<EGFR基因>

越來越多的研究表明個體遺傳因素在這種預(yù)后差異中扮演了重要的角色。隨著分子遺傳學(xué)研究的不斷進展，人們嘗試識別導(dǎo)致NSCLC的關(guān)鍵基因突變。癌基因依賴這個概念應(yīng)運而生，而它的存在是“腫瘤的生存非常依賴于單一的癌基因表達”這一觀點的基礎(chǔ)。這些存在遺傳變異的癌基因能編碼調(diào)控細(xì)胞增殖和存活的信號蛋白。具體到NSCLC，其癌基因依賴特性已被證明，也因此誕生了各種特異性的分子靶向藥物。這些驅(qū)動基因包括EGFR、KRAS、HER2、PIK3CA、BRAF、MET等基因突變和ALK、ROS1和RET基因重排。EGFR是一種跨膜受體蛋白，與細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡等多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)。EGFR最常見的突變?yōu)橥怙@子19缺失和外顯子21 L858R點突變，二者均為EGFR-TKI的敏感性突變；而T790M突變和20外顯子插入突變與EGFR-TKI獲得性耐藥有關(guān)。罕見突變?nèi)缤怙@子18的G719X、外顯子20的S768I和外顯子21的L861Q對EGFR-TKI治療也具有敏感性。EGFR基因突變狀態(tài)是決定EGFR-TKI療效最重要的預(yù)測因子，因此，檢測EGFR基因的突變狀態(tài)是決定患者是否能夠應(yīng)用EGFR-TKI治療的先決條件。

<BRAF 基因>

BRAF是人類最重要的原癌基因之一,大約8%的人類腫瘤發(fā)生BRAF突變。BRAF絕大部分突變形式為BRAF V600E突變，主要發(fā)生于黑色素瘤、結(jié)腸癌和甲狀腺癌中。該突變導(dǎo)致下游MEK-ERK信號通路持續(xù)激活，對腫瘤的生長增殖和侵襲轉(zhuǎn)移至關(guān)重要，是抗黑色素瘤等V600E突變腫瘤的有效作用靶標(biāo)之一。2011年，首個BRAF V600E靶向抑制劑威羅菲尼被FDA批準(zhǔn)上市，用于治療BRAFV600E突變的晚期黑色素瘤患者，有效延長了患者無進展生存期及總生存期，取得了突破性的治療效果，也是典型的基于基因診斷選擇用藥的靶向治療藥物。但是耐藥性的出現(xiàn)使得藥物治療效果受到限制，其耐藥機制、新藥物開發(fā)以及預(yù)防或延緩耐藥的研究成為目前需要解決的關(guān)鍵問題。部分沒有KRAS基因突變的患者也會對EGFR靶向藥物產(chǎn)生耐藥性,研究證明這主要是由于KRAS下游的BRAF基因V600E突變造成的。BRAF基因突變在多種惡性腫瘤細(xì)胞中都有報道，除了結(jié)直腸癌外，BRAF在惡性黑色素瘤、肺癌、甲狀腺癌、肝癌及胰腺癌等均存在不同比例的突變。

<KRAS 基因>

RAS為原癌基因，其包括HRAS,KRAS和NRAS,是細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路中重要的“開關(guān)”。其中KRAS基因與人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系最為密切，且與抗腫瘤藥物療效相關(guān)。在肺癌患者中的突變率為5%-30%，在結(jié)直腸癌患者中為20%-50%。KRAS變異與吸煙史相關(guān),與KRAS野生型患者相比,突變攜帶者具有更短的生存時間,與患者的不良預(yù)后相關(guān)。KRAS蛋白是EGFR信號傳導(dǎo)通路中的一關(guān)鍵的下游調(diào)節(jié)因子。臨床研究顯示，具有KRAS突變的非小細(xì)胞肺癌患者對EGFR-TKI治療不敏感。最近的研究還發(fā)現(xiàn)KRAS基因突變使結(jié)直腸癌患者對西妥昔單抗的治療產(chǎn)生耐藥性。因此檢測KRAS基因的突變可作為EGFR靶向治療抗藥性的重要預(yù)測指標(biāo)。

美國國家癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)（NCCN）臨床指南中明確指出導(dǎo)致K-ras處于激活狀態(tài)的突變部位主要是位于外顯子2的密碼子12和13。K-ras基因突變會使肺癌患者吉非替尼（易瑞沙）、厄洛替尼（特羅凱）等EGFR-TKI類藥物產(chǎn)生耐藥；使結(jié)直腸癌患者對西妥昔單抗（愛必妥）、帕尼單抗（維克替比）等單抗類藥物產(chǎn)生耐藥。所以NCCN提示，肺癌患者在接受易瑞沙、特羅凱等靶向藥物治療之前，必須進行K-ras基因突變檢測；所有的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者在接受愛必妥、維克替比等單抗類藥物治療之前，必須進行K-ras基因突變檢測。

<NRAS 基因>

NRAS突變的患者對以西妥昔單抗為主的EGFR單抗藥物敏感性顯著降低。2013年CSCO年會中3項大型臨床研究指出，臨床工作者在聯(lián)合化療使用抗EGFR單抗(帕尼單抗/西妥昔單抗)治療mCRC患者前，需要了解患者更多更詳細(xì)的基因背景，不僅僅是檢測KRAS基因的突變熱點第2外顯子，還要檢測其他外顯子和NRAS基因。經(jīng)過這樣更精細(xì)檢測和挑選的患者，才是抗EGFR單抗聯(lián)合化療的最大獲益人群。2013年12月30日，默克雪蘭諾聯(lián)合歐洲藥品管理局（EMA）與英國藥品管理當(dāng)局（MHRA）向醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)人士發(fā)布通告，稱對西妥昔單抗（愛必妥）的治療適應(yīng)癥進行了更新，提示了在使用西妥昔單抗進行治療之前明確野生型RAS狀態(tài)的重要性。

<PIK3CA 基因>

PIK3CA基因是參與細(xì)胞增殖的重要信號傳遞者。細(xì)胞表面存在眾多信號接收器（受體分子），信號接收器接收到信號以后，會傳遞給細(xì)胞內(nèi)的信號傳遞者，一個個依次傳遞下去，形成一條信號通路，通過信號通路來指導(dǎo)細(xì)胞的各種生理活動，如生長、分裂、死亡等。PIK3CA基因在EGFR、HER2信號通路中擔(dān)任細(xì)胞內(nèi)部的一個信號傳遞者。如果PIK3CA基因發(fā)生突變，導(dǎo)致PI3K信號途徑在不同水平發(fā)生調(diào)控異常，最終無限制地促進細(xì)胞生長和繁殖，并抑制細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。目前已發(fā)現(xiàn)在多種癌癥中（如非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌等）存在PIK3CA基因突變。PIK3CA基因突變導(dǎo)致PI3K/Akt信號通路持續(xù)性活化，PI3K作為EGFR下游信號分子被激活，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對EGFR-TKIs、曲妥珠單抗等藥物耐藥。結(jié)腸直癌中PIK3CA 20號exon突變與西妥昔單抗療效有關(guān)，PIK3CA突變對西妥昔單抗或帕尼單抗療效差，可能預(yù)后不好。

<HER2 基因>

HER2基因也稱原癌基因人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2)，即c-erbB-2基因，定位于染色體17q12-21.32上，編碼相對分子質(zhì)量為185000的跨膜受體樣蛋白，具有酪氨酸激酶活性。該蛋白由胞外的配體結(jié)合區(qū)、單鏈跨膜區(qū)及胞內(nèi)的蛋白酪氨酸激酶區(qū)三部分組成，HER2蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要有Ras/Raf/分裂素活化蛋白激酶(MAPK)途徑，磷脂酰肌醇3羥基激酶(P13K)/Akt途徑，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活(STAT)途徑和PLC通路等。

當(dāng)癌細(xì)胞內(nèi)的HER-2基因擴增/高度表達時，細(xì)胞膜上會產(chǎn)生過多的HER-2蛋白，刺激癌細(xì)胞的瘋狂增長，增加癌細(xì)胞的侵襲性。因此HER-2陽性乳腺癌患者的病情較為兇險，較容易出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，生存期較短，臨床上醫(yī)生稱之為預(yù)后差，大約20%~30%的乳腺癌患者和22%的胃癌患者的腫瘤屬于HER-2陽性。所有治療決策均應(yīng)在獲知HER-2狀態(tài)后做出。

<PDGFRa 和 c-KIT 基因>

索拉非尼是一種靶向RAF激酶、血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)、血小板衍生生長因子受體(PDGFR)和其他酪氨酸激酶的多激酶抑制劑,具有雙重抗腫瘤作用:(1)阻斷RAF/MEK/ERK信號通路,直接抑制腫瘤細(xì)胞增殖;(2)作用于VEGFR和PDGFR來抑制新生血管的形成和切斷腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng),從而遏制腫瘤生長。

PDGFRa和c-KIT基因突變是索拉非尼療效預(yù)測的重要靶點，同時其也是舒尼替尼、阿西替尼相關(guān)血管靶向抑制劑敏感性位點。研究顯示KIT突變多數(shù)位于由KIT外顯子11編碼的近膜區(qū)域，還有一些位于由外顯子9編碼的細(xì)胞外區(qū)域。此外,還有一些比較罕見的突變位于酪氨酸激酶區(qū)域(外顯子13和外顯子17)。

PDGFRa突變多數(shù)影響酪氨酸激酶區(qū)域2中的外顯子18，還有很少一部分位于外顯子12(近膜區(qū)域)及外顯子14(酪氨酸激酶區(qū))。在胃腸間質(zhì)瘤（GIST）—伊馬替尼、肝癌-索拉非尼等相關(guān)腫瘤治療中KIT及PDGFRa激活突變檢測可作為重要的療效預(yù)測因素。

<AKT 基因>

AKT基因編碼蛋白激酶B（PKB），后者是與細(xì)胞生長、存活、增殖及血管生成相關(guān)的蛋白激酶。AKT是PI3K通路下游的調(diào)節(jié)因子，可因人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）的失活和PIK3CA的突變或擴增被激活，從而促進細(xì)胞過度增殖。AKT的突變以E17K為主（占88%），肺鱗癌患者中約有5.6%-7.1%攜帶E17K突變。

<ALK 基因>

間變性淋巴瘤激酶（ALK）基因重排是ALK和各伙伴基因之間的融合，包括棘皮動物微管結(jié)合蛋白4（EML4）。ALK融合已在非小細(xì)胞肺癌患者的一個亞組中識別出來，代表一個獨特的非小細(xì)胞肺癌患者亞組，ALK抑制劑對其可能是一種非常有效的治療策略?？诉蛱婺帷⑸鹛婺岷桶⒗滋婺崾荈DA批準(zhǔn)的用于治療具有ALK基因重排（即ALK陽性）的轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者的口服ALK抑制劑。

ALK非小細(xì)胞肺癌最常出現(xiàn)在一個獨特的非小細(xì)胞肺癌患者亞組中，同時具有許多臨床特征的非小細(xì)胞肺癌患者可能存在EGFR突變。然而，大多數(shù)情況下，ALK重排和EGFR突變是互相排斥的。

《2016非小細(xì)胞肺癌靶向藥物治療相關(guān)基因檢測的規(guī)范建議》：

自首次發(fā)現(xiàn)NSCLC中存在染色體2P的倒位，造成棘皮動物微管相關(guān)類蛋白4（EML4）的N端與ALK的激酶區(qū)融合產(chǎn)生一個融合基因之后，截至目前，在NSCLC中已確定了至少26種具有功能活性的ALK融合變異體類型；其中EML4基因與ALK的融合（EML4－ALK）為最常見的類型。ALK融合基因主要出現(xiàn)在不吸煙或少吸煙的肺腺癌患者中，其陽性檢出率僅約為5％。但EML4－ALK融合基因通常與EGFR基因突變不同時存在于同一患者，在EGFR和KRAS均為野生型的肺腺癌中可出現(xiàn)明顯的富集現(xiàn)象。多項臨床研究證實，ALK抑制劑能使ALK融合基因陽性的NSCLC患者顯著獲益，可用于ALK陽性的晚期或局部轉(zhuǎn)移的NSCLC患者的治療。

<ROS1 基因>

ROS1融合是繼EGFR突變、ALK融合之后又一明確的非小細(xì)胞肺癌的驅(qū)動基因，陽性發(fā)生率約1-2%。

盡管ROS1是一個獨特的受體酪氨酸激酶，但是ROS1與ALK具有高度的同源性（在激酶結(jié)構(gòu)域中約50%，在ATP結(jié)合位點中約75%）。ROS1陽性的非小細(xì)胞肺癌患者大多數(shù)對第一代ALK抑制劑克唑替尼應(yīng)答；然而，某些其他ALK抑制劑如阿雷替尼對ROS1陽性的非小細(xì)胞肺癌似乎無效。1%–2%的非小細(xì)胞肺癌患者存在ROS1基因重排。

ROS1的基因重排被認(rèn)為是另外一種不同的NSCLC（非小細(xì)胞肺癌）分子亞群，被視為NSCLC另一重要的致癌基因，其發(fā)生率約為1％～3％，并且常與其他重要基因改變無重疊。

ROS1融合基因與ALK融合基因的臨床特征非常相似，提示這兩種突變亞型可能有著共同的致病機制。作為ALK抑制劑的靶向藥物對于晚期ROS1突變的NSCLC患者同樣具有顯著的抗腫瘤活性。

<MET 基因>

c-MET為一種表達于上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體酪氨酸激酶，可被其配體肝細(xì)胞生長因子(HGF)激活，在腫瘤細(xì)胞的生長、增殖、侵襲及抑制細(xì)胞凋亡方面發(fā)揮重要作用。c-MET基因的突變及擴增、蛋白質(zhì)水平的表達均提示與NSCLC的預(yù)后相關(guān)，且c-MET的擴增亦可導(dǎo)致腫瘤對EGFR-TKI產(chǎn)生耐藥性。MET也稱c-Met或肝細(xì)胞生長因子（Hepatocyte Growth Factor，HFG）酪氨酸激酶受體，是由c-MET原癌基因編碼的蛋白產(chǎn)物，c-MET基因在胚胎期和成人期均有表達。C-MET的配體是肝細(xì)胞生長因子（HGF），是由間質(zhì)細(xì)胞分泌，HGF和c-MET的結(jié)合能夠促進細(xì)胞的增殖、遷移、分化和形態(tài)改變。HGF/c-MET信號通路受到復(fù)雜的、高度的調(diào)節(jié)，在細(xì)胞增殖、分化和運動扮演重要作用。c-MET基因突變、MET和HGF過表達都可導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌的EGFR-TKI的耐藥。目前已經(jīng)證實MET基因14號外顯子突變可以作為c-Met抑制劑治療靶點。

<RET 基因>

RET（Receptor of tyrosinekinase）蛋白由RET原癌基因編碼，是一種酪氨酸激酶識別受體，它在惡性腫瘤形成過程中起著重要作用。RET基因發(fā)生重排后其編碼的酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)可發(fā)生持續(xù)的激活，通過下游信號的傳導(dǎo)使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。RET基因融合在幾類甲狀腺惡性腫瘤里很常見，目前有兩種針對RET融合突變的靶向藥物，分別是凡德他尼和卡博替尼（XL184），這兩種藥物都獲批用于治療進展期甲狀腺髓樣癌（MTC）。在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）及肝癌中，發(fā)生RET融合變異的患者，在使用凡德他尼、克唑替尼以及相關(guān)EGFR酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKIs）藥物時均可一定獲益。

<PD-1&PD-L1>

腫瘤免疫治療的理論基礎(chǔ)是免疫系統(tǒng)具有識別腫瘤相關(guān)抗原、調(diào)控機體攻擊腫瘤細(xì)胞的能力。科學(xué)家提出了腫瘤-免疫循環(huán)的概念來解釋腫瘤抗原啟動免疫反應(yīng)的過程（圖1）。

第一步：在生長形成腫瘤組織的過程中釋放抗原并被樹突細(xì)胞識別，這種免疫原性信號可能是由癌癥細(xì)胞死亡釋放的包括促炎細(xì)胞因子在內(nèi)的物質(zhì)釋放；

第二步：樹突細(xì)胞將捕獲癌癥抗原遞呈給T細(xì)胞，激活T細(xì)胞；

第三步：啟動效應(yīng)T細(xì)胞抗癌癥特異抗原的反應(yīng)；

第四步：激活的效應(yīng)T細(xì)胞隨血液循環(huán)至腫瘤組織；

第五步：并在腫瘤組織中浸潤；

第六步：特異性地識別；

第七步：并殺死腫瘤細(xì)胞，這些死掉的腫瘤細(xì)胞又釋放了癌癥細(xì)胞抗原，增加免疫反應(yīng)的強度。

傳統(tǒng)的手術(shù)或癌癥藥物是直接針對腫瘤細(xì)胞；而免疫療法是針對人體免疫系統(tǒng)，增強免疫效應(yīng)來殺滅腫瘤細(xì)胞，從而治療癌癥。

PD-1是廣泛存在并有T細(xì)胞調(diào)控作用的CD28/CTLA-4家族成員之一。它包括有酪氨酸為基礎(chǔ)的抑制性motif免疫受體（ITIM），并在外周性免疫耐受機制和自身免疫性疾病中起著重要的作用。在反應(yīng)性淋巴組織增生性病變組織中它在生發(fā)中心亮區(qū)中相關(guān)性T淋巴細(xì)胞上表達，這種表達模式表明PD-1在生發(fā)中心細(xì)胞克隆選擇中起著一定的作用。對外部和自身性抗原的免疫應(yīng)答通常要求應(yīng)答要有特殊性，能夠清除病原體和腫瘤細(xì)胞，又得有自限性以維持免疫耐受。感應(yīng)和維持T淋巴細(xì)胞的免疫耐受是通過PD-1及其存在于非造血細(xì)胞中的配體（PD-L1）來限制T淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答效應(yīng)并在免疫介導(dǎo)的組織損害性疾病中起保護組織作用。但是這種PD-1：PDL通路也會受到病原微生物和腫瘤的侵占，使機體免疫力下降，造成炎癥遷延不愈或使腫瘤細(xì)胞避開機體免疫監(jiān)視而造成腫瘤在體內(nèi)存活。

PD-L1(B7-H1)屬于B7家族，具有IgV和IgC樣區(qū)、跨膜區(qū)及胞漿區(qū)尾部，PD-L1與其T細(xì)胞上的受體PD-1相互作用，在免疫應(yīng)答的負(fù)性調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用；該分子具有廣泛的組織表達譜，在一些腫瘤細(xì)胞系上有較高的表達，許多研究均表明其與腫瘤的免疲逃逸機制相關(guān)。腫瘤部位的微環(huán)境可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上的PD-L1的表達，且表達廣泛，表達的PD-L1有利于腫瘤的發(fā)生和生長，誘導(dǎo)抗腫瘤T細(xì)胞的凋亡。在許多人類腫瘤組織中均可檢測到PD-L1蛋白的表達，且許多癌組織較正常組織中的PD-L1表達水平明顯上調(diào)。應(yīng)用免疫組化學(xué)方法，已先后在乳腺癌、肺癌、胃癌、腸癌、食管癌、卵巢癌、宮頸癌、腎癌、膀胱癌、胰腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、黑色素瘤等人類腫瘤組織中檢測到PD-L1蛋白的表達，且PD-L1的表達水平和患者的臨床及預(yù)后緊密相關(guān)。

目前，PD-1和PD-L1免疫抑制劑能有效抑制局部腫瘤生長，臨床數(shù)據(jù)表明，PD-L1蛋白高表達的腫瘤患者對PD-1和PD-L1免疫抑制劑有較好的應(yīng)答。

美國臨床腫瘤學(xué)會大會中公布的關(guān)于PD-1抑制劑用于肺癌一線治療的臨床試驗Checkmate-012的初步數(shù)據(jù)中，PD-1抑制劑一線聯(lián)合治療PD-L1強陽性患者有效率高達92%。故建議患者使用PD-1和PD-L1免疫抑制劑前，先進行PD-L1蛋白表達檢測。

2017版NCCN指南中首次將免疫檢查點抑制劑PD-1單抗Pembrolizumab和Nivolumab推薦單獨用于具有dMMR/MSI-H分子表型的，12個月內(nèi)進行FOLFOX或CAPOX治療的，不可切除的mCRC的轉(zhuǎn)化治療或者輔助治療。

2017版非小細(xì)胞肺癌NCCN指南中增加了ROS1基因的融合檢測及PD-L1的表達檢測，新版指南顯示，化療失敗后患者可直接選用PD-1單抗nivolumab或Pembrolizumab外，EGFR/ALK/ROS1靶向治療失敗后的患者在選用PD-1單抗時要求腫瘤PD-L1高表達（≥50%），增加了藥物適用人群的篩選。

臨床研究表明在NSCLC中,PD-L1表達陽性的患者藥效更好。

目前FDA批準(zhǔn)的針對PD-1/PD-L1進行免疫治療的藥物有:Nivolumab、Pembrolizumab,這兩個藥物都是PD-1抑制劑,可以結(jié)合至PD-1受體和阻斷它與PD-L1和PD-L2相互作用,釋放PD-1通路-介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的抑制作用,包括抗-腫瘤免疫反應(yīng)。

現(xiàn)已獲得FDA批準(zhǔn)可用于免疫治療的癌癥見表1。另外,FDA已經(jīng)授予Atezolizumab(一類PD-L1抑制劑)突破性藥物資格,用于治療PD-L1陽性轉(zhuǎn)移性膀胱癌及表達有PD-L1且基于鉑類藥物化療及TKI類藥物靶向治療后進展的NSCLC患者。