擇?？偠灾?，分子檢測有助于我們加深對CRC疾病發(fā)展的認識，對CRC的診療決策將越來越重要。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）