非小細胞肺癌的進化與基因檢測

轉自：癌度

非小細胞肺癌（NSCLC）患者治療的難點在於腫瘤這個疾病的異質性，以及腫瘤細胞基因組隨機產生突變導致的腫瘤病灶的進化問題。異質性包含腫瘤病灶內的異質性，以及腫瘤病灶周圍微環境的異質性，這造成了腫瘤這一疾病治療的難點。

有關腫瘤內異質性和腫瘤基因組進化的數據目前僅限於小型的回顧性研究，為了更好地研究腫瘤內異質性和臨床治療結果的關係，以及癌細胞進化過程中的決定性的因素，最近發佈在新英格蘭醫學雜誌的一項前瞻性研究為我們帶了一些啟示。

這項多中心研究由英國癌症研究所資助，目標入組人數為例，這篇報導涉及到的人數是人，是第一批早期非小細胞肺癌患者，在進行全身治療前，這些患者的腫瘤病灶進行了全外顯子組測序（全外顯子組就是編碼蛋白質的基因組序列全部測序）。

這個腫瘤患者的病灶裡選取了個位點進行測序，通過癌細胞的克隆和亞克隆來研究非小細胞肺癌的進化歷史，進而分析腫瘤內異質性和患者無復發生存之間的關係。

圖1：早期非小細胞肺癌手術取樣和測序分析

圖1表明了研究的流程，早期非小細胞肺癌患者手術切除病灶，在病灶多個不相臨的位置取樣，對每個樣本進行全外顯子組測序，研究腫瘤病灶內的基因突變差異和變化趨勢。

研究結果表明，腫瘤病灶內的異質性非常普遍，如體細胞的拷貝數擴增和基因突變。這裡需要注意的是，亞克隆是指癌細胞發生了一些突變事件，導致一種癌細胞變成幾種癌細胞，或者可以通俗地理解為父代和子代的關係，癌細胞克隆是父代，癌細胞亞克隆是子代。

病友們比較熟悉的EGFR、MET、BRAF和TP53驅動腫瘤發生的基因突變幾乎一直存在，研究發現75%的腫瘤出現了不同程度的進化過程，一些涉及到染色質修飾、DNA損傷應答和修復的基因，如PIK3CA和NF1等在腫瘤進化過程中比較常見。

也就是說一些驅動腫瘤發生的基因突變會一直存在，而後面經常會出現一些打醬油的基因突變，這些基因突變導致了腫瘤變得越來越複雜，從一種腫瘤細胞，變成了很多種腫瘤細胞的組合。

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腫瘤細胞的基因組會出現倍增，這種情況主要是癌細胞的基因組複製了，但是沒有進行分裂，另外癌細胞內的染色質不穩定也很常見，這兩個因素導致了一些驅動腫瘤發生基因擴增，如CDK4、FOXA1和BCL11A，正常細胞是一份基因拷貝，突然出現了十份或者幾十份基因拷貝，也就導致了細胞的增殖失控和癌變。

圖2：腫瘤內的異質性，通過此圖可理解腫瘤患者之間的差異性非常大，可以說沒有兩個完全一樣的腫瘤患者。

癌細胞這個細胞是不安分的，癌細胞染色質的不穩定性導致了腫瘤細胞不斷產生新的突變（人體細胞的基因序列組合在一起就是染色質），而這些新的突變與患者復發、死亡是直接相關的。

這項研究的數據表明癌細胞的染色質不穩定性可以作為一個預後預測因子，對早期非小細胞肺癌的預後有一定參考意義。如圖3所示。

圖3：癌細胞亞克隆的突變、拷貝數擴增與無病生存的相關性

如圖3所示，癌細胞亞克隆中存在基因突變，這個比例的高低對患者的無病生存影響不大。而如果癌細胞亞克隆是存在拷貝數變異，也就說一個關鍵進化事件，導致一些子代癌細胞的基因拷貝數倍增了，那麼這會導致患者的預後較差。關於基因突變和拷貝數變異的區別請看下圖。

圖4：導致腫瘤內異質性的原因

上圖表示的是導致腫瘤內異質性的原因：

如果發生了癌細胞只是單獨地複制DNA，不進行分裂，就導致基因組倍增，所有的基因都表現出拷貝數擴增，正常是一份，現在是十份等。

如果是染色質不穩定則會導致一些基因的丟失、重排等，如ALK基因和EML4基因融合成為融合基因。

如果是單獨一個基因位點的突變，則是我們比較常見的EGFR的LR突變，TM突變這種形式。

不同突變都會導致細胞的癌變，如果這些突變發生在細胞中，就導致出現更多種類的子代癌細胞，也稱為癌細胞亞克隆。

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本篇研究表明

癌細胞亞克隆中的突變比例高低與早期非小細胞肺癌的預後無相關性，但是如果是拷貝數擴增，即如是發生了癌細胞基因組倍增、染色質不穩定等，則會影響早期非小細胞肺癌的預後，此一點也給後續從事二代基因檢測業務的一個啟示，即基因檢測報告是否不要只單獨給出一些位點，有無藥物，而是能從癌細胞的突變形式、進化特點給出可能推測患者預後的線索。

本篇研究涉及的樣本來源於早期非小細胞肺癌的手術組織樣本，而且通過多個位點取樣進行全外線組測序分析。某些可以通過靶向藥物干預的突變位點如EGFR、ALK、MET等幾乎完全出現在早期，而且在多個取樣的病灶中都可以測到，這也可以解釋為何靶向藥物使用上以後，患者身體多個病灶能有反應，病情可以得到較好的緩解。

但是讓人痛心的是，在早期腫瘤組織樣本中就已經檢測到了耐藥基因突變如PIK3CA、NF1、KRAS、TP53和NOTCH等，這些基因突變直接或間接影響了靶向藥物耐藥的發生，或者通過影響基因組不穩定而傾向於產生更多的基因突變來增加癌細胞的適應性。而且多數情況下，這些耐藥突變只存在某些區域的位點，這也預示著未來的基因組測序樣本來源不該是單區域位點取樣。多個病灶的位點取樣，進行全外顯子組測序對評估染色質不穩定是有幫助的。

目前關於液體活檢，也就是通過抽血檢測染色質不穩定的水平還不清楚。基因檢測除去要繼續努力增加單個位點的檢出靈敏度以外，還需要發展更多的措施來評估癌症病灶的染色質不穩定性，染色質不穩定可以同時增加多個基因的拷貝數，進而影響了患者的無病生存情況。

如果我們可以通過一些治療手段，干預這一進程，也就是不要讓癌細胞的染色質不穩定性那麼強了，邏輯上是有望提升患者無病生存率。

本篇研究沒有給出什麼具體數據，也就是吃什麼藥物可以治癒疾病，但是本文可以從思維上給出我們很多啟示，主要歸為以下幾點：

基因檢測報告後續不應該是只為尋找靶向藥物為主，如沒有找到靶向藥物就完全認為基因檢測報告沒有價值，是否可以通過患者基因突變的數目，什麼基因突變，突變頻率等來評估患者的染色質不穩定，結合免疫組化，MSI等指標來判斷患者使用化療、PD-1等療效情況，以及對患者的預後有個評估和參考。

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基因檢測單區域取樣的局限性，早期腫瘤病灶就有如此復雜的異質性，晚期肺癌的異質性會更強，未來是否可以在手術病灶在多個位點取樣，當然這裡涉及到價格，因此片面地強調檢測基因數目，倒不如推出個基因檢測產品，可以取多個病灶，檢測的基因數相對合適，不要太多，把價格降低。

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本篇研究涉及的是早期非小細胞肺癌，那麼一個問題是早期非小細胞要不要進行治療，尤其是I期的肺癌，早期引入一些治療措施如化療等會消滅潛在的病灶，但這些治療措施本身也是一種進化選擇壓力，這會不會間接地增加了癌細胞的基因組不穩定，而這是否得不償失呢。

參考文獻：

1，賈馬爾-HanjaniM等人。，新英格蘭醫學雜誌。年6月1日;（22）：年至年。

2，AbboshC。，等人，Nature。年04月26;（）：-。

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