对胰腺癌分子生物学改变的研究已进行了相当长时间，随着胰腺癌组织形态学进展模式的确立以及显微切割等技术的应用，使这方面的研究具有了精确性和可对比性，而各种类型的生物芯片和生物信息技术的引入，更拓宽了研究的范围和深度，并大大加快了研究的进程。研究表明，大部分胰腺癌具有原癌基因KRAS、EGFR 、 HER-2和抑癌基因CDKN2A、P53、DPC4 以及 BRCA2的异常。对照组织形态学进展模式，目前认为KRAS突变和端粒的缩短是胰腺癌发生的早期事件，继而出现抑癌基因CDKN2A的失活，而抑癌基因P53和DPC4的失活是胰腺癌发生的晚期事件。

1. KRAS

    KRAS属原癌基因，编码小GTP结合蛋白，对细胞的存活、增殖和分化起重要的调控作用。几乎所有的胰腺导管上皮KRAS突变都发生在第12密码子，只有极少数发生在第13和61密码子^[9]，我们之前的研究也支持这一结论^[10]。Lohr M 等对1998~2003年间发表的关于KRAS突变的文献进行汇总分析后发现，KRAS突变的发生频率随着胰腺导管上皮细胞的不典型程度加重而增高，在PanIN-1A、PanIN-1B和PanIN-2~3中的发生频率分别是36%、44%和87%，在胰腺癌中则几乎所有的病例都有KRAS的突变。而在正常胰腺和慢性胰腺炎中则发生率很低（约10%），并且只有在病程超过3年的慢性胰腺炎病例中才检测到KRAS突变 ^[9] 。Qian J 等2005年发现诱使正常胰腺导管上皮细胞的细胞系发生KRAS点突变后，其表型和生物学行为向胰腺癌细胞转化，用基因芯片证实这些细胞与胰腺癌有类似的基因表达，当移植到免疫缺陷小鼠时有50%形成实体性癌，并从实体性癌中培育出了胰腺癌细胞系 ^[11]。最近的胰腺癌小鼠模型也同样证明了KRAS在胰腺癌发生中的至关重要作用甚至是唯一的始动因素。Fleming等多名学者的研究发现KRAS对胰腺癌的维持起着决定性作用^[12]，利用RNA干扰方法封闭KRAS在细胞系和动物试验中均发现了抑癌作用。虽然RAS蛋白修饰抑制剂在细胞系和动物试验中获得了肯定，但在临床试验中却未发现明显的效果。鉴于RAS在胰腺癌发生和维持中的关键作用，众多学者对RAS下游的PI3K 、Raf-Mapk和NFκB等作用途径以及RAS超家族其他成员进行了研究，并取得了初步的进展，但还需更深入的研究来详细描绘其具体作用途径，以便提供更具靶向性的治疗策略。

2. EGFR和HER-2

    EGFR和HER-2 同属于ERBB家族。这一家族的所有受体都是跨膜蛋白，包括两个富含半胱氨酸的细胞外区域和一个富含酪氨酸激酶的胞浆内区域。

在正常胰腺组织中没有发现EGF、EGFR或Cyclin-D1的表达，而在高达54％的胰腺癌中发现有EGFR的过度表达，并似乎对胰腺癌的转移尤其是肝转移起重要作用^[13]。通过对某些胰腺癌细胞系的研究发现，EGFR可以诱导细胞周期蛋白-D1（Cyclin-D1）的表达，进而使细胞进入到增殖周期中。这些发现提示在胰腺癌中通过EGFR介导的EGF信号传导通路可能是引起Cyclin-D1过度表达的原因。而Cyclin-D1的过度表达可以导致RB基因的失活，进而使细胞进入不可控的增殖中。研究证明，EGFR的抑制剂对胰腺癌有明确的抑制作用，并已经被批准应用于临床治疗中^[14]。

    HER-2属原癌基因，在很多的实体性肿瘤中发现有扩增和过度表达，尤其是在乳腺癌的治疗和预后判断中取得了很好的效果，因而激励人们在众多肿瘤当中尝试其应用价值。在正常胰腺组织和慢性胰腺炎组织中并未发现HER-2的异常表达，而在胰腺癌甚至是在低级别的PanIN中即可以发现HER-2的过度表达。应用免疫组织化学的方法发现有21%~80%的胰腺癌病例有HER-2的过度表达，而其中只有27%经FISH证实有HER-2基因的扩增^[7]。Hermanova 等2004年研究证实HER-2与胰腺癌的侵袭行为及预后没有明显的相关性^[15]，提示其在胰腺癌中的异常表现不是胰腺癌发生的重要分子生物学改变。

3. CDKN2A

    CDKN2A全名是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物2A，位于 9p21, 编码两个抑癌基因，其产物是p14ARF和p16INK4a（即p16）。p16通过抑制CDK4和CDK6而保持RB基因的活性。p14ARF可以抑制p53蛋白水解酶的活性。多种证据表明，在人胰腺癌中p16比p14ARF起着更重要的作用。在PanIN-1A和PanIN-1B 中发现约30％的p16发生突变失活，PanIN-2和PanIN-3中则分别为55％和71％，而胰腺癌中则100％发生包括突变、缺失和启动子甲基化等多种原因引起的CDKN2A两个表达产物的缺失。在不典型痣综合征中发现有胰腺癌的高发倾向，伴有生殖细胞的p16突变，但是其p16的外显率很低，和散发性胰腺癌相差无几^[16] 。最近的小鼠模型证实，INK4a突变在胰腺癌的发生中对KRAS起重要的协同作用，可以大大加速癌发生的进程^[17，18]，而ARF则具有独立的抑癌功能，其具体机制尚待进一步研究。

4. p53

    P53属于抑癌基因，由于其在细胞周期调控中具有稳定基因组的功能而有“基因组卫士”的称号。当DNA发生损伤时p53使细胞处于静止期，在损伤轻微时，p53启动DNA修复机制，修复DNA损伤；在损伤严重时，p53则诱导细胞进入凋亡。P53 同时还调控生长抑制基因如p21CIP、GADD45以及 IGFBP3的表达。P53的功能丧失通常由一个等位基因的错义突变和另一个等位基因的杂合性缺失（LOH）引起。DNA结合能力对p53的抑癌功能十分关键，而在所有人类肿瘤中都发现这一功能的丧失。研究发现即使一个等位基因的突变就可以导致野生型p53的功能完全丧失。突变的p53蛋白的降解被延迟，从而导致其在细胞内的聚积。

    在PanIN-1中有13%~18%的病例p53发生了LOH, 而在PanIN-3和胰腺癌中则已经分别有高达41%和87％的病例p53发生突变^[18]。P53失活使染色体变异更容易发生，进而导致细胞染色体的高度不稳定性，加速了癌的进展并为癌的抗药性提供了分子生物学基础，使胰腺癌成为染色体变异最繁杂、抗药性最强的恶性肿瘤之一。最近的小鼠动物模型也证实， KRAS和P53共同作用，可以使小鼠胰腺癌具有较单纯KRAS突变远为繁杂的染色体变异，并且更容易发生广泛的远处转移^[18，20]。这为基因治疗提供了重要的靶点，但P53与KRAS相互作用的机制以及在多种肿瘤中P53与ARF的负相关关系等问题有待于进一步的深入研究。

5.  DPC4/SMAD4

    18号染色体长臂丢失是胰腺癌中最常见的染色体变异，而在多个肿瘤当中已经被证实起重要作用的抑癌基因的DPC4 （又名SMAD4）恰恰位于18q21，因而受到了众多学者的广泛关注。DPC4 是SMAD 基因家族的一员，在TGF-β介导的细胞生长和分化通路上起信号传导作用。DPC4 缺失时细胞生长调控机能失调，进而导致癌的发生。在低级别的PanIN病变中并没有发现DPC4完全丧失功能。PanIN-3中约有33％可以发现DPC4的缺失，而在胰腺癌中这一比例则高达60%，其中将近30%是纯合型缺失^[20]。

    DPC4在结肠癌等其他几个恶性肿瘤中被证明具有明显的抑癌作用，但日本学者Horii 等在2004年通过微细胞介导的方法转导正常人18号染色体长臂进入胰腺癌细胞系，对比封闭DPC4组和未封闭组的生物学行为后得出结论，认为DPC4在胰腺癌中并没有抑癌作用，而在18号染色体的长臂上应该存在对胰腺癌具有明显抑制作用的未知基因，至于涉及的具体基因位点则有待于进一步深入研究^[21]。2005年美国学者Michiya等所作的研究证实，DPC4只具有短暂的轻微延缓胰腺癌生长的作用，并不具备抑制血管生成和诱导凋亡的作用^[22]。目前较为认同的观点是DPC4短暂的轻微抑癌作用是通过对TGF的抑制作用实现的，而只需经过很短的时间癌细胞就可以借助于其它途径抵消这种作用。

6. BRCA2

    BRCA2位于13q, 其编码蛋白质调控基于同源染色体重组的DNA修复过程，进而维持DNA的稳定。发生生殖细胞BRCA2突变的患者可以很早就发生乳腺癌和卵巢癌，并有家族聚集倾向，同时这类患者发生胰腺癌的危险性也增高。目前的研究表明BRCA2的改变是胰腺癌发生的晚期事件，在散发性胰腺癌中有大约7%的BRCA2基因失活，而纯合型缺失在PanIN-3中就可以发现。具有BRCA2突变的胰腺癌患者对DNA交联剂的敏感性提高，因而个体化治疗有提示作用。

    上面简要介绍了几个被认为比较重要的基因在胰腺癌发生中的目前认知情况，而随着生物芯片、比较基因组杂交和生物信息技术的应用，人们开始对胰腺癌细胞系和实体肿瘤的整个基因组改变进行更全面、更细致的观察，由此积累了大量的胰腺癌分子生物学改变的信息。综合近年发表的多篇基于生物芯片的相关论文来看，胰腺癌的染色体变异并不是随机出现的，最常见的改变是20q, 8q, 11q, 12p, 17q的增加和18q, 9p，15q的丢失。值得一提的是Andrew等在2004年利用改良的基于微阵列的比较基因组杂交技术对24个胰腺癌细胞系和13个实体瘤进行了分析，得出了高分辨率的胰腺癌全基因组变异数据^[24]，而Murali等在2005年更详细地描绘了22个人胰腺癌细胞系的全基因组变异情况^[25]，他们的优秀工作为进一步深入研究胰腺癌基因变异情况提供了崭新的平台。

    另有学者利用生物芯片技术对胰腺癌的蛋白表达谱系进行了研究，得出了大量有价值的数据。2005年Robert等对4个不同实验室报道的相关研究结果进行了荟萃分析，发现有568个基因在4个实验室的研究中都发生了显著的异常改变，其中364个基因（64.1%）发生上调，204个基因（35.9%）发生下调，而只有127个基因（22%）有独立的分析研究^[26]。

生物芯片技术的应用使胰腺癌基因组变异以及蛋白表达谱系等方面的数据大量涌现，而如何从如此庞杂的信息中找到与胰腺癌发生机制和临床特征乃至对预后、治疗有重要意义的靶点则仍然是众多研究者共同面临的课题。

    近年对胰腺的胚胎发育过程的研究取得了长足进展，发现了Hedgehog和Notch等信号途径对胰腺发育过程中不同阶段细胞的生长和分化方向起着关键的调控作用，尤其另外发现Notch信号途径对胶质瘤细胞的生存和增殖具有决定性作用^[27]，引起胰腺癌研究者的广泛关注，势将成为胰腺癌研究的又一热门方向。