新一代测序技术在非小细胞肺癌诊断及治疗中
新一代测序技术在非小细胞肺癌诊断及治疗中的研究进展（一）
作者：Ying-QiangLu,Kai-HuaLu.
来源：Advancementsinnext-generationsequencingfordiagnosisandtreatmentofnon-small-celllungcancer.ChronicDiseasesandTranslationalMedicine,,3(1):1-7.
肺癌的死亡率往往很高，其原因很多。首先，小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC）通常在晚期才得到诊断，此时治疗效果已不如早期阶段有效。第二，即使肺癌在早期得到诊断，其治疗的成功率仍低于其他类型的癌症，如乳腺癌。第三，也是最重要的是有吸烟史的患者突变负担高于与年龄增长相关的癌症患者。第三个原因在肺癌的发病机制中起关键作用，因为随着体细胞基因突变累积，驱动基因数量也增加，从而影响肺癌的发生和进展。这导致在大多数癌症患者中用适合某特定突变的相应试剂确认一种靶向基因的可能性很小。临床上，可行的治疗方案仅限于具有某几个驱动基因的肿瘤患者。
但是，在活检组织中可早期诊断肺癌患者的基因改变，并且可以用新一代测序技术（NGS）鉴定具有靶向药物的驱动基因，这对患者非常有帮助。NGS可通过连续对驱动基因进行测序以找出患者体内新的基因突变，从而监测治疗效果和患者状况。
赋予NSCLC肿瘤细胞选择性优势的基因改变包括表皮生长因子受体（EGFR）突变，鼠类肉瘤病毒癌基因（KRAS）突变，间变性淋巴瘤激酶（ALK）重排，人类表皮生长因子受体-2（HER2）突变，v-raf鼠类肉瘤滤过性病毒致癌基因同源体B1（BRAF）突变，受体酪氨酸激酶重排，活性氧基团基因1（ROS1）重排，磷脂酞肌醇—3—激酶催化亚单位α基因（PIK3CA）突变和MET扩增，它们在瘤形成和肿瘤细胞的增殖中起关键作用。这些基因突变或扩增可用于预测特定药物的理想靶标。
福尔马林固定-石蜡包埋（FFPE）组织被认为是癌症诊断的黄金标准;然而，FFPE样本质量不合格的可能性以及样本的时间和空间异质性使得传统诊断方法的应用受到挑战。Lim等采用基于NGS的临床癌症基因测定法对晚期肺腺癌病例进行综合基因组分析（CGP）。收集51例先前通过常规方法检测为EGFR/KRAS/ALK阴性的肺腺癌患者的FFPE组织;通过杂交捕获对个癌症相关基因的个外显子以及在癌症中经常重排的19个基因的47个内含子进行CGP。他们发现58％通过EGFR/KRAS/ALK标准测试确定的野生型患者显示出可被CGP识别的基因组改变，表明靶向治疗可能为其带来益处。当NSCLC的标准分子检测为阴性时，CGP可用于判定是否进行靶向治疗。Hagemann等和Moskalev等进行了相关研究，也支持这一结论。近年的研究已经证明循环肿瘤DNA（ctDNA）和肿瘤组织中DNA之间具有非常相似的遗传特征，一致性为60-95％，充分说明了基于ctDNA的基因检测的重要性。
NGS是一种有用且高效的基因检测方法，使用较少的肿瘤材料，即可以提供比传统方法如Sanger和聚合酶链反应（PCR）更全面的信息，并且评估基因突变，包括来自关键样本和ctDNA的驱动基因。这有利于在治疗前识别可能对不同靶向药物敏感的患者，从而帮助医生设计合适的治疗方案。此外，测试结果可以在相对较短的时间内获得，用于指导肺癌的诊断和靶向治疗。Gao等评估了应用NextDaySeq-Lung面板（一种基于NGS的检测方法）在临床上对肺癌关键驱动基因进行突变分析的可行性。例非小细胞肺癌FFPE样本同时用于NGS、定量PCR（qPCR）和Sanger测序（Sanger）平台，用于检测EGFR、KRAS、PIK3CA和BRAF突变。研究对三个平台的测试结果进行了比较和分析。结果表明，与Sanger相比，NGS和qPCR测试显示出更高的灵敏度，而Sanger未能检测出突变率低于15％的变体。此外，NGS和qPCR测定显示出相似的分析灵敏度、特异性和高度一致性。NGS在提供关于等位基因序列和突变频率的准确信息以及检测非热点突变方面表现出比qPCR更进一步的优势。作者表明，NGS检测具有优于Sanger和qPCR测试的显著技术优势，并且具有作为临床分子诊断测试的良好潜力。
由于具有不同基因突变的患者中对相同靶向药物的反应显著不同，在设计治疗方案之前确定患者的基因型是非常重要的，可以避免无效治疗带来的高成本和副作用，或者基因测序结果出来后再对治疗方案进行修订。传统方法一次只能检测一个热点；NGS则具有高通量和测试时间短的特点，可以在短时间内同时对几个热点进行测序，显示出传统测序方法所不具备的优势。因此，NGS可降低成本，并带来有用的基因信息，以帮助临床医师进行肺癌的诊断。NGS方法可满足临床上对更好、更快、更高效分子病理学诊断方法的需求。
NGS是一种高通量技术，当检测材料的量对传统测试来说太少时，可从有限活检组织少量的DNA中获得准确的测序结果。组织样本通常是FFPE，从这些组织提取的DNA仍可用于基因测序;然而，FFPE处理过程中的许多因素如储存时间可能会破坏DNA完整性。另外，活检对于患者来说是一个痛苦的过程，并且在技术上对基于肿瘤位置进行操作的医生是具有挑战性的。另外，原发和继发肿瘤甚至是单一肿块内是存在异质性的，导致它们对针对同一靶点的治疗反应不同。通过NGS对多个部位进行取样，可部分克服肿瘤异质性的问题，并采取针对不同靶点的联合治疗。但是，长期通过连续活检监测治疗效果是不可行的。一个有望取代活检和肿瘤测序的方法是通过非侵入性血液抽取来进行ctDNA测序。这种非侵入性检测可以很容易地进行且可重复操作，同时，ctDNA可能可以反映传统组织活检所无法检测的所有异质基因突变谱。因此，ctDNA为NSCLC的诊断提供了新思路。此外，Velizheva等指出采用扩增子重排序面板可用非福尔马林细胞学标本进行肺腺癌的NGS检测，并且显示NGS可使细胞学涂片的结果等同并行的组织学或细胞块检测结果，可准确地检测出作为治疗靶点的体细胞突变和基因重排。
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