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肺癌与分子诊断

时间: 2017-09-29 【打印页面】 【关闭窗口

  随着精准医疗计划在全球的展开,恶性肿瘤治疗的新时代已全面来临。从最初仅仅只能切除病灶的手术治疗、X射线放射疗法,到以细胞分裂代谢为靶的化学治疗,发展为如今更加精细化的以基因为基础的靶向治疗与免疫治疗。而二十一世纪精准治疗所面临最大的问题,就是如何与时间赛跑,更早、更快、更准确地进行癌症的诊疗与筛查,将癌症由绝症转变成慢性病甚至根治,更大程度挽救患者的生命。

  肺癌的历史与发病机制

  在吸烟的历史出现之前肺癌非常少见,甚至不被视为是一个明确的疾病,因此肺癌的各个方面在 1810 年才得以详细记述。1878年肺部的恶性肿瘤仅占1%,至20世纪早期,这一比例已经上升至10~15%。近年来,肺癌的死亡率更是居高不下,根据2015年世界卫生组织的统计数据显示,共有880万例癌症患者死亡,其中肺癌169万例,居所有癌症之首。

  肺癌可分为大约80%的非小细胞肺癌与大约20%的小细胞肺癌,与其他许多癌症类似,肺癌也始于原癌基因的激活与抑制基因的灭活,如吸烟、氡气、PM2.5、某些重金属的吸入等等都能够诱发癌症发展的基因突变。其它如表观遗传学的变化—DNA甲基化、组蛋白尾部修饰等也可能导致癌基因功能失调。与其他癌症不同,大部分的非小细胞肺癌发现时已经步入晚期,癌基因随心脏、血液、淋巴等地扩散,常规手术疗法在此时无法占有优势。

  肺癌的历史与发病机制

  面对患者多个器官同时具有或隐含潜恶性肿瘤细胞的情况,20世纪初开始使用化学药物来大面积杀伤癌细胞,其原理主要通过干扰DNA复制过程而成为传统的细胞毒素。然而那些生长旺盛的细胞组织却承载了抗癌药主要的毒副作用。本世纪以来,针对化疗严重的毒副作用,源于低毒高效的靶点治疗开始兴起,其因特异性识别癌细胞信号受体等生物大分子而被人们所推崇。肺癌无疑是靶向药物治疗的成功范例之一,首个EGFR酪氨酸激酶抑制剂易瑞沙的出现,改变了非小细胞肺癌的治疗现状。至少1/3的非小细胞肺癌与EGFR基因突变有关,在亚裔人群中这一比例甚至接近一半。然而,任何一种恶性肿瘤都可能出现肿瘤复发和转移的情况,肺癌同样不例外。

  80%的EGFR突变患者在用药9~14月后出现了第二突变,从而导致癌细胞丧失了对易瑞沙的敏感性。除此之外,基因融合在肺癌基因突变中占据了相当比例。ALK阳性非小细胞肺癌是在2007年发现的亚型,是一种具有强癌症基因转化能力的驱动基因。原本为隐性并不表达,由于肺癌中的基因重排现象,使得ALK和EML4等基因发生异位融合,促使细胞生长功能异常活化,进而产生癌细胞。根据现今的流行病学研究表明,在肺癌基因中出现了大量的基因融合现象,其中非小细胞癌中ALK阳性约占有5%~8%。

  肺癌分子检测发展历程

  FISH(荧光原位杂交)和PCR扩增:我们通常会用FISH(荧光原位杂交)和PCR扩增来概括第一代技术,它开创了肿瘤基因检测的先河,却也有着无法回避的缺陷。FISH用于检测已知基因融合,需预先判断发生融合的两个伙伴基因并据此设计红绿两个探针。当融合发生时,探针发生近距耦合显示为橙色。这种方法对未知融合不可用,漏检了大量的阳性病例。PCR扩增,用于检测DNA上单碱基的突变。一次只能检测一对基因,对于肿瘤病人宝贵的病理切片样本,该方法太过于局限,同样不可用于未知基因的检测。

  杂交捕获技术:其首要目的为针对目标基因区域进行富集测序,并采取降噪措施保障高灵敏度时的数据可信度(即高特异性)。基因富集方法可按原理粗略划分为液相杂交捕获和超多重扩增两种方法,各有优缺点。杂交捕获一定程度上可视为FISH技术的延伸,将探针杂交与测序结合在一起,即可测已知基因也可测未知基因。使用高通量测序增加了检测的位点数目,使得能够捕获的基因增多。却也摆脱不了效率低、时间长的痼疾,杂交所需的探针基本依靠进口,价格昂贵,降价空间有限下降。

  超多重PCR扩增技术:因为在PCR的每一个循环都能不停地抓取目的基因,等同于进行了数十次杂交捕获,故而灵敏度极高,可谓是肿瘤检测的明日之星。然而,常规多重PCR扩增的检测区间限定于正反两个引物之间,一般在100个碱基左右,对大范围的突变,如染色体易位重排导致的基因融合基本无法检测,也是常规多重PCR扩增无法替代杂交捕获法的根本原因。

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