早期肺腺癌中关键驱动基因及抑癌基因的研究进展

　　杨荣, 廖晓阳, 雷弋, 等. 早期肺腺癌中关键驱动基因及抑癌基因的研究进展 [J] . 中国全科医学, 2021, 24(29) : 3774-3780. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2021.00.542.

　　肺癌的发病率和致死率在全球恶性肿瘤中占首位，其中腺癌作为肺癌最主要的病理类型，占所有肺癌的80%~85%[1]，造成了极大的疾病负担。我国是肺癌高发国家，仅2015年新发肺癌78.7万例，因肺癌死亡63.1万例，均占2015年恶性肿瘤新发及死亡首位[2]。肺腺癌患者预后相对较差，但有研究发现，在TNM(肿瘤-淋巴结-转移)分期为ⅠA期临床疾病患者中，其5年生存率约为60%[3，4]。而传统的诊断工具(包括影像学、痰细胞学、肿瘤标志物等)，由于敏感性不够，诊断条件有限，75%的患者在诊断时即处于肺癌晚期[4]。尽管近年来诊断技术不断提高，仍只有10%~15%的新病例在其临床早期阶段被诊断出来[5]。除诊断技术的条件限制不能早期筛查外，肺腺癌治疗手段有限，5年生存率仅为30%~60%，而复发和转移是导致其死亡的主要因素[6]。因此，肺腺癌的早期预后评估，个体化治疗以减少转移、复发及延长生存期显得尤为重要。随着人们认识到肺癌不是突然的转变，而是遗传和遗传表观学逐渐变化的结果，对于肺腺癌相关基因，即驱动基因和抑癌基因的研究取得了一定的进展[7]。美国国家综合癌症网络指南建议测试一组基因，其中包括表皮生长因子(epidermal growth factor receptor，EGFR)基因突变、间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase，ALK)重排、c-ros原癌基因1酪氨酸激酶(c-ros oncogene 1 receptor tyrosine kinase，ROS1)基因重排和Kirsten大鼠肉瘤病毒基因同源物(kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS)突变，这些生物标志物也被认为是目前必须检测的基因[7]。编码抑癌蛋白P53的抑癌基因TP53是人类癌症中最常见的突变基因，与50%以上的肿瘤病例相关[8]，亦是目前肺腺癌相关基因的研究热点。以上五个基因是肺腺癌常用且必须检测的基因，在早期肺腺癌中其是否有同样的重要性，本研究对以上五个基因在早期肺腺癌中的临床特征、预后、治疗及相关研究进展进行综述，以提高全科医生对肺腺癌关键基因的了解并注意在早期肺腺癌患者中进行关键基因测序。

　　1基因特点及临床特征

　　EGFR、ALK、ROS1、KRAS基因为肺癌驱动基因，而TP53为抑癌基因，本文通过查阅国内外文献后，综述现存最新研究中这些关键基因在早期肺腺癌中的流行病学及临床特征，为今后的科学研究及临床工作提供参考依据。

　　1.1EGFR基因

　　EGFR基因突变是肺腺癌常见的驱动基因，其编码的EGFR是一种跨膜糖蛋白，与生长因子结合后共同激活信号转导通路调节细胞生长、分化和增殖[9]。EGFR基因表达失调可导致人类细胞发生恶性变，出现包括肺腺癌在内的各类恶性肿瘤[10]。其首次于2004年被描述，PIONEER研究则发现在亚洲所有新诊断的未经治疗的ⅢB/Ⅳ期肺腺癌患者中，高达51%的带有EGFR基因突变[11]。日本最新一项纳入13 951例非鳞状非小细胞肺癌患者的研究显示，愿意接受EGFR基因突变测试的5 780例患者中发现2 140例(约41.7%)患者存在EGFR基因突变，该研究显示，EGFR基因突变率在早期和晚期似乎没有太大区别[12]，这与2018年的一项研究得到了相同的结论[13]。EGFR基因突变与肺癌性质、性别、年龄、是否吸烟有关，更多的发生于腺癌、女性、≥62岁和非吸烟的患者中[14，15]，在JIA等[16]的研究中也得到了女性和非吸烟的腺癌患者更容易出现EGFR基因突变的结论，我国梁宇等[17]的研究中也发现EGFR基因突变与年龄呈正相关。然而上述结论并未将早期肺腺癌EGFR基因突变患者进行临床特征的总结。2018年Thoracic cancer上发表的一项纳入1 699例肺腺癌患者的研究中，有750例肺腺癌患者处于早期阶段，949例处于晚期阶段，两个阶段的患者在性别、年龄上并无统计学差异，而早期EGFR基因突变患者吸烟者比例更高[13]。也有研究揭示了EGFR基因突变具有更强的家族史，且更容易在亚洲人中发生[18]，但并未进行分期亚组分析。早期肺腺癌患者的EGFR基因突变率与晚期一致，在早期肺腺癌患者中进行EGFR基因测序同等重要。目前对早期肺腺癌患者的临床特征总结较少，仅发现女性、年长者、非吸烟者可能较其他早期肺腺癌患者更容易发生EGFR基因突变。

　　1.2ALK及ROS1基因

　　ALK基因是腺癌重要的驱动基因之一，通常以EML4-ALK融合基因突变形式呈现[19]，2007年SODA等[20]对EML4-ALK融合基因进行了首次详尽的描述，该基因代表了非小细胞肺癌中最新的分子靶标之一。EML4和ALK两个基因分别位于人类2号染色体的p21和p23带，两个基因片段的倒位融合能够使得组织表达新的融合蛋白EML4-ALK，其在体内、体外均有致癌活性[21]。相较于EGFR基因突变，在早期可切除肺腺癌的亚洲患者中，ALK基因重排在肺癌中相对罕见，仅1.0%~7.4%的患者检出ALK基因重排[22，23，24]。2015年ZHAO等[25]发表的Meta分析中，共纳入27个研究，涉及6 950例非小细胞肺癌患者，其中有472例患者发现ALK基因重排，检出率为6.9%。但该研究未对早期突变率，尤其是亚洲肺腺癌患者早期突变率进行描述。

　　本文要点提示：

　　本文系统探讨肺癌关键驱动基因〔表皮生长因子(EGFR)、间变性淋巴瘤激酶(ALK)、c-ros原癌基因1络氨酸激酶(ROS1)、Kirsten大鼠肉瘤病毒基因同源物(KRAS)〕和抑癌基因(TP53)在早期肺腺癌中的临床特征、预后、治疗及相关研究进展，以期为肺腺癌早期发现、治疗及管理提供临床及研究参考。肺癌关键基因在早期肺腺癌中的临床特征及预后研究尚在起始阶段，目前的研究发现关键基因突变在早期肺腺癌患者中存在不同的临床特征，且患者预后也受到了基因突变及临床特征影响，提示今后可以通过大样本、前瞻性、长随访时间研究来建立基于基因突变的早期肺腺癌预后评估及个体化管理模型。肺腺癌研究中，针对关键基因突变的靶向治疗取得了一定的成果，不足的是研究对象多为晚期肺腺癌患者。少数小样本研究发现，EGFR-TKI可作为早期肺腺癌患者的术后辅助治疗，且治疗效果优于传统化疗，但其他关键基因突变靶向治疗早期肺腺癌患者的有效性及安全性的研究尚缺乏。另外，一些生物小分子标志物在早期肺腺癌的发生、发展及阻断中也起到了一定作用，关键基因和生物标志物的联合研究有利于更加精准评估早期肺腺癌患者的治疗及预后。

　　在一项纳入735例Ⅰ~Ⅲ期非小细胞肺癌的研究中，发现腺癌、女性、较年轻和从不吸烟的患者的ALK基因重排发生率明显更高[26]。CHEN等[14]的研究也说明，在不吸烟的肺腺癌患者中，ALK基因重排发生率更高。这可能是由于腺癌主要发生在女性患者，女性患者不吸烟者多，从而导致这个结果[25]。年龄方面，目前研究均得到一致结论，ALK基因重排发生在相对更年轻的患者中[17，27]。同时，有研究认为ALK基因重排在非亚裔人种中发生更频繁[25，28]。因ALK基因重排发生相对罕见，更多的临床特征需要在将来研究中进一步描述。

　　ROS1基因是一种原癌基因，编码来自胰岛素受体家族的一个孤儿受体酪氨酸激酶，该激酶与ALK和白细胞受体酪氨酸激酶有关。ROS1基因的染色体重排导致包含酪氨酸激酶结构域的ROS1的一部分与几种伴侣蛋白之一融合，产生的ROS1融合激酶被组成性激活，通过触发驱动细胞生长和生存信号通路，导致恶性肿瘤的发生[29]。ROS1基因在1%~2%的非小细胞肺癌患者中表达，相对少见，每年仍有1.0万~1.5万非小细胞肺癌出现ROS1基因重排[30]。有研究认为，ROS1基因重排更常见于年轻、女性和/或从不吸烟的患者[31]，但由于ROS1基因重排发生率偏低，目前更多的研究，尤其是大样本、早期腺癌的研究中ROS1重排患者临床特征情况缺失。

　　1.3KRAS基因

　　KRAS基因属于大鼠肉瘤病毒(ras)基因家族，其ras基因编码4个高度相关的蛋白同种型HRAS、KRAS4a、KRAS4b和NRAS[32]，1970年末和1980年初的研究表明，ras基因是人类肿瘤发病的主要驱动基因之一，广泛存在于各类实体和血液肿瘤中[33]。KRAS基因突变是肺腺癌最常见的基因突变之一，El OSTA等[34]的多中心研究发现，在1 655例肺腺癌患者中，27%的患者存在KRAS基因突变，其中58%为女性，超过90%的患者为白人且为吸烟者。另一项纳入4个癌症数据库约包含140万例样本的研究中，肺癌中KRAS基因突变率约为21%，但并未报告肺腺癌的突变率[35]。2016年一项包含6 832例非小细胞肺癌的大样本研究显示，KRAS基因突变率高达32%[36]。上述大样本研究均包含晚期肺腺癌患者，CHOI等[37]对164例Ⅰ~ⅢA期肺腺癌患者基因测序发现，11例患者出现KRAS基因突变，占比6.7%，突变率远小于上述研究，在这些患者中，更多为男性、吸烟者、影像学检查为实性病变及浸润性黏液腺癌;KNEUERTZ等[38]对324例Ⅰ~Ⅱ期早期肺腺癌患者的基因测序显示，KRAS基因突变率达38.1%，这与QIAN等[39]的小样本研究结果类似，KRAS基因突变率均高于上述研究。早期肺腺癌患者KRAS基因突变率需要更大样本的研究证实，且同时缺乏大样本的临床特征研究。

　　1.4TP53基因

　　TP53基因是细胞周期相关基因，该基因通过调控细胞周期相关蛋白合成，从而在细胞增殖、凋亡中发挥重要作用。TP53基因突变可以促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，破坏正常组织的生理结构，增强肿瘤细胞的代谢[40]。TP53基因突变频率与肺癌病理类型相关，肺鳞状细胞癌突变率为81%[41]，肺腺癌中，46%的患者具有TP53基因的体细胞突变[41]，而在小细胞腺癌中，该突变频率可高达90%[8]。与EGFR、ROS1和ALK基因突变不同的是，TP53基因突变更常见于吸烟患者。但遗憾的是，尽管TP53基因突变广泛发生于肺腺癌中，通过对国内外文献检索，并没有发现关于TP53基因突变在早期肺腺癌中临床特征的研究。

　　2早期肺腺癌基因突变与预后

　　基因突变类型与肺腺癌预后存在关联，在众多研究中广泛描述。本文通过综述存在上述基因突变的早期肺腺癌患者的生存率、总生存期(overall survival，OS)、无进展生存期(disease-free survival，DFS)、疾病控制率(disease-control rate，DCR)、复发和转移等，以揭示早期肺腺癌相关基因突变与预后的关联。今后的研究中，可进一步将相关基因突变结果纳入风险预测模型，实现对早期肺腺癌患者的精准风险评估和风险分层管理。

　　2.1EGFR基因突变与预后关系尚存疑

　　EGFR基因突变与预后的关系目前还存在争论。2020年Lung cancer发表的最新队列研究中，通过对1 231例接受根治性切除手术非小细胞肺癌患者进行长达12年的随访发现，EGFR基因突变对0~ⅠA期患者的预后无影响，但显著影响ⅠB期患者的OS和疾病特异性生存期，该研究中突变型/野生型EGFR基因患者的5年OS在ⅠB期阶段为85.3%/69.3%(P=0.017)，ⅠB期的9年疾病特异性生存期为93.2%/77.5%(P=0.016)。Cox回归分析中，在ⅠB期EGFR基因突变是OS(HR=0.44)和疾病特异性生存期(HR=0.38)的有利预后因素[42]。总的来说，该研究认为存在EGFR基因突变的早期肺腺癌患者，有更长的5年、9年生存期，是一种保护因素。然而，在另一研究中，却认为EGFR基因突变会导致不良预后[43]。同时，一项纳入16项研究共3 337例患者的荟萃分析，认为EGFR基因突变对OS和DFS并无预测作用[44]。研究者们对于EGFR基因突变是否是一种预后的预测分子尚存在争议，因此有学者提出，EGFR基因突变亚型、肿瘤微环境等可能也影响了早期肺腺癌患者的预后[45]。

　　还有研究关注EGFR基因突变与转移、复发的关系，GALVEZ等[11]通过比较142例EGFR基因突变肺腺癌患者和140例EGFR野生型肺腺癌患者，发现EGFR基因突变虽然与DFS无相关性，但EGFR基因突变肺腺癌患者更加容易发生复发和转移。另有研究发现EGFR基因突变患者更容易发生脑转移，无突变患者更容易发生肾上腺转移，且外显子19 Del突变的肿瘤比L858R突变的肿瘤具有更强的表型和更差的预后[12]。

　　2.2ALK基因重排与预后关系受临床特征影响

　　ALK基因重排(ALK阳性)是否会影响早期肺腺癌患者的预后，目前讨论广泛。一项纳入309例ⅠA期肺腺癌患者的回顾性队列研究分析发现，ALK阳性患者相较于阴性，5年DFS明显更低，有更高的复发风险(HR=2.64)，且局部淋巴结转移风险明显更高[24]。CHAFT等[21]研究也指出，与EGFR基因突变相比，ALK阳性非小细胞肺癌DFS更差。PIETRANTONIO等[46]研究得到了相同的结果。然而，也有研究认为，ALK阳性与OS和DFS不存在相关性，甚至有研究认为ALK阳性为保护性因素[27]。争议的存在可能与ALK阳性患者临床特征相关。如一项纳入15项研究、涉及4 981例非小细胞肺癌患者的荟萃分析指出，在吸烟者中ALK阳性是保护因素，而非吸烟者中ALK阳性带来了相反的预后[47]。SIBON等[48]研究也认为，ALK基因的预后价值取决于患者年龄，同时，在众多研究中，纳入人种的不同，可能也反映了不同的预后状态。

　　2.3KRAS基因突变与预后关系存在争议

　　少数研究关于KRAS基因突变对于早期肺腺癌患者的预后影响存在争议。来自Princess Margaret肿瘤中心的一项包含214例非小细胞肺癌患者切除组织的研究中，184例Ⅰ~Ⅲ期患者发现体细胞突变，EGFR、TP53和KRAS等多种基因突变与较差的DFS相关(HR=2.56，P=0.003)，与OS无关;亚组分析结果显示KRAS基因突变也伴有较短的DFS(HR=2.52，P=0.016)，但无OS差异;但是，在Ⅰ期患者中，KRAS基因突变与预后无关[43]。另外一项纳入339例早期非小细胞肺癌患者的研究结果指出，单变量分析中，KRAS基因突变对于DFS和OS均无影响，但是腺癌人群中的单因素Cox回归分析显示，相较于KRAS基因突变阴性患者，化疗对KRAS基因突变阳性患者DFS有益(rHR=0.32)，多因素分析也显示相似结果[49]。CHAFT等[21]关于764例Ⅰ~Ⅲ期肺腺癌患者的研究发现，相较于ALK基因突变阳性患者，KRAS基因突变患者预后更好。上述小样本研究证据关于KRAS基因突变与预后的关联未达成一致，今后需要更多大样本、多中心的相关研究。

　　2.4TP53基因重排有更差的预后

　　既往研究中，TP53基因突变与包括非小细胞肺癌在内的各种癌症的不良预后相关[50]。在肺腺癌相关的各类研究中也佐证了这一观点。一项纳入214例非小细胞肺癌患者的研究中，对184例Ⅰ~Ⅲ期体细胞突变患者进行分析，TP53基因突变与较短的DFS(HR=2.21)和OS(HR=3.08)相关[43]。其他研究发现，不管肺腺癌处于早期还是晚期，TP53基因突变均会导致生存率下降[51，52]。另一项包含关于TP53基因突变的43项研究的荟萃分析得到的结论也认为，TP53基因重排与不良预后相关[53]。

　　目前尚缺乏对于ROS1基因重排与预后的研究，尤其是ROS1基因重排对于早期肺腺癌预后的预测。随着检测技术的提高以及对于ROS1基因更深的认识，今后会对ROS1基因在肺腺癌中的作用有更进一步的研究。

　　3针对基因突变相关治疗

　　手术治疗是早期肺腺癌患者首选治疗方式，针对基因突变，研究者也提出了术后的辅助化疗治疗可改善患者预后结局。针对EGFR基因突变及ALK、ROS1基因重排，目前已经有相对应的靶向治疗药物[54]。EGFR基因具有配体诱导的酪氨酸蛋白激酶活性，因此可被EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)阻断，EGFR基因突变代表了该腺癌对于EGFR-TKI具有强烈的敏感性，例如厄洛替尼、吉非替尼和阿法替尼等。类似的，针对ALK基因存在靶向的酪氨酸激酶抑制剂，目前常见的有克唑替尼、色瑞替尼和艾乐替尼等[55]。克唑替尼同样可用于ROS1基因重排患者，一项纳入50例存在ROS1基因重排的晚期非小细胞肺癌患者的研究中，客观缓解率为72%，其中3例为完全缓解，33例为部分缓解;中位缓解时间为17.6个月，中位DFS为19.2个月[56]。但是，针对基因的靶向治疗的安全性及有效性的证据更多集中在晚期肺腺癌患者的研究中，对于早期肺腺癌患者，靶向治疗作为辅助治疗是否会取得收益也是目前研究关注点。

　　众多研究结果显示，靶向治疗辅助治疗EGFR基因突变的早期肺腺癌患者使得患者有更好的预后。LU等[57]的系统评价和荟萃分析中，纳入6项随机对照研究和3项回顾性队列研究，共2 467例患者，48.62%的患者存在EGFR基因突变，所有接受TKI治疗的Ⅱ~ⅢA期肺腺癌患者DFS提高(HR=0.77)，进一步的亚组分析提示EGFR基因突变患者DFS受益(HR=0.49)且5年OS同样受益(HR=0.48)。在中国进行的一项多中心的Ⅲ期随机对照研究结果显示，在222例Ⅱ~ⅢA期EGFR基因突变的肺腺癌患者中，吉非替尼中位无病生存期为28.7个月，高于传统化疗方案的18.0个月，另外，具有更少的严重不良事件[58]，该研究发表在Lancet杂志。其他研究也得到了相同的结论，提示靶向治疗在EGFR基因突变的早期肺腺癌患者术后辅助治疗中疗效明显优于传统的治疗方案[59，60，61]。而关于靶向治疗，本文提到的其他基因突变的早期肺腺癌患者的相关研究目前尚缺乏。

　　然而，目前靶向治疗存在继发性耐药的难题，尤其是EGFR-TKI和ALK-酪氨酸激酶抑制剂(ALK-TKI)继发性耐药广泛出现[62]，其机制主要是继发性基因突变[7]、抗性克隆的生长或替代信号通路的激活[63]以及基因组的不稳定[64]等。因此，如何解决靶向治疗中存在的继发性耐药，是今后研究中的重点和热点。

　　目前尚没有针对TP53基因突变的靶向药物，有研究中提出通过干预TP53相互作用基因来达到靶向治疗效果，如SAXON等[51]提出对p52活性和/或下游递质的调节作为新的治疗靶点。

　　4其他分子生物标记与基因

　　随着科学家们对于肿瘤研究的成熟，逐渐意识到恶性肿瘤的发生、发展受到综合因素的影响，因此，在更加深入地研究基因的同时，结合其他生物小分子联合开展讨论，以期对于早期肺腺癌患者进行更加精准、精确的评估。TAKAKUWA等[64]创建了EGFR冲击评分，在对于肺腺癌的评估和管理当中，不仅基于单个热点突变(例如EGFR L858R)来评估驱动程序途径的激活，而是基于多重mRNA表达谱，来预测EGFR途径在肺癌细胞中的作用以及EGFR-TKI对恶性肿瘤的影响。LEONG等[65]对20例肺癌患者的单区域全基因组测序结果显示，肿瘤微环境的相似相互作用可能在肺癌转移后的突变中发挥作用。也有研究认为，7-lncRNA信号可预测非小细胞肺癌患者的OS，尤其是那些处于早期肿瘤阶段且携带野生型KRAS或EGFR的患者[66]。综上所述，其他生物小分子标志物在早期肺腺癌的发生、发展及阻断中可能起到了重要作用。

　　5展望

　　在肺腺癌早期的诊断和治疗中，关键驱动基因及抑癌基因有着重要作用。对于早期肺腺癌患者，针对其临床特征，特异性对相应基因进行测序，同时结合某些微小生物分子标志物的表达，可以综合评估、精准评估风险，进行个体化的治疗。但是，目前对于临床特征的总结，缺乏大样本研究，尤其是早期肺腺癌患者的大样本研究;而在对于预后的研究中，同样存在样本量不足的问题，且多为回顾性研究，随访时间不足;如何解决靶向治疗中继发性耐药问题更是今后研究的重点及热点。另外，在本综述纳入的早期肺癌相关研究中，大多数将早期肺癌定义为根治性肺癌术后的病理阶段ⅠA~ⅢA(pT1-3N0-2M0或T4N0-1M0)，即根据美国癌症联合委员会(AJCC)分期手册(第7版)[67]进行分类，而很少根据世界卫生组织(WHO)肺癌分类[68]基于预后因素将原位腺癌(AIS)、微浸润腺癌(MIA)以及部分附壁生长性腺癌(LAP)归为早期肺腺癌。因此，希望在将来的研究中，更加关注基于预后进行肺腺癌分类的研究。总之，人们对于早期肺腺癌关键基因突变的认识还需要在今后的研究中逐渐成熟，从而提高肺腺癌早期的筛查、更精准个体化的治疗、减少复发及转移、延长患者生存期和提高生存质量。

　　本文文献检索策略：

　　以"lung，pulmonary，adenocarcinoma，non-small cell，small cell，large cell，early，Ⅰ，Ⅱ，ⅢA，EGFR，ALK，ROS1，TP53，KRAS"为英文关键词检索PubMed、Web of Science、The Cochrane Library、Ovid-EMBase;以"肺腺癌、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、大细胞肺癌、早期、基因"为中文关键词检索中国知网、万方数据知识服务平台、维普网及中国生物医学文献服务系统。检索时间为建库至2021-05-31。纳入标准：已发表的文献;排除标准：无法获取全文或非同行评议期刊的文献。

　　利益冲突

　　本文无利益冲突。

　　参考文献 略