通过血液循环肿瘤DNA检测揭示肿瘤突变谱

摘要

恶性肿瘤是一种多系统受累，机体内部和外部环境相互作用，导致原来正常生长的细胞不受控制，过度增殖、侵袭和转移。近年来的研究表明，肿瘤本质上是一种基因病，肿瘤的发生是“双重或多重打击”的结果，该认知第一次从根本上阐明了肿瘤内在发病机制，促进了基于分子分型的药物研发、临床试验研究、基础研究，及临床癌症治疗和监测。组织活检病理学检测是临床确立肿瘤分子分型的金标准，但越来越多的研究表明，肿瘤具有空间和时间异质性。已公布的临床数据表明，针对目前已获 FDA批准的靶向药物、临床试验期疗效显著的靶向药物，其对应的敏感和耐药突变是多种多样的，这种多样性体现在突变可能发生于不同基因、同一基因不同位点，或同一基因以不同突变类型（点突变、小片段插入缺失、拷贝数变异、基因融合）出现。综上各种因素，都对组织活检及其检测技术，提出了很大的挑战。液态活检技术是目前精准医疗时代代表性诊断手段之一。以高通量捕获测序为基础的血液 ctDNA（circulating tumor DNA，循环肿瘤DNA）检测，无创、实时、全面地揭示全身多病灶突变信息。
　　截至目前，已公布的ctDNA检测数据主要集中在肺癌、乳腺癌等发病率高的癌症类型，而发病率偏低的癌症类型，则少有报道。本项回顾性研究中，865例不同类型中晚期肿瘤患者接受了血液 ctDNA检测，其中胸部肿瘤（肺癌、乳腺癌等）531例，消化系统肿瘤（肠癌、肝癌、胃癌、食管癌、胰腺癌、胆道系统肿瘤等）208例，妇科肿瘤（卵巢癌、子宫内膜癌、宫颈癌）31例，泌尿系统肿瘤（肾癌、膀胱癌、脐尿管癌等）24例，头颈部肿瘤（甲状腺癌、鼻咽癌、腮腺癌等）16例，生殖系统肿瘤（前列腺癌、阴茎癌、睾丸癌等）12例，其他肿瘤（肉瘤、淋巴瘤、神经内分泌系统肿瘤等）43例。通过对ctDNA检测结果的分析，我们发现，1）癌症类型不同，其突变检出率是不同的；2）检出突变中，主要为点突变、小片段插入缺失；3）检出突变中，主要为非同义突变；4）癌症类型不同，其常见突变基因，既有共性，又有特异性；5）不同癌症类型、病理分型，EGFR基因突变谱是不同的；6）不同癌症类型，其单个样本的突变检出数目是不同的；7）不同癌症类型，其突变频率是不同的；8）BRCA1/2、错配修复系统基因等发生胚系有害突变，在不同癌症类型中均有检出。这一方面揭示了各癌症类型的基因突变谱，尤其为ctDNA检测在发病率偏低的癌症类型中的应用提供了重要依据；另一方面通过比较各癌症类型突变谱的共性和差异，结合突变“进化”理论，反向推测肿瘤早期发生的驱动突变，推动肿瘤早期诊断的发展。
　　此外，基因突变谱分析主要为 ctDNA临床意义的解析，分两个方面，定性方面，根据检出突变的类型（同义突变、错义突变、无义突变、移码突变等），鉴别该突变是否影响蛋白功能，参与促进肿瘤的发生发展；根据发生突变的基因，分析患者是否携带靶向药物对应的敏感或耐药靶点，是否适合进行靶向治疗；定量方面，针对每个样本中检出的突变，根据其突变总数，每个突变对应的突变频率，模拟计算每个患者的整体肿瘤分子负荷，药物靶点所在的克隆属于肿瘤细胞主克隆还是亚克隆；通过对每个患者连续检测，计算其整体肿瘤分子负荷波动情况，及药物靶点所在克隆的变化情况。因此，目前对于ctDNA临床应用的研究，主要集中在指导敏感靶点属于主克隆的肿瘤患者，制定最佳靶向治疗方案；而对于不存在敏感靶点，敏感靶点过多，或携带敏感靶点的肿瘤细胞群为亚克隆，整体肿瘤分子负荷过高者，ctDNA的临床应用价值，仍非常有限，而这部分的患者占据很大比重。最近的研究表明，免疫系统的调节与患者肿瘤负荷密切相关，但 ctDNA检测如何在其中发挥作用，目前尚不明确；因此，我们分析不同癌症类型的基因突变谱，力求从多维度解析 ctDNA检测结果，帮助筛选最适合进行免疫治疗的人群。

目录

声明

前言

材料与方法

一、 实验材料

二、 实验方法

实验结果

一、不同癌症类型，其突变检出率是不同的

二、检出突变中，主要为小片段的突变

三、检出突变中，主要为非同义突变

四、癌症类型不同，其常见突变基因是不同的

五、不同癌症类型中，EGFR基因突变谱是不同的

六、不同癌种中，突变数目不同

七、不同癌症类型，其突变频率是不同的

八、胚系有害突变，各癌症类型均有检出

讨论

结论

参考文献

文献综述

攻读学位期间发表文章情况

致谢