腫瘤（包括癌癥及其他惡性腫瘤）的本質(zhì)是細(xì)胞惡性增殖，發(fā)病原因包括遺傳、病毒體感染以及外界環(huán)境刺激等。父本或母本遺傳，或病毒以及外界刺激誘導(dǎo)自身基因突變，都可能激活原癌基因或使抑癌基因失活，形成腫瘤，通過多次變異、選擇和擴(kuò)增，腫瘤細(xì)胞會從早期良性腫物演化為癌癥。

基于中心法則，DNA 突變會影響對應(yīng)編碼蛋白的結(jié)構(gòu)或功能，從而影響機(jī)體。

DNA突變的4種常見類型中，點(diǎn)突變（point mutation）或者稱核苷酸置換（subtitution）是腫瘤突變中最為常見的形式。

2.3 腫瘤相關(guān)基因的分類

從作用上分為兩類：

● 原癌基因（proto-oncogene）：原癌基因促進(jìn)細(xì)胞生長和激活細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞凋亡，例如 HER2 基因；

●抑癌基因（tumor suppressor genes）：負(fù)向調(diào)控細(xì)胞生長和細(xì)胞周期、促進(jìn)細(xì)胞凋亡，執(zhí)行 DNA 損傷修復(fù)，例如 BRCA 基因和 p53 基因。

2.4 與腫瘤相關(guān)的突變的分類

從突變來源分為兩類：

●體細(xì)胞（somatic）或獲得性（acquired） 突變：發(fā)生在出生后（或至少在受孕后）。它們僅存在于腫瘤細(xì)胞中，而不存在于身體的其他細(xì)胞中。發(fā)育早期發(fā)生的體細(xì)胞突變可能會影響更多細(xì)胞（鑲嵌現(xiàn)象）。體細(xì)胞突變也通常被稱為驅(qū)動突變，當(dāng)檢測到已開發(fā)靶向治療的體細(xì)胞突變時(shí)，它被稱為可操作突變（actionable mutation）。近年來，已經(jīng)開發(fā)出許多針對這些突變的藥物，以控制癌癥的生長。

● 胚系（germline）或遺傳性（hereditary）突變：從父母處遺傳的突變，并在受孕時(shí)出現(xiàn)。有時(shí)在受孕時(shí)會發(fā)生突變（散發(fā)性突變），因此它不是從母親或父親那里遺傳的，而是可以遺傳給后代的。胚系突變可能是顯性的（dominant）或隱性的（recessive）；此外，胚系突變的外顯率（penetrance）——攜帶特定基因變異的人未來出現(xiàn)基因型對應(yīng)表型的比例也各不相同。

2.5 腫瘤基因突變的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了以下階段

2.5.1 針對特定腫瘤的基因鑒定

2.5.2 候選腫瘤基因突變譜分析

隨著對腫瘤研究以及腫瘤基因序列的更多了解，科研和臨床工作者發(fā)現(xiàn)同一基因在不同位點(diǎn) （即基因序列上的位置）存在突變，并由此帶來對機(jī)體表征及治療截然不同的影響。對于基因突變圖譜中，較受關(guān)注的概念以及后來衍生成為標(biāo)記物的是腫瘤突變負(fù)荷（TMB， tumor mutation burden），即腫瘤基因的突變密度，具體指腫瘤組織中每 M 體細(xì)胞堿基中非同 義突變（包括點(diǎn)突變和插入 / 缺失突變）的總數(shù)；一般來說，腫瘤細(xì)胞中包含的基因突變越多， TMB 越高，腫瘤對免疫療法的反應(yīng)越好。對于大多數(shù)腫瘤，PD-1 抑制劑治療的有效性幾乎與  TMB 呈線性關(guān)系；對于某些藥物（如 Opdivo），相比 PD-L1 水平，選擇 TMB 作為預(yù)測 NSCLC  治療療效的生物標(biāo)志物可以更好地區(qū)分有益人群（PMID: 32676325）。

2.5.3 基因家族突變分析

基因家族，是源于同一祖先，由單個(gè)原始基因復(fù)制而成的若干相似基因的集合，通常具有相似的結(jié)構(gòu)和功能，編碼相似的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。同一家族基因有時(shí)排列在一起形成基因簇，有時(shí)存在不同染色體不同位置，具有不同的表達(dá)調(diào)控模式。大量植物由于全基因組復(fù)制存在基因家族。

2.5.4 針對特定基因的泛癌種分子檢測

腫瘤靶點(diǎn)的研究，從單個(gè)基因、不同基因位點(diǎn)的突變譜、發(fā)展到多個(gè)基因家族。隨著高通量測序大數(shù)據(jù)、分子遺傳及病理等跨學(xué)科合作帶來新的啟示，除了按發(fā)病部位對進(jìn)行腫瘤分類診療， 以腫瘤相關(guān)的基因?yàn)樾碌脑\療維度帶來新的認(rèn)知，特別是靶向藥。

甲基化是研究最深入的表觀遺傳的一種。表觀遺傳（Epigenetic）是指 DNA 序列不發(fā)生改變的情況下，發(fā)生可遺傳的基因表達(dá)的變化。即控制基因表達(dá)的表觀遺傳獨(dú)立于 DNA 序列將信息傳遞給下一代細(xì)胞。這種模式有時(shí)會引 起胎兒發(fā)育異常以及成人正常衰老過程異常，增加兒童癌癥和成人常見癌癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)表觀遺傳還促進(jìn)人類腫瘤細(xì)胞的克隆進(jìn)化，促進(jìn)腫瘤發(fā)展。

● 啟動子區(qū)域內(nèi)高甲基化（Hypermethylation）使得某些腫瘤抑制基因失活；

● 低甲基化（Hypomethylation）導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定性，也促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化；

● 啟動子 CpG 的高甲基化可以作為生物標(biāo)志物；

● 與基因改變不同，DNA 甲基化是可逆的，這為治療提供可能的路徑。

低甲基化（Hypomethylation），即 CpG 雙核苷酸的 DNA 甲基化缺失或不足，是在腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)表觀遺傳異常。

3.4 高甲基化、基因沉默與腫瘤

高甲基化（Hypermethylation），也翻譯稱超甲基化，顧名思義即甲基化水平高于正常水平。在癌癥中，整體上低甲基化的情況偏多，但某些基因會由于調(diào)節(jié)區(qū)域中 CGI 的高甲基化而失活（PMID：20920744）。高甲基化和腫瘤之間的聯(lián)系是通過視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤腫瘤抑制基因 （RB1）  建立的。

3.5 主要的甲基化檢測技術(shù)