胃肠道间质瘤诊断和治疗的新挑战--如何从循证医学走向精准医学？

　　【摘要】随着近年来的肿瘤分子诊断的发展及靶向药物的推广应用，癌症治疗已经逐步进入了精准医学新时代。胃肠间质瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST）的诊断和治疗充分体现了精准医学的理念，但是目前在GIST临床诊治的诸多方面（如基因突变与预后的相关性、野生型GIST的治疗策略以及耐药现象的应对等）还有不少亟待解决的难题需要探索。
　　【关键词】胃肠间质瘤；精准医学；诊断；治疗
　　2015年年初，美国总统奥巴马豪掷2.15亿美金，强势推出了一项名为“精准医学”的计划，其核心是通过分析100多万名囊括不同年龄阶层和各种身体状况的男女志愿者库，研究遗传变异对人体健康和疾病形成产生的影响，一边更好地了解疾病的形成机理，进而为开发相应药物，实现“精准用药”铺平道路。在此推动下，精准医学概念在全世界范围火速传播开来。
　　那么，究竟什么是“精准医学”？如果要用一句最精练的话来概括，我们可以参考美国国立癌症研究所给出的定义：精准医学（Precision Medicine）是将个体疾病的遗传学信息用于指导其诊断或治疗的医学。其中关键词是“遗传学信息”和“诊断或治疗”。中国医学科学院副院长、国家精准医疗战略专家组负责人詹启敏院士对“精准医学”的解读则是：应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术，结合患者生活环境和临床数据，实现精准的疾病分类和诊断，制定具有个性化的预防治疗方案。
　　其实从上述定义来看，精准医学对我们来说并不是一个全新的事物，尤其在肿瘤学领域，随着近年来的肿瘤分子诊断的发展及靶向药物的广泛应用，癌症治疗其实已经逐步进入了精准医学新时代，医学界对于疾病的认识已经从传统意义上的病理分型转而进入到了基因指导下的分子分型。在众多已成熟开展针对特定遗传学改变的靶向治疗的疾病中，胃肠间质瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST）无疑已经是其中最耀眼的“明星”之一。
　　从1983年Mazur等提出“胃间质肿瘤（gastric stromal tumor）”这一概念到现在不过30余年时间，但在这短短30余年时间里，GIST的诊断和治疗上所发生之变革的程度与速度却是任何其他实体肿瘤所不能比拟的。在这一进程中发挥决定性作用的正是1998年Hirota等发现的在GIST中存在特征性的遗传学改变――c-kit基因的功能获得性突变。这一遗传学改变直接地推动了甲磺酸伊马替尼（imatinib mesylate，IM）在GIST治疗中的实践，IM治疗GIST目前已经成为实体肿瘤应用靶向药物治疗最经典的模型。
　　回顾IM在GIST中应用的发展，可以看到这一靶向药物在GIST治疗中取得的每一步进展都是建立在不断积累的循证医学的证据上的。最先，对可从IM治疗获益的人群的限定为晚期不可切除或复发转移的GIST，围绕这一应用开展了一项经典的临床研究B2222，其结果一方面证实了400mg/日剂量的IM治疗晚期GIST的有效性和安全性，另一方面发现了一个重要的现象，即600mg/日剂量的IM治疗下9外显子GIST缓解率要高于400mg/日剂量治疗组，这一发现直接推动了后续更高剂量（800mg/日）IM在9外显子治疗中的研究和应用。后续的S0033和EORTC62005研究验证了400mg/日剂量IM治疗下疾病进展后加量至800mg/日的可行性，并为c-kit基因9外显子突变GIST应用高剂量（800mg/日）IM治疗提供了证据。而BFR14研究为晚期GIST应用IM治疗的疗程提供了线索，并发现IM治疗结合外科手术可以显著提高晚期GIST患者的无进展生存时间（PFS）。上述针对晚期GIST治疗取得的巨大成功，迅速推动了IM在高复发风险GIST中的辅助治疗应用，在一系列IM辅助治疗临床研究中，ACOSOG Z9001研究是最经典的一项，这一研究证实了IM用于高复发风险GIST手术后较安慰剂组可以显著延长无复发生存时间，美国食品药品监督局FDA正是基于这一发现批准了IM的辅助治疗适应症。针对辅助治疗疗程多长为宜，SSG-XVIII/AIO研究的结论给出了答案，即3年的辅助治疗要显著优于1年治疗。目前针对是否需要进一步延长辅助治疗时间的临床研究以及针对IM在术前治疗中的临床研究也正在进行中。继Demetri等2006年在Lancet杂志上的研究结果后，另一个酪氨酸激酶受体抑制剂――苹果酸舒尼替尼（sunitinib，SU），作为GIST的二线药物的地位也通过一系列的临床研究数据逐步得以确认。较新的一项多中心、随机对照的、双盲的III期临床研究GRID研究发现，瑞戈非尼（regorafenib）较安慰剂可以显著改善IM和SU治疗失败的GIST患者的预后，因此FDA已批准该药作为GIST的三线治疗药物。从上述靶向药物应用的发展史我们不难看出，随着分子病理学、遗传学、生物信息学技术的发展，并得益于大量循证医学的既有成果，以GIST为代表的肿瘤治疗领域，已经有靶可打，有药可用，且新靶新药层出不穷。
　　从某种意义来看，GIST俨然已经成为“精准医学”临床实践的一个典范，通过对肿瘤靶点的精准高效打击，实现了远优于胃癌、肠癌传统化学治疗的疗效，挽救了无数GIST患者的生命，大大提高了患者的生活质量。然而我们绝不能因此判断当前的GIST治疗已经完全契合精准医学的理念。回顾GIST诊疗史，尤其是靶向药物应用于其治疗的近十余年，临床上还是有不少亟待解决的难题需要探索。
　　基因突变与患者预后的相关性
　　目前国内临床上多采用2008年更新版的NIH危险度分级标准来预测GIST患者的预后。在这一危险度分级体系中，肿瘤直径、核分裂相、起源部位及肿瘤破裂是影响GIST预后的关键因素。然而，GIST生物学行为多样，部分患者的预后难以用上述标准解释。近年来，国内外相继有研究者试图寻找c-kit/PDGFRA基因突变特征与GIST预后的关系。然而，不同的研究得出的结论也大相径庭。早期的研究发现存在c-kit基因11外显子突变的GIST预后要差于c-kit基因11外显子野生型的GIST；c-kit基因9外显子突变的GIST集中发生于小肠，预后较差。最近，Rossi等对451例GIST标本中KIT、PDGFRA和BRAF基因的突变状态进行分析，他们的研究发现，根据上述三个基因的突变状态，可以从分子水平对GIST的复发危险度进行分层：PDGFRA12外显子突变、BRAF突变和KIT13外显子突变的GIST预后最佳；野生型、KIT17外显子突变、PDGFRA18外显子D842V突变和PDGFRA14外显子突变的GIST预后次之；KIT9和11外显子突变及PDGFFRA18外显子除D842V外突变的GIST预后最差。Singer等认为突变类型也可能对GIST预后有影响，他们的研究发现，存在c-kit基因缺失/插入突变的GIST预后要差于错义突变的GIST。Martin-Broto等对162例GIST的基因突变研究显示，c-kit基因557/558号密码子缺失突变的GIST有较高的术后复发/转移率。Wozniak等的研究同样发现c-kit 11外显子557/558缺失突变的GIST预后要显著差于PDGFRA突变或c-kit基因11外显子突变的GIST。然而也有其他研究认为，c-kit或PDGFRA基因的突变状态并非是GIST患者术后生存的独立影响因素。笔者所在研究团队通过回顾本单位275例GIST的基因突变特征，发现了c-kit基因11外显子突变GIST中，突变累及大片段（>=3个密码子）者的预后要显著较累及小片段者为差，成果于2014年发表。无独有偶，在2015年初，Joensuu等在Journal of Clinical Oncology杂志上发表研究结果，其通过对超过1500例GIST标本的基因突变检测后发现，累及单个密码子的缺失突变的GIST患者，其预后要显著优于累及多个密码子的患者。我们的单中心研究和国外的多中心研究的结果可以相互印证，即11外显子大片段缺失突变可能预示GIST患者的不良预后，反之亦然。由此看来，特定的基因突变特征可能与GIST患者的预后存在一定联系，然而要将基因突变特征成熟地运用于GIST患者的预后判断仍有很长的路要走，有待进一步的循证医学证据来支持。
　　野生型GIST的治疗策略
　　GIST中c-kit基因和PDGFRα基因的原发突变位点并非随机，而是存在热点区域。c-kit基因的原发突变发生于第9、11、13和17外显子，这些外显子分别编码KIT受体蛋白的膜外配体结合域、跨膜结构域及第一和第二激酶结构域。相应地，PDGFRα基因的原发突变发生于第12、14和18外显子。约10％-15％的GIST不存在上述c-kit基因及PDGFRα基因已知突变热点的突变，即为野生型GIST（wild-type GIST，wt-GIST）。虽然这一亚群在GIST中所占的比例并不大，但是其在发病机制和生物学特性上与突变型GIST存在显著差异，且其临床诊断与治疗策略也有一定特殊性。最近，国内北京大学肿瘤医院针对180例野生型GIST患者流行病学资料进行相关分析，显示与突变型GIST相比，野生型GIST更多见于年轻患者和原发于胃，肿瘤相对较小，但是遗憾的是该研究尚未对该组患者的预后及疗效做出分析。
　　虽然IM治疗GIST已经成为肿瘤靶向治疗时代的典范，但是对于野生型GIST的治疗还远未达成共识。野生型GIST对IM敏感性显著低于11外显子突变的GIST。在研究IM辅助治疗的ACOSOG Z9001临床试验中，分别接受IM400mg治疗和安慰剂组的野生型GIST，其无病生存时间（RFS）无显著差异。研究IM三年辅助治疗的SSGXVIII/AIO临床试验也得出了相似的结果。国内北京大学肿瘤医院一项IM治疗进展期GIST的研究显示，野生型GIST对IM治疗的反应率要显著低于突变型的GIST，c-kit基因11外显子突变GIST、9外显子突变GIST和野生型GIST对于伊马替尼治疗的反应率分别为68.5％、47.8％和36.4％。研究已经显示，进展期的神经纤维瘤病1型（NF1）相关的野生型GIST无法从IM治疗中获益。然而，目前关于琥珀酸脱氢酶（SDH）或BRAF突变相关的野生型GIST是否能从伊马替尼辅助治疗中获益，尚有待进一步研究证实。
　　野生型GIST治疗上的困境正是由于对这一GIST亚群遗传学改变的不确定性造成的。野生型GIST中的一部分可能并非真正的“野生型”，即存在c-kit/PDGFFRA基因的特定位点突变，但是该位点并非常用的检测位点故未被检出，这部分“野生型GIST”可能对传统的一线靶向治疗仍是敏感的，如果能够通过增加检测位点来鉴定出这部分GIST，将能使其从靶向治疗中获益。而对于剩下那部分的确不存在c-kit/PDGFFRA基因突变的GIST，后续研究的重点应该聚焦在找到那些c-kit/PDGFFRA基因突变之外能够导致肿瘤发生的基因及其下游的信号转导通路改变，即GIST发病的替代机制，只有从分子水平揭示这一类GIST的发病机制才有可能从根本上让治疗符合精准医学的理念。
　　靶向药物治疗过程中出现继发突变导致耐药的对策
　　在IM成熟应用于GIST的晚期治疗及辅助治疗十余年来，耐药现象日益成为困扰GIST临床治疗的一个难题。实践证明对高复发/转移风险的GIST患者进行IM辅助治疗往往只能延缓肿瘤复发/转移，部分患者服药期间出现复发/转移，而一旦停药肿瘤复发率更显著升高。约有5-10％的患者对IM原发耐药，而更多的患者表现为对IM初始治疗有效，但最终会不可避免地发展为继发耐药，耐药多发生于初始治疗开始后6个月至2年内。研究发现，绝大部分IM耐药与c-kit 基因继发的外显子突变有关。Wardelmann E等对IM或SU治疗后耐药的GIST 标本基因检测后发现，83％的标本中存在1种以上c-kit继发突变。GIST的这种继发性多克隆突变使 KIT受体蛋白构型发生改变，从而影响了靶向药物的结合效率，最终导致疾病进展。
　　与原发突变的常见位点不同，继发突变的常见位点多位于c-kit基因13外显子（如V654A）、14外显子（如T670I或S709F）以及17外显子。其中13、14号外显子编码的是KIT蛋白的ATP结合域，17号外显子编码的则是KIT蛋白的活化环（activating loop）。继发突变位点与二线靶向药物治疗的敏感性可能存在关联，有研究报道V654A突变对IM耐药，但对SU敏感；也有研究发现T670I突变同样存在对IM耐药但对SU敏感的现象；但是大多数研究发现发生于17外显子的继发突变对IM及SU均耐药。最近有研究发现帕纳替尼可抑制包括活化环突变在内的多种KIT继发突变类型，可能将为耐药GIST患者带来福音。这些研究结果都引起我们的思考，对不同种类的继发突变克隆，我们可以也应当制定不同的治疗策略。但是需要指出的是，由于继发突变的标本来源相当有限，上述研究均是建立在小样本基础上的发现，且多是体外水平的研究。如何对继发突变进行准确鉴定细分，进而指导后续的靶向药物治疗，这仍是一项相当具有挑战性的工作。
　　当前我们在GIST诊疗领域的探索和进展是精准医学实践的一个缩影，随着精准医学的理念逐渐受到重视，全世界范围内围绕多种疾病的一系列组学、分子影像、以及大数据的分析已经开展并已取得了一定成果。我们有理由相信，在不久后的将来我们将能够运用精准医学的理念和手段来进行更多疾病的诊疗，进一步提高治疗的有效性、降低药物的副作用、节约医疗的费用。而随着对GIST诊疗中一些悬而未决问题的深入探索研究，GIST的精准诊疗也将变得更精和更准！