综述 审校
原发部位不明肿瘤(cancer of unknown primary,CUP)是指组织学确认的转移性恶性肿瘤,而原发部位经全面详细检查后未能发现[1-3]。CUP占所有恶性肿瘤的3%~10%,平均诊断年龄为60岁[4]。CUP最常见的转移部位为肝(40%~50%)、淋巴结(35%)、肺(31%)、骨(28%)和脑(15%),最常见的组织病理类型为转移性腺癌(80%)[1]。CUP为一组异质性疾病,但仍具有某些相似的生物学特征,如快速进展和早期播散。CUP患者生存期短,中位总生存期(overall survival,OS)为8~11个月;仅20%左右预后良好的亚型患者生存超过1年,中位OS可达12~36个月[1,5]。
基于影像学和组织病理学的检查方法,对明确诊断、判断预后及个体化治疗至关重要,然而CUP的诊治仍存在挑战。基因组时代下,分子检测及二代测序(next-generation sequencing,NGS)技术的运用,肿瘤靶向治疗的进展以及临床研究的开展,为CUP的诊断提供了新思路,也给CUP患者带来了生存获益。因此,本文对基因组时代下CUP诊治的挑战与思考进行综述。
美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)指南及欧洲肿瘤内科学会(European Society of Medical Oncology,ESMO)指南对CUP的临床评估及诊断思路均有推荐。基因组时代下,新技术也为CUP的评估和诊断带来了更新。
所有CUP患者的标准诊断流程包括全面详细的临床检查。首先,通过详细病史询问可以在发现转移灶时协助判断原发肿瘤。然后,对患者进行全面的体格检查,包括头颈部、肺部、乳腺、直肠、腹部等。
CUP患者在无禁忌证情况下均需进行胸部、腹部、盆腔增强计算机断层扫描(computed tomography,CT)检查。一项研究对纳入879例CUP患者进行CT检查,结果显示CT检查胰腺癌诊断率为86%,结直肠癌为36%和肺癌为74%,总体诊断准确率为55%[6]。对于孤立腋窝淋巴结转移性腺癌的女性患者,乳腺钼靶和超声检查均为阴性时,核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)可以检出75%的原发乳腺癌[7]。18F-脱氧葡萄糖正电子发射计算机摄影显像(18F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomographycomputed tomography,18F-FDG-PET-CT)对原发肿瘤诊断的敏感性、特异性和准确性分别为87%、88%和88%。18F-FDG-PET-CT在CUP中不作为常规推荐手段,但对某些特定类型肿瘤诊治有帮助,如头颈部淋巴结转移性鳞癌的诊疗、孤立转移灶局部治疗前、骨转移病灶的随访[8]。此外,68Ga-PET-CT对于神经内分泌肿瘤的诊断价值优于CT、MRI和奥曲肽扫描[9-10]。
血清肿瘤标志物通常不作为诊断指标。在转移性腺癌中,癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、糖类抗原(carbohydrate antigen,CA)125、CA199、CA153升高是非特异性,对判断肿瘤原发部位以及判断低分化或预后良好的CUP价值较小。然而,某些血清肿瘤标志物特异性较高,在特定临床病理亚型中推荐检测。如男性腺癌伴有成骨性骨转移,推荐检测前列腺特异抗原(prostate specific antigen,PSA)以协助诊断是否为前列腺癌;生殖细胞肿瘤标志物,如血清绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotrophin,HCG)和甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP)升高,需要排查是否为原发生殖细胞肿瘤;AFP升高也提示可能为肝细胞癌[11-13]。
内镜可用于评估存在特定症状的患者,如患者存在肺部症状可行支气管镜检查,腹部症状常需筛查胃镜或肠镜。此外,临床病理特点提示可能为结直肠癌,拟采用胃肠道肿瘤治疗的患者,建议进行胃肠镜检查。内镜检查也可用于评估颈部淋巴结转移性鳞癌患者[3,5,14]。
1.5.1 组织病理学分类 基于光镜检查,CUP分为4种主要的组织病理类型:高分化或中分化腺癌(60%)、低分化癌或腺癌(30%)、鳞状细胞癌(5%)和未分类的肿瘤(5%)。后者包括神经内分泌肿瘤、淋巴瘤、生殖细胞肿瘤、黑色素瘤或肉瘤等[1,14]。
1.5.2 IHC IHC简便易行,是评估转移肿瘤的一种重要方法。根据特定的IHC标志物组合,可以判定出25%~30%CUP患者的假定原发部位。IHC方法对CUP的诊断流程分为以下步骤(表1):第一步,细胞系限制性IHC标志物明确病理类型(癌、黑色素瘤、淋巴瘤、肉瘤);第二步,根据IHC鉴别不同病理亚型:腺癌、生殖细胞肿瘤、肝细胞癌、肾细胞癌、甲状腺癌、神经内分泌肿瘤或鳞癌;第三步,在转移性腺癌中根据器官特异性标志物推测原发部位[1]。
细胞角蛋白(cytokeratin,CK)主要分布于上皮细胞,是角质细胞中的主要骨架蛋白,分为20多种不同的亚型。CK是一种常用的肿瘤IHC标志物,目前被广泛用于预测腺癌的解剖起源(表2)[15]。
表1 免疫组织化学检测对不同类型原发部位不明肿瘤的诊断
1.6.1 基因表达谱(gene expression profile,GEP) 基因组时代下,对肿瘤标本进行基因检测明确GEP,GEP的方法能为CUP组织器官来源判定提供帮助,此方法基于转移性肿瘤与原发肿瘤有匹配的分子特点具有可操作性。Hainsworth等[16]采用反转录酶-聚合酶链锁反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)方法对CUP患者进行92个基因检测,98%患者可以确定组织器官来源。Pillai等[17]基于462例低分化或未分化的肿瘤转移灶标本构建微阵列数据库,采用2000基因分类模型对肿瘤原发部位进行鉴定,结果显示总体一致性为89%,多部位的重复性为89.3%。Soh等[18]一项研究采用脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)改变特点预测肿瘤类型。采用50个基因体细胞点突变联合拷贝数变异对肿瘤的总体预测准确度为(77.7±0.3)%。
表2 常见原发肿瘤中细胞角蛋白表达谱
1.6.2 表观基因组学 近年来,表观基因组学的发展为CUP的诊断提供了帮助。DNA甲基化图谱能为肿瘤组织分型鉴定提供重要线索[19]。Fernandez等[20]首先确定了来自1 628例患者样本(424例正常组织,1 054肿瘤样本,150非肿瘤病变)包含1 505个CpG位点的DNA甲基化图谱。该研究分析42例CUP患者DNA甲基化图谱,29例(69%)能够明确肿瘤类型,而随后经过临床病理特点验证后准确性为78%。另一项研究,基于38种已知肿瘤类型的2 790例肿瘤样本DNA甲基化的特点建立了肿瘤分类系统,该研究中216例CUP患者中188例(87%)确定了原发肿瘤来源[21]。此外,微小核糖核酸(micro ribonucleic acid,microRNA)对判断组织器官来源也有帮助。Rasnic等[22]对1 046个microRNA的表达谱进行分析进而寻找肿瘤和鉴定组织来源,灵敏度达91%,这为CUP的分型提供了至关重要的步骤。
基因组时代下,GEP及表观基因组学方法提高CUP鉴定原发肿瘤的概率,具有较高的诊断准确率,但是目前尚未被列入判断组织器官来源的标准方法。
15%~20%的CUP患者为预后良好亚型,包括颈部转移性鳞癌、女性腋窝淋巴结转移性腺癌、女性腹膜浆液乳头状腺癌、中线低分化癌、男性伴PSA升高的成骨转移性腺癌、具有结肠癌表型的腺癌[免疫组织化学CK20(+),CK7(-),CDX2(+)]以及低分化神经内分泌癌和孤立转移灶[1,2,5]。
此外,若干研究也对CUP的预后因子进行了分析。Algin等[23]对68例原发部位不明肝转移性腺癌进行多因素分析,结果显示ECOG(Eastern Cooperative Oncology Group)评分、接受化疗、血清白蛋白、血清CA199为独立预后因子,并且39例接受化疗患者的中位OS明显长于未化疗者(12.5个月vs.4个月,P=0.026)。Raghav等[24]对47例年轻CUP患者进行多因素分析显示乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)升高、转移灶≥3个、未检测组织起源为不良预后因子,进一步建立的预后模型(基于LDH、体力评分、肝转移)在这个队列中也得到验证(总生存:好的预后组25.2个月vs.差的预后组6.1个月)。一项研究纳入原发不明转移性头颈鳞状细胞癌患者,多因素分析显示年龄、人乳头瘤病毒状态、N分期、淋巴结外转移为预后因子[25]。
CUP为一组原发灶不明的异质性疾病,治疗上存在较大挑战。随着医学的进步,从最初的经验治疗,到甄别预后良好亚型进行器官特异性治疗,以及基因组时代下探索个体化治疗,CUP的治疗方式也在发生改变。
80%~85%的CUP患者经过充分评估后仍未能发现器官特异性,这些患者预后差,对治疗中度敏感,经验性治疗有效率为25%~35%,中位生存期为8~11个月[2-3,14]。经验治疗大多采用铂类、紫杉类、吉西他滨、氟尿嘧啶类为基础的方案。根据组织病理类型选择的常用方案如下:腺癌和鳞癌均可选用:紫杉醇或多西他赛+卡铂、吉西他滨+顺铂;腺癌:吉西他滨+多西他赛、吉西他滨+伊立替康、卡培他滨+奥沙利铂;鳞癌:奥沙利铂+亚叶酸钙+氟尿嘧啶、多西他赛+顺铂+氟尿嘧啶、顺铂+氟尿嘧啶;分化差的神经内分泌特征肿瘤:依托泊苷+顺铂[5,14]。一项研究纳入683例CUP患者,比较铂类、紫杉类、吉西他滨、伊立替康在CUP中的疗效,结果显示不同治疗方案疗效无明显差别[26]。一项Ⅱ期研究纳入25例原发不明转移性腺癌患者,采用卡培他滨+紫杉醇+卡铂方案治疗,结果显示客观有效率(objective response rate,ORR)为32%,中位无进展生存期(progression free survival,PFS)为5.5个月,中位OS为10.8个月[27]。另外一项随机Ⅱ期临床研究一线使用紫杉醇+卡铂经验性化疗方案,联合或不联合贝利司他(一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂)治疗CUP,共入组89例患者(联合组44例,不联合组45例),联合组ORR提高(45%vs.21%,P=0.02),但中位PFS(5.4个月vs.5.3个月,P=0.20)和中位OS(12.4个月vs.9.1个月,P=0.85)延长均无统计学意义[28]。
CUP患者采用器官特异性治疗比经验治疗的效果好[16,29]。一项前瞻性、单中心研究入组252例CUP患者,采用92基因分类模型判定组织器官来源,247例(98%)患者明确了组织器官来源。其中,194例接受特异性治疗患者的中位OS为12.5个月,对比既往经验治疗生存延长[16]。另外一项回顾性研究采用92基因分类模型对1 544例CUP患者组织来源进行鉴定,125例(8%)患者推测原发肿瘤为结直肠癌,可能性>80%。其中32例患者接受结直肠癌的治疗方案,中位OS为27个月,明显高于经验治疗,且与已知的结直肠癌患者生存类似[29]。
此外,识别出15%~20%预后良好亚型的CUP,进行特异性治疗也是近年来CUP诊治的重要进展。此类患者的治疗可根据假定的原发肿瘤或针对性局部的治疗,能够达到长期的控制和生存,治疗策略见表3[2,5,14]。
基因组时代下,靶向治疗在多种实体瘤中取得成功,而靶向药物的疗效标志物多为通路蛋白过表达或基因突变、扩增、融合等[30]。在CUP中也有若干针对靶向标志物的研究,或许可以为CUP提供治疗选择。
Gatalica等[31]采用IHC、基因测序和原位杂交方法检测1 806例CUP患者疗效标志物的改变,结果显示96%的患者存在潜在药物获益的生物标志物。其中,最常见的蛋白过表达为拓扑异构酶(topoisomerase,Topo)1和Topo2α表达(分别为55%和64%),激素受体表达率为20%,甲基鸟嘌呤甲基转移酶(methylguanine methyltransferase,MGMT)和酪氨酸磷酸酶基因(gene of phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)缺失表达率分别为40%和52%。此外,最常见的基因扩增是表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)和人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2),分别为17%和5%;最常见的基因突变为肿瘤蛋白p53(tumour protein p53,TP53)和鼠类肉瘤病毒癌基因(Kirsten rat sarcoma viral oncogene,KRAS),分别为38%和18%。另一项研究对47例转移患者标本间质表皮转化因子(mesenchymal-epithelial transition factor,MET)进行检测,并通过IHC方法确定原发部位,24例被认为有原发灶,23例为CUP;7例患者发现MET体细胞突变,均在CUP队列。因此CUP中MET突变率(30%)明显高于实体瘤(约4%),提示MET活化突变可能为CUP的标志物[32]。
近年来,NGS技术广泛用于肿瘤驱动基因的检测,可以协助判断肿瘤基因组特征,确定潜在的生物标志物,CUP中NGS技术仍在探索阶段[33]。一项研究采用以杂交捕获为基础的NGS方法,检测200例CUP标本(腺癌125例,非腺癌75例),85%至少存在1个靶点基因改变。最常见的基因改变为TP53(55%)和KRAS(20%)。CUP腺癌中HER2、EGFR、鼠类肉瘤病毒癌基因同源物B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homologue B1,BRAF)发生率(80%、8%、6%)高于非腺癌(4%、3%、4%)。腺癌中受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)/RAS通路活化改变也高于非腺癌(72%和39%)[34]。Varghese等[35]分析333例CUP患者的临床资料及分子特征,中位OS为13个月。150例患者进行了靶向NGS检测,最常见的突变基因为TP53、KRAS、细胞周期依赖性激酶抑制因子2A(cell cycle dependent kinase inhibition factor 2A,CDKN2A),Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein-1,KEAP1)与SWI/SNF相关基质结合的肌动蛋白依赖的染色质调控因子超家族A成员4(SM/SNF related,matrix associated,actin dependent regulator of chromatin,subfamily a,member 4,SMARCA4)。150例患者中,45例(30%)患者存在潜在的靶向基因组改变,15例(10%)患者接受了靶向治疗。因此NGS可为CUP患者接受新型的个体化靶向治疗提供机会。
基因组时代大数据信息弥补了传统经典诊疗方式的缺陷,为CUP精准诊疗提供了可能性,但同时也带来了一些不可回避的问题:1)临床医生和患者可以获得大量的数据,数据分析困难;2)若干基因改变对肿瘤的发生发展及临床治疗决策无意义或意义不明确;3)即使NGS发现潜在的靶向治疗的基因改变,但仅小部分患者接受靶向治疗,大部分未接受靶向治疗的原因可能为:尚无FDA批准的药物,或患者体力状况差不适合抗肿瘤治疗,或患者不愿意选择相应的靶向治疗而选择传统治疗手段;4)接受靶向治疗的人群中,某些患者疾病稳定或肿瘤体积缩小,然而仍有患者疾病进展。因此更加合理地筛选靶点基因及有效人群至关重要。
CUP为一组异质性疾病,目前诊断主要依靠影像学及组织病理学,传统经验性治疗有效率低,而预后良好亚型及针对器官特异性的治疗可改善CUP的生存。基因组时代下,GEP及表观基因组学方法能协助鉴定肿瘤原发部位,而分子检测及NGS的应用,靶向治疗的进展,对于CUP个体化治疗及改善生存也有所帮助。然而肿瘤中存在复杂的信号通路,未来需加强CUP中靶向药物相关通路的研究,探索新的靶点,而液体活检(如循环肿瘤细胞以及循环肿瘤DNA的研究)或许也可协助筛选生物标志物及指导治疗[36-37]。基因组时代下肿瘤临床研究设计的改变(如“篮子研究”),基于分子特点而不是原发肿瘤部位的治疗的模式适合在CUP中开展,我们也期待CUP从“篮子研究”中获益。近年来肿瘤免疫治疗取得突破性进展,尤其是PD-1/PD-L1抑制剂的应用,而PD-1/PD-L1的表达、肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TILs)、肿瘤突变负荷等可能作为其疗效标志物[38]。一项研究检测70例CUP患者,结果显示TILs中PD-1表达和肿瘤细胞PD-L1表达率为63%和21%,共表达率为16%(11/70)[31],这可能会为CUP中进行抗PD-1/PD-L1治疗提供基础,未来也希望免疫治疗在CUP中有所突破。
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