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恶性胆道肿瘤（Biliary tract cancer,BTC）作为一类消化系统常见的恶性疾病，主要包括胆管癌和胆囊癌，且起病隐匿，病程进展迅速，严重地威胁着人类健康。无法切除或转移性恶性胆道肿瘤患者主要依赖传统化疗，但其有效率仅20%左右，并且我国化疗后恶性胆道肿瘤患者中位生存期短于一年。因此，通过精准、更有效的技术手段探索针对恶性胆道的新治疗策略对于改善患者预后显得极为重要。 近年提出的“精准医疗”为肿瘤患者带来了希望，具体到肿瘤精准治疗，它主要指结合多组学技术为肿瘤患者找到其合适的药物治疗方案。在这种精准治疗理念的指导下，靶向治疗中酪氨酸激酶抑制剂（Tyrosine kinase inhibitors,TKIs）已在肺癌、乳腺癌、黑色素瘤等恶性肿瘤临床治疗中发挥重要作用。多项研究表明，恶性胆道肿瘤存在着M AP K信号通路、FGFR及其下游转导通路、ErbB家族及其下游信号转导通路等重要分子的基因变异，其中ErbB2、PI3K、FGFR和IDH1等，它们是肿瘤治疗的重要靶点。然而，目前还没有一个靶向药物被批准应用于胆道恶性肿瘤临床治疗。究其原因主要有：1）缺乏有效的体外、体内模型研究靶向这些靶点化合物的作用效果及其机制；2）缺少临床实践研究这些靶向药物在胆道恶性肿瘤中临床治疗效果。本课题组拟建立基于恶性胆道肿瘤患者来源的原代细胞模型（Patient-derived cells,PDCs）和原代细胞来源体内模型（Patient-derived cell xenografts,PDCXs），采用第二代测序等技术手段明确其基因变异情况，聚焦ErbB2及其下游核心分子PI3K，探索靶向它们对恶性胆道肿瘤增殖抑制作用效果和机制。进而，结合本课题组开展的恶性胆道肿瘤精准治疗临床实践明确采用靶向治疗（靶向ErbB2及其下游的靶向治疗占较高比例）和临床标准化疗方案比较，对恶性胆道肿瘤患者无进展生存期（Progression-free survival,PFS）、总生存期（Overall survival,OS）和疾病控制率（Disease control rate,DCR）等差异。最终，明确靶向ErbB2及下游信号通路对恶性胆道肿瘤抑制作用及机制，并探索其在临床实践中治疗效果。本文主要分为以下几个部分: 第一部分:靶向ErbB2抑制恶性胆道肿瘤增殖作用及其机制 本研究旨在靶向ErbB2抑制恶性胆道肿瘤增殖作用及其机制。首先，拟采用采用免疫组织化学（IHC）技术检测临床患者肿瘤组织样本中ErbB2和EGFR表达水平。随后，利用患者的新鲜组织标本建立更贴近临床的恶性胆道肿瘤原代细胞模型（PDC）。进而，研究恶性胆道肿瘤原代细胞对靶向ErbB家族分子抑制剂敏感性，以及利用全外显子组测序（Wholeexome sequencing,WES）、转录组测序（RNA-seq）和Western Blot技术检测原代细胞模型在转录水平和蛋白水平的变化，以研究这些分子特征和对靶向ErbB抑制剂敏感性的关系。最后，利用恶性胆道肿瘤原代细胞建立了移植瘤模型（PDCX），为后续验证靶向ErbB2对恶性胆道肿瘤的体内生长抑制作用提供了良好模型。本研究发现在较高比例（61%，14/23）恶性胆道肿瘤临床组织样本中ErbB2表达在2+以上，并利用PDC模型明确了靶向ErbB2对恶性胆道肿瘤增殖抑制作用，进一步研究发现对ErbB2抑制剂敏感的原代模型并没有ERBB2拷贝数扩增，而具有较高的ErbB2转录水平和蛋白水平，这提示ErbB2是恶性胆道肿瘤的一个潜在靶点，同时研究结果表明非拷贝数扩增引起的ErbB2高表达在恶性胆道肿瘤是一个靶向ErbB2疗效预测生物标志物。 第二部分:靶向ErbB2下游分子PI3K抑制恶性胆道肿瘤增殖作用及其机制 本研究旨在研究靶向ErbB2下游分子PI3K抑制恶性胆道肿瘤增殖作用及其机制。PI3K是ErbB2下游信号转导通路中重要的调控分子。研究表明在多种恶性肿瘤中靶向PI3K-AKT-mTOR可抑制肿瘤增殖和生长。在第一部分中，已利用原代细胞和移植瘤模型以及第二代基因测序技术研究发现靶向ErbB2对恶性胆道肿瘤增殖具有抑制作用及其机制。然而，对于靶向ErbB2下游信号转导通路关键分子PI3K是否可同样抑制恶性胆道肿瘤增殖作用还不明确。本研究拟采用从同一个胆囊肉瘤患者肿瘤组织不同区域来源的原代细胞模型和全外显子组测序技术探索靶向PI3K对恶性胆道肿瘤增殖作用及其机制。研究结果表明同一患者来源的原代细胞生物学特征和对化疗药物敏感性的差异体现出肿瘤内存在异质性，研究结果表明靶向ErbB2下游分子PI3K可抑制恶性胆道肿瘤增殖，并且提示PIK3CA拷贝数扩增可能是PI3K/mTOR抑制剂一个疗效预测的生物标志物。 第三部分:靶向治疗在胆道肿瘤精准治疗中临床实践 本部分研究旨在探索基于驱动基因变异提供靶向治疗对恶性胆道肿瘤患者的治疗效果。首先，本课题组拟采用靶向深度测序技术检测恶性胆道肿瘤患者基因变异特征，明确驱动基因变异。进而，根据临床用药信息注释推荐其可能受益的靶向治疗方案。随后，根据临床特征相近患者（IV期和R2切除）接受靶向治疗（靶向ErbB2及其下游的靶向治疗占较高比例）和化疗（mGEMOX），将其分成两组，即靶向治疗组和化疗组。研究结果表明，49例恶性胆道肿瘤患者接受靶向深度测序，其中32例患者处于IV期并且接受R2切除。靶向治疗组有11例患者，化疗组有21例患者。并且靶向治疗组无进展生存期（PFS）显著长于化疗组（P=0.031），生存期（OS）稍长于化疗组（P=0.143），疾病控制率（DCR）也略高于化疗组（P=0.142）。在8例携带有ErbB2及其下游分子激活突变的患者中，接受靶向ErbB2及其下游分子治疗患者的总生存期稍微长于接受化疗的患者（P=0.051）。本临床实践结果表明基于驱动基因变异的靶向治疗相比于传统化疗能够显著延长无进展生存期（PFS），并且具有延长患者总生存期（OS）和提高疾病控制率（DCR）的趋势。本临床实践提示基于驱动基因变异提供靶向治疗可能是晚期恶性胆道肿瘤患者一个备选方案。