《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Pancreatic cancer: molecular pathogenesis and emerging therapeutic strategies
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这篇来自《Signal Transduction and Targeted Therapy》的权威综述系统阐述了胰腺导管腺癌（PDAC）复杂的分子发病机制，重点剖析了KRAS致癌突变的核心作用及其与转录共激活因子YES1相关蛋白（YAP）和Src家族激酶（SFKs）的复杂互作网络。文章深入探讨了饮食诱导的肥胖和慢性应激等可改变风险因素通过激活蛋白激酶A（PKA）、蛋白激酶D（PKD）并汇聚于转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）的磷酸化，从而促进PDAC进展的新机制，并前瞻性地评述了直接靶向KRAS、YAP/TEAD等新兴治疗策略及基于FDA已批准药物（如β受体阻滞剂、二甲双胍、他汀类）的化学预防新途径，为这一致命疾病的精准防治提供了深刻见解。
胰腺癌：分子发病机制和新兴治疗策略
胰腺导管腺癌（PDAC）是一种高度侵袭性的恶性肿瘤，预后极差，五年生存率仅为13%左右。手术切除是目前唯一可能治愈的手段，但多数患者确诊时已属晚期，失去了手术机会。即使成功手术，超过80%的患者会在五年内复发。因此，深入理解PDAC的分子发病机制、信号通路和风险因素，对于识别新的治疗靶点、预后标志物和预防策略至关重要。
流行病学
PDAC的发病率在全球范围内呈上升趋势。在美国，预计2025年将有67,440例新发病例和51,980例死亡病例，目前已是男女性合计的第三大癌症相关死因。流行病学预测显示，到2030年，胰腺癌死亡率将超过结直肠癌，成为美国和欧洲第二大癌症相关死亡原因。这种显著增长的部分原因在于 established 风险因素的增加，特别是饮食诱导的肥胖。
PDAC的发展：起始与序贯进展
绝大多数PDAC由癌前病变逐步进展而来，其中最主要的是胰腺上皮内瘤变（PanIN）。PanINs是从早期低级别病变（PanIN-1）逐步进展至高级别病变（PanIN-3，亦称原位癌），并最终发展为侵袭性PDAC的显微镜下病变。这些病变会逐步积累关键遗传学改变，其中最重要的就是KRAS癌基因的激活突变。
PDAC的一个关键特征是其酸性、缺氧的肿瘤微环境，其特征是丰富的细胞外基质、不良的血管化以及癌细胞与微环境中其他细胞（包括胰腺星状细胞、成纤维细胞、巨噬等免疫细胞、内皮细胞和自主神经系统神经）之间的双向信号传递。在正常胰腺中，胰腺星状细胞处于静止状态，但在PDAC发展过程中，它们转化为肌成纤维细胞，后者在创建致密的、富含胶原的细胞外基质（即结缔组织增生）中扮演关键角色。胰腺癌相关成纤维细胞（CAFs）是一个异质性群体，其分泌产物既可促进也可抑制肿瘤。肿瘤内不同细胞间广泛的通讯交流对于形成PDAC高度免疫抑制的微环境起着决定性作用。
KRAS及其在PDAC中的突变
大量研究证实了KRAS癌基因的激活突变在PDAC发展中的至关重要的作用。约90%的PDAC存在KRAS突变，其中绝大多数（约91-98%）发生在G12位点，最常见的是G12D氨基酸替换。KRAS G12D和G12V突变与更严重的PDAC相关。G12位点的突变通过降低KRAS-GTP（活性状态）向KRAS-GDP（非活性状态）的转换速率，增加了蛋白的活性状态水平，从而导致下游信号通路的持续激活。
RAS的下游通路
活性RAS刺激的最明确的下游通路是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路（RAF/MEK/ERK/p90RSK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/AKT/mTOR通路，它们促进细胞增殖、存活和转移。RAF/MEK/ERK通路在PDAC发展中扮演重要角色，是突变KRAS下游的核心通路。KRAS二聚体与RAF激酶结合，促进其膜定位、二聚化和催化激活。另一方面，PI3K/AKT/mTOR信号模块在刺激PDAC细胞增殖中也至关重要。单体KRAS-GTP在膜上与I类PI3K的催化亚基的RAS结合域相互作用，刺激第二信使PIP3的合成和下游信号传导。mTOR作为催化亚基存在于两个功能不同的多亚基复合物mTORC1和mTORC2中，它们协同促进PDAC的早期发展。
PDAC中其他常见的体细胞突变：CDKN2A、TP53和SMAD4
尽管KRAS突变是大多数PDAC的起始步骤，但其本身不足以促进侵袭性疾病的发生。还需要额外的突变（如肿瘤抑制基因）或环境刺激来诱导高级别PanIN病变和PDAC。因此，胰腺癌常涉及肿瘤抑制基因的失活性改变，包括细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子2A（CDKN2A）、肿瘤蛋白p53（TP53）和SMAD家族成员4（SMAD4），分别约占90%、75%和50%。CDKN2A的失活见于PanIN-2病变，而TP53和SMAD4的突变则出现在PDAC进展的晚期。
基因工程小鼠模型（GEMMs）
最能体现人类PDAC进化过程的GEMM是在内源性Kras位点表达突变Kras（KrasG12D），并通过胰腺特异性启动子（如Ptf1a/p48或Pdx-1）控制的Cre重组酶实现。该模型密切复制了人类疾病，包括PanIN病变的逐步演变。然而，在此KC模型中，明显的PDAC通常发生潜伏期较长（约9个月），且仅影响约10%的动物。将KC小鼠与携带Trp53缺失或突变的小鼠杂交可极大加速PDAC发展。外部环境因素，包括饮食诱导的肥胖，显著加速了KC小鼠的PDAC进展，在表型上替代了额外的基因突变。
PDAC亚型与KRAS依赖性
转录组分析区分了两种临床相关亚型：基底样型（亦称鳞状或准间质型）和经典型。与分化较好的经典型相比，基底样/鳞状亚型 characterized by 未分化表型、通过MYC激活的代谢重编程、转录因子GATA6的下调以及更差的生存期。单细胞RNA测序表明，大多数PDAC中存在比例可变的经典型和基底样/鳞状PDAC细胞。PDAC亚型的比例是化疗反应和患者结局的关键决定因素。重要的是，KRAS对于低分化的PDAC细胞系的存活并非必需，基底样/鳞状亚型肿瘤对突变KRAS的依赖性较低。
PDAC中规避KRAS信号传导的机制：YAP/TAZ的作用
转录共激活因子Yes相关蛋白（YAP）及其旁系同源物TAZ在PDAC患者肿瘤样本中高度活跃。在GEMMs中，Yap是PanIN病变形成和向PDAC进展所必需的。YAP与Myc合作重编程代谢，并通过髓源性抑制细胞促进免疫抑制微环境。尽管Yap和Taz与Kras在PanIN形成初期协同作用，但大量证据表明YAP功能可以规避晚期PDAC对致癌KRAS的需求。YAP信号传导是促进PDAC基底样/鳞状亚型的重要因素。
YAP的调节主要受抑癌Hippo通路调控。当Hippo通路失活时，YAP去磷酸化并易位至核内，与TEAD转录因子结合，激活包括CTGF和CYR61在内的多个基因的表达。YAP的活性还受到多种转录后修饰的调控，包括磷酸化、O- GlcNAcylation和谷氨酰化。
酪氨酸磷酸化对YAP和RAS的调控：SRC家族激酶（SFKs）介导
SFKs通过Hippo依赖和非依赖的机制调节YAP功能。SFKs可磷酸化LATS1抑制其催化活性（Hippo依赖），或直接磷酸化YAP的Tyr357位点（Hippo独立）。YAP在Tyr357的磷酸化会减少其核输出，导致核内积累。YES1是PDAC中显著上调的SFK成员，其表达与不良预后相关。相反，SRC磷酸化野生型和致癌性（G12D）KRAS的酪氨酸残点，从而抑制KRAS功能。因此，SFK抑制剂（如达沙替尼）可能通过抑制YAP功能而有益，但同时也会因解除对KRAS的抑制而导致ERK活性增强。这解释了达沙替尼临床试验令人失望的结果，并提示联合使用MEK抑制剂（如曲美替尼）可能更有效。
PDAC中的代谢重编程
PDAC细胞表现出显著的代谢适应性变化，其核心是糖酵解速率的大幅增加（有氧糖酵解）。PDAC细胞高表达葡萄糖转运蛋白GLUT1和SGLT，以及糖酵解途径中的限速酶，如己糖激酶2（HK2）、磷酸果糖激酶1（PFK1）和丙酮酸激酶同工酶2（PKM2）。乳酸不仅是糖酵解的副产品，还作为一种信号分子，通过组蛋白和其他蛋白质的乳酸化修饰参与基因表达的调控。PDAC也依赖谷氨酰胺代谢为其合成代谢过程提供碳源和氮源。此外，PDAC还涉及自噬和巨胞饮等 scavenging 机制，以在应激微环境中维持肿瘤存活。YAP通过增加葡萄糖转运体和糖酵解酶的表达来增强葡萄糖代谢，并通过促进氨基酸转运体的表达和谷氨酰胺代谢相关酶来增加氨基酸的摄取，从而刺激mTORC1的激活。
促进PDAC发展的可改变环境风险因素：肥胖和神经输入
尽管致癌基因突变和肿瘤抑制基因失活在癌症起始中起关键作用，但已启动细胞在疾病发病机制中的促进作用日益受到重视。饮食相关的代谢紊乱，如肥胖、2型糖尿病（T2DM）和代谢综合征，与PDAC发病风险增加相关。在KC小鼠模型中，饮食诱导的肥胖（DIO）通过多种机制显著加速低级别PanINs向高级别PanINs和明显PDAC的转变。肥胖相关的介质（如胰岛素、胰岛素样生长因子1（IGF-1）、瘦素、神经降压素等）强化KRAS激活并刺激下游通路。
越来越多的证据表明，神经信号调节癌细胞的关键功能，包括其增殖和播散。胰腺神经是胰腺肿瘤微环境的重要组成部分，与转化上皮细胞和基质细胞进行交互作用。慢性应激通过交感神经系统（SNS）促进PDAC，SNS通过PDAC细胞和肿瘤微环境中其他细胞表达的β-肾上腺素能受体发挥作用。临床前研究表明，应激通过增加人鼠胰腺肿瘤异种移植瘤的生长，而β-肾上腺素能受体拮抗剂可减弱这种增长。流行病学研究也提示，接受β受体阻滞剂治疗的心血管患者癌症发病率降低，PDAC死亡率较低。
慢性应激与肥胖在促进PDAC中的协同作用
社会隔离应激（SIS）可在野生型小鼠和人类中诱导肥胖，并导致胰岛素抵抗和代偿性高胰岛素血症。反之，饮食诱导的肥胖，尤其是内脏肥胖，会导致SNS过度激活和儿茶酚胺水平升高。最近的研究表明，慢性应激联合高脂饮食会导致中枢杏仁核NPY神经元胰岛素去抑制，从而加剧肥胖和高胰岛素血症。在KC小鼠模型中的研究显示，社会隔离（单笼饲养）增加了接受高热量饮食（HFCD）的KC小鼠中PanIN-3病变的比例，表明慢性隔离应激与饮食诱导的肥胖协同促进表达突变Kras的胰腺细胞形成高级别PanIN病变。
应激神经递质和肥胖介质在PDAC细胞中作用的汇聚点：CREB磷酸化
转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）在Ser-133位的磷酸化是刺激腺泡-导管化生、PDAC发展和转移的刺激因素。在血清剥夺培养基中培养的携带致癌KRAS的人PDAC细胞中，CREB磷酸化水平很低，表明需要额外的刺激。去甲肾上腺素或β-肾上腺素能受体激动剂异丙肾上腺素都能增加PDAC细胞中CREB Ser-133的磷酸化。肥胖介质神经降压素也能通过激活PKD家族激酶，快速诱导CREB磷酸化。因此，肥胖介质和应激神经递质刺激的蛋白激酶信号通路（包括PKA和PKD）汇聚于胰腺癌细胞中CREB的磷酸化。
CREB的下游信号
磷酸化CREB调节参与细胞增殖、存活、迁移、分化和代谢的多个基因的表达。其下游可能靶点包括NR4A亚家族基因（NR4A1、NR4A2、NR4A3）、激活转录因子3（ATF3）、YAP以及FOXA家族先锋转录因子。CREB与突变p53形成物理复合物，上调FOXA1，进而激活其转录网络以驱动PDAC转移。因此，CREB在响应应激和肥胖的PDAC发展中起关键作用，并在后期与p53协同刺激转移扩散。
PDAC的治疗方法
当前PDAC的标准治疗是化疗（FOLFIRINOX或吉西他滨联合白蛋白紫杉醇）。然而，针对肿瘤微环境或免疫抑制通路的努力迄今收效甚微。针对PI3K/AKT/mTOR和RAF/MEK/ERK通路等经典信号节点的治疗尝试，由于生物标志物信息有限、患者群体晚期、毒性挑战以及负反馈回路解除导致的耐药等问题，结果令人失望。
直接靶向KRAS的抑制剂（如sotorasib, adagrasib for G12C; MRTX1133 for G12D）取得了进展，但耐药性是一个主要障碍。广谱RAS抑制剂（如daraxonrasib/RMC-6236, RMC-7977）可抑制突变型和野生型RAS的活性GTP结合状态，显示出前景。针对YAP/TEAD相互作用的抑制剂（如GNE-7883, IAG933）是另一种策略，与KRAS抑制剂联用可克服耐药。
在免疫治疗方面，基于mRNA的个性化癌症疫苗在手术切除的PDAC患者中显示出能够引发新生抗原特异性T细胞并延长无复发生存期的潜力，相关大型临床试验正在进行中。
PDAC的预防策略
鉴于肥胖、代谢综合征和应激是PDAC的重要风险因素和促进因素，针对这些可改变因素的干预措施是合理的预防策略。
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靶向应激：β肾上腺素能受体拮抗剂：流行病学研究表明，接受β受体阻滞剂的患者PDAC死亡率较低。重新利用β阻滞剂预防/拦截PDAC是可行的，一些小型临床试验正在进行中。
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靶向肥胖和T2DM：二甲双胍：二甲双胍是广泛使用的T2DM治疗药物，可通过激活AMPK抑制mTORC1和ERK，并抑制YAP/TAZ/TEAD功能。在KC小鼠中，二甲双胍预防了DIO促进的PDAC。流行病学研究表明，二甲双胍与糖尿病患者PDAC发病率、复发率和死亡率降低相关。
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靶向肥胖和T2DM：GLP-1受体激动剂：使用GLP-1受体激动剂治疗T2DM或肥胖患者不仅与PDAC发病率增加无关，反而可能与发病率显著降低相关。
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靶向心脏代谢紊乱：他汀类药物：他汀类药物是HMG-CoA还原酶抑制剂，影响Rho GTPases的香叶基香叶基化，而Rho GTPases对YAP/TAZ激活至关重要。他汀类药物可抑制YAP/TEAD调节的基因表达、增殖和集落形成。观察性研究提示他汀类药物使用与PDAC风险降低和患者有益效应相关。
结语
PDAC是一种严重的疾病，预计将在未来十年成为癌症相关死亡的第二大原因。对PDAC分子发病机制、信号通路和风险因素的深入理解，对于识别新靶点和发展预防、治疗策略至关重要。致癌KRAS在PDAC起始中扮演关键角色，但其维持和进展需要YAP/TAZ等额外信号输入，并可被肥胖、慢性应激等环境因素显著促进。针对KRAS、YAP/TEAD的直接抑制剂以及重新利用FDA批准的药物（如β阻滞剂、二甲双胍、他汀类）进行联合预防和治疗，代表了应对这一毁灭性疾病的新兴和有前景的方向。未来的进展可能需要结合多种模型、精准医疗方法和针对肿瘤微环境的创新策略。
