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胆管癌的发病机制和治疗靶点

伊丽莎白公园1詹妮弗·吴2 *

1美国纽约大学医学院内科
2美国纽约大学医学院医学院血液学和肿瘤科，Perlmutter癌症中心，550 First Ave.， BCD 556, Bellevue医院，纽约，NY 10016，美国

*通讯作者:Jennifer Wu，纽约大学医学院医学院血液科和肿瘤科，Perlmutter癌症中心，550 First Ave, BCD 556, Bellevue Hospital, New York, NY 10016, USA, E-mail: jennifer.wu@nyumc.org

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Aritcle类型:评论文章

引用:Park E, Wu J(2015)胆管癌的发病机制和治疗靶点。Int J Cancer Res Mol Mech, Volume 1(2): doi http://dx.doi.org/10.16966/2381-3318.109

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  • 收到日期:2015年7月03

  • 接受日期:2015年8月13日

  • 发表日期:2015年8月18日

    • 摘要

    胆管癌是胆道上皮细胞的一种潜在致命性肿瘤，在世界范围内发病率各不相同。胆管癌患者在确诊时往往病情较重，治疗选择有限，预后仍较差。目前正在努力开发新的胆管癌治疗方法，因为目前标准的化疗效果有限。在体外和体内胆管癌模型的研究揭示了胆管癌发生的潜在分子机制。对胆管癌发生的不同途径的最新认识将指导潜在治疗分子靶点的开发。我们将详细回顾胆管癌的发病机制及其与潜在胆管癌治疗分子靶点的相关性。将讨论使用靶向治疗的临床试验和使用新靶点的潜在临床试验的建议。

    胆管癌的背景

    胆管癌是一种罕见但高度致命的癌症，起因于胆管上皮细胞，根据胆道树的位置进一步分类为肝内、肝门周围和远端胆管癌。这种恶性肿瘤约占所有癌症的3%，在不同国家发病率不同[1]。发病率最高的是泰国(每10万人80-90例)，最低的是澳大利亚(每10万人0.4例)[2]。有研究表明，包括美国、日本、澳大利亚和英国在内的一些国家的肝内胆管癌发病率有所上升[3-6]。纪念斯隆-凯特琳癌症中心对1990年至2006年期间肝内胆管癌与肝门胆管癌的发病率进行了比较。在594例患者中(肝内270例，肝门324例)，新发肝内胆管癌的年平均增长率为14.2%，是肝门部胆管癌的3倍(P<0.001)。

    由于早期发现胆管癌具有挑战性，因此通常在无法切除或转移阶段诊断出胆管癌，只有全身化疗被认为是标准的治疗方法。根据一项III期随机对照试验，标准一线化疗是吉西他滨联合顺铂，该试验显示，与吉西他滨单药治疗组相比，该联合组的中位总生存期(OS)显著优势(分别为11.7个月vs. 8.1个月)[8]。但在同一患者群体中，中位OS在5 ~ 12个月之间存在差异，提示胆管癌存在异质性[9-12]。胆管癌发生的分子机制的最新进展使我们开始了解这种疾病的预后差异。

    病理生理学的Cholangiocarcinogenesis
    细胞炎症、增殖和存活

    概述:在胆管癌[13]中发现了许多改变控制细胞增殖和存活途径的基因突变。Sia及其同事对119例肝内胆管癌[14]患者的肿瘤样本进行了基因组分析，从这项研究中发现了两种不同的分子类型:增殖类和炎症类。

    炎症:慢性炎症导致细胞周转增加，允许突变积累，因此在胆管癌发生中起重要作用。此外，炎症介质如白细胞介素(il)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在胆管癌中调控细胞增殖和凋亡的各种信号级联中发挥着关键作用[15-18]。

    IL-6介导一种名为前丙素的生长因子的表达，它增加体外胆管癌细胞[15]的增殖。Progranulin在胆管癌细胞系和患者肿瘤组织[15]中也上调。IL-6还可诱导一种被称为信号传感器和转录激活因子3 (STAT 3)的转录因子磷酸化，通过上调骨髓细胞白血病-1 (mll -1)的转录，增加胆管癌细胞株对凋亡的抗性，mll -1是b细胞白血病-2家族中抗凋亡的成员，通过akt依赖的[16]途径。在119份来自肝内胆管癌患者的肿瘤样本的基因组分析中，检测到IL-6的过度表达，以及癌基因STAT3[14]的组成性激活，进一步支持IL-6/STAT3信号在胆管癌发生[19]中持续的潜在联系。

    INOS是一种有效的一氧化氮制造者，已被证明可诱导小鼠胆管细胞中Notch-1的表达，从而使其对凋亡[17]产生抗性。此外，原发性硬化性胆管炎和胆管癌患者的胆管细胞中Notch-1和iNOS表达上调，提示炎症介质iNOS与Notch信号通路有关。事实上，胆管癌的一些危险因素，如原发性硬化性胆管炎[20,21]、Opisthorchis viverrini、病毒性肝炎[22-28]和肝内结石疾病[29,30]，所有这些因素都使胆管细胞暴露于慢性炎症环境中，从而促进胆管癌的发生

    增殖标记:Ras-MAPK-MET:新航和他的同事在这项研究中,119例肝内胆管癌患者的肿瘤样本异形,扩散类与恶性肿瘤,特点是贫穷的组织学分化和短生存相比,炎症类(操作系统,中位数24.3和47.2个月,分别)。

    增殖类患者存在Ras-MAPK、MET等致癌信号通路激活，癌基因KRAS、BRAF[14]突变。ras -丝裂原活化蛋白激酶(ras - mito原activated Protein Kinase, MAPK)是调控细胞生长和存活的主要信号通路之一[31-33]。Ras是一种鸟苷三磷酸酶蛋白，可激活各种下游途径，包括由活化的蛋白激酶如Raf、MEK和MAPK组成的信号转导级联，在细胞固有死亡途径和促生存基因[32]的转录中发挥关键作用。越来越多的证据表明致癌基因KRAS的突变可能参与了胆管癌的发生[33-36]。

    11例有硬化性胆管炎病史的胆管癌患者的肿瘤样本分析表明KRAS突变可能具有预后价值[33]。本组11例患者中，4例患者出现KRAS突变。肿瘤表达KRAS突变的患者相对于野生型KRAS患者的OS缩短(分别为5±2个月和24±7个月)，提示胆管癌KRAS突变可能与预后不良相关。Rashid及其同事在一项研究中也支持上述数据，该研究评估了33例中国胆管癌[37]患者的基因改变及其与肿瘤临床病理特征的关系。15%的患者存在KRAS突变，与未突变患者相比，KRAS突变患者预后较差(平均OS 3±2.2 vs 15.5±12.5个月)。澳大利亚研究人员进行的一项研究也显示，胆管癌[38]患者中K-ras突变的发生率类似。60例胆管癌患者中有8例(13.3%)检出KRAS突变。然而，研究表明，在这些患者中，KRAS突变状态对无进展生存(PFS)和OS均无影响。未来的研究使用更大的患者队列将有助于确定KRAS突变在胆管癌患者中的预后价值。

    PI3K-AKT-mTOR通路和HER通路:参与胆管癌发生的其他信号通路包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-AKT-mTOR及其中介体表皮生长因子受体(EGFR，也称为HER)家族，它至少包含4个亚基，HER1 (EGFR)、HER2、HER3和HER4[39,40]。调控细胞存活和抗凋亡信号的PI3K-AKT通路被证明与胆管癌发生[39]中HER2和EGFR密切相互作用。HER3通过细胞质酪氨酸激酶结构域[40]上的p85 (PI3K的adaptor亚基)对接位点激活PI3K- akt通路。在胆道树和胆囊癌[41]患者的酪氨酸激酶域序列编码中，可以看到EGFR基因的体细胞获得点突变。在胆管癌细胞系中，暴露于EGFR激酶抑制剂导致EGFR激活延长和细胞生长减弱，这表明酪氨酸激酶抑制在EGFR活化[39]胆管癌中的治疗潜力。

    在一项对104例胆管癌患者的研究中，Andersen和他的同事分析了肿瘤样本的转录活性，并证明OS差和早期复发的特征是致癌途径的放松，包括激活的HER3和EGFR信号[42]。最近的一项回顾性研究也支持上述发现，约30%的局限性或转移性胆管癌患者HER2或HER3阳性，HER2表达是死亡的独立预后因素，危险比为3.08[43]。控制细胞增殖和生存的信号通路，包括PI3K和HER信号通路在胆管癌发生中有意义，并可能通过识别预后较差的患者来帮助对患者进行风险分层。

    PD-1途径:癌细胞表达肿瘤特异性抗原，可以作为肿瘤特异性t细胞应答[44]的靶点。具体来说，这些在癌细胞中表达的蛋白激活了一种抗肿瘤t细胞，介导肿瘤杀伤，这种杀伤可以被程序性死亡-1 (PD-1)途径抑制。PD-1是一种表达于T细胞和肿瘤浸润淋巴细胞上的受体，对免疫系统[45]有抑制作用。PD-1有两种配体，分别是程序性细胞死亡配体1 (PD-L1，表达于T细胞、B细胞和内皮细胞)和程序性细胞死亡配体2 (PD-L2，表达于巨噬细胞和树突状细胞)。在正常生理条件下，当PD-L1或PD-L2与PD-1结合时，PD-1通路被激活，导致t细胞增殖抑制，从而防止自身免疫[45]。然而，癌细胞可以改变免疫系统，以逃避t细胞介导的死亡。肿瘤存活的有效策略之一是上调PD-L1，这导致PD-1通路激活增加。这导致随后的细胞毒性T细胞抑制，使肿瘤不被免疫系统检测到[44]。这些抗肿瘤t细胞常在浸润性肿瘤中发现，通常称为肿瘤浸润性淋巴细胞，在许多实体肿瘤中是已知的预后标志物，包括黑色素瘤和乳腺癌[46,47]。最近的一项研究表明，这在胆管癌[48]中也是一致的。 Cholangiocarcinoma tissue samples from 37 patients were analyzed with immunohistochemistry with markers including PD-L1 and CD45RO+. About 94% of sample was positive for PD-L1, raising its potential as therapeutic target. Patients whose tumor exhibited lymph node like structures (positive for CD45RO+) had better prognosis with better median PFS and median OS, suggestive of immune mediated suppression of tumor with tumor infiltrating lymphocytes. Tumor-infiltrating lymphocytes and expression of PD-L1 in cholangiocarcinoma can provide potential prognostic value and may have implication in the development of immunotherapy to treat cholangiocarcinoma.

    肿瘤微环境

    基质因素:癌相关成纤维细胞构成了胆管癌的大部分间质，可促进肿瘤进展[2,49]。这些成纤维细胞被癌细胞和炎症细胞释放的细胞因子招募和激活，形成基质。癌相关成纤维细胞通过各种机制产生影响胆管癌进展的因素。活化的癌相关成纤维细胞分泌细胞因子如VEGF、成纤维细胞生长因子(FGF)和肝细胞生长因子(HGF)。这些细胞因子聚集巨噬细胞、内皮细胞和炎症细胞，构成促肿瘤反应性基质[50]。由肿瘤相关成纤维细胞产生的肝细胞生长因子(HGF)已被证明通过增强细胞的运动性和侵袭性[51]来促进胆管癌的进展。在肝内胆管癌患者的细胞系中，癌相关成纤维细胞来源的骨膜蛋白及其表达的增加与预后不良[52]相关。癌相关的成纤维细胞也会产生神经性蛋白-1，它通过增强支撑间质的基质强度来帮助肿瘤细胞扩散[50,53]。因此基质因子可能被用来预测胆管癌患者的预后。

    血管生成:肿瘤的生长和扩散需要丰富的血管供应。血管生成在胆管癌发生中是必不可少的，这是由胆管癌细胞系和组织中血管内皮生长因子(VEGF)等促血管生成分子的表达增加所支持的[54,55]。VEGF一旦与VEGF受体[56]结合，通过诱导通透性和细胞迁移促进肿瘤血管生成。研究人员在研究异种胆管癌模型时发现，抑制VEGF表达与肿瘤细胞增殖减少和凋亡显著增加有关[57,58]。在包括肺癌和结直肠癌在内的各种实体肿瘤中，血管生成和VEGF表达之间有很强的相关性，成功地在晚期疾病中使用了VEGF抑制剂，显著改善了OS和PFS[59-64]。

    针对分子途径的潜在治疗
    临床前试验中的分子靶标研究

    在最近的一项I/II期研究中，靶向IL-6/STAT3通路已经被提出用于转移性肾细胞癌患者的治疗[65]。Siltuximab是一种抗il -6单克隆抗体，在转移性肾细胞癌中显示出有效的迹象。Park及其同事通过IL-6中和抗体或MAPK抑制剂阻断IL-6通路证实了胆管癌细胞株的生长抑制[66]。另一种潜在的体内或体外靶向iNOS/Notch通路的治疗抑制剂研究[17,67]。当应用γ分泌酶抑制剂时，INOS/Notch可使胆管癌细胞对tnf相关凋亡诱导配体(一种诱导凋亡的蛋白)敏感。

    临床试验中的分子靶标研究

    Ras-Raf-MEK-ERK途径:Binimetinib是MEK 1/2选择性小分子抑制剂，目前正在进行I期临床试验。本研究纳入既往未经治疗的晚期胆道癌患者，贝尼美替尼与吉西他滨和顺铂联合用药[68]。其中大部分被诊断为胆管癌;加入比尼美替尼后，约50%的患者获得部分缓解，30%的患者病情稳定。据报道，令人鼓舞的中位OS为9.1个月，一项II期试验正在进行中，以评估binimetinib在胆道癌中的安全性和活性。

    她的途径:尽管令人信服的临床前数据表明EGFR(或HER)抑制剂在胆管癌治疗中的潜在应用，临床试验显示了混合的结果。在晚期胆道癌患者中，在一项II期试验中，西妥昔单抗(一种针对表皮生长因子的单克隆抗体)的加入并没有增强化疗的活性[69]。在韩国转移性胆道癌(胆管癌、胆囊癌或壶腹癌)患者的随机III期临床研究中，研究了在化疗中加入厄洛替尼的益处。亚组分析显示，在化疗中加入厄洛替尼显著延长了胆管癌患者的中位无进展生存期(化疗加厄洛替尼组为5.9个月，而单独化疗组为3个月)，且3或4级毒性没有增加[70]。在一项回顾性研究中，一组HER2/neu扩增或突变的晚期胆道癌患者对HER2/neu导向治疗(曲妥珠单抗、拉帕替尼或帕妥珠单抗)表现出疾病稳定性、部分缓解或完全缓解[71]。

    癌症相关成纤维细胞治疗:已经提出了干扰胆管癌间质细胞成分的治疗药物[50]。在2015年ASCO年会上，Kyriakos及其同事展示了一项I期临床试验的结果，ARQ 087是一种口服成纤维细胞生长因子受体(FGFR)抑制剂，用于标准治疗失败的晚期实体瘤患者[72]。在2例肝内胆管癌和FGFR2融合的患者中，1例患者获得部分缓解，另1例患者维持病情稳定，靶病灶减少26%，表明FGFR的分子途径可能是胆管癌的潜在治疗靶点。

    血管生成:目前正在研究抗血管生成治疗在胆管癌中的潜在作用。一项II期临床试验研究了在不可切除或转移性胆管癌患者中，VEGF抑制剂贝伐单抗与化疗吉西他滨和卡培他滨的益处。在这些未接受过转移性疾病全身治疗的患者中，PFS和OS分别为8.1个月和11.3个月[73]。另一项II期临床试验研究了sorafenib，一种针对Raf和VEGF受体酪氨酸激酶信号的多激酶抑制剂。在晚期胆道癌患者中，其疗效并没有得到改善[74]。口服阿西替尼(一种强效、选择性的第二代VEGF受体抑制剂)与吉西他滨联合使用，可抑制异种移植瘤模型中的肿瘤生长，表明其在胆管癌治疗中的潜在应用[75]。

    EGFR抑制剂与抗血管生成联合治疗:在一项多中心II期试验中，厄洛替尼和贝伐单抗联合在晚期胆道癌患者中显示了临床活性[76]。患者在诊断时有无法切除或转移性疾病，且之前没有化疗。大约12%和51%的患者分别有部分应答和稳定的疾病。中位OS为9.9个月，这表明胆管癌一线治疗中有一种潜在的非化疗替代方案。

    MEK抑制剂与抗血管生成联合治疗:一项I期临床试验研究了MEK途径和血管生成的双重抑制在难治性胆管癌患者中的安全性和有效性[77]。在这项试验中，25名通过中位数的两种既往治疗进展的晚期胆管癌患者接受了帕佐帕尼和曲美替尼。中位PFS和OS分别为4.3个月和6.7个月。以部分反应和稳定疾病定义的疾病控制率约为75%。这种联合疗法在高度难治性胆管癌患者中具有良好的耐受性和适度的活性。

    免疫疗法:过继细胞疗法也被认为是胆管癌的治疗方法。Tran和他的同事已经证明，转移性胆管癌患者的肿瘤浸润淋巴细胞中有CD4+ T辅助细胞，它们能够识别胆管癌细胞表达的HER2相互作用蛋白的突变[78]。接受肿瘤浸润性淋巴细胞过继转移的患者病情稳定时间延长，靶病灶减少，肿瘤消退[78]。

    虽然上述数据显示了靶向分子途径的治疗在胆管癌发生中的潜在作用，但在不可切除或转移性胆管癌患者中，没有比吉西他滨和顺铂标准化疗更好的一线治疗。

    未来的发展方向

    在揭示胆管癌发生的潜在分子机制方面已经取得了很大的进展。基于胆管癌发生的特定信号通路的定制药物治疗可以改善对标准化疗反应差的患者的预后。如表1和图1所示，有许多针对特定信号级联的潜在抑制剂正在研究中。其中一些化合物在各种恶性肿瘤中显示出疗效，但在胆管癌患者中数据有限。

    体内疾病模型的发展和抑制AKT或mTOR等靶点的随机临床试验为胆管癌的治疗提供了很大的希望。PD-1和PD-L1抑制剂等免疫疗法通过消除PD-1对T细胞的抑制功能，增强免疫杀伤癌细胞，在胆管癌中具有潜在的治疗作用。许多PD-1或PD-L1抑制剂的临床试验显示，单药在黑色素瘤、肾细胞癌和非小细胞肺癌中具有活性[79]。目前，一种PD-L1靶向抗体MEDI4736正在进行I/II期临床试验，用于晚期实体肿瘤患者(NCT01693562)。pembrolizumab是一种抗pd -1抗体，用于晚期实体肿瘤患者(NCT02054806)的I期临床试验正在进行。

    在胆管癌中，联合靶向治疗如炎症抑制剂(如西妥昔单抗)和增殖抑制剂(如曲美替尼)也有潜在的协同作用。免疫治疗和靶向治疗相结合也可能是未来胆管癌治疗的可行方法。

    表1:胆管癌潜在的治疗分子靶点正在开发中

    图1:胆管癌发生的多种途径和潜在的治疗抑制剂。

    的利益冲突

    对所有作者来说，没有利益冲突。

    参考文献

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