新一代測序技術在非小細胞肺癌診斷及治療中的研究進展（一）

新一代測序技術在非小細胞肺癌診斷及治療中的研究進展（一）

作者：Ying-Qiang Lu, Kai-Hua Lu.

來源：Advancements in next-generation sequencing for diagnosis and treatment of non-small-cell lung cancer. Chronic Diseases and Translational Medicine, 2017,3(1):1-7.

肺癌的死亡率往往很高，其原因很多。首先，小細胞肺癌（SCLC）和非小細胞肺癌（NSCLC）通常在晚期才得到診斷，此時治療效果已不如早期階段有效。第二，即使肺癌在早期得到診斷，其治療的成功率仍低於其他類型的癌症，如乳腺癌。第三，也是最重要的是有吸煙史的患者突變負擔高於與年齡增長相關的癌症患者。第三個原因在肺癌的發病機制中起關鍵作用，因為隨著體細胞基因突變累積，驅動基因數量也增加，從而影響肺癌的發生和進展。這導致在大多數癌症患者中用適合某特定突變的相應試劑確認一種靶向基因的可能性很小。臨床上，可行的治療方案僅限於具有某幾個驅動基因的腫瘤患者。

但是，在活檢組織中可早期診斷肺癌患者的基因改變，並且可以用新一代測序技術（NGS）鑒定具有靶向藥物的驅動基因，這對患者非常有幫助。NGS可通過連續對驅動基因進行測序以找出患者體內新的基因突變，從而監測治療效果和患者狀況。

賦予NSCLC腫瘤細胞選擇性優勢的基因改變包括表皮生長因子受體（EGFR）突變，鼠類肉瘤病毒癌基因（KRAS）突變，間變性淋巴瘤激酶（ALK）重排，人類表皮生長因子受體-2（HER2）突變，v-raf鼠類肉瘤濾過性病毒致癌基因同源體B1（BRAF）突變，受體酪氨酸激酶重排，活性氧基團基因1（ROS1）重排，磷脂酞肌醇—3—激酶催化亞單位α基因（PIK3CA）突變和MET擴增，它們在瘤形成和腫瘤細胞的增殖中起關鍵作用。這些基因突變或擴增可用於預測特定藥物的理想靶標。

福爾馬林固定-石蠟包埋（FFPE）組織被認為是癌症診斷的黃金標準;然而，FFPE樣本質量不合格的可能性以及樣本的時間和空間異質性使得傳統診斷方法的應用受到挑戰。Lim等採用基於NGS的臨床癌症基因測定法對晚期肺腺癌病例進行綜合基因組分析（CGP）。收集51例先前通過常規方法檢測為EGFR / KRAS / ALK陰性的肺腺癌患者的FFPE組織; 通過雜交捕獲對287個癌症相關基因的4557個外顯子以及在癌症中經常重排的19個基因的47個內含子進行CGP。他們發現58％通過EGFR / KRAS / ALK標準測試確定的野生型患者顯示出可被CGP識別的基因組改變，表明靶向治療可能為其帶來益處。當NSCLC的標準分子檢測為陰性時，CGP可用於判定是否進行靶向治療。 Hagemann等和Moskalev等進行了相關研究，也支持這一結論。近年的研究已經證明循環腫瘤DNA（ctDNA）和腫瘤組織中DNA之間具有非常相似的遺傳特徵，一致性為60-95％，充分說明了基於ctDNA的基因檢測的重要性。

NGS是一種有用且高效的基因檢測方法，使用較少的腫瘤材料，即可以提供比傳統方法如Sanger和聚合酶鏈反應（PCR）更全面的信息，並且評估基因突變，包括來自關鍵樣本和ctDNA的驅動基因。這有利於在治療前識別可能對不同靶向藥物敏感的患者，從而幫助醫生設計合適的治療方案。此外，測試結果可以在相對較短的時間內獲得，用於指導肺癌的診斷和靶向治療。 Gao等評估了應用NextDaySeq-Lung面板（一種基於NGS的檢測方法）在臨床上對肺癌關鍵驅動基因進行突變分析的可行性。138例非小細胞肺癌FFPE樣本同時用於NGS、定量PCR（qPCR）和Sanger測序（Sanger）平台，用於檢測EGFR、KRAS、PIK3CA和BRAF突變。研究對三個平台的測試結果進行了比較和分析。結果表明，與Sanger相比，NGS和qPCR測試顯示出更高的靈敏度，而Sanger未能檢測出突變率低於15％的變體。此外，NGS和qPCR測定顯示出相似的分析靈敏度、特異性和高度一致性。NGS在提供關於等位基因序列和突變頻率的準確信息以及檢測非熱點突變方面表現出比qPCR更進一步的優勢。作者表明，NGS檢測具有優於Sanger和qPCR測試的顯著技術優勢，並且具有作為臨床分子診斷測試的良好潛力。

由於具有不同基因突變的患者中對相同靶向藥物的反應顯著不同，在設計治療方案之前確定患者的基因型是非常重要的，可以避免無效治療帶來的高成本和副作用，或者基因測序結果出來後再對治療方案進行修訂。傳統方法一次只能檢測一個熱點；NGS則具有高通量和測試時間短的特點，可以在短時間內同時對幾個熱點進行測序，顯示出傳統測序方法所不具備的優勢。因此，NGS可降低成本，並帶來有用的基因信息，以幫助臨床醫師進行肺癌的診斷。NGS方法可滿足臨床上對更好、更快、更高效分子病理學診斷方法的需求。

NGS是一種高通量技術，當檢測材料的量對傳統測試來說太少時，可從有限活檢組織少量的DNA中獲得準確的測序結果。組織樣本通常是FFPE，從這些組織提取的DNA仍可用於基因測序; 然而，FFPE處理過程中的許多因素如儲存時間可能會破壞DNA完整性。另外，活檢對於患者來說是一個痛苦的過程，並且在技術上對基於腫瘤位置進行操作的醫生是具有挑戰性的。另外，原發和繼發腫瘤甚至是單一腫塊內是存在異質性的，導致它們對針對同一靶點的治療反應不同。通過NGS對多個部位進行取樣，可部分克服腫瘤異質性的問題，並採取針對不同靶點的聯合治療。但是，長期通過連續活檢監測治療效果是不可行的。一個有望取代活檢和腫瘤測序的方法是通過非侵入性血液抽取來進行ctDNA測序。這種非侵入性檢測可以很容易地進行且可重複操作，同時，ctDNA可能可以反映傳統組織活檢所無法檢測的所有異質基因突變譜。因此，ctDNA為NSCLC的診斷提供了新思路。此外，Velizheva等指出採用擴增子重排序面板可用非福爾馬林細胞學標本進行肺腺癌的NGS檢測，並且顯示NGS可使細胞學塗片的結果等同並行的組織學或細胞塊檢測結果，可準確地檢測出作為治療靶點的體細胞突變和基因重排。

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