NCI 和 SEER 的数据显示胰腺癌 5 年生存只有 5-6%，大多数患者诊断时都已是进展期，区域性和远处转移分别为 27% 和 53%。胰腺癌治疗方面最近也没有突破性进展，含吉西他滨的治疗和手术是近 10 余年来的标准治疗，无论是用作新辅助还是辅助化疗，化疗选择很有限。美国 Frank 博士在 Canlet 杂志上介绍了个体化基因组医学在胰腺癌治疗上的应用。
人类基因组计划（HGP）自 1990 年启动，于 2003 年提前完成，鉴定了大约 30 亿碱基对和大约 24,500 基因，但是直至 2007 年通过 Sanger 测序技术才完成人类基因测序。1 年后科学家采用快速测序 454 技术检测基因组，花费仅为传统测序费用的百分之一，历时 2 个月完成。新的测序技术和巨大的数据信息，促进「个体化基因组医学」的发展。
个体化基因组医学采用基因组信息提高诊断、指导分子和基因治疗选择，医师通过检查高危患者癌症相关基因变化，如高危患乳腺癌患者检查 BRCA 基因，来指导诊断与治疗。现代技术允许直接芯片分析唾液标本中的 DNA，该技术核心是单核苷酸多态性（SNPs）。SNPs 约占全 DNA 变化的 90%，与免疫组化联合有助于鉴定恶性疾病中蛋白表达与功能异常，特别适合用胰腺癌。
胰腺癌异质性很强，遗传学标志包括全基因组不稳定性，如突变、易位和插入/缺失、非整倍体。全基因组分析显示，12 个核心信号途径皆有遗传学变化。最常见遗传学改变包括 DNA 复制，KRAS、TGF-β、凋亡和细胞周期途径改变。引起林奇综合征的 MMR 突变，引起遗传性乳腺-卵巢癌的 BRCA 突变，在胰腺癌特别是家族性胰腺癌中约占 5–10%。
胰腺肿瘤的遗传学改变能使得医师明确：（1）肿瘤对化疗、放疗或是手术的治疗反应；（2）细化治疗，如新辅助、辅助和基因治疗；（3）有效的药物使用方法。这些信息在临床上很重要，可以增加疗效、降低毒性、改善患者的生活质量。胰腺癌非常容易出现多药耐药，通过基因组学信息可以获得优化治疗的相关信息，还可以预测预后、减少不必要的治疗。
胰腺癌标本可以通过如下手段获取：手术活检、内镜超声指引的细针抽吸（EUS-FNA）或循环中的肿瘤细胞（CTCs）。手术切除胰腺癌仍是活检金标准，而侵袭性较小的方法如 EUS-FNA 正在推广。但是 FNA 抽吸细胞难于在良性胰腺疾病中鉴别恶性损害，如慢性胰腺炎具有胰腺癌的细胞形态特征。
CTCs 来自原发或转移位置的肿瘤，可以由外周血分离获得，是潜在的胰腺癌标志。最近采用深度测序血清标本中 KRAS 突变情况，Yu 等建立了方便快速的方法检查 KRAS 突变，敏感性 87.5%，精确性 92.9%，当肿瘤标本无法获得时这可能是特别有价值的一种检测方法，因为要改善胰腺癌诊断或早期诊断需要新的分子或遗传学标志。
胰腺癌的基因组学
对胰腺癌进展和其遗传学改变之间的关联已有很深刻的认识。2008 年 24 例胰腺癌全外显子组测序显示，平均 63 个基因改变，多为点突变，KRAS、CDKN2A、TP53 和 SMAD4 基因突变最常见。Biankin 对 142 例 I 或 II 期术前胰腺癌基因组测序，鉴定了 16 个明显的突变基因，包括 ATM 和 MLL3。其它报告的基因有 BRCA1、PDX-1 和 SLC39A4。胰腺癌中关键基因总结见表 1。
表 1 胰腺癌的基因组学
KRAS 突变存在于 90% 以上的侵袭性胰腺癌，与胰腺上皮内肿瘤（PanINs）进展为胰腺癌有关。KRAS 是原癌基因，一旦有点突变活化，就能招募活化生长因子和受体信号，发生恶性转化；EGFR 具有促进肿瘤细胞生长的作用，是 KRAS 的上游基因。
结肠癌中如果 KRAS 活化，则靶向 EGFR 的药物无效，所以抗 EGFR 治疗之前进行遗传学检查十分必要。通过粪便标本和实时甲基化特异性多聚酶链反应（MSP）检测 KRAS 可能会成为胰腺癌的一种检测方法。此外血浆 DNA 测序可能为理解癌症发生、早期诊断提供新的认识，EUS-FNA 允许医师活检胰腺癌以进一步对 KRAS 测序。
从 PanINs 发展到胰腺癌的过程中，CDKN2A 基因的缺失可以导致肿瘤抑制基因 P16 表达下调，在 86-95% 的散发胰腺癌中 P16 功能缺失发生在疾病早期。免疫组化显示淋巴侵犯和缺少 P16 表达之间存在明显的关联性。P16 能抑制细胞增殖，突变后参与多肿人类癌症的发生发展。
P53 在 PanINs 发展到胰腺癌的过程中也经常发生突变，它参与细胞周期捕获、活化 DNA、启动凋亡等过程。SMAD4/DPC4 肿瘤抑制基因是晚发事件，它参与 TGF-β介导的细胞生长调节，其缺失经常发生于转移性疾病，降低总生存（OS）。
BRCA1/2 是 PanINs 发展到胰腺癌过程中的晚期事件，它参与 DNA 修复。体外数据显示 BRCA2 有缺陷的人类胰腺癌细胞株对 DNA 损害高敏感，如 PARP 抑制剂。PARP 家族，特别是 PARP1 和 2 与 DNA 单链修复密切相关，所以 PARP 抑制剂对 BRCA1/2 有缺陷的细胞有杀伤作用。
PDX1 控制胰腺的胚胎期发育，存在于正常成熟胰腺的β细胞中，在部分胰腺切除后和胰腺炎时 PDX1 可在导管细胞内重新表达，大约 90% 胰腺癌是导管腺癌，所以胰腺癌干细胞可能位于胰腺导管并表达 PDX1，在恶性转化中发挥作用。PDX1 主要在肿瘤浸润边缘和转移淋巴结中表达，与 TNM 分级、细胞增殖和降低生存有关。
ZIP4 是新的胰腺癌分子标志，它可以将锌转运入细胞，而 ZNT 家族则可将锌导出细胞。锌是许多酶的辅助因子，对高代谢和快速分裂的细胞很重要，如癌细胞。ZIP4 在大多数胰腺肿瘤中过度表达，可能与胰腺肿瘤进展相关。小鼠模型显示 ZIP4 沉默降低肿瘤生长，过度表达促进肿瘤生长和转移。
对 42 例胰腺癌组织采用 Sanger 测序，发现了 ZIP4 的变化，并鉴定了几处 SLC39A4 的 SNP，部分 SNP 位于蛋白异构体 1 的启动子区域，可能会改变 ZIP4 表达。另只有一例胰腺癌组织存在蛋白异构体 1 密码子 459 和蛋白异构体 2 密码子 484 错义突变，由于发生频度低，可能是背景突变，还有几例肿瘤组织存在杂合性缺失（LOH）。
ZIP4 基因的错义片段可能会降低细胞对负性调节的反应，但需要功能分析证实这一假说；每个 SNP 也都需要进一步研究，确立其与蛋白功能的相关性。上述结果表明 SLC39A4 在胰腺肿瘤中突变并不明显，ZIP4 野生型的过度表达可能有助于胰腺癌生长。
EUS-FNA 对评估胰腺癌是一项非常有前景的技术，这种技术侵袭性小，无需浪费大量资源，为遗传学和免疫组化检测提供标本。胰腺癌突变发生很快，迅速产生治疗拮抗，而 EUS-FNA 可以实时提供标本进行遗传学改变研究。联合 FNA 和遗传学检查可能会成为早期检测胰腺癌、优化治疗的有前景的方法。
胰腺癌的药物基因组学
遗传学影响药物治疗的相关知识有助于改善个体化治疗的有效性。1997 年吉西他滨作为标准治疗，同 5-氟脲嘧啶相比，可以改善疼痛控制和 OS。吉西他滨是胞嘧啶的类似物和前药，在体内转化为活性代谢物，阻止 DNA 合成，但这种相互作用却可以因为 RECQL 基因的多态性而被打断，RECQL 基因编码 DNA 解螺旋酶，
吉西他滨进行活化代谢时必需穿过细胞膜并磷酸化，这个过程由 hENT 和 hCNT 核苷酸转运子完成。胰腺导管腺癌吉西他滨治疗后采用免疫组化方法检查，具有可检测和不可检测的 hENT1 者，中位生存时间分别为 13 个月和 4 个月，而且 hENT1 蛋白表达与辅助性吉西他滨治疗患者的 OS 和无病生存明显相关。
低水平 hENT1 的患者可能不会获益于吉西他滨治疗，但是吉西他滨 5′-反式油酸，也称作 CO-1.01，可能是例外，该药是吉西他滨的脂肪酸衍生物，不需要 hENT1 转运其通过细胞膜。一项 II 期试验比较低表达 hENT1 患者对吉西他滨与 CO-1.01 的治疗反应，研究正在进行中。
明确胰腺癌患者 hENT1 基因序列在临床上很有意义，因为一些亚组患者可能对吉西他滨更敏感，只要较低剂量治疗即可。鉴定 hENT1 启动子或外显子区域的突变可能会明确 hENT1 蛋白表达水平或功能状态的变化，并据此调整药物治疗剂量。CO-1.01 可以作为治疗的另一种选择。
吉西他滨的代谢能影响其治疗有效性，脱氧胞嘧啶激酶 (DCK) 和胞嘧啶核苷脱氨酶 (CDA) 影响治疗有效性，因为 DCK 使吉西他滨磷酸化为活性形式，CDA 则将吉西他滨代谢为无活性形式。
研究发现 DCK 低和高的胰腺癌患者 OS 分别为 14.6 和 21.7 个月，但 DCK 低者较高者至少年长 10 岁，说明年龄相关甲基化和表观因素可能会影响 DCK 水平。对人类胰腺癌细胞株评估，发现 DCK 的 AG 基因型对吉西他滨敏感性超过 GG 基因型，说明 SNP 可以预测吉西他滨有效性。一项 CDA 研究发现患者具有纯合 CDA*3 时 CDA 活性特别低，吉西他滨治疗产生严重毒性。
FOLFIRINOX 联合 5-FU、伊立替康、亚叶酸和奥沙利铂是胰腺癌治疗的一大进展，同单药吉西他滨相比，增加 IV 期疾病 OS 4.3 个月，但同时毒性也明显增加。FOLFIRINOX 方案中包含 5-FU，5-FU 的代谢机制可能会影响个体化治疗。
二氢嘧啶脱氢酶（DPD）是负责 5-FU 代谢的关键酶，一项研究中包括 II 期及以上胰腺癌，研究 DPD 表达与 5-FU 肝脏灌注化疗间的关系及 OS，结果显示术后 5-FU 治疗患者，DPD 水平低者较高者有生存获益。另有研究纳入 171 例患者，二处 DPD 的 SNPs，IVS14+1 G>A 和 2946 A>T 与 5-FU 早期治疗毒性明显相关。总之基因组检查可预测毒性、确定精准的有效化疗剂量。
药物运输的药物基因组学
胰腺肿瘤药物输送屏障包括过多的纤维组织和致密的基质，后者主要由分泌的酸性蛋白和富于半胱氨酸（SPARC）造成，SPARC 有多种功能，包括促进伤口愈合；通过调节基质沉积和转换、细胞粘附以及细胞外信号来介导细胞和微环境间的相互作用；还可抑制血管生成，参与上皮-间充质转化（EMT），诱导形态学变化丢失粘附特性。
SPARC 在胰腺癌细胞株中可能是肿瘤抑制基因，因为 shRNA 抑制内源性 SPARC 能促进细胞生长，外源性 SPARC 抑制细胞生长和迁移。邻近原发胰腺肿瘤的基质纤维细胞表达高水平 SPARC，可能参与结缔组织形成、降低血管密度和细胞侵袭。SPARC 在邻近纤维细胞的表达通过肿瘤-基质相互作用调节，也可能通过旁分泌调节，可能是为了控制侵袭性肿瘤生长而作出的反应。
探索 SPARC 在胰腺癌中的作用可能会改善胰腺癌治疗模式。从正常组织到慢性胰腺炎组织，到非恶性组织，直至胰腺癌，SPARC 基因甲基化（TRR）程度持续增高，已发现二个相对过度甲基化波峰，CpG 区域 1 和 CpG 区域 2。
正常胰腺中 CpG 区域 1 经常甲基化，而 CpG 区域 2 则极少甲基化，但在邻近胰腺癌的非恶性组织中 CpG 区域 2 的甲基化水平明显高于正常胰腺组织，而且高 CpG 区域 2 甲基化与大肿瘤、烟草、饮酒、慢性胰腺炎相关，所以有可能成为早期诊断胰腺肿瘤的标志。
另一个 SPARC 的检测方法是 FNA 活检，进行组织 mRNA 分析，这个方法很重要，因为不是所有的 FNA 标本都足够大、适合免疫组化检查。有研究发现 SPARC mRNA 高水平表达是明显的胰腺癌独立预后标志，低水平 SPARC mRNA 的胰腺癌 5 年生存率为 20.24%，而高水平 SPARC mRNA 的患者 5 年生存率为 0。
以往的研究探讨了 SPARC 在运输药物中的作用，并比较了白蛋白紫杉醇联合吉西他滨与单药吉西他滨的疗效，结果显示白蛋白紫杉醇能增加肿瘤内吉西他滨的浓度，减少肿瘤周围纤维间质，这意味着白蛋白紫杉醇可能靶向基质 SPARC 并允许化疗药物运输进入肿瘤。SPARC 对胰腺癌的作用仍不清楚，需要进一步研究其靶向胰腺癌治疗的潜能。
抑制 SPARC 表达可能会阻止胰腺癌通过 p53 诱导的核蛋白 1（TP53INP1）进行的侵袭，TP53INP1 能上调 p53 并在体外减低细胞迁移。胰腺癌中它的表达缺失，而恢复表达后则可抑制胰腺肿瘤发展，胰腺癌细胞显示 TP53INP1 表达缺失者具有高度转移性。
正常胰腺中 miR-155 很低，允许 TP53INP1 抑制 SPARC 表达，并减少细胞迁移。在 PanIN l 损害中，高水平 miR-155 能下调 TP53INP1 并上调 SPARC，增加细胞迁移。胰腺癌中 miR-155 水平很高，TP53INP1 完全阻滞，同时 SPARC 启动子过度甲基化，但胰腺癌细胞迁移能力仍有增加，是因为基质细胞过表达 SPARC。
其它与胰腺癌有关的几个基因如 SLC39A4 和 PDX1 等，有促进胰腺癌生长的作用。胰腺癌中 ZIP4 在复杂的信号网络中发挥作用，如 miRNAs、细胞因子和锌依赖转录因子，小鼠胰腺癌模型中通过 RNA 干扰下调 ZIP4 发挥肿瘤抑制作用，靶向这些下游效应子的治疗可能会成为新的有效治疗胰腺癌的方法。
PDX1 也显示出治疗胰腺癌、胰岛瘤和胰岛恶性肿瘤的作用。特殊设计的 RNA 干扰效应子平台，是具有生物功能的 shRNAPDX-1 脂质体复合物，能迅速降低小鼠胰腺癌异种移植模型的肿瘤容积、增加生存。需要进一步明确，根据胰腺癌中 ZIP4 和 PDX-1 的改变进行的靶向治疗的安全性和有效性。
总结
基因组测序具有改善胰腺癌诊断与治疗的巨大潜能。近期遗传学研究明确了一些胰腺癌新的标志和治疗靶点，但是现有检查方法实践性不强。由于胰腺癌远期预后差，鉴定其遗传学改变的需求非常迫切，发现新的胰腺癌遗传学改变对改善胰腺癌的诊断、药物剂量的精确性及发现新的治疗手段非常有帮助。
