食管鳞癌PI3K/AKT/mTOR信号通路关键基因异常及与临床病理因素相关性研究

【摘要】研究背景及目的：依据基因或基因组改变,针对不同基因靶点选择靶向治疗药物,已成为目前和未来肿瘤治疗的新模式。高通量基因芯片和全基因组测序的研究结果提示PIK3CA基因是食管鳞癌(esophagealsquamouscellcarcinoma,ESCC)潜在的治疗靶标。PIK3CA基因可以通过PI3K/AKT/mTOR信号通路参与肿瘤的发生发展；PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂被证实在多种类型肿瘤中具有较好疗效,该信号通路异常的肿瘤患者疗效更佳。然而,目前尚缺乏ESCC中PIK3CA基因及PI3K/AKT/mTOR信号通路异常的系统性研究。本课题拟通过对ESCC中PIK3CA基因突变、扩增及PI3K/AKT/mTOR信号通路关键基因异常的研究,发现可能获益于PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂靶向治疗的ESCC组群,并结合分析此类患者相关的临床病理特征,为探索食管鳞癌个性化诊疗提供有意义的线索。方法：收集我院2004年-2007年pT1-T3期ESCC石蜡包埋标本。选取有完整临床及随访资料的444例标本制作组织芯片并提取基因组DNA。直接测序法检测ESCC肿瘤组织及其正常对照组织中PIK3CA基因热点区域(外显子9和20)的突变；荧光原位杂交(FISH)方法检测ESCC肿瘤组织中PIK3CA基因的扩增状态；免疫组织化学(IHC)方法检测ESCC肿瘤组织及正常对照组织中PIK3CA(即PI3Kp110a,以下简称P13K)、p-AKT(Ser473)(以下简称p-AKT)及p-mTOR(Ser2448)(以下简称p-mTOR)蛋白的表达。统计学方法分析PIK3CA基因突变、扩增及3种蛋白表达与ESCC患者流行病学、临床、病理因素和预后的相关性,分析PIK3CA基因突变、扩增及3种蛋白表达之间的相互关系以及影响ESCC患者预后及局部复发的因素。结果：1、444例ESCC患者术后生存时间4～107个月,中位生存时间62个月,5年生存率为48.2%。肿瘤病理分期、淋巴结有无转移、是否伴有脉管瘤栓、术后是否治疗以及是否伴有局部复发是ESCC患者预后的独立影响因素(分别为P=0.006；HR=1.825,95%CI:1.348-2.470,P<0.001;HR=1.582,95%CI:1.093-2.291,P=0.015;HR=0.664,95%CI:0.496-0.888,P=0.006;HR=12.335,95%CI:8.281-18.374,P<0.001)。肿瘤的病理分期、淋巴结有无转移、是否伴有脉管瘤栓、术后是否治疗是影响ESCC患者局部复发的独立因素(分别为P<0.001;HR=1.668,95%CI:1.193-2.334,P=0.003;HR=1.910,95%CI:1.284-2.842,P=0.001;HR=1.523,95%CI：1.080-2.147,P=0.016)。2、PIK3GCA基因在ESCC患者中的突变率为7.4%(30/406),突变均发生在外显子9。PIK3CA基因突变是有肿瘤家族史患者预后的独立影响因素(HR=12.382,95%CI：2.689-57.011,P=0.001)。3,PIK3CA基因在ESCC患者中的扩增率为21.3%(87/409)。PIK3CA基因扩增是术后治疗患者和pT3期患者预后的独立影响因素(分别为HR=0.510,95%CI:0.288-0.903,P=0.021;HR=0.482,95%CI:0.258-0.898,P=0.022)。4、PI3K蛋白在ESCC中的阳性率为60.3%(258/428),显著高于在正常食簧上皮组织的阳性率(17.7%,42/237；P<0.001)。PI3K蛋白表达与ESCC患者的病理分期、局部复发和预后具有相关性(分别为P=0.040,P=0.014和P=0.027),并且是ESCC患者局部复发和女性患者预后的独立影响因素(分别为HR=1.384,95%CI:1.002-1.910,P=0.048;HR=2.220,95%CI:1.016-4.852,P=0.046)。ESCC中PI3K蛋白表达与PIK3CA基因突变、扩增没有相关性(分别为rs=0.050,P=0.324和rs=-0.006,P=0.902)。5、p-AKT蛋白在ESCC中的阳性率为38.6%(165/428),显著高于在正常食管上皮组织的阳性率(19.8%,47/237；P<0.001)。p-AKT蛋白表达与ESCC患者的流行病学、临床病理因素和预后均不具有相关性。ESCC中p-AKT蛋白表达与PIK3CA基因突变、扩增及PI3K蛋白表达均没有相关性(分别为rs=-0.068,P=0.178;rs=-0.077,P=0.122和rs=0.054,P=0.262)。6、p-mTOR蛋白在ESCC中的阳性率为57.5%(246/428),高于在正常食管上皮组织的阳性率(47.7%,113/237；P=0.015)。p-mTOR蛋白表达与ESCC患者的流行病学、临床病理因素和预后均不具有相关性。ESCC由p-mTOR蛋白表达与PIK3CA基因扩增呈负相关(rs=-0.102,P=0.04)；与PI3K和p-AKT蛋白表达成正相关(分别为rs=0.248,P<0.001和rs=0.108,P=0.025)。结论：ESCC患者中存在PI3K/AKT/mTOR信号通路关键基因的异常。其中7.4%的患者发生PIK3CA基因突变,21.3%的患者发生PIK3CA基因扩增,60.3%的患者PI3K蛋白高表达,38.6%的患者发生AKT的磷酸化,57.5%的患者发生mTOR的磷酸化。本课题为研究以PI3K/AKT/mTOR信号通路为靶点的ESCC个体化诊疗提供了有意义的线索,有可能作为诊断中基因检测分析的有利依据。ESCC中PIK3CA基因突变和扩增与PI3K蛋白高表达不相关。PI3K蛋白高表达是ESCC患者局部复发的独立影响因素,可作为提示局部复发及预后的分子生物学指标。
【作者】王琳；
【导师】吕宁；
【作者基本信息】北京协和医学院，病理学与病理生理学，2014，博士
【关键词】PIK3CA；食管鳞状细胞癌；PI3K；AKT/mTOR信号通路；预后；局部复发；

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