和水祥，張　丹，祿韶英

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院：1. 消化內(nèi)科，2. 血管外科，陜西西安　710061)

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◇專家述評◇

胃癌的分子機(jī)制及靶向診斷研究進(jìn)展

和水祥1，張丹1，祿韶英2

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院：1. 消化內(nèi)科，2. 血管外科，陜西西安710061)

摘要：胃癌的發(fā)生發(fā)展涉及多個分子信號通路和許多細(xì)胞因子，其中比較重要的包括PI3K/AKT、MAPK通路，HER、VEGF/VEGFR、MET等生長因子及受體家族，COX-2、NF-κB、STAT、白介素家族等炎癥相關(guān)因子，他們參與了胃癌細(xì)胞凋亡抑制、增殖促進(jìn)、周期調(diào)控以及胃癌侵襲遷移、血管生成等過程。這些因子在胃癌中特異性表達(dá)，可以作為腫瘤標(biāo)記物用于胃癌的靶向治療，相應(yīng)藥物多已進(jìn)入臨床試驗階段。在上述理論基礎(chǔ)上，胃癌靶向診斷也有了新的進(jìn)展，閃爍掃描法、內(nèi)鏡等手段逐漸趨于成熟，但特異性探針的研究多處于臨床前期階段，仍有待進(jìn)一步的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：胃癌；分子機(jī)制；靶向治療；靶向診斷

胃癌是一種臨床常見的消化道腫瘤，盡管近年來發(fā)病率有下降趨勢，但發(fā)病率及致死率在世界范圍內(nèi)仍分別占全身惡性腫瘤的8%及10%，且絕大多數(shù)新發(fā)及死亡病例集中于東亞及發(fā)展中國家[1]。在中國，胃癌發(fā)病率位居男性全身惡性腫瘤第二位，女性第四位，2011年有近30萬人因胃癌死亡[2]。胃癌的早期診斷是提高胃癌治療效果、改善患者預(yù)后的重要手段。統(tǒng)計顯示，如果在病變局限于黏膜層及黏膜下層的早期胃癌階段實施治療，患者5年生存率可達(dá)到90%以上[3]。但實際上，即便是在發(fā)達(dá)國家，50%以上的確診患者已進(jìn)入疾病進(jìn)展期，可以通過手術(shù)完全切除病灶及轉(zhuǎn)移灶的幾率不足50%[4]。究其原因，胃癌早期癥狀隱匿，且目前缺乏有效的篩查及治療方法。胃鏡作為最重要的胃癌診斷方法，卻很難實現(xiàn)大規(guī)模的篩查，而且對癌前病變及早癌的診斷也存在局限性，因此胃癌的早期診斷成為臨床難點之一。

盡管胃癌的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，但其發(fā)生發(fā)展過程并非無跡可尋，這涉及了一系列的分子水平變化，包括數(shù)條主要信號通路的激活，相關(guān)基因的突變、異常表達(dá)以及microRNA的異常調(diào)控等，這其中就產(chǎn)生了胃癌相關(guān)的分子靶點。隨著相關(guān)分子機(jī)制研究的深入及靶向藥物的開發(fā)，胃癌的靶向治療已經(jīng)在臨床上取得了一定的效果。而相關(guān)的胃癌靶向診斷作為新興技術(shù)，雖然尚未真正進(jìn)入臨床，但也有了一定的理論基礎(chǔ)及前期研究。在分子水平檢測胃癌的發(fā)生發(fā)展將為其早期診斷提供重要的幫助。

1胃癌的分子機(jī)制

1.1PI3K/AKT通路磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, AKT)通路是重要的胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化、凋亡及腫瘤發(fā)生發(fā)展的一系列過程，是經(jīng)典的多種腫瘤相關(guān)信號通路之一。PI3K結(jié)構(gòu)包括一個催化亞基以及一個調(diào)節(jié)亞基，具備激酶活性，其底物由于兩個亞基的不同而有所差異。AKT由激酶區(qū)、調(diào)節(jié)區(qū)及尾端三部分構(gòu)成，其中激酶區(qū)可結(jié)合于三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)，調(diào)節(jié)區(qū)則發(fā)揮了絲/蘇氨酸磷酸化的功能。

PI3K/AKT通路的激活方式主要有兩種：一種是與生長因子受體或其他包括有磷酸化酪氨酸殘基的連接蛋白結(jié)合，引發(fā)構(gòu)象改變而激活；另一種是由ras直接結(jié)合PI3K的催化亞基使其激活[5]?；罨蟮腜I3K催化產(chǎn)生第二信使3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate, PIP3)，可以對包含有普列克底物蛋白同源結(jié)構(gòu)域(pleckstrin homolgy domain)的AKT蛋白進(jìn)行直接的磷酸化。除直接磷酸化的作用，PIP3還可激活同樣具備PH結(jié)構(gòu)域的磷酸肌醇依賴性蛋白激酶(phosphoinositide dependent kinase, PDK)，其中PDK1可以磷酸化AKT 308位的蘇氨酸，PDK2則磷酸化473位的絲氨酸，只有兩個位點均被磷酸化后AKT的活性可以得到充分的釋放[6]?；罨腁KT可經(jīng)由多種下游因子的磷酸化發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖，抑制其凋亡，促進(jìn)腫瘤血管生成，促進(jìn)胃癌對放化療耐藥性。

活化的AKT通過下游多種途徑產(chǎn)生了一系列的腫瘤相關(guān)效應(yīng)。在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、抑制凋亡方面主要包含下列機(jī)制：①抑制凋亡相關(guān)蛋白caspase家族中重要因子caspase-3及caspase-9，通過磷酸化其196位絲氨酸位點阻止其活化并產(chǎn)生細(xì)胞凋亡級聯(lián)反應(yīng)。②抑制凋亡相關(guān)基因Bcl-2，AKT通過磷酸化Bcl-2家族成員BAD，使其與14-3-3結(jié)合而阻止其與Bcl-XL結(jié)合致起始凋亡；AKT還可以磷酸化P53結(jié)合蛋白MDM2(mouse double minute 2 homolog)影響P53的活性, 磷酸化的MDM2轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核與P53結(jié)合, 通過增加P53蛋白的降解而影響細(xì)胞存活。③AKT還可通過磷酸化結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物1/2(tuberous sclerosis complex, TSC1/2)，解除TSC1/2對富集于腦Ras同系物(Ras homology enriched in brain, Rheb)的負(fù)調(diào)控，進(jìn)而使得Rheb富集哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)，激活mTOR。④AKT可磷酸化Forkhead家族基因FOXO1，抑制其核轉(zhuǎn)位而阻止其轉(zhuǎn)錄激活作用。

在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移方面則包含有以下機(jī)制：①ATK可以激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-κB, NF-κB)相關(guān)途徑，通過激活可以降解NF-κB抑制劑(inhibitor of NF-κB, IκB)的IκB激酶(IκB kinase, IκK)，造成了IκB的降解，從而使NF-κB從細(xì)胞質(zhì)中釋放出來進(jìn)行核轉(zhuǎn)位，激活靶基因增加腫瘤細(xì)胞的運動能力。②mTOR下游蛋白也有促進(jìn)細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移能力的作用。③PI3K/AKT還參與了基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP)的激活，使細(xì)胞外基質(zhì)降解，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[7]。④PI3K/AKT途徑可以上調(diào)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)表達(dá)，進(jìn)而啟動血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤新生血管的形成。

PI3K/AKT途徑參與了包括胃癌在內(nèi)的多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。PI3KCA是編碼PI3K催化亞基p110α的基因，在多項針對胃癌的外顯子測序研究中發(fā)現(xiàn)，該基因的突變率達(dá)到5%以上[8]。這種突變可以導(dǎo)致PI3K甚至在沒有生長因子受體參與的情況下被激活并可產(chǎn)生致胃癌活性，這項結(jié)果在體內(nèi)及體外實驗中均得到了驗證[9]。在進(jìn)展期胃癌中，PI3KCA的表達(dá)明顯升高而且通常預(yù)示較差的預(yù)后[10]。

基于PI3K/AKT通路在胃癌發(fā)生發(fā)展中起到的重要作用，針對該通路中重要核心因子的靶向治療研究目前也獲得了一定的成果，其中，有一些已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗階段。以AKT為靶點的胃癌治療中，MK2206已經(jīng)進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗，服藥患者中位無進(jìn)展生存期為1.8月，中位生存時間為5.1個月，副作用發(fā)生率小于1%[11]?？紤]到PI3K/AKT通路是造成曲妥珠單抗耐藥的重要機(jī)制，因此，MK2206與曲妥珠單抗的聯(lián)合應(yīng)用以降低耐藥率的研究也進(jìn)入臨床試驗，結(jié)果顯示聯(lián)合用藥可以被患者耐受，胃癌患者可以獲得最長5個月的穩(wěn)定期[12]。除了對靶向治療藥的增敏作用外，MK2206還可以增加傳統(tǒng)化療藥物的作用，紫杉醇或鉑類藥物在聯(lián)合應(yīng)用MK2206后，磷酸化AKT明顯減少，而多種胃癌細(xì)胞的增殖也明顯受到更強(qiáng)的抑制作用[13]。LY294002是最早發(fā)現(xiàn)的PI3K抑制劑，其對胃癌的治療作用也有大量的報道。LY294002已明確具備促胃癌細(xì)胞凋亡的作用，可能機(jī)制為：抑制凋亡分子Bcl-2家族成員Mcl-2以及Bad蛋白的磷酸化，通過Fas介導(dǎo)途徑引發(fā)凋亡[14]；上調(diào)P53的表達(dá)，引發(fā)線粒體膜的崩解從而達(dá)到促進(jìn)凋亡作用[15]；激活死亡受體途徑，通過腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL)[16]引發(fā)凋亡；同時線粒體途徑及caspase途徑也參與了LY294002誘導(dǎo)的凋亡過程。還有研究者發(fā)現(xiàn)IκB/IKK途徑也參與到了這一過程中，NF-κB的激活因LY294002對PI3K/AKT通路的抑制而降低，引發(fā)了細(xì)胞凋亡。除誘導(dǎo)凋亡作用外[17]，LY294002還有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移及血管生成的作用。實驗證明給予LY294002后，HIF-1α被滅活，VEGF的產(chǎn)生相應(yīng)減少，相應(yīng)的血管生成作用也受到抑制[18]。

綜上可以看出，作為胃癌發(fā)病分子機(jī)制中的重要通路，PI3K/AKT參與了胃癌發(fā)生發(fā)展中的多種事件，也是整個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的核心部分之一，以該途徑重要因子作為胃癌診斷與治療的靶點有著理想的前景。

1.2MAPK通路絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)是一種胞內(nèi)的絲/蘇氨酸蛋白激酶。MAPK激活途徑非常保守，在受到胞內(nèi)胞外刺激之后，通過三級激酶級聯(lián)方式激活：依照MAPK激酶激酶(MAPKK kinases, MAPKKK)-MAPKK(MAPK kinases, MAPKK)-MAPK的順序連續(xù)磷酸化。蘇氨酸以及酪氨酸位點均被磷酸化的MAPK是具備活性的形式，可以從胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)入細(xì)胞核，激活下游靶基因，產(chǎn)生各種腫瘤生物學(xué)功能；蘇氨酸以及酪氨酸位點一旦去磷酸化，MAPK也會失活為非活化形式，失去其活性[19]。

MAPKKK、MAPKK、MAPK均由多個并行亞族構(gòu)成。MAPKKK亞族主要包括有4個：①raf亞族研究最為透徹，包括有A-raf、B-raf、raf1；②MAP/ERK激酶激酶(MAP/ERK Kinase-Kinase-1, MEKK)亞族，包括MEKK1、MEKK2、MEKK3、MEKK4、MEKK5；③凋亡信號調(diào)控蛋白1(apoptosis signal-regulating kinase 1, ASK1)及腫瘤進(jìn)程基因座-2(tumor progression locus, Tpl-2)；④與前3個有所不同，主要包括有哺乳動物不育系20樣激酶1(mammalian sterile 20-like kinase 1, MST1)、小脯氨酸富集激酶(small proline-rich kinase)、MAPK上游激酶(MAPK upstream kinase, MUK)、TGF-β活化激酶(TGF-beta activated kinase 1, TAK1)等。MAPKK亞族相對簡單，有兩大類：絲裂原活化蛋白激酶激酶(MAP kinase kinase, MKK)亞族及MAPK/ERK激酶(MAPK/ERK kinase, MEK)亞族，前者包括MKK3、MKK4、MKK6、MKK7，后者包括MEK1、MEK2、MEK5。MAPK亞族與MAPK通路功能密切相關(guān)，包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinas, ERK)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)、P38等亞族，其中ERK5與ERK1、ERK2、ERK3、ERK4不同，本身單獨構(gòu)成一個亞族。ERK1/2調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和減數(shù)分裂。這兩種形式的MAPK完全符合MAPK的完整激活過程，即上游因子通過細(xì)胞表面酪氨酸激酶或G蛋白偶聯(lián)受體激活Ras，進(jìn)而募集Raf至細(xì)胞膜，引發(fā)MEK1/2的磷酸化，進(jìn)而激活ERK1/2?；罨腅RK1/2進(jìn)而可以激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。MAPKKK可通過多種MKK引發(fā)JNK的活化，繼而導(dǎo)致特定基因轉(zhuǎn)錄活性的增強(qiáng)。P38可被多種MAPKKK激活或調(diào)節(jié)，這種多因素參與模式使線性激活模型中變量增多，為靶向治療帶來難度。

MAPK通路介導(dǎo)了一系列的腫瘤生物學(xué)功能，包括細(xì)胞增殖、分化、凋亡抑制、血管生成、腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移等。通路中的多種激酶的表達(dá)異常在胃癌中都可以被檢測到，包括Ras、Raf、Mek69。Ras基因隸屬于一個常見的癌基因家族，可以激活包括經(jīng)典MAPK通路在內(nèi)多條信號途徑，分為H-、K-、N-3個亞型，其中KRAS及下游BRAF在絕大多數(shù)的胃癌發(fā)生突變[20]。而作為MAPK重要亞型的ERK1/2，充當(dāng)了MAPK途徑中重要的最終效應(yīng)因子之一，也在胃癌中出現(xiàn)更多的活化形式分子[21]。而作為MAPK途徑下調(diào)因子Ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族(ras-association domain family, RASSF)成員RASSF1A、RASSF2，其基因表達(dá)在包括胃癌的多種腫瘤中為沉默狀態(tài)，這是由該基因啟動子的過甲基化介導(dǎo)的[22]。RASSF成員，尤其RASSF1A具有Ras相關(guān)區(qū)域，可以因啟動子的甲基化而失活進(jìn)而激活MAPK途徑，并因此阻止胃癌細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)胃癌發(fā)生[23]。

MAPK具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、生存、分化的生物學(xué)活性，亦參與了細(xì)胞周期的調(diào)控。實驗證實抑制該通路可以減少細(xì)胞增殖，并使細(xì)胞周期停滯于G1期而不進(jìn)入S期，同時抑制Cyclin D1的表達(dá)；相反，該通路的過度活化可以導(dǎo)致細(xì)胞有絲分裂加速，細(xì)胞增殖[24]。作為該通路靶基因的NF-κB以及進(jìn)一步誘導(dǎo)產(chǎn)生的Bcl-2、Bcl-xL，它們均具有抗凋亡特性成為癌基因。因此，Ras/ERK在被誘導(dǎo)激活后具有抑制細(xì)胞凋亡的作用[25]。該通路促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的作用主要通過以下兩方面實現(xiàn)：激活NF-κB以及最終激活MMP-9、MMP-2引發(fā)細(xì)胞外基質(zhì)的降解[26]；下調(diào)轉(zhuǎn)移抑制分子或增加肌球蛋白輕鏈激酶活性來加強(qiáng)細(xì)胞的運動能力及粘附功能，促進(jìn)細(xì)胞本身的遷移[27-28]。盡管MAPK也是胃癌發(fā)生發(fā)展中的重要通路之一，但由于MAPK通路的復(fù)雜性，針對該通路的靶向藥物沒能像PI3K/AKT通路藥物那樣獲得較大的進(jìn)展，真正進(jìn)入臨床試驗的藥物也相對少見。索拉菲尼是一種廣譜的小分子酪氨酸激酶抑制劑，可以抑制包括Raf在內(nèi)的多種酪氨酸激酶活性因子，抑制MAPK通路與VEGFR功能是其主要作用機(jī)制。目前該藥已成功應(yīng)用于肝癌、腎癌、甲狀腺癌的臨床治療中，對胃癌也進(jìn)入了臨床試驗階段。使用索拉菲尼聯(lián)合奧沙利鉑治療進(jìn)展期胃癌的試驗中，有2.5%的患者獲得了完全緩解，47%進(jìn)入疾病穩(wěn)定期，中位無進(jìn)展生存時間3個月，總生存時間6.5個月[29]。

1.3表皮生長因子受體家族人表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor, HER)家族也稱ErbB家族，屬于酪氨酸激酶I型受體家族，成員包括HER1、HER2、HER3、HER4四種同源受體，其中HER1又稱表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)。ErbB基因定位于7號染色體，全長包括28個外顯子，編碼蛋白為跨膜蛋白，含有胞外段、跨膜段與胞內(nèi)段3個區(qū)域。目前研究最多、 應(yīng)用最為廣泛的是HER1/EGFR以及HER2/ErbB2。

1.3.1HER1/EGFREGFR廣泛分布于各種上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上。目前發(fā)現(xiàn)的EGFR配體有表皮生長因子(epidermal growth factor receptor, EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子-α(TGF-α)、雙調(diào)蛋白、結(jié)合肝素的EGF、β-cellulin等。EGFR活化過程依次為：配體與EGFR結(jié)合形成二聚體，酪氨酸激酶區(qū)激活，結(jié)合ATP分子使受體酪氨酸殘基磷酸化，識別SH2蛋白的底物酶，將信號傳入細(xì)胞內(nèi)。其激活的下游通路主要有MAPK通路、PI3K/AKT通路、磷脂酶C-γ(phospholipase C-γ, PLC-γ)通路、Janus激酶(Janus kinase, JAK)/信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子(Signal transducer and activator of transcription, STAT)通路。EGFR不僅表達(dá)于表皮細(xì)胞，也表達(dá)于部分基質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞。通過其激活的多條下游通路，在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和組織修復(fù)中起十分重要的作用，引發(fā)的細(xì)胞效應(yīng)包括細(xì)胞增殖、遷移、粘附等多個環(huán)節(jié)。機(jī)體腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程多與EGFR介導(dǎo)的功能相關(guān)，而且EGFR也被發(fā)現(xiàn)高表達(dá)于腫瘤組織細(xì)胞，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖、腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移及血管形成。

EGFR在胃癌組織中高表達(dá)，而在非癌的胃黏膜組織中幾乎檢測不到。EGFR表達(dá)與胃癌患者的預(yù)后以及部分臨床病理特征相關(guān)。有報道稱EGFR高表達(dá)與年齡、分化程度、分級相關(guān)，其表達(dá)水平可能是獨立的預(yù)后不良因素[30]。也有研究支持EGFR表達(dá)與腫瘤分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及臨床TNM分期相關(guān)，并可能通過VEGF促進(jìn)腫瘤的血管生成[31]。一項EGFR與多腫瘤相關(guān)關(guān)系的研究提出，EGFR表達(dá)水平與腫瘤患者預(yù)后相關(guān)，尤其是在頭頸部、卵巢、膀胱以及食管腫瘤中，對于胃癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌及結(jié)直腸癌EGFR的高表達(dá)往往提示疾病的不良預(yù)后，但對于非小細(xì)胞肺癌EGFR表達(dá)與預(yù)后相關(guān)性不明顯[32]。盡管并非所有的研究都能達(dá)到一致的觀點，但絕大多數(shù)研究者都支持EGFR是明確的胃癌標(biāo)記物，并有評估胃癌預(yù)后的作用。

EGFR是多條腫瘤通路的共有上游結(jié)點因子，其在胃癌組織中也有著明確的高表達(dá)現(xiàn)象，因此有大量研究者投入針對EGFR的靶向藥物開發(fā)。EGFR抑制劑主要分為兩類：一類是EGFR胞外區(qū)競爭性抑制劑，代表藥物為抗EGFR單克隆抗體；一類是小分子的激酶活性抑制劑，被攝入細(xì)胞內(nèi)后針對EGFR胞內(nèi)段的酪氨酸激酶區(qū)，抑制EGFR的活化。第一類藥物中的代表是西妥昔單抗，為人源化鼠抗EGFR單克隆抗體，通過與EGFR胞外段的親和作用競爭性抑制EGFR天然配體與其的結(jié)合，抑制下游通路的激活，達(dá)到誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、控制腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移進(jìn)程的作用。該藥目前已獲準(zhǔn)上市，用于結(jié)直腸癌、鼻咽癌及非小細(xì)胞的治療，對于胃癌的治療目前也已進(jìn)入臨床試驗階段，并在Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗中獲得了良好的療效[33]。使用奧沙利鉑聯(lián)合西妥昔單抗治療胃癌過程中，38例患者中有50%獲得了部分緩解，疾病進(jìn)展時間為5.5個月，總生存期為9.9個月[34]。尼妥珠單抗是我國第一個用于治療惡性腫瘤的功能性單抗藥物，臨床用于EGFR陽性的晚期鼻咽癌治療。在診斷胃癌治療的 Ⅱ 期臨床試驗中，33.3%的進(jìn)展期胃癌患者獲得部分緩解，中位無進(jìn)展生存期為118 d，中位總生存時間為358 d，較無治療組有所延長[35]。馬妥珠單抗也是人源化抗EGFR抗體，獲批用于晚期結(jié)直腸癌治療，對于胃癌治療也進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗階段[36]。帕尼單抗作為結(jié)直腸癌獲批藥物，目前已進(jìn)入針對胃癌的Ⅲ期臨床實驗[37]。在抗體類藥物的開發(fā)獲得進(jìn)展的同時，小分子酪氨酸激酶抑制劑也在臨床中得到了較為成熟的研究。該類藥物不具備抗體類藥物特殊的靶向性，因此可針對包括EGFR、HER2在內(nèi)的多種表皮生長因子受體，通過抑制其活化區(qū)域阻斷下游通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)。拉帕替尼是EGFR與HER2的共同不可逆性抑制劑，是該類藥物中相對獲批較早用于臨床晚期乳腺癌治療的藥物，在胃癌的臨床前期試驗中可以與傳統(tǒng)化療藥起到協(xié)同作用，目前已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗，但有一項試驗提供的客觀緩解率僅12%[38]。阿法替尼是HER家族共同抑制劑，2013年獲批用于晚期肺癌的治療，但對胃癌的臨床療效尚待評估[39]。還有另一種全HER家族抑制劑Poziotinib，目前在胃癌中的研究也進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗階段。盡管目前針對EGFR的靶向藥物種類繁多，臨床應(yīng)用也比較成熟，但真正獲批用于胃癌臨床治療的仍然空缺，還有待進(jìn)一步探索。

1.3.2HER2/ErbB2HER2基因定位于17號染色體，其編碼蛋白位于細(xì)胞膜上，結(jié)構(gòu)與EGFR相似，其胞內(nèi)段同樣具有酪氨酸激酶蛋白活性。但與HER家族其他成員不同，HER2目前尚未發(fā)現(xiàn)天然配體，因此是該家族唯一的“孤兒受體”。HER2在正常情況下處于非激活狀態(tài)，但在受到體內(nèi)外某些因素刺激的情況下，可以通過胞外段進(jìn)行自身或與其他HER家族成員的異源性二聚體化，使酪氨酸激酶區(qū)激活，將信號傳入細(xì)胞內(nèi)。HER2激活后參與了多條信號通路的激活，促進(jìn)腫瘤形成，主要包括：PI3K/AKT、MAPK通路，還可以激活NF-κB、MMPs、VEGF等達(dá)到抑制細(xì)胞凋亡及加速細(xì)胞周期進(jìn)程、降低宿主對腫瘤細(xì)胞免疫力、誘導(dǎo)腫瘤血管形成和生長、改變組織結(jié)構(gòu)，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生移位， 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞浸潤和(或)轉(zhuǎn)移的作用。

目前大量的研究發(fā)現(xiàn)，在多種惡性腫瘤中存在HER2的過度表達(dá)，并且與不良的預(yù)后相關(guān)。HER2基因擴(kuò)增和蛋白過表達(dá)最早在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)，這部分患者病理組織分化差，病情進(jìn)展迅速，預(yù)后差。因此作為乳腺癌不良預(yù)后的標(biāo)志之一。除乳腺癌之外，HER2在卵巢癌、結(jié)直腸癌、肺癌、胃癌等腫瘤中也均有不同程度的表達(dá)。胃癌中HER2蛋白的過表達(dá)率為10%～20%，通過FISH檢測HER2基因擴(kuò)增率則大約為10%[40]。一項比較早的研究發(fā)現(xiàn)，在260胃癌標(biāo)本中，31例可檢測出HER2的高表達(dá)，這種表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、淋巴管浸潤和腫瘤侵犯深度有關(guān)，而且HER2陽性是胃癌預(yù)后的獨立因素[41]。近年來的HER2研究多采用免疫組化與FISH法從蛋白及基因擴(kuò)增兩個方面進(jìn)行評估，陽性率一般在10%～20%。有研究者使用這兩種方法檢測1 527例腫瘤標(biāo)本中HER2的表達(dá)，陽性率為22%，其中腸型胃癌的過表達(dá)率明顯高于彌散型胃癌[42]。

同EGFR一致，針對HER2的靶向治療同樣分為單克隆抗體及小分子的激酶活性抑制劑。因HER2酪氨酸激酶活性區(qū)域與EGFR相似，因此小分子的激酶活性抑制劑多為針對多種HER分子的廣譜藥物，進(jìn)入臨床試驗的HER2激酶活性抑制劑在EGFR部分大多也已介紹?？贵w類藥物中，研究最為充分的應(yīng)屬曲妥珠單抗。曲妥珠單抗是抗HER2人源化單克隆抗體，主要通過與HER2的結(jié)合抑制其二聚體的形成，從而拮抗HER2下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以達(dá)到抑制腫瘤的作用，目前廣泛用于HER2陽性乳腺癌的治療。在針對胃癌治療的臨床前期試驗中，該藥能明顯抑制HER2高表達(dá)胃癌細(xì)胞在裸鼠移植瘤模型體內(nèi)的生長，也能改善HER2中等表達(dá)胃癌細(xì)胞構(gòu)建模型中腹膜轉(zhuǎn)移裸鼠的生存率，但卻不能抑制HER2低表達(dá)胃癌細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)的生長及轉(zhuǎn)移[43]。在最早的Ⅲ期臨床試驗中，曲妥珠單抗聯(lián)合化療可改善HER2陽性晚期胃癌患者的生存，使患者的總生存時間達(dá)到13.8個月，其中HER2高水平表達(dá)者更能得到明顯獲益，生存期達(dá)到16.0個月；疾病緩解率從34.5%提高至47.3%，而且相對于對照組，曲妥珠單抗應(yīng)用組并未出現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)升高的趨勢，也未出現(xiàn)預(yù)期外的不良事件，證明了該藥的臨床應(yīng)用前景[44]。但真正實現(xiàn)這一目的還需更多的臨床試驗及循證醫(yī)學(xué)依據(jù)。此外， MM-11、PF-00299804等單克隆抗體藥物已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗階段，但不同于曲妥珠單抗，其余的抗體類藥物也多具備HER家族廣譜作用，還可靶向作用于HER1、HER3等。

1.4腫瘤新生血管相關(guān)因子有人提出一種假說：腫瘤的生長大致可分為血管前期和血管形成期兩個階段。如果沒有新生血管提供腫瘤細(xì)胞代謝所需的營養(yǎng)物質(zhì)，通過彌散作用供給腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)成分不足以滿足腫瘤細(xì)胞的基本代謝要求，腫瘤生長的體積不會超過2～3 mm3。新生血管的形成使腫瘤的血供由彌散獲取的方式轉(zhuǎn)為灌注獲取，腫瘤細(xì)胞的生長也呈指數(shù)方式進(jìn)行 并最終達(dá)到難以控制的體積。除了對腫瘤本身的營養(yǎng)作用，新生血管也是腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的重要途徑，腫瘤的血行轉(zhuǎn)移往往與新生血管數(shù)量呈正性關(guān)系。微血管密度(micro-vessel density, MVD)是常用腫瘤新生血管評價的指標(biāo)。在胃癌發(fā)生發(fā)展過程中，新生血管的形成同樣起到重要的作用，其水平也與疾病的預(yù)后密切相關(guān)。

VEGF家族有7個成員，分別為VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、胎盤生長因子1/2(placental growth factor 1/2, PGF1/2)，由不同基因編碼。VEGFR家族有5種，分別為VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、神經(jīng)纖毛蛋白1/2(neuropilin1/2, NPL1/2)。配體和受體并不存在嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系，一個配體可以與多個受體結(jié)合，一個受體也可以接納不同種的配體。VEGF是已知細(xì)胞因子中對腫瘤血管生成影響最強(qiáng)者，其中又以VEGF-A為最主要的血管生成因子，其與VEGFR2結(jié)合后作用主要歸納為：增加血管通透性；促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂增殖，抑制凋亡；誘導(dǎo)蛋白酶降解細(xì)胞外基質(zhì)，改變細(xì)胞骨架和胞間連接，促進(jìn)細(xì)胞遷移。但與VEGFR1結(jié)合時促進(jìn)血管生成作用明顯減弱，NPL1則只起到輔助受體的作用，用于增加受體配體親和力。VEGF-B主要與VEGFR1結(jié)合，功能目前尚無定論。VEGF-C與VEGF-D受體主要為VEGFR3，參與淋巴管的形成及腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移。其余的VEGF分子可能也參與到了不同部位的血管形成。VEGF還可以動員VEGFR陽性細(xì)胞從骨髓中轉(zhuǎn)移至腫瘤部位，通過分泌多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)血管生成和基質(zhì)重建。

在對早癌及進(jìn)展期胃癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF陽性者腫瘤體積較陰性者大，浸潤程度深，轉(zhuǎn)移程度高，臨床分期晚，生存期短，而且 VEGF表達(dá)水平是胃癌患者預(yù)后及肝轉(zhuǎn)移的獨立危險因素[45]。還有人指出，VEGF不僅在腫瘤局部，在外周血中也有高表達(dá)現(xiàn)象，并與胃癌組織中血管生成水平、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移水平密切相關(guān)，是評估胃癌患者腫瘤分期的敏感指標(biāo)[46-47]。VEGF血管生成作用的主要介導(dǎo)受體VEGFR2，與胃癌進(jìn)展程度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及新生血管數(shù)量相關(guān)[48]。淋巴轉(zhuǎn)移是胃癌轉(zhuǎn)移的重要途徑，目前認(rèn)為VEGF-C是最重要的促淋巴管形成因子，由VEGF-C與VEGFR3結(jié)合所誘導(dǎo)的淋巴管形成，對胃癌細(xì)胞的淋巴轉(zhuǎn)移起著直接的促進(jìn)作用。研究發(fā)現(xiàn)，VEGF-C主要在胃癌細(xì)胞表達(dá)，VEGFR3則在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá),兩者的表達(dá)有顯著的相關(guān)性，腫瘤組織基質(zhì)中VEGFR3表達(dá)陽性的淋巴管數(shù)目直接與胃癌的淋巴轉(zhuǎn)移程度相關(guān)。

同HER家族靶向藥物相似，VEGF/VEGFR家族成員靶向藥物也分為單克隆抗體及酪氨酸激酶抑制劑。單克隆抗體中，貝伐單抗是第一個獲批的用于抑制腫瘤血管形成的藥物，用于治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌，對于胃癌的治療也進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗[49]。另外一個合成的IgG分子Aflibercept也可通過與VEGF的結(jié)合阻斷VEGF下游功能。該類藥物中最值得說明的是雷莫蘆單抗，這是針對VEGFR2的人源性單克隆抗體，該藥從眾多仍停留于臨床試驗的藥物中脫穎而出，在2014年獲批上市治療胃及胃食管連接部腺癌，為目前尚屬貧乏的胃癌靶向治療市場做出了貢獻(xiàn)。酪氨酸激酶性藥物種類相對繁多，且多為多受體廣譜藥物，除之前提到的索拉菲尼之外，還有Dovitinib、Lucitanib、Axitinib等進(jìn)入臨床試驗。它們不僅可以針對VEGFR，還可以靶向抑制成纖維細(xì)胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor, FGFR)和(或)血小板衍生生長因子受體(platelet derived growth factor receptor, PDGFR)。同時，也有僅針對VEGFR2的酪氨酸激酶抑制劑，如Brivanib、Pazopanib、Apatinib進(jìn)入不同階段的臨床研究。這種針對血管生成的靶向治療，可以延緩胃癌晚期患者疾病進(jìn)程，獲得更多的生存時間。

1.5MET通路間質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子(mesenchymal to epithelial transition factor, MET)癌基因編碼大小約170 ku前體蛋白，翻譯后經(jīng)修飾成為分子質(zhì)量約190 ku成熟受體型蛋白，位于細(xì)胞膜上，包括細(xì)胞外信號區(qū)域、跨膜區(qū)域以及細(xì)胞內(nèi)功能區(qū)域3個部分。蛋白含有與Src酪氨酸激酶家族高度相似的功能結(jié)構(gòu)，可能與其他受體型蛋白酪氨酸激酶有著類似的信號傳導(dǎo)通路。肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor, HGF)可與其特異性結(jié)合，促使受體蛋白酪氨酸殘基磷酸化，激活細(xì)胞HGF/Met信號通路。因此，MET也稱肝細(xì)胞生長因子受體。HGF/Met信號激活后可以產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)，如細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化、凋亡抑制、移動及轉(zhuǎn)移、血管生成等，這可以通過MAPK途徑或其他因子間接激活效應(yīng)因子實現(xiàn)。

文獻(xiàn)報道，胃腺癌中MET陽性率為20%～70%。在消化道腫瘤中，MET基因擴(kuò)增多見于胃癌[50]，這種擴(kuò)增及蛋白的高表達(dá)與胃癌的浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及TNM分期相關(guān)[51]。此外，MET在AFP陽性的胃癌患者中表達(dá)水平高于AFP陰性者，提示MET也與胃癌肝轉(zhuǎn)移相關(guān)[52]。因此，MET的表達(dá)不僅可以作為胃癌的腫瘤標(biāo)記物，還可以評估胃癌患者的預(yù)后情況。

MET的靶向藥物同樣分為單克隆抗體及小分子抑制劑兩大類。前者包括已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗的Rilotumumab、Onartuzumab，但由于試驗中未發(fā)現(xiàn)明顯的患者獲益，臨床試驗?zāi)壳耙呀?jīng)終止。另外還有LY2875358等抗體類藥物。但不可否認(rèn)的是，由于Rilotumumab及Onartuzumab在Ⅲ期臨床試驗中不理想，有人對該類藥物的應(yīng)用提出了疑問。小分子抑制劑目前多處于Ⅰ期或Ⅱ期臨床試驗中，包括Foretinib(MET及VEGFR)抑制劑、AMG337及INC280等，就目前研究成果來看，該類藥物依然有一定的前景。MET靶向藥物與其他靶點藥物不同的是，該類藥物多以胃及胃食管交界實體腫瘤為首選研究對象，證明了MET對于胃癌仍然有較高的研究價值。

1.6其他相關(guān)因子除上述經(jīng)典通路及靶向藥物研究較多的細(xì)胞因子外，還有許多其他的細(xì)胞因子也參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展過程，如一些炎癥相關(guān)因子在其中也起到了重要的作用。①環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase, COX-2)可通過MAPK、NF-κB、VEGF、P53、MMP、E-cadherin等途徑抑制胃癌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管及淋巴管的形成并增強(qiáng)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力。②白介素(interleukin, IL)家族中IL-1、IL-6、IL-8、IL-11等都在胃癌中表達(dá)明顯升高，IL-1的基因多態(tài)性與胃癌易感性相關(guān)，IL-6、IL-11同屬于IL-6家族，可以激活以JAK/STAT通路為主的多條信號通路，包括MAPK、PI3K/AKT通路，借以調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡、分化，促進(jìn)腫瘤遷徙轉(zhuǎn)移及新生血管的形成[53-54]，IL-8則可以通過VEGF途徑促進(jìn)胃癌的轉(zhuǎn)移及血管形成。③STAT磷酸化后可以形成其活性形式，在胃癌中的表達(dá)量是正常黏膜的10倍以上[55]，其表達(dá)水平在不同腫瘤分期中有區(qū)別，證明與局部浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)，影響預(yù)后情況[56]。STAT3通過survivin及PI3K/AKT途徑改變細(xì)胞凋亡水平[57]，還可以通過VEGF促進(jìn)血管生成[58]。④NF-κB通常與IκB結(jié)合為無活性形式，經(jīng)PI3K/AKT、MAPK等途徑刺激激活后可進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，影響下游癌基因的表達(dá)，包括通過Bcl-XL、caspase改變胃癌細(xì)胞凋亡情況，也可激活MMP、E-cadherin 促進(jìn)胃癌的轉(zhuǎn)移，還可通過激活HIF-1α上調(diào)VEGF促進(jìn)血管形成。此外，還可以上調(diào)其他胃癌相關(guān)因子如IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)。目前，也有報道用這些炎癥相關(guān)因子進(jìn)行胃癌的靶向治療。塞來昔布是選擇性COX-2抑制劑，是臨床應(yīng)用成熟的止痛抗炎藥物，在Ⅱ期臨床試驗中，使用該藥物合并化療治療胃食管交界腫瘤患者獲益明顯[59]。硼替佐米作為首批上市的蛋白酶體抑制劑，以阻斷NF-κB通路為主目前用于多發(fā)性骨髓瘤的治療，但在針對轉(zhuǎn)移性胃癌的Ⅱ期臨床試驗中，16例無法經(jīng)手術(shù)治療的胃癌患者經(jīng)單藥治療后，僅有1例病情趨于穩(wěn)定[60]。STAT3抑制劑OPB-31121對胃癌及結(jié)腸癌的治療目前也處于Ⅰ期臨床試驗中，18例胃腸道惡性腫瘤患者中8例獲得了疾病穩(wěn)定狀態(tài)[61]。

細(xì)胞粘附分子參與細(xì)胞-細(xì)胞及細(xì)胞-基質(zhì)相互作用，在腫瘤中表達(dá)與正常組織區(qū)別較大，可能是腫瘤發(fā)生浸潤、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。許多粘附分子如整合素、CD44等都高表達(dá)于胃癌細(xì)胞，并參與了胃癌侵襲轉(zhuǎn)移、血管生成過程以及細(xì)胞凋亡和增殖等。但目前針對粘附分子的胃癌靶向治療多局限于臨床前期試驗，尚未獲得更深入的進(jìn)展。

1.7microRNA值得提出的是，近年來非編碼RNA與腫瘤的關(guān)系成為了研究的熱點，其中microRNA與非編碼長鏈RNA都參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展過程，其中又以前者的研究更為充分。microRNA簡稱miRNA，是高度保守的小分子單鏈RNA，通過和靶基因mRNA的堿基配對引導(dǎo)其降解或阻礙其翻譯來調(diào)控靶基因的表達(dá)。目前發(fā)現(xiàn)與胃癌相關(guān)的miRNA包括有miR-21、miR-21、miR-29、miR-106、miR-let7a、miR-148、miR-622等，通過miRNA芯片在胃癌中檢測上調(diào)及下調(diào)的miRNA更是種類繁多。有的被驗證可作為評估胃癌預(yù)后的腫瘤標(biāo)志物，如miR-21、miR-10b、miR-223、miR-338、miR-let7a等[62]，有的可作為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的評價指標(biāo)，如miR-212、miR-195[63]。

一些驗證性的研究為部分miRNA提供了可能的機(jī)制。如miR-622可通過抑制生長抑制因子1(inhibitor of growth family member 1, ING1)消除其對細(xì)胞生長的抑制作用，促進(jìn)腫瘤發(fā)生[64]；miRNA-148則通過調(diào)節(jié)蛋白交互網(wǎng)絡(luò)，降低腫瘤細(xì)胞的增殖及轉(zhuǎn)位，上調(diào)miRNA-148可降低腫瘤細(xì)胞生長、粘附、侵襲及遷移[65]；miR-let7家族可抑制高遷移率蛋白A2(high mobility group A2 protein)增加胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移能力[66]；miR-106家族中，miR-106b-25可通過抑制p21促進(jìn)腫瘤形成，還可以通過TGF-β干擾正常的細(xì)胞周期阻滯及細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的形成[67]。本課題組曾就miR-106a與胃癌的關(guān)系作以研究，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)與胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，抑制miR-106a可以降低胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移能力，這個過程可能是由基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑2(inhibitor of matrix metalloproteinases 2, TIMP2)介導(dǎo)的[68]。

與蛋白-蛋白相互作用的復(fù)雜情況不同，核酸之間的相互作用更為直接和直觀，易于設(shè)計，使用人工設(shè)計miRNA實現(xiàn)目的基因的沉默是實驗中的常用技術(shù)。再結(jié)合miRNA在胃癌中的研究基礎(chǔ)，針對miRNA的靶向治療也有了相應(yīng)的進(jìn)展，但目前仍多停留在臨床前期試驗。應(yīng)用人工設(shè)計的miRNA使胃癌細(xì)胞中的PRL3基因沉默后，其蛋白表達(dá)顯著減少，借此胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力也相應(yīng)降低，改善了移植瘤模型中胃癌的轉(zhuǎn)移情況[69]。盡管基因的沉默已經(jīng)是成熟技術(shù)，但目前核酸類藥物在臨床中仍不如蛋白及其他小分子藥物成熟，還需要更好的設(shè)計及更多的實踐基礎(chǔ)。

2胃癌的分子靶向診斷

胃癌的發(fā)病機(jī)制目前已經(jīng)有了廣泛、系統(tǒng)、深入的研究，也出現(xiàn)了大量的腫瘤標(biāo)志物，也有部分已經(jīng)成功運用于靶向治療，這就為胃癌的靶向診斷提供了理論基礎(chǔ)。胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個慢性長期的過程，從癌前疾病包括慢性萎縮性胃炎，發(fā)展成為病理性癌前改變包括腸型化生、不典型增生，最后演化為胃癌需要數(shù)年甚至數(shù)十年的過程[70]。但即有如此漫長的過程，真正能實現(xiàn)早期診斷的患者仍只是少部分。為實現(xiàn)這一目的，臨床醫(yī)生亟需有效的篩查方法。現(xiàn)在胃癌的診斷主要依靠內(nèi)鏡、消化道造影，以及一些血清標(biāo)記物檢測。然而目前仍缺乏具備高靈敏度及高特異性的胃癌血清標(biāo)記物，而消化道造影不能實現(xiàn)實時病理定位，對早期腫瘤診斷價值有限。內(nèi)鏡以其直視特點及實時活檢可行性成為最重要的檢查手段。特別是近年來迅速發(fā)展起來的放大、色素與電子染色技術(shù)，極大地提高了早期胃癌的診斷率。但其關(guān)鍵，仍然依靠檢查者以肉眼初步判斷，這就要求檢查者在對相關(guān)的癌前病變及早期癌灶的形態(tài)學(xué)觀察方面有大量的經(jīng)驗基礎(chǔ)。而且活檢組織形態(tài)的多樣性以及活檢部位隨機(jī)性可能造成一定的漏檢、錯檢。現(xiàn)如今，隨著疾病相關(guān)分子機(jī)制研究的成熟以及各種影像技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于疾病特異性分子水平的顯像技術(shù)。所謂分子影像學(xué)，是運用影像學(xué)相關(guān)手段，顯示組織乃至細(xì)胞及亞細(xì)胞水平的特定分子，反映分子水平的變化，在影像方面對相關(guān)分子的生物學(xué)行為進(jìn)行定性和定量研究[71]。其實現(xiàn)手段主要是通過尋找疾病特異性分子的配體，耦聯(lián)各種檢測基團(tuán)，包括同位素、熒光素、順磁性物質(zhì)和聲學(xué)對比劑等形成分子探針，應(yīng)用核醫(yī)學(xué)、光學(xué)、磁共振、超聲等顯像手段診斷疾病[72]。

2.1分子診斷技術(shù)

2.1.1閃爍掃描法現(xiàn)有的閃爍掃描法主要包括正電子發(fā)射體層攝影(position emission tomography, PET)，以及單光子發(fā)生體層攝影(single photon emission computed tomography, SPECT)，以同位素作為顯像劑[73]。該方法具有很高的敏感性，可檢測到皮摩爾，甚至以下級別的探針濃聚，也可以實現(xiàn)大范圍三維掃描，因而成為臨床使用最為廣泛的分子影像技術(shù)方法之一[74]。閃爍掃描成像應(yīng)用包括示蹤藥物生物學(xué)分布，監(jiān)測治療反應(yīng)及評估生理上的應(yīng)答。使用此類掃描方式，僅使用痕量顯影劑可行全身顯像。使用PET顯像可以檢測細(xì)胞攝糖水平，判斷高代謝細(xì)胞，進(jìn)而推測腫瘤的代謝活性，良惡定性，以及轉(zhuǎn)移灶的判斷[75]。這種方法已應(yīng)用于胃癌的診斷，其敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢查，而且在判斷淋巴及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的方面具備明顯的優(yōu)勢，盡管不能實現(xiàn)內(nèi)鏡的實時活檢功能達(dá)到確診，但可以實現(xiàn)腫瘤分期以及預(yù)后推測，為治療方案的制定提供證據(jù)[76]。

2.1.2光學(xué)顯像光學(xué)顯像中，內(nèi)鏡作為最常用的胃癌傳統(tǒng)篩查手法，有著自身獨有的優(yōu)勢。近年來，隨著內(nèi)鏡技術(shù)的長足發(fā)展，使用內(nèi)鏡進(jìn)行分子影像診斷也已經(jīng)成為可能。內(nèi)鏡為實時動態(tài)顯像，因而相較其他影像技術(shù)具備更高的時間分辨力；其放大特性則提供了更好空間分辨力，甚至可以實現(xiàn)亞細(xì)胞水平成像[77]。內(nèi)鏡使用造影劑多為熒光素，其敏感波長范圍廣泛，可以使用多種探針行多光譜成像，相對閃爍掃描法，內(nèi)鏡檢查更加便攜經(jīng)濟(jì)，最重要的是避免了輻射，因而可以使用合適劑量達(dá)到最理想的信噪比，同時實現(xiàn)重復(fù)檢查，擴(kuò)大了被檢查者范圍[72]。熒光標(biāo)記的探針特異性結(jié)合于病變組織之后，病變的區(qū)域可以直接被顯影，進(jìn)而為活檢部位提供了指導(dǎo)，提高了活檢的成功率，甚至可以協(xié)助判斷疾病的分期預(yù)后以及治療方案的選擇[78]。這項技術(shù)雖尚未廣泛應(yīng)用于臨床，但在活體動物內(nèi)鏡模擬實驗中，甚至對病人的臨床試驗中取得了成功[79-80]。除內(nèi)鏡之外，生物發(fā)光、共聚焦顯微鏡檢、雙光子顯微術(shù)以及熒光分子體層攝影也可以用于分子光學(xué)成像技術(shù)[81]。

2.1.3磁共振磁共振在消化道腫瘤診斷中并不是首選檢查，但其相對閃爍掃描成像磁共振沒有放射性損害，其微米級別的空間分辨力可以更精細(xì)的反映解剖結(jié)構(gòu)及分子生物學(xué)行為；相對內(nèi)鏡檢查，磁共振在消化道局部無法提供更細(xì)致的影像呈現(xiàn)以及實時活檢功能，但其不受組織深度的限制，在判斷局部腫瘤浸潤深度，腫瘤淋巴結(jié)及全身轉(zhuǎn)移情況有著明顯的優(yōu)勢[82]。超磁性造影劑因體積微小，可以通過血流灌注分布到全身各個級別血管中并分布至網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，從而達(dá)到全身所有的組織間隙里。這種探針高效的血管引流以及低效的淋巴引流可以定位、量化腫瘤大小，這種途徑為原發(fā)腫瘤的診斷，轉(zhuǎn)移灶的判斷以及監(jiān)測腫瘤治療的應(yīng)答提供了一種簡單可行的方法。WANG等[83]使用超磁性納米粒結(jié)合抗CD146單克隆抗體作為靶向分子探針，使用磁共振檢測，成功實現(xiàn)了動物體內(nèi)人胃癌移植瘤的成像。

2.1.4超聲超聲不像上述三種分子影像檢查方法一樣具備高度精細(xì)的空間分辨率，也沒有閃爍掃描法及磁共振法的組織深度穿透力及三維重建能力，在消化道疾病的診斷中更缺乏內(nèi)鏡直觀的成像功能及活檢功能，而且所用造影劑靈敏度也相對較低，因而很少用于胃癌的分子影像診斷。盡管如此，超聲卻是最經(jīng)濟(jì)簡便，且能兼顧時間分辨率和組織穿透力的檢查，它具備內(nèi)鏡一樣的實時成像功能，同時有一定的深部組織檢查能力，并且在血管的檢查上有其特有的優(yōu)勢，因而也在胃癌的多平臺診斷中占有一席之地。有研究者使用VEGFR或整合素靶向微泡可以靶向檢測腫瘤新生血管從而對腫瘤進(jìn)行診斷[84-85]。

2.2分子探針分子影像的核心是能針對腫瘤標(biāo)記物的各種分子探針。臨床上可供使用的分子探針一般包括3個要素：可以產(chǎn)生信號被分子影像設(shè)備所檢測到的基團(tuán)，可以優(yōu)化整個分子藥代動力學(xué)的載體以及可以靶向結(jié)合檢測目標(biāo)的親和配體。其中信號基團(tuán)以及靶向配體又是整個分子探針的核心關(guān)鍵。一個可用于臨床的探針特征應(yīng)該包括以下幾個方面：首先，病變組織特異性的攝取以及靶向的保留探針分子，同時對背景有很低的結(jié)合效應(yīng)，實現(xiàn)高度的信噪比，使影像對比度盡可能最大化；此外，探針分子還需要在體內(nèi)有高穩(wěn)定性及完整性，同時還需要合適的清除時間和藥代動力學(xué)特征，因而探針可以快速到達(dá)病變部位，穩(wěn)定成像并維持足夠時間供儀器檢測，之后快速排出減少毒副反應(yīng)；最后，探針應(yīng)當(dāng)?shù)投拘?、低免疫原性，易于制備，造價低廉且應(yīng)用安全。隨著分子影像技術(shù)的發(fā)展，顯像基團(tuán)中已有趨于應(yīng)用成熟的。因此，尋找研制針對各種疾病的特異性配體就更成為分子影像技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)在已開發(fā)的配體主要包括抗體、改良抗體、多肽、適體以及一些其他小分子。此外一些新技術(shù)探針，例如基于納米級別材料包括量子點、碳納米管、多聚納米粒等的特殊改造探針，以及一些體內(nèi)激活探針等，都已被開發(fā)研究并已經(jīng)展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。

在配體的開發(fā)過程中，選擇合適的腫瘤標(biāo)記物也決定了該探針在臨床中的應(yīng)用價值。因為靶向診斷提出的較靶向治療晚，因此，盡管各種靶向治療藥物如抗體、小分子靶向藥物已獲得了一定臨床上的成功，但實際中真正用于臨床的靶向分子探針仍屬稀缺。目前臨床上成功應(yīng)用的分子探針應(yīng)屬18F-脫氧葡萄糖(18F-fludeoxyglucose,18F-FDG)及18F-氟脫氧胸苷(18F-fluorothymidine,18F-FLT)，分別可以顯示細(xì)胞的糖代謝及DNA合成水平，在胃癌的診斷中均可以發(fā)揮作用[76,86]。但實際上，這還并非嚴(yán)格意義中的靶向探針，無法像靶向治療藥物那樣具有某種標(biāo)志物或信號通路的特異性，因此目前的診斷還面臨著高靈敏、低特異的特點。在診斷性腫瘤標(biāo)記物的選擇上，以癌組織與正常組織間的表達(dá)差異為首選原則，而非治療性靶點需要考慮該標(biāo)記物在胃癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制中的作用，是否處于關(guān)鍵點位置。膜蛋白作為受體較分泌蛋白更具優(yōu)勢，使探針更易結(jié)合于癌細(xì)胞本身，而不會更多進(jìn)入間質(zhì)或循環(huán)系統(tǒng)，造成高的顯像背景值。

目前，探針配體的獲取分為天然存在及人工獲取，前者多指各種受體的天然生物小分子、肽類或核酸配體，后者指利用不同的方式篩選、設(shè)計而獲得的抗體、改良抗體、多肽或核酸配體。前者由于受腫瘤標(biāo)記物受體種類限制，多不能使腫瘤敏感性及特異性發(fā)揮至比較高的位置，而后者因其高通量篩選及設(shè)計的特性，可以自由選擇受體，但配體與受體的親和力及特異性卻有待后期大量的驗證。還有，研究以各種高通量篩選法為主要方式，如噬菌體展示技術(shù)、指數(shù)式富集的配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)等。篩選對象可以為蛋白、細(xì)胞、組織甚至活體。使用細(xì)胞組織或活體篩選可以更好的模擬實際檢測環(huán)境，但多無法明確受體，需要后期復(fù)雜的驗證一步步確認(rèn)；使用蛋白、核酸篩選可以具體選擇標(biāo)志物，但在實際中對腫瘤組織細(xì)胞的檢測能力還需進(jìn)一步驗證。本課題組曾使用粘附分子及胃癌干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)記物CD44及其可變型外顯子編碼區(qū)進(jìn)行噬菌體展示肽的篩選，得到兩個多肽配體，經(jīng)熒光或生物素標(biāo)記后發(fā)現(xiàn)可以在體外檢測CD44或CD44v陽性的胃癌細(xì)胞及組織[87-88]。

實踐中，針對胃癌的靶向診斷研究目前相對其發(fā)病機(jī)制及靶向治療的研究仍然比較少，相對其他消化道腫瘤如結(jié)腸癌、食管癌研究也較薄弱。曾有研究團(tuán)隊使用EGFR抗體實現(xiàn)了內(nèi)鏡下靶向診斷結(jié)腸癌[89]，而另一項針對Barrett食管的內(nèi)鏡下靶向診斷研究目前已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗階段[90]。因此，胃癌的靶向診斷還有待今后更加深入的研究。

3結(jié)語及前景

胃癌的發(fā)病是一個相當(dāng)復(fù)雜的病理過程，其中涉及了非常多的基因及分子信號通路，而隨著相關(guān)研究的不斷深入，可作為胃癌腫瘤標(biāo)記物的分子也逐漸被人們所發(fā)現(xiàn)。盡管與胃癌相關(guān)的因子非常多，但真正在胃癌靶向治療中發(fā)揮決定性作用的并不多，目前應(yīng)用于臨床比較多的包括多種生長因子受體家族、PI3K/AKT通路以及一些炎癥相關(guān)因子等，這些靶點一般都是一條或數(shù)條通路中的關(guān)鍵點所在，同時表達(dá)位置易于實現(xiàn)靶向治療。有了病因?qū)W及靶向治療的研究基礎(chǔ)，胃癌的靶向診斷也逐漸被提出，臨床中內(nèi)鏡、閃爍掃描法、磁共振、超聲均可用做診斷儀器，其相應(yīng)顯像劑的開發(fā)也趨于成熟。但與胃癌病因?qū)W及靶向治療研究不匹配的是，用于胃癌靶向診斷的配體開發(fā)或應(yīng)用現(xiàn)有配體做分子顯像的研究仍然較少，這也為后續(xù)的研究者提供比較大的空間，為胃癌的分子特異性早期篩查做出貢獻(xiàn)。

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(編輯邱芬)

收稿日期：2016-01-07修回日期：2016-04-20

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(No.81172359, 81472747)

通訊作者：和水祥. E-mail: hesx123@126.com

中圖分類號：R735.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.7652/jdyxb201604001

Advances in research on molecular mechanisms and target diagnosis of gastric cancer

HE Shui-xiang1, ZHANG Dan1, LU Shao-ying2

(1. Department of Gastroenterology, 2. Department of Vascular Surgery,the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, China)

ABSTRACT:Multiple cellular factors and molecular signal pathways including PI3K/AKT pathway; MAPK pathway; growth factors and receptors like HER, VEGF/VEGFR and MET; inflammation-related factors like COX-2, NF-κB, STAT and interleukins, are involved in the occurrence and development of gastric cancer, these factors play a key role in apoptosis inhibition, proliferation promotion and cell cycle regulation of gastric cancer cells, as well as invasion, migration and angiogenesis of stomach malignancy. They are also expressed at a higher level in gastric cancer tissue compared with normal gastric mucosa and characterized as biomarkers, whose target therapies mostly have been in clinical trials. Based on these theoretical foundations, the research on molecular diagnosis of gastric cancer has made some progress.Instruments for target detection tend to be mature. However, the research of molecular probes is still in pre-clinical trials, which remains to be further developed.

KEY WORDS:gastric cancer; molecular mechanism; target therapy; target diagnosis

和水祥，西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院主任醫(yī)師、教授，醫(yī)學(xué)博士，博士生導(dǎo)師，任消化內(nèi)科主任。擅長各種肝病及肝癌的內(nèi)科綜合治療；對食管、胃、腸疾病及消化系統(tǒng)其他疑難重癥診治經(jīng)驗豐富；熟悉消化內(nèi)鏡下的各種診療操作技術(shù)。研究方向為慢性肝病、消化道腫瘤的基礎(chǔ)與臨床。現(xiàn)為中華消化內(nèi)鏡學(xué)分會委員、中國醫(yī)師協(xié)會消化醫(yī)師分會委員、中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會循證醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會常委、《中華胃腸內(nèi)鏡電子雜志》、《西安交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)》等雜志編委。先后主持國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計劃等10余項課題，主編、參編教材、專著10部，發(fā)表科研論文60余篇，其中SCI論文10余篇。獲得省級科研成果獎5項；獲得“王寬誠育才獎”、“教學(xué)卓越獎”和“教學(xué)名師”稱號.

Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.81172359 and 81472747)

優(yōu)先出版：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20160608.0855.002.html(2016-06-08)