早期肺腺癌中關鍵驅動基因及抑癌基因的研究進展

楊榮，廖曉陽，雷弋，原萌藝

肺癌的發病率和致死率在全球惡性腫瘤中占首位，其中腺癌作為肺癌最主要的病理類型，占所有肺癌的80%～85%［1］，造成了極大的疾病負擔。我國是肺癌高發國家，僅2015年新發肺癌78.7萬例，因肺癌死亡63.1萬例，均占2015年惡性腫瘤新發及死亡首位［2］。肺腺癌患者預后相對較差，但有研究發現，在TNM（腫瘤-淋巴結-轉移）分期為ⅠA期臨床疾病患者中，其5年生存率約為60%［3-4］。而傳統的診斷工具（包括影像學、痰細胞學、腫瘤標志物等），由于敏感性不夠，診斷條件有限，75%的患者在診斷時即處于肺癌晚期［4］。盡管近年來診斷技術不斷提高，仍只有10%～15%的新病例在其臨床早期階段被診斷出來［5］。除診斷技術的條件限制不能早期篩查外，肺腺癌治療手段有限，5年生存率僅為30%～60%，而復發和轉移是導致其死亡的主要因素［6］。因此，肺腺癌的早期預后評估，個體化治療以減少轉移、復發及延長生存期顯得尤為重要。隨著人們認識到肺癌不是突然的轉變，而是遺傳和遺傳表觀學逐漸變化的結果，對于肺腺癌相關基因，即驅動基因和抑癌基因的研究取得了一定的進展［7］。美國國家綜合癌癥網絡指南建議測試一組基因，其中包括表皮生長因子（epidermal growth factor receptor，EGFR）基因突變、間變性淋巴瘤激酶（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）突變，這些生物標志物也被認為是目前必須檢測的基因［7］。編碼抑癌蛋白P53的抑癌基因TP53是人類癌癥中最常見的突變基因，與50%以上的腫瘤病例相關［8］，亦是目前肺腺癌相關基因的研究熱點。以上五個基因是肺腺癌常用且必須檢測的基因，在早期肺腺癌中其是否有同樣的重要性，本研究對以上五個基因在早期肺腺癌中的臨床特征、預后、治療及相關研究進展進行綜述，以提高全科醫生對肺腺癌關鍵基因的了解并注意在早期肺腺癌患者中進行關鍵基因測序。

本文要點提示：

本文系統探討肺癌關鍵驅動基因〔表皮生長因子（EGFR）、間變性淋巴瘤激酶（ALK）、c-ros原癌基因1絡氨酸激酶（ROS1）、Kirsten大鼠肉瘤病毒基因同源物（KRAS）〕和抑癌基因（TP53）在早期肺腺癌中的臨床特征、預后、治療及相關研究進展，以期為肺腺癌早期發現、治療及管理提供臨床及研究參考。肺癌關鍵基因在早期肺腺癌中的臨床特征及預后研究尚在起始階段，目前的研究發現關鍵基因突變在早期肺腺癌患者中存在不同的臨床特征，且患者預后也受到了基因突變及臨床特征影響，提示今后可以通過大樣本、前瞻性、長隨訪時間研究來建立基于基因突變的早期肺腺癌預后評估及個體化管理模型。肺腺癌研究中，針對關鍵基因突變的靶向治療取得了一定的成果，不足的是研究對象多為晚期肺腺癌患者。少數小樣本研究發現，EGFR-TKI可作為早期肺腺癌患者的術后輔助治療，且治療效果優于傳統化療，但其他關鍵基因突變靶向治療早期肺腺癌患者的有效性及安全性的研究尚缺乏。另外，一些生物小分子標志物在早期肺腺癌的發生、發展及阻斷中也起到了一定作用，關鍵基因和生物標志物的聯合研究有利于更加精準評估早期肺腺癌患者的治療及預后。

1 基因特點及臨床特征

EGFR、ALK、ROS1、KRAS基因為肺癌驅動基因，而TP53為抑癌基因，本文通過查閱國內外文獻后，綜述現存最新研究中這些關鍵基因在早期肺腺癌中的流行病學及臨床特征，為今后的科學研究及臨床工作提供參考依據。

1.1 EGFR基因 EGFR基因突變是肺腺癌常見的驅動基因，其編碼的EGFR是一種跨膜糖蛋白，與生長因子結合后共同激活信號轉導通路調節細胞生長、分化和增殖［9］。EGFR基因表達失調可導致人類細胞發生惡性變，出現包括肺腺癌在內的各類惡性腫瘤［10］。其首次于2004年被描述，PIONEER研究則發現在亞洲所有新診斷的未經治療的ⅢB/Ⅳ期肺腺癌患者中，高達51%的帶有EGFR基因突變［11］。日本最新一項納入13 951例非鱗狀非小細胞肺癌患者的研究顯示，愿意接受EGFR基因突變測試的5 780例患者中發現2 140例（約41.7%）患者存在EGFR基因突變，該研究顯示，EGFR基因突變率在早期和晚期似乎沒有太大區別［12］，這與2018年的一項研究得到了相同的結論［13］。EGFR基因突變與肺癌性質、性別、年齡、是否吸煙有關，更多的發生于腺癌、女性、≥62歲和非吸煙的患者中［14-15］，在JIA等［16］的研究中也得到了女性和非吸煙的腺癌患者更容易出現EGFR基因突變的結論，我國梁宇等［17］的研究中也發現EGFR基因突變與年齡呈正相關。然而上述結論并未將早期肺腺癌EGFR基因突變患者進行臨床特征的總結。2018年Thoracic cancer上發表的一項納入1 699例肺腺癌患者的研究中，有750例肺腺癌患者處于早期階段，949例處于晚期階段，兩個階段的患者在性別、年齡上并無統計學差異，而早期EGFR基因突變患者吸煙者比例更高［13］。也有研究揭示了EGFR基因突變具有更強的家族史，且更容易在亞洲人中發生［18］，但并未進行分期亞組分析。早期肺腺癌患者的EGFR基因突變率與晚期一致，在早期肺腺癌患者中進行EGFR基因測序同等重要。目前對早期肺腺癌患者的臨床特征總結較少，僅發現女性、年長者、非吸煙者可能較其他早期肺腺癌患者更容易發生EGFR基因突變。

1.2 ALK及ROS1基因 ALK基因是腺癌重要的驅動基因之一，通常以EML4-ALK融合基因突變形式呈現［19］，2007年SODA等［20］對EML4-ALK融合基因進行了首次詳盡的描述，該基因代表了非小細胞肺癌中最新的分子靶標之一。EML4和ALK兩個基因分別位于人類2號染色體的p21和p23帶，兩個基因片段的倒位融合能夠使得組織表達新的融合蛋白EML4-ALK，其在體內、體外均有致癌活性［21］。相較于EGFR基因突變，在早期可切除肺腺癌的亞洲患者中，ALK基因重排在肺癌中相對罕見，僅1.0%～7.4%的患者檢出ALK基因重排［22-24］。2015年ZHAO等［25］發表的Meta分析中，共納入27個研究，涉及6 950例非小細胞肺癌患者，其中有472例患者發現ALK基因重排，檢出率為6.9%。但該研究未對早期突變率，尤其是亞洲肺腺癌患者早期突變率進行描述。

在一項納入735例Ⅰ～Ⅲ期非小細胞肺癌的研究中，發現腺癌、女性、較年輕和從不吸煙的患者的ALK基因重排發生率明顯更高［26］。CHEN等［14］的研究也說明，在不吸煙的肺腺癌患者中，ALK基因重排發生率更高。這可能是由于腺癌主要發生在女性患者，女性患者不吸煙者多，從而導致這個結果［25］。年齡方面，目前研究均得到一致結論，ALK基因重排發生在相對更年輕的患者中［17，27］。同時，有研究認為ALK基因重排在非亞裔人種中發生更頻繁［25，28］。因ALK基因重排發生相對罕見，更多的臨床特征需要在將來研究中進一步描述。

ROS1基因是一種原癌基因，編碼來自胰島素受體家族的一個孤兒受體酪氨酸激酶，該激酶與ALK和白細胞受體酪氨酸激酶有關。ROS1基因的染色體重排導致包含酪氨酸激酶結構域的ROS1的一部分與幾種伴侶蛋白之一融合，產生的ROS1融合激酶被組成性激活，通過觸發驅動細胞生長和生存信號通路，導致惡性腫瘤的發生［29］。ROS1基因在1%～2%的非小細胞肺癌患者中表達，相對少見，每年仍有1.0萬～1.5萬非小細胞肺癌出現ROS1基因重排［30］。有研究認為，ROS1基因重排更常見于年輕、女性和/或從不吸煙的患者［31］，但由于ROS1基因重排發生率偏低，目前更多的研究，尤其是大樣本、早期腺癌的研究中ROS1重排患者臨床特征情況缺失。

1.3 KRAS基因 KRAS基因屬于大鼠肉瘤病毒（ras）基因家族，其ras基因編碼4個高度相關的蛋白同種型HRAS、KRAS4a、KRAS4b和 NRAS［32］，1970年末和 1980年初的研究表明，ras基因是人類腫瘤發病的主要驅動基因之一，廣泛存在于各類實體和血液腫瘤中［33］。KRAS基因突變是肺腺癌最常見的基因突變之一，El OSTA等［34］的多中心研究發現，在1 655例肺腺癌患者中，27%的患者存在KRAS基因突變，其中58%為女性，超過90%的患者為白人且為吸煙者。另一項納入4個癌癥數據庫約包含140萬例樣本的研究中，肺癌中KRAS基因突變率約為21%，但并未報告肺腺癌的突變率［35］。2016年一項包含6 832例非小細胞肺癌的大樣本研究顯示，KRAS基因突變率高達32%［36］。上述大樣本研究均包含晚期肺腺癌患者，CHOI等［37］對164例Ⅰ～ⅢA期肺腺癌患者基因測序發現，11例患者出現KRAS基因突變，占比6.7%，突變率遠小于上述研究，在這些患者中，更多為男性、吸煙者、影像學檢查為實性病變及浸潤性黏液腺癌；KNEUERTZ等［38］對324例Ⅰ～Ⅱ期早期肺腺癌患者的基因測序顯示，KRAS基因突變率達38.1%，這與QIAN等［39］的小樣本研究結果類似，KRAS基因突變率均高于上述研究。早期肺腺癌患者KRAS基因突變率需要更大樣本的研究證實，且同時缺乏大樣本的臨床特征研究。

1.4 TP53基因 TP53基因是細胞周期相關基因，該基因通過調控細胞周期相關蛋白合成，從而在細胞增殖、凋亡中發揮重要作用。TP53基因突變可以促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，破壞正常組織的生理結構，增強腫瘤細胞的代謝［40］。TP53基因突變頻率與肺癌病理類型相關，肺鱗狀細胞癌突變率為81%［41］，肺腺癌中，46%的患者具有TP53基因的體細胞突變［41］，而在小細胞腺癌中，該突變頻率可高達90%［8］。與EGFR、ROS1和ALK基因突變不同的是，TP53基因突變更常見于吸煙患者。但遺憾的是，盡管TP53基因突變廣泛發生于肺腺癌中，通過對國內外文獻檢索，并沒有發現關于TP53基因突變在早期肺腺癌中臨床特征的研究。

2 早期肺腺癌基因突變與預后

基因突變類型與肺腺癌預后存在關聯，在眾多研究中廣泛描述。本文通過綜述存在上述基因突變的早期肺腺癌患者的生存率、總生存期（overall survival，OS）、無進展生存期（disease-free survival，DFS）、疾病控制率（disease-control rate，DCR）、復發和轉移等，以揭示早期肺腺癌相關基因突變與預后的關聯。今后的研究中，可進一步將相關基因突變結果納入風險預測模型，實現對早期肺腺癌患者的精準風險評估和風險分層管理。

2.1 EGFR基因突變與預后關系尚存疑 EGFR基因突變與預后的關系目前還存在爭論。2020年Lung cancer發表的最新隊列研究中，通過對1 231例接受根治性切除手術非小細胞肺癌患者進行長達12年的隨訪發現，EGFR基因突變對0～ⅠA期患者的預后無影響，但顯著影響ⅠB期患者的OS和疾病特異性生存期，該研究中突變型/野生型EGFR基因患者的5年OS在ⅠB期階段為85.3%/69.3%（P=0.017），ⅠB期的9年疾病特異性生存期為93.2%/77.5%（P=0.016）。Cox回歸分析中，在ⅠB期EGFR基因突變是OS（HR=0.44）和疾病特異性生存期（HR=0.38）的有利預后因素［42］。總的來說，該研究認為存在EGFR基因突變的早期肺腺癌患者，有更長的5年、9年生存期，是一種保護因素。然而，在另一研究中，卻認為EGFR基因突變會導致不良預后［43］。同時，一項納入16項研究共3 337例患者的薈萃分析，認為EGFR基因突變對OS和DFS并無預測作用［44］。研究者們對于EGFR基因突變是否是一種預后的預測分子尚存在爭議，因此有學者提出，EGFR基因突變亞型、腫瘤微環境等可能也影響了早期肺腺癌患者的預后［45］。

還有研究關注EGFR基因突變與轉移、復發的關系，GALVEZ等［11］通過比較142例EGFR基因突變肺腺癌患者和140例EGFR野生型肺腺癌患者，發現EGFR基因突變雖然與DFS無相關性，但EGFR基因突變肺腺癌患者更加容易發生復發和轉移。另有研究發現EGFR基因突變患者更容易發生腦轉移，無突變患者更容易發生腎上腺轉移，且外顯子19 Del突變的腫瘤比L858R突變的腫瘤具有更強的表型和更差的預后［12］。

2.2 ALK基因重排與預后關系受臨床特征影響 ALK基因重排（ALK陽性）是否會影響早期肺腺癌患者的預后，目前討論廣泛。一項納入309例ⅠA期肺腺癌患者的回顧性隊列研究分析發現，ALK陽性患者相較于陰性，5年DFS明顯更低，有更高的復發風險（HR=2.64），且局部淋巴結轉移風險明顯更高［24］。CHAFT等［21］研究也指出，與EGFR基因突變相比，ALK陽性非小細胞肺癌DFS更差。PIETRANTONIO等［46］研究得到了相同的結果。然而，也有研究認為，ALK陽性與OS和DFS不存在相關性，甚至有研究認為ALK陽性為保護性因素［27］。爭議的存在可能與ALK陽性患者臨床特征相關。如一項納入15項研究、涉及4 981例非小細胞肺癌患者的薈萃分析指出，在吸煙者中ALK陽性是保護因素，而非吸煙者中ALK陽性帶來了相反的預后［47］。SIBON等［48］研究也認為，ALK基因的預后價值取決于患者年齡，同時，在眾多研究中，納入人種的不同，可能也反映了不同的預后狀態。

2.3 KRAS基因突變與預后關系存在爭議 少數研究關于KRAS基因突變對于早期肺腺癌患者的預后影響存在爭議。來自Princess Margaret腫瘤中心的一項包含214例非小細胞肺癌患者切除組織的研究中，184例Ⅰ～Ⅲ期患者發現體細胞突變，EGFR、TP53和KRAS等多種基因突變與較差的DFS相關（HR=2.56，P=0.003），與OS無關；亞組分析結果顯示KRAS基因突變也伴有較短的DFS（HR=2.52，P=0.016），但無OS差異；但是，在Ⅰ期患者中，KRAS基因突變與預后無關［43］。另外一項納入339例早期非小細胞肺癌患者的研究結果指出，單變量分析中，KRAS基因突變對于DFS和OS均無影響，但是腺癌人群中的單因素Cox回歸分析顯示，相較于KRAS基因突變陰性患者，化療對KRAS基因突變陽性患者DFS有益（rHR=0.32），多因素分析也顯示相似結果［49］。CHAFT 等［21］關于764例Ⅰ～Ⅲ期肺腺癌患者的研究發現，相較于ALK基因突變陽性患者，KRAS基因突變患者預后更好。上述小樣本研究證據關于KRAS基因突變與預后的關聯未達成一致，今后需要更多大樣本、多中心的相關研究。

2.4 TP53基因重排有更差的預后 既往研究中，TP53基因突變與包括非小細胞肺癌在內的各種癌癥的不良預后相關［50］。在肺腺癌相關的各類研究中也佐證了這一觀點。一項納入214例非小細胞肺癌患者的研究中，對184例Ⅰ～Ⅲ期體細胞突變患者進行分析，TP53基因突變與較短的DFS（HR=2.21）和OS（HR=3.08）相關［43］。其他研究發現，不管肺腺癌處于早期還是晚期，TP53基因突變均會導致生存率下降［51-52］。另一項包含關于TP53基因突變的43項研究的薈萃分析得到的結論也認為，TP53基因重排與不良預后相關［53］。

目前尚缺乏對于ROS1基因重排與預后的研究，尤其是ROS1基因重排對于早期肺腺癌預后的預測。隨著檢測技術的提高以及對于ROS1基因更深的認識，今后會對ROS1基因在肺腺癌中的作用有更進一步的研究。

3 針對基因突變相關治療

手術治療是早期肺腺癌患者首選治療方式，針對基因突變，研究者也提出了術后的輔助化療治療可改善患者預后結局。針對EGFR基因突變及ALK、ROS1基因重排，目前已經有相對應的靶向治療藥物［54］。EGFR基因具有配體誘導的酪氨酸蛋白激酶活性，因此可被EGFR-酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKI）阻斷，EGFR基因突變代表了該腺癌對于EGFR-TKI具有強烈的敏感性，例如厄洛替尼、吉非替尼和阿法替尼等。類似的，針對ALK基因存在靶向的酪氨酸激酶抑制劑，目前常見的有克唑替尼、色瑞替尼和艾樂替尼等［55］。克唑替尼同樣可用于ROS1基因重排患者，一項納入50例存在ROS1基因重排的晚期非小細胞肺癌患者的研究中，客觀緩解率為72%，其中3例為完全緩解，33例為部分緩解；中位緩解時間為17.6個月，中位DFS為19.2個月［56］。但是，針對基因的靶向治療的安全性及有效性的證據更多集中在晚期肺腺癌患者的研究中，對于早期肺腺癌患者，靶向治療作為輔助治療是否會取得收益也是目前研究關注點。

眾多研究結果顯示，靶向治療輔助治療EGFR基因突變的早期肺腺癌患者使得患者有更好的預后。LU等［57］的系統評價和薈萃分析中，納入6項隨機對照研究和3項回顧性隊列研究，共2 467例患者，48.62%的患者存在EGFR基因突變，所有接受TKI治療的Ⅱ～ⅢA期肺腺癌患者DFS提高（HR=0.77），進一步的亞組分析提示EGFR基因突變患者DFS受益（HR=0.49）且5年OS同樣受益（HR=0.48）。在中國進行的一項多中心的Ⅲ期隨機對照研究結果顯示，在222例Ⅱ～ⅢA期EGFR基因突變的肺腺癌患者中，吉非替尼中位無病生存期為28.7個月，高于傳統化療方案的18.0個月，另外，具有更少的嚴重不良事件［58］，該研究發表在Lancet雜志。其他研究也得到了相同的結論，提示靶向治療在EGFR基因突變的早期肺腺癌患者術后輔助治療中療效明顯優于傳統的治療方案［59-61］。而關于靶向治療，本文提到的其他基因突變的早期肺腺癌患者的相關研究目前尚缺乏。

然而，目前靶向治療存在繼發性耐藥的難題，尤其是EGFR-TKI和ALK-酪氨酸激酶抑制劑（ALK-TKI）繼發性耐藥廣泛出現［62］，其機制主要是繼發性基因突變［7］、抗性克隆的生長或替代信號通路的激活［63］以及基因組的不穩定［64］等。因此，如何解決靶向治療中存在的繼發性耐藥，是今后研究中的重點和熱點。

目前尚沒有針對TP53基因突變的靶向藥物，有研究中提出通過干預TP53相互作用基因來達到靶向治療效果，如SAXON等［51］提出對p52活性和/或下游遞質的調節作為新的治療靶點。

4 其他分子生物標記與基因

隨著科學家們對于腫瘤研究的成熟，逐漸意識到惡性腫瘤的發生、發展受到綜合因素的影響，因此，在更加深入地研究基因的同時，結合其他生物小分子聯合開展討論，以期對于早期肺腺癌患者進行更加精準、精確的評估。TAKAKUWA等［64］創建了EGFR沖擊評分，在對于肺腺癌的評估和管理當中，不僅基于單個熱點突變（例如EGFR L858R）來評估驅動程序途徑的激活，而是基于多重mRNA表達譜，來預測EGFR途徑在肺癌細胞中的作用以及EGFRTKI對惡性腫瘤的影響。LEONG等［65］對20例肺癌患者的單區域全基因組測序結果顯示，腫瘤微環境的相似相互作用可能在肺癌轉移后的突變中發揮作用。也有研究認為，7-lncRNA信號可預測非小細胞肺癌患者的OS，尤其是那些處于早期腫瘤階段且攜帶野生型KRAS或EGFR的患者［66］。綜上所述，其他生物小分子標志物在早期肺腺癌的發生、發展及阻斷中可能起到了重要作用。

5 展望

在肺腺癌早期的診斷和治療中，關鍵驅動基因及抑癌基因有著重要作用。對于早期肺腺癌患者，針對其臨床特征，特異性對相應基因進行測序，同時結合某些微小生物分子標志物的表達，可以綜合評估、精準評估風險，進行個體化的治療。但是，目前對于臨床特征的總結，缺乏大樣本研究，尤其是早期肺腺癌患者的大樣本研究；而在對于預后的研究中，同樣存在樣本量不足的問題，且多為回顧性研究，隨訪時間不足；如何解決靶向治療中繼發性耐藥問題更是今后研究的重點及熱點。另外，在本綜述納入的早期肺癌相關研究中，大多數將早期肺癌定義為根治性肺癌術后的病理階段ⅠA～ⅢA（pT1-3N0-2M0或T4N0-1M0），即根據美國癌癥聯合委員會（AJCC）分期手冊（第7版）［67］進行分類，而很少根據世界衛生組織（WHO）肺癌分類［68］基于預后因素將原位腺癌（AIS）、微浸潤腺癌（MIA）以及部分附壁生長性腺癌（LAP）歸為早期肺腺癌。因此，希望在將來的研究中，更加關注基于預后進行肺腺癌分類的研究。總之，人們對于早期肺腺癌關鍵基因突變的認識還需要在今后的研究中逐漸成熟，從而提高肺腺癌早期的篩查、更精準個體化的治療、減少復發及轉移、延長患者生存期和提高生存質量。

作者貢獻：楊榮、廖曉陽進行文章的構思及撰寫論文；楊榮、原萌藝負責文獻資料整理；廖曉陽、雷弋對文章進行審校、整體負責，以及監督管理。

本文無利益沖突。

本文文獻檢索策略：

以“lung，pulmonary，adenocarcinoma，non-small cell，small cell，large cell，early，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ A，EGFR，ALK，ROS1，TP53，KRAS”為英文關鍵詞檢索PubMed、Web of Science、The Cochrane Library、Ovid-EMBase；以“肺腺癌、非小細胞肺癌、小細胞肺癌、大細胞肺癌、早期、基因”為中文關鍵詞檢索中國知網、萬方數據知識服務平臺、維普網及中國生物醫學文獻服務系統。檢索時間為建庫至2021-05-31。納入標準：已發表的文獻；排除標準：無法獲取全文或非同行評議期刊的文獻。