1. Epidemiologia, biologia i patogeneza raka trzustki
Maciej Kawecki, Lucjan Wyrwicz
Wstęp
Rak trzustki wywodzi się z komórek nabłonkowych stanowiących jej część zewnątrzwydzielniczą, co odróżnia go od pochodzących z wewnątrzwydzielniczej części trzustki nowotworów neuroendokrynnych. Najczęściej występującym rodzajem raka trzustki jest rak gruczołowy przewodowy (PDCA, pancreatic ductal carcinoma), który odpowiada za ponad 85% przypadków nowotworów tego narządu. PDCA zazwyczaj rozwija się na podłożu śródnabłonkowej neoplazji trzustkowej (PanIN, pancreatic intraepithelial neoplasia). Istotną cechą PDCA jest obecność rozbudowanego podścieliska, stanowiącego do 70% masy guza. Ubogie unaczynienie podścieliska oraz wysokie ciśnienie śródtkankowe powodują słabą perfuzję w obrębie ognisk raka, cechę istotnie odróżniającą PDCA od innych nowotworów złośliwych. Prawdopodobnie właśnie ona stanowi przyczynę charakterystycznej dla PDCA ograniczonej skuteczności chemioterapii.
Z uwagi na wyjątkowo niekorzystne rokowanie rak trzustki pozostaje istotnym wyzwaniem współczesnej onkologii. Choć na przestrzeni ostatnich dwóch dekad doszło do dynamicznego rozwoju metod leczenia nowotworów, wyniki osiągane u chorych na raka trzustki pozostają niesatysfakcjonujące. Odpowiada za to wiele czynników, takich jak niekorzystne położenie anatomiczne trzustki czy specyficzne cechy biologiczne PDCA. Brak postępu w terapii chorych na raka trzustki w połączeniu z poprawą wyników leczenia pacjentów z innymi nowotworami oraz ze starzeniem się społeczeństwa w niedalekiej perspektywie może uczynić raka trzustki drugim co do częstości nowotworem złośliwym prowadzącym do zgonu. Niemniej dzięki rozwojowi wiedzy w zakresie biologii i patogenezy raka trzustki, a także lepszemu poznaniu czynników związanych z występowaniem rodzinnych i sporadycznych form tego nowotworu istnieje szansa na odwrócenie tego niekorzystnego trendu. W niniejszym rozdziale autorzy zwięźle podsumowują istotne aspekty epidemiologii, biologii oraz patogenezy, aby ułatwić zrozumienie przyczyn warunkujących współczesne trendy w leczeniu raka trzustki.
Epidemiologia oraz czynniki ryzyka rozwoju raka trzustki
Rak trzustki występuje głównie u osób starszych, z medianą wieku w momencie rozpoznania wynoszącą ok. 71 lat [1]. Zachorowalność rośnie wraz z wiekiem, a szczyt osiąga w siódmej i ósmej dekadzie życia. Rocznie na świecie rozpoznaje się ponad 300 tys. nowych zachorowań oraz odnotowuje podobną liczbę zgonów spowodowanych rakiem trzustki, co stawia go w drugiej dziesiątce nowotworów złośliwych pod względem zachorowalności, ale jednocześnie na piątej-szóstej pozycji pod względem umieralności [2]. W Polsce w 2015 r. rozpoznano 3578 nowych przypadków raka trzustki: 1800 u kobiet oraz 1778 u mężczyzn [3]. Stanowi to 2,2% wszystkich zachorowań na nowotwory złośliwe w Polsce w 2015 r. Jednocześnie rak trzustki odpowiada za 5,4% zgonów spowodowanych nowotworami złośliwymi u kobiet oraz 4,4% zgonów u mężczyzn. Trendy współczynników standaryzowanych zachorowalności oraz umieralności w związku z tym nowotworem wydają się stabilne na przestrzeni ostatnich 30 lat, jednakże liczba zarówno nowych rozpoznań, jak i zgonów istotnie rośnie, co prawdopodobnie jest związane ze starzeniem się społeczeństwa w Polsce.
Jeden z najistotniejszych czynników ryzyka rozwoju raka trzustki stanowi wywiad rodzinny obciążony w kierunku PDCA. Około 10% wszystkich przypadków raka trzustki związane jest z występowaniem rodzinnym. Związek ten może mieć postać określonych zespołów genetycznych, a także zwiększonego ryzyka PDCA u osób z wywiadem obciążonym dwojgiem lub więcej krewnych pierwszego stopnia (rodzice, dzieci, rodzeństwo) chorych na raka trzustki. Ryzyko to względem populacji standardowej jest uzależnione od liczby krewnych pierwszego stopnia z rozpoznaniem raka trzustki i wzrasta od 4,6 razy u osób z jednym chorym krewnym pierwszego stopnia do 32 razy u osób z trojgiem chorych krewnych [1].
Związek pomiędzy rodzinnym występowaniem raka trzustki a określonymi mutacjami germinalnymi udaje się wykryć jedynie u niewielkiej liczby pacjentów. Najczęstszymi wrodzonymi zespołami genetycznymi łączącymi się ze zwiększonym ryzykiem raka trzustki są: dziedziczny rak piersi związany z obecnością mutacji w genach BRCA1/BRCA2/PALB2, dziedziczny rak jelita grubego niezwiązany z polipowatością (zespół Lyncha; HNPCC, hereditary nonpolyposis colorectal cancer), dziedziczne zapalenie trzustki, zespół Peutza-Jeghersa, zespół rodzinnego występowania znamion atypowych i czerniaka (FAMMM, familial atypical multiple mole melanoma syndrome). Dziedziczne zespoły związane z występowaniem raka trzustki i związane z nimi ryzyko podsumowano w tabeli 1.
Co istotne, w części zespołów związanych z konkretną mutacją germinalną istnieje możliwość zastosowania leków ukierunkowanych molekularnie, zależnie od rodzaju stwierdzanej mutacji. Przykładem takiej sytuacji jest rak trzustki związany z mutacją BRCA1/2. Wydaje się, że ta grupa chorych może odnieść istotną korzyść z zastosowania w leczeniu systemowym pochodnych platyny - w retrospektywnej ocenie wykazano bowiem wydłużenie mediany przeżycia całkowitego w grupie pacjentów z obecnością mutacji BRCA1/2 z 9 miesięcy u chorych nieotrzymujących pochodnych platyny do 22 miesięcy w grupie pacjentów, którym je podawano (p = 0,039) [4]. Dodatkową, interesującą opcją dla tej populacji chorych może być zastosowanie inhibitorów polimeraz poli-ADP-rybozy (PARP, poly [ADP-ribose] polymerase), indukujących apoptozę poprzez blokowanie naprawy DNA w mechanizmie wycięcia zasad (BER, base excision repair), która stanowi podstawowy mechanizm naprawy uszkodzeń DNA powstających w obecności mutacji BRCA1/2. Dodatkowo niektóre inhibitory PARP wykazują zdolność do trwałego wiązania kompleksów PARP z nicią DNA, co może indukować śmierć komórki w mechanizmie apoptozy [5]. W badaniu II fazy oceniającym skuteczność inhibitorów PARP w leczeniu nowotworów litych z potwierdzoną obecnością mutacji BRCA1/2 wykazano w grupie chorych z rakiem trzustki odsetek odpowiedzi wynoszący 21,7% oraz stabilizację choroby trwającą dłużej niż 8 tygodni u 35% pacjentów [6], mimo że tego rodzaju terapia została zastosowana w drugiej lub dalszych liniach leczenia. Mutacje BRCA1/2 można stwierdzić u ok. 12% chorych na PDCA, uwzględniając zarówno przypadki mutacji germinalnych, jak i somatycznych. Czyni to BRCA1/2 obiecującym celem terapeutycznym. Niestety w przypadku innych mutacji związanych w dziedzicznym rakiem trzustki perspektywy nie są równie korzystne.
Obecnie nie ma jednoznacznie uznanego schematu obserwacji pacjentów obarczonych wysokim ryzykiem rozwoju raka trzustki. Sugeruje się regularne wykonywanie badań obrazowych u chorych z dziedzicznym zapaleniem trzustki, z zespołem Peutza-Jeghersa, u nosicieli mutacji BRCA1/2 lub PALB2 mających przynajmniej jednego krewnego pierwszego stopnia z rakiem trzustki, u chorych z zespołem Lyncha z przynajmniej jednym krewnym pierwszego stopnia z PDCA oraz u wszystkich chorych z przynajmniej dwojgiem krewnych z rozpoznanym rakiem trzustki, w tym co najmniej jednym krewnym pierwszego stopnia. Dostępne metaanalizy sugerują wartość tego typu obserwacji, niemniej takie postępowanie jest obarczone wysokim ryzykiem nadmiernego obciążania chorych potencjalnie zbędnym leczeniem, jako że odsetek zabiegów chirurgicznych niekończących się rozpoznaniem raka trzustki wynosi do 70% [7].
Czynniki środowiskowe związane z rozwojem raka trzustki są jasno określone jedynie dla PDCA i brakuje rzetelnych danych na temat czynników ryzyka dla rzadszych rodzajów raka trzustki. Obecnie za najistotniejszy czynnik ryzyka rozwoju raka trzustki uznaje się palenie tytoniu. Związek ten ma charakter nie tylko jakościowy, lecz także ilościowy - wzrost ryzyka wynosi 2,2 w całej kohorcie osób palących i rośnie do 3,4 w kohorcie palących więcej niż 35 papierosów dziennie. Co istotne, po rzuceniu palenia nadmierne ryzyko maleje z czasem; osiąga współczynnik 0,98, odpowiadający ryzyku populacyjnemu, po 20 latach od rzucenia palenia [8]. Wzrost ryzyka rozwoju raka trzustki wykazano także dla palenia cygar, ale jednocześnie nie stwierdzono takiej korelacji pomiędzy paleniem fajek lub bezdymowym paleniem tytoniu [9]. Niestety brakuje badań na temat wpływu palenia biernego. Zwiększone ryzyko rozwoju raka trzustki u osób palących wynika najprawdopodobniej z narażenia na liczne substancje kancerogenne obecne w dymie tytoniowym, zwłaszcza N-nitrozoaminy oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. W modelach zwierzęcych ekspozycja na dym tytoniowy związana jest nie tylko z promocją powstawania ognisk metaplazji w obrębie trzustki oraz PanIN, lecz także ze zmianami w składzie komórkowym mikrośrodowiska guza, w tym zwiększeniem liczby makrofagów M2 oraz komórek dendrytycznych, zaburzających prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego [10]. Dodatkowo sama nikotyna może aktywować kaskadę sygnałową AKT-ERK-MYC, a w konsekwencji indukować powstawanie ognisk metaplazji oraz stymulować odróżnicowywanie się komórek zrazikowych (acinar cells) [11].
W odróżnieniu od palenia tytoniu spożycie alkoholu wydaje się nie stanowić istotnego czynnika rozwoju raka trzustki. Ryzyko dla osób niespożywających alkoholu, przyjmujących dziennie 1 porcję (zdefiniowaną jako 14,8 g czystego alkoholu etylowego) lub mniej oraz spożywających mniej niż 4 porcje alkoholu dziennie pozostaje w badaniach epidemiologicznych identyczne. Jedynie w grupie spożywającej powyżej 9 porcji alkoholu dziennie ryzyko rozwoju raka trzustki było 1,6 razy większe niż w grupie niespożywającej alkoholu [12]. Różnica ta pozostała istotna także w analizie uwzględniającej inne współistniejące czynniki ryzyka, takie jak palenie tytoniu, wiek czy wywiad zapalenia trzustki.
Znaczący czynnik ryzyka raka trzustki stanowi również przebyte zapalenie trzustki. Ryzyko to utrzymuje się na podwyższonym poziomie do 2 lat po zapaleniu trzustki (wzrost ryzyka względem populacji standardowej 13,56 razy), co wynika prawdopodobnie z możliwości powstania zapalenia wtórnego wobec wczesnej formy nowotworu. W grupie pacjentów w okresie powyżej 2 lat po zapaleniu trzustki wzrost ryzyka pozostaje istotny, choć jest mniejszy (2,71 razy) [13]. Co ważne, wzrost ryzyka związanego z zapaleniem trzustki jest większy u osób w wieku poniżej 65 lat niż u starszych i wynosi odpowiednio 3,91 oraz 1,68.
Pozostałe dwa czynniki ryzyka rozwoju PDCA warte przywołania są ze sobą powiązane - to otyłość oraz cukrzyca typu 2. Otyłość stanowi względny czynnik, ze wzrostem ryzyka rozwoju raka trzustki szacowanym na 1-1,5 razy [14, 15]. Niemniej ze względu na rozpowszechnienie otyłości we współczesnym społeczeństwie jest to obecnie najczęściej spotykany czynnik ryzyka raka trzustki. Biologiczny mechanizm odpowiadający za związek otyłości z rakiem trzustki nie został dokładnie poznany. Możliwe, że odpowiada za to wzrost u osób otyłych dostępnej puli insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF, insulin growth factor) mogącego nasilać proliferację komórkową, hamować apoptozę oraz pobudzać angiogenezę. Inne potencjalne wytłumaczenie stanowi obecność ogólnoustrojowego procesu zapalnego spowodowanego otyłością, który skutkuje wyższymi stężeniami krążącego i tkankowego czynnika martwicy nowotworu ? (TNF-?, tumour necrosis factor ?) oraz interleukiny 6 (IL-6), cytokin zdolnych indukować nadmierną proliferację komórkową. Dodatkowo osoby otyłe cechuje zwiększone stężenie krążącego w surowicy naczyniowego nabłonkowego czynnika wzrostu (VEGF, vascular endothelial growth factor), mogącego stymulować angiogenezę oraz promować wzrost nowotworu [15]. Dostępne wyniki badań oceniających związek cukrzycy typu 2 z rakiem trzustki są heterogenne, co może odpowiadać różnicom populacyjnym i geograficznym pomiędzy poszczególnymi badaniami. Niemniej metaanaliza 88 badań potwierdza wzrost ryzyka rozwoju raka trzustki u chorych na cukrzycę typu 2 do 1,97 względem ryzyka populacyjnego [16]. Podobnie jak w wypadku zapalenia trzustki diagnoza nowotworu jest najczęstsza w krótkim czasie po rozpoznaniu cukrzycy typu 2. Wynika to prawdopodobnie z obecności wczesnych form nowotworu indukujących wtórną do niego cukrzycę w mechanizmie miejscowego uszkodzenia miąższu trzustki lub w przebiegu zespołów paranowotworowych. Dodatkowo w powiązaniu cukrzycy typu 2 oraz raka trzustki rolę może odgrywać obecność patomechanizmu takiego jak przynajmniej częściowo nakładające się: wpływ IGF, insulinooporności i rola przewlekłego zapalenia [16]. Ciekawe z tej perspektywy wydają się doniesienia z retrospektywnych badań kohortowych, w których chorzy na raka trzustki otrzymujący metforminę mieli istotnie dłuższy czas przeżycia całkowitego w porównaniu z chorymi nieotrzymującymi metforminy (HR = 0,78; 95% CI: 0,66-0,92) [17]. Niestety nie znalazło to dotychczas potwierdzenia w randomizowanych badaniach klinicznych.
Biologia raka trzustki
Zdecydowaną większość raków trzustki, ok. 85% wszystkich przypadków, stanowi PDCA lub jego warianty, wywodzące się z komórek nabłonkowych tworzących przewody wyprowadzające trzustki. Inne nowotwory wywodzące się z części zewnątrzwydzielniczej trzustki, takie jak gruczolakotorbielakorak surowiczy, rak wewnątrzprzewodowy śluzowy brodawkowaty czy rak z komórek zrazikowych, są zdecydowanie rzadsze, a dane na temat możliwości ich leczenia - dużo bardziej skąpe [20]. Podział raków części zewnątrzwydzielniczej trzustki przedstawiono w tabeli 2. Do leczenia rzadszych form raków trzustki podchodzi się analogicznie jak do leczenia PDCA, choć brakuje danych potwierdzających skuteczność takiego postępowania. Nowotwory części wewnątrzwydzielniczej trzustki, czyli nowotwory neuroendokrynne, są zagadnieniem odmiennym od raków zewnątrzwydzielniczych trzustki i nie będą omawiane w niniejszym rozdziale.
Rak gruczołowy przewodowy trzustki cechuje się wysoką agresywnością oraz znaczną opornością na standardowe cytostatyki. W porównaniu z rakami wywodzącymi się z innych narządów PDCA wyróżnia się wieloma charakterystycznymi cechami histopatologicznymi, takimi jak: wybitnie rozwinięte podścielisko nowotworowe, tendencja do naciekania osłonek nerwowych czy skłonność do szybkiego, bezpośredniego naciekania okolicznych narządów [20]. W badaniu makroskopowym PDCA przybiera formę słabo odgraniczonych mas o kolorze od białego do żółtego. Około ? raków gruczołowych trzustki zlokalizowane jest w głowie trzustki, pozostała ? wywodzi się z trzonu lub ogona tego narządu. Raki trzonu i ogona trzustki częściej osiągają większe wymiary, co wynika prawdopodobnie z dłuższego przebiegu bezobjawowego i późniejszego ich rozpoznawania. Mikroskopowo PDCA szerzy się poprzez naciekanie osłonek nerwowych, naczyń krwionośnych, bezpośrednie naciekanie okolicznych tkanek oraz przez regionalny układ chłonny. Najczęściej zajmowane grupy węzłów chłonnych (tylna trzustkowo-dwunastnicza, górna i dolna głowy trzustki, górna i dolna trzonu trzustki oraz przednia trzustkowo-dwunastnicza) są standardowo usuwane podczas operacji Whipple'a.
Rozsiew węzłowy PDCA często obejmuje także węzły chłonne więzadła wątrobowo-dwunastniczego, pnia trzewnego, korzenia tętnicy krezkowej górnej czy węzły chłonne okołoaortalne, które nie wchodzą w zakres resekcji podczas typowej pankreatoduodenektomii i można je uznać za cechy rozsiewu ogólnoustrojowego choroby. Histopatologicznie większość raków trzustki zachowuje dość wysoki stopień zróżnicowania i w obrazie mikroskopowym tworzy mniej lub bardziej rozwinięte struktury gruczołowe, otoczone bogatym podścieliskiem desmoplastycznym z ubogim unaczynieniem [20].
W obrębie masy nowotworu często obserwuje się mikroskopowe ogniska martwicy. Budowa i skład podścieliska nowotworowego (mikrośrodowiska guza) odróżniają PDCA od innych rodzajów nowotworów litych. Podścielisko nowotworowe stanowi do 70% masy raka trzustki, a budują je głównie macierz zewnątrzkomórkowa (często bogata w hialuronian) oraz komórki podścieliska, takie jak: fibroblasty, miofibroblasty, komórki nabłonkowe i komórki odpowiedzi zapalnej (głównie makrofagi oraz komórki dendrytyczne). Skład komórek układu odpornościowego, w tym obecność immunosupresyjnych makrofagów związanych z nowotworem (TAMs, tumour-associated macrophages) oraz szpikowych komórek supresorowych (MDSC, myeloid-derived suppressor cells), odpowiada za istotną dysfunkcję układu odpornościowego w obrębie podścieliska PDCA [21]. Rzadko obserwuje się obecność w mikrośrodowisku raka trzustki typowych komórek układu odpornościowego związanych z odpowiedzią przeciwnowotworową, czyli limfocytów T (tumour infiltrating T cells), co prawdopodobnie przekłada się na istotną oporność PDCA na dotychczasowe formy immunoterapii przeciwnowotworowej, w tym na inhibitory punktów kontrolnych (PD-1, PD-L1, CTLA-4).
Obecnie dane dotyczące skutecznego zastosowania immunoterapii w leczeniu chorych na PDCA są skąpe. Budowa podścieliska, w tym niewielka liczba naczyń krwionośnych oraz wysokie ciśnienie śródtkankowe w obszarze guza, utrudnia osiągnięcie terapeutycznego stężenia leków w obrębie nowotworu, co może tłumaczyć wysoką złośliwość PDCA [22]. Obecność dużej ilości hialuronianiu jest stwierdzana w ok. 80% przypadków raka trzustki i odpowiada ze fenotyp nowotworu o szybkim tempie wzrostu oraz silnej skłonności do tworzenia przerzutów odległych. W modelach komórkowych hialuronian odpowiada za aktywację szlaków sygnałowych PI3K-Akt oraz kinazy MAP, co z kolei prowadzi do zwiększenia proliferacji komórkowej, inwazyjności i chemiooporności komórek [23]. Hialuronian jest obecnie obiecującym celem terapeutycznym, a badanie II fazy w grupie chorych na przerzutowego raka trzustki wykazało istotną korzyść w zakresie czasu wolnego od progresji przy dodaniu pegylowanej hialuronidazy ? (PEGPH20, pegvorhyaluronidase ?) do chemioterapii składającej się z gemcytabiny oraz nab-paklitakselu [24] w grupie chorych na raka trzustki bogatego w hialuronian. PEGPH20 jest pegylowaną ludzką hialuronidazą rozkładającą polimery hialuronianu, co prowadzi do obniżenia ciśnienia śródtkankowego, wzrostu perfuzji, zmniejszenia hipoksji oraz modyfikacji składu komórek układu odpornościowego obecnych w podścielisku guza. Jednakże biorąc pod uwagę negatywne wyniki innego badania I/II fazy oceniającego skuteczność PEGPH20 w połączeniu ze schematem chemioterapii FOLFIRINOX [25], ta obiecująca metoda terapeutyczna wymaga walidacji w randomizowanych badaniach III fazy.
Omawiając biologię PDCA, warto zwrócić uwagę na znaną ścieżkę onkogenezy od zmian prekursorowych (wspomniane wcześniej PanIN) do klasycznego raka gruczołowego. Zależnie od nasilenia neoplazji wyróżnia się stopnie PanIN od 1. do 3. PanIN-1 jest zmianą dość powszechną, stwierdzaną u kilkunastu procent chorych poddawanych autopsji po zgonie z przyczyn innych niż PDCA, i cechuje się niskim potencjałem transformacji nowotworowej. Mikroskopowo PanIN-1 odznacza się miernie nasilonymi zaburzeniami cytoarchitektoniki komórkowej, z obecnością mutacji w obrębie genów KRAS oraz ze skróceniem telomerów. PanIN-2 jest zmianą z obecnością wyraźnych zaburzeń struktury jądra komórkowego oraz budowy komórki, czemu często towarzyszy utrata genu CDKN2A. Zmiany o charakterze PanIN-3 są zmianami jawnie przednowotworowymi, z wyraźnymi zaburzeniami budowy komórki, tworzeniem struktur cewkowatych oraz widocznymi podziałami mitotycznymi. Z perspektywy molekularnej w PanIN-3 dochodzi do utraty genów TP53, SMAD4 i BRCA2, uznawanych za typowe zdarzenia dla późnej fazy kancerogenezy. Potwierdzenie ścieżki rozwoju nowotworu od PanIN-1 przez PanIN-2 i PanIN-3 do pełnej formy PDCA daje nadzieję na opracowanie metod wczesnego wykrycia zmian przednowotworowych, co umożliwiłoby interwencję na początkowych etapach rozwoju raka, która mogłaby się przełożyć na poprawę skuteczności leczenia PDCA [26]. Biorąc pod uwagę to, jak niewielki odsetek pacjentów z rozpoznaniem PDCA można poddać leczeniu radykalnemu, metoda identyfikacji chorych z rakiem trzustki na wczesnym etapie zaawansowania byłaby bezcennym odkryciem.
Biologia innych niż PDCA typów raka trzustki jest słabiej poznana. Omówienie wszystkich podtypów tego nowotworu przekracza zakres niniejszej publikacji, przedstawimy zatem najczęściej występujące warianty nowotworów i raków trzustki.
Nowotwory wewnątrzprzewodowe śluzowo-brodawkowate (IPMNs, intraductal papillary mucinous neoplasms) są w większości zmianami łagodnymi, ale mogą ulegać transformacji nowotworowej od dysplazji małego stopnia przez dysplazję średniego i wysokiego stopnia aż do raka inwazyjnego. Zależnie od umiejscowienia IPMNs mogą być związane z rakiem trzustki w zakresie od 5% (IPMNs w obrębie drobnych, bocznych przewodów wyprowadzających) do 40% przypadków (jak w IPMN wywodzącym się z głównego przewodu wyprowadzającego trzustki). W badaniach oceniających genom IPMNs stwierdzono blisko o połowę mniejszą liczbę mutacji somatycznych w porównaniu z PDCA, z najczęściej powtarzającymi się zaburzeniami w obrębie genów RNF43, GNAS (inaczej niż w PDCA) oraz KRAS (podobnie jak w PDCA) [27]. Międzynarodowe wytyczne sugerują leczenie chirurgiczne IPMNs u chorych objawowych, ze zmianami o wymiarze większym niż 3 cm lub zawierających komponent lity, z potwierdzoną obecnością komórek raka w cytologii lub IPMNs wywodzących się z głównego przewodu trzustkowego [28].
Nowotwory śluzowe torbielowate (MCNs, mucinous cystic neoplasms) są zazwyczaj zmianami łagodnymi, ale w ok. ? przypadków w obrębie MCNs można stwierdzić ogniska raka inwazyjnego. Zmiany o charakterze MCNs cechują się obecnością mutacji RNF43 oraz KRAS, co łączy je zarówno z IPMNs, jak i z PDCA. W odróżnieniu od IPMNs, w MCNs nie stwierdza się łączności z przewodami wyprowadzającymi trzustki ani nie obserwuje się mutacji GNAS [27]. W przypadkach bezobjawowych MCNs bez litego komponentu europejskie zalecenia sugerują postępowanie chirurgiczne tylko w razie zmiany większej niż 4 cm [29].
W odróżnieniu od wymienionych wyżej nowotworów rak z komórek zrazikowych (ACC, acinar cell carcinoma) z uwagi na niekorzystne rokowanie może zostać uznany za bliższy PDCA niż nowotworowym zmianom torbielowatym. Z powodu jego rzadkiego występowania brakuje badań pozwalających jednoznacznie określić rokowanie. Niemniej retrospektywne analizy niewielkich kohort chorych sugerują nieco lepsze rokowanie u chorych na ACC w porównaniu z chorymi na PDCA, pomimo wysokiego, 50-procentowego odsetka rozwoju przerzutów odległych w przebiegu ACC [30]. Histopatologicznie ACC potwierdza się dodatnim barwieniem w kierunku enzymów trzustkowych (np. lipaza, amylaza, trypsyna). Genetycznie w ACC obserwuje się blisko dwukrotnie większą liczbę mutacji niż w PDCA [31], przy czym nie znaleziono dotychczas wzorca mutacji charakterystycznego dla ACC [32]. Obecność mutacji genów takich jak SMAD4, BRCA1/2, TP53, MEN1 nie wyróżnia ACC spośród pozostałych nowotworów trzustki. Kolejne mutacje spotykane w obrębie ACC (BRAF, RB1, JAK-1) są bardziej typowe dla nowotworów z lokalizacji innych niż trzustka i mogą stanowić cel terapeutyczny. Co istotne, w ACC nie stwierdza się charakterystycznej dla PDCA mutacji genu KRAS. Rola chemioterapii w leczeniu zaawansowanych przypadków ACC pozostaje niejednoznaczna, choć istnieją pojedyncze doniesienia o skuteczności schematów chemioterapii analogicznych do stosowanych w leczeniu chorych na zaawansowanego PDCA [33].
Genetyka raka trzustki
Raki trzustki, zwłaszcza najczęściej stwierdzane raki gruczołowe przewodowe, cechuje duża heterogenność zarówno morfologiczna, jak i genetyczna. Rozwój technik analizy materiału genetycznego oraz metod biologii molekularnej umożliwia obecnie wgląd w podstawowe procesy warunkujące powstanie, rozwój i progresję chorób nowotworowych, w tym PDCA. Odmienności genetyczne pomiędzy PDCA a innymi rakami trzustki omówiono w poprzednim podrozdziale. Z tego względu podane poniżej informacje na temat genetyki raka trzustki będą odnosić się głównie do PDCA.
Jednym z najczęstszych zaburzeń genetycznych obecnych w trakcie rozwoju PDCA są uszkodzenia funkcji telomerów. Pojawiają się one na wczesnym etapie onkogenezy i warunkują fenotyp mutatorowy, sprzyjający szerzeniu się dalszych mutacji. Rosnąca dostępność technik sekwencjonowania całego eksomu umożliwiła oszacowanie średniej liczby mutacji somatycznych w przypadku raka gruczołowego trzustki na 63 [34], co jest wynikiem nieco poniżej średniej dla litych nowotworów złośliwych. Uwzględniając dużą różnorodność zmian genetycznych pomiędzy poszczególnymi rakami trzustki, całościowa analiza genomowa 24 przypadków raka trzustki pozwoliła wyszczególnić 12 krytycznych szlaków sygnałowych, których zaburzenia były obecne w większości analizowanych nowotworów. Należą do nich m.in. szlaki sygnałowe związane z kontrolą uszkodzenia DNA, regulacją przejścia pomiędzy fazami G1/S, regulacją inwazji czy kontrolą szlaku zależnego od KRAS. Wszystkie 12 krytycznych szlaków sygnałowych wyszczególniono w tabeli 3.
O ile trudno wyjaśnić cechy morfologiczne oraz biologiczne PDCA na podstawie pojedynczych zaburzeń genetycznych, o tyle charakterystyczna dla każdego nowotworu konstelacja zaburzeń we wszystkich 12 obszarach krytycznych może tłumaczyć wysoką heterogenność tego nowotworu. W szerokiej perspektywie daje to szansę na wyróżnienie grup chorych z konkretnym rokowaniem, co potencjalnie umożliwi wdrożenie odpowiedniego leczenia ukierunkowanego molekularnie, zależnie od zaburzeń dominujących w poszczególnych krytycznych szlakach sygnałowych.
Nieprawidłowości genetyczne w PDCA dotyczą głównie czterech genów: KRAS, p16/CDKN2A, TP53 oraz SMAD4/DPC4. Mutacje lub utrata funkcjonalności każdego z tych genów dokonują się prawdopodobnie na innych etapach onkogenezy. Zaburzenia w obrębie KRAS są stwierdzane już na etapie zmian przednowotworowych PanIN-1 i są obecne w blisko 95% przypadków PDCA. Gen KRAS, a w konsekwencji białko Kras, odpowiada za regulację sygnałów przekazywanych z receptorów czynników wzrostu (w tym z receptora naskórkowego czynnika wzrostu [EGFR, epidermal growth factor receptor]). Powszechność występowania zaburzeń genetycznych w obrębie szlaku sygnałowego EGFR-KRAS stanowiła przesłankę do podjęcia próby zastosowania inhibitorów kinaz EGFR w leczeniu chorych na PDCA, częściowo uzasadnioną wynikami przeprowadzonych badań klinicznych. W badaniu III fazy wykazano istotną statystycznie korzyść z dodania erlotynibu, inhibitora kinaz tyrozynowych EGFR, do gemcytabiny, pod postacią poprawy przeżycia całkowitego (mediana przeżycia całkowitego wyniosła 6,24 miesiąca dla leczenia skojarzonego względem 5,91 miesiąca dla monoterapii gemcytabiną; p = 0,038) [35]. Niemniej z perspektywy klinicznej bezwzględna korzyść z blokady EGFR erlotynibem jest minimalna i połączenie erlotynibu z gemcytabiną obecnie stosuje się rzadko. Z uwagi na specyficzną budowę białka Kras dotychczasowe próby opracowania leków wchodzących z nim w interakcję nie przyniosły satysfakcjonujących rezultatów. Na pośrednim etapie onkogenezy często pojawiają się mutacje w obrębie genu CDKN2A/p16, obecne w ponad 90% przypadków PDCA. Ścieżka sygnałowa p16/RB1 to kluczowy regulator cyklu podziału komórki.
Białko retinoblastoma 1 (Rb1), odpowiadające za wejście komórki w fazę S podziału, jest regulowane przez cyklinę D oraz kinazy zależne od cyklin 4 oraz 6 (Cdk4/Cdk6). Białko p16 może hamować działanie Cdk4/Cdk6, co przekłada się na odblokowanie białka Rb1 oraz zahamowanie wejścia komórki w fazę S. W wypadku obecności zmutowanej formy białka p16 nie dochodzi do zahamowania działania Cdk4/Cdk6, które blokują wówczas nadmiernie białko Rb1. W konsekwencji mają miejsce niekontrolowane podziały komórki, co w modelach laboratoryjnych prowadzi do rozwoju PDCA oraz promuje powstawanie przerzutów odległych [36]. Dziedziczna mutacja p16/CDKN2A odpowiada za FAMMM, w którego przebiegu u chorych występuje istotnie zwiększone ryzyko rozwoju PDCA. Typowymi późnymi mutacjami odpowiadającymi za rozwój PDCA są mutacje w genach TP53 oraz SMAD4, powstające na etapie późnych zmian przednowotworowych (PanIN-3) lub nowotworu in situ. Mutacje w genie SMAD4 stwierdzane są w ok. 50% przypadków PDCA. Szlak sygnałowy Smad odpowiada za przekazywanie sygnałów z receptorów dla transformującego czynnika wzrostu ? (TGF-?, transforming growth factor ?) oraz aktywin. Zaburzenie przekaźnictwa sygnałowego szlakiem Smad skutkuje niekontrolowanym wzrostem komórki oraz nasileniem jej podziałów. TGF-?, który w prawidłowych warunkach hamuje wzrost komórek nabłonkowych, w PDCA ulega nadekspresji i wiąże się z gorszym rokowaniem chorych [37], do czego może się przyczyniać także obecność równoległych zaburzeń w szlaku sygnałowym Smad. Druga mutacja typowa dla późnych etapów onkogenezy raka trzustki, w obrębie genu TP53, stwierdzana jest w blisko 75% przypadków PDCA. W normalnych warunkach prawidłowe białko Tp53 jest szybko inaktywowane przez Mdm2, a następnie ulega degradacji. W warunkach stresu komórkowego lub w razie uszkodzenia DNA prawidłowe białko Tp53 ulega fosforylacji i wiąże się z określonymi fragmentami DNA, aktywując transkrypcję genów związanych z kontrolą cyklu komórkowego oraz apoptozą. Nieprawidłowe białko Tp53 nie ulega fosforylacji, niezależnie od stanu komórki, co uniemożliwia indukcję zależnego od Tp53 zahamowania cyklu komórkowego prowadzącego do apoptozy. Efektem jest stymulacja wzrostu i proliferacji komórek zawierających istotnie uszkodzone DNA, takich jak komórki nowotworowe, skutkiem czego w obrębie DNA dochodzi do akumulacji kolejnych mutacji wraz z następnymi podziałami komórkowymi [38].
Inne mutacje stwierdzane w PDCA występują z mniejszą częstością. Związane z rodzinnym występowaniem PDCA mutacje w obrębie BRCA1/2 oraz ich wpływ na możliwości leczenia omówiono wcześniej. Należy jednak podkreślić, że są one obiecującym celem terapeutycznym. Rola leków uszkadzających DNA (takich jak cisplatyna) czy inhibitorów PARP jako standardowego leczenia chorych na PDCA z obecnością mutacji BRCA1/2 będzie wymagała ostatecznego potwierdzenia w randomizowanych badaniach klinicznych. Rozwój metod oznaczania poszczególnych mutacji z krążącego we krwi DNA nowotworowego (ctDNA, circulating tumour DNA) może pozwolić na proste potwierdzanie obecności poszczególnych mutacji, w tym także somatycznych mutacji BRCA1/2, co z kolei ułatwi prowadzenie badań klinicznych w tej grupie chorych. Innym rzadkim, ale mogącym odegrać istotną rolę aspektem genetyki PDCA jest niestabilność mikrosatelitarna (MSI, microsatellite instability). Nowotwory z MSI cechują się obecnością zaburzeń w naprawie DNA, które prowadzą do powstawania licznych mutacji punktowych. Liczba mutacji w obrębie nowotworu jest ściśle powiązana z liczbą neoantygenów ulegających ekspresji i stanowiących potencjalny cel dla komórek układu odpornościowego. W konsekwencji chorzy na nowotwory z wysoką niestabilnością mikrosatelitarną (MSI-H) odnoszą istotną korzyść z odblokowania zahamowanego układu odpornościowego przy użyciu nowoczesnej immunoterapii [39]. Niestety cechy MSI stwierdzane są jedynie w niewielkim odsetku przypadków PDCA (poniżej 1% [40]), w których obserwuje się także obecność utkania rdzeniastego w obrębie nowotworu. Sugeruje to wykonanie oznaczenia MSI u wszystkich chorych na PDCA z obecną komponentą rdzeniastą, choć brakuje jednoznacznych danych potwierdzających skuteczność immunoterapii inhibitorami punktów kontrolnych w tej grupie pacjentów.
Podsumowanie
Rosnąca wiedza w zakresie genetyki PDCA umożliwiła głębsze zrozumienie mechanizmów leżących u podłoża rozwoju, proliferacji i formowania się przerzutów odległych tego nowotworu. Dalsze badania mogą zdefiniować określone podgrupy molekularne w obrębie tej heterogennej choroby, co niesie za sobą szansę na wyselekcjonowanie chorych mogących odnieść korzyść z ukierunkowanych molekularnie form leczenia przeciwnowotworowego. Być może pozwoli to przełamać względny impas w rozwoju leczenia PDCA i istotnie poprawić rokowanie związane z tym wyjątkowo niekorzystnym rodzajem raka.
Piśmiennictwo
1. NCCN Clinical Practice Guidelines: Pancreatic Adenocarcinoma. Version 3.2017 [online: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/pancreatic_blocks.pdf]. 2. Stewart B.W., Wild C.P. (red.): World Cancer Report 2014. International Agency for Research on Cancer, Lyon 2014. 3. Wojciechowska U., Dikowska J.: Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe w Polsce. Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii - Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie 2018 [online: http://onkologia.org.pl/raporty/]; dostęp dnia 05.04.2018. 4. Golan T., Kanji Z.S., Epelbaum R. et al.: Overall survival and clinical characteristics of pancreatic cancer in BRCA mutation carriers. Br. J. Cancer 2014; 111: 1132-1138. 5. Murai J., Huang S.-N., Das B.B. et al.: Differential trapping of PARP1 and PARP2 by clinical PARP inhibitors. Cancer Research 2012; 72: 5588-5599. 6. Kaufman B., Shapira-Frommer R., Schmutzler R.K. et al.: Olaparib Monotherapy in Patients With Advanced Cancer and a Germline BRCA1/2 Mutation. J. Clin. Oncol. 2015; 33: 244-250. 7. Paiella S., Salvia R., De Pastena M. et al.: Screening/surveillance programs for pancreatic cancer in familial high-risk individuals: A systematic review and proportion meta-analysis of screening results. Pancreatology 2018 [article in press]. 8. Bosetti C., Lucenteforte E., Silverman D.T. et al.: Cigarette smoking and pancreatic cancer: an analysis from the International Pancreatic Cancer Case-Control Consortium (Panc4). Ann. Oncol. 2012; 23: 1880-1888. 9. Bertuccio P., La Vecchia C., Silverman D.T. et al.: Cigar and pipe smoking, smokeless tobacco use and pancreatic cancer: an analysis from the International Pancreatic Cancer Case-Control Consortium (PanC4). Ann. Oncol. 2011; 22: 1420-1426. 10. Korc M., Jeon C.Y., Edderkaoui M. et al.: Tobacco and alcohol as risk factors for pancreatic cancer. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2017; 31: 529-536. 11. Hermann P.C., Sancho P., Ca?amero M. et al.: Nicotine Promotes Initiation and Progression of KRAS-Induced Pancreatic Cancer via Gata6-Dependent Dedifferentiation of Acinar Cells in Mice. Gastroenterology 2014; 147: 1119-1133. 12. Lucenteforte E., La Vecchia C., Silverman D. et al.: Alcohol consumption and pancreatic cancer: a pooled analysis in the International Pancreatic Cancer Case-Control Consortium (PanC4). Ann. Oncol. 2012; 23: 374-382. 13. Duell E.J., Lucenteforte E., Olson S.H. et al.: Pancreatitis and pancreatic cancer risk: a pooled analysis in the International Pancreatic Cancer Case-Control Consortium (PanC4). Ann. Oncol. 2012; 23: 2964-2970. 14. Renehan A.G., Tyson M., Egger M. et al.: Body-mass index and incidence of cancer: a systematic review and meta-analysis of prospective observational studies. Lancet 2008; 371: 569-578. 15. Bracci P.M.: Obesity and pancreatic cancer: overview of epidemiologic evidence and biologic mechanisms. Mol. Carcinog. 2012; 51: 53-63. 16. Batabyal P., Vander Hoorn S., Christophi C., Nikfarjam M.: Association of Diabetes Mellitus and Pancreatic Adenocarcinoma: A Meta-Analysis of 88 Studies. Ann. Surg. Oncol. 2014; 21: 2453-2462. 17. Dong Y.-W., Shi Y.-Q., He L.-W. et al.: Effects of metformin on survival outcomes of pancreatic cancer: a meta-analysis. Oncotarget 2017; 8: 55478-55488. 18. Kastrinos F., Mukherjee B., Tayob N. et al.: The Risk of Pancreatic Cancer in Families with Lynch Syndrome. JAMA 2009; 302: 1790-1795. 19. Giardiello F.M., Offerhaus G.J., Lee D.H. et al.: Increased risk of thyroid and pancreatic carcinoma in familial adenomatous polyposis. Gut 1993; 34: 1394-1396. 20. Hamilton S.R.A., Lauri A. (red.): World Health Organization Classification of Tumours: Pathology and Genetics of Tumours of the Digestive System. International Agency for Research on Cancer, Lyon 2000. 21. Cheung P.F., Lutz M., Siveke J.T.: Immunotherapy and Combination Strategies in Pancreatic Cancer: Current Status and Emerging Trends. Oncol. Res. Treat. 2018; 41: 286-290. 22. Neesse A., Algül H., Tuveson D.A., Gress T.M.: Stromal biology and therapy in pancreatic cancer: a changing paradigm. Gut 2015; 64: 1476. 23. Kultti A., Zhao C., Singha N.C. et al.: Accumulation of Extracellular Hyaluronan by Hyaluronan Synthase 3 Promotes Tumor Growth and Modulates the Pancreatic Cancer Microenvironment. Biomed. Res. Int. 2014; 2014: 817613. 24. Hingorani S.R., Zheng L., Bullock A.J. et al.: HALO 202: Randomized Phase II Study of PEGPH20 Plus Nab-Paclitaxel/Gemcitabine Versus Nab-Paclitaxel/Gemcitabine in Patients With Untreated, Metastatic Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. J. Clin. Oncol. 2017; 36: 359-366. 25. Ramanathan R.K., McDonough S., Philip P.A. et al.: A phase IB/II randomized study of mFOLFIRINOX (mFFOX) + pegylated recombinant human hyaluronidase (PEGPH20) versus mFFOX alone in patients with good performance status metastatic pancreatic adenocarcinoma (mPC): SWOG S1313 (NCT #01959139). J. Clin. Oncol. 2018; 36: 208. 26. Winter J.M., Maitra A., Yeo C.J.: Genetics and pathology of pancreatic cancer. HPB (Oxford) 2006; 8: 324-336. 27. Sethi V., Giri B., Saluja A., Dudeja V.: Insights into the Pathogenesis of Pancreatic Cystic Neoplasms. Dig. Dis. Sci. 2017; 62: 1778-1786. 28. Tanaka M., Fernández-del Castillo C., Adsay V. et al.: International consensus guidelines 2012 for the management of IPMN and MCN of the pancreas. Pancreatology 2012; 12: 183-197. 29. Pancreas TESGoCTot: European evidence-based guidelines on pancreatic cystic neoplasms. Gut 2018; 67: 789-804. 30. Seo S., Yoo C., Kim K. et al.: Clinical outcomes of patients with resectable pancreatic acinar cell carcinoma. J. Dig. Dis. 2017; 18: 480-486. 31. Jiao Y., Yonescu R., Offerhaus G.J.A. et al.: Whole Exome Sequencing of Pancreatic Neoplasms with Acinar Differentiation. J. Pathol. 2014; 232: 428-435. 32. Al-Hader A., Al-Rohil R.N., Han H., Von Hoff D.: Pancreatic acinar cell carcinoma: A review on molecular profiling of patient tumors. World J. Gastroenterol. 2017; 23: 7945-7951. 33. Hashimoto M., Hikichi T., Suzuki T. et al.: Successful chemotherapy with modified FOLFIRINOX for pancreatic acinar cell carcinoma. Clin. J. Gastroenterol. 2017; 10: 564-569. 34. Jones S., Zhang X., Parsons D.W. et al.: Core Signaling Pathways in Human Pancreatic Cancers Revealed by Global Genomic Analyses. Science (New York) 2008; 321: 1801-1806. 35. Moore M.J., Goldstein D., Hamm J. et al.: Erlotinib Plus Gemcitabine Compared With Gemcitabine Alone in Patients With Advanced Pancreatic Cancer: A Phase III Trial of the National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group. J. Clin. Oncol. 2007; 25: 1960-1966. 36. Qiu W., Sahin F., Iacobuzio-Donahue C.A. et al.: Disruption of p16 and Activation of Kras in Pancreas Increase Ductal Adenocarcinoma Formation and Metastasis in vivo. Oncotarget 2011; 2: 862-873. 37. Friess H., Yamanaka Y., Buchler M. et al.: Enhanced expression of transforming growth factor beta isoforms in pancreatic cancer correlates with decreased survival. Gastroenterology 1993; 105: 1846-1856. 38. Iacobuzio-Donahue C.A.: Genetic evolution of pancreatic cancer: lessons learnt from the pancreatic cancer genome sequencing project. Gut 2012; 61: 1085-1094. 39. Diaz L.A., Marabelle A., Delord J.-P. et al.: Pembrolizumab therapy for microsatellite instability high (MSI-H) colorectal cancer (CRC) and non-CRC. J. Clin. Oncol. 2017; 35: 3071-3071. 40. Laghi L., Beghelli S., Spinelli A. et al.: Irrelevance of Microsatellite Instability in the Epidemiology of Sporadic Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. PLoS ONE 2012; 7: e46002.
