朱麗蒙,韓雪瑩,馬 楠,任曉妮,王小樂,張 暋
(鄭州金域臨床檢驗中心/鄭州市分子醫(yī)學診斷工程技術研究中心,河南 鄭州 450016)
根據2020年腫瘤年報,肺癌是河南省發(fā)病率和死亡率排第一的惡性腫瘤,中晚期肺癌的5年生存率僅為15%,給肺癌患者造成嚴重的生命威脅和巨大的經濟損失[1]。酪氨酸激酶抑制劑(TKI)可特異性結合表皮生長因子受體(EGFR)基因敏感突變位點,抑制腫瘤生長,改善晚期肺癌患者的生存和預后。美國國立綜合癌癥網(NCCN)2021年V1版《非小細胞肺癌診治指南》中提出,所有局部晚期或轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)患者均應檢測EGFR,EGFR基因敏感突變位點陽性患者才有可能從EGFR-TKI的靶向治療中獲益[2]。
EGFR基因突變主要分布在酪氨酸激酶區(qū)域的18~21號外顯子上,已有報道的常見突變和罕見突變包括30余種,不同突變分型的靶向治療效果和突變率不同[3]。例如,EGFR基因19號外顯子缺失(19DEL),約占肺癌EGFR突變的45%,預示患者對EGFR-TKI用藥敏感;21號外顯子L858R 突變也是主要的敏感突變類型,約占EGFR突變的40%;20號外顯子T790M突變,是第790位密碼子的蘇氨酸(T) 被蛋氨酸(M) 替代,導致 EGFR TK區(qū)域與靶向TKI藥物的親和力降低,從而產生耐藥,在獲得性耐藥患者中,突變率約占50%。因此,分析肺癌患者EGFR突變譜具有重要的臨床意義。研究表明,肺癌患者中,EGFR突變率與臨床特征和病理分型有關,女性、肺腺癌、多發(fā)轉移患者,EGFR基因突變率更高;而年齡、腫瘤病理分級和臨床分期則與EGFR基因總突變率有顯著相關性[4]。另外,不同地區(qū)由于遺傳、環(huán)境和生活習慣不同,患者的EGFR突變率可能會受到影響[5-6]。但不同地區(qū)和人群的EGFR基因突變譜的臨床特征目前研究尚不完善,傳統(tǒng)檢測技術對復合突變的檢出率低,需要高通量的檢測技術進行數據積累、研究和補充。臨床靶向治療中,攜帶不同EGFR分子分型的肺癌患者,對臨床靶向治療的影響不同,因此,急需EGFR基因分子分型的相關臨床研究,為肺癌分子診斷和靶向治療方案制定提供參考依據。
本文擬采用二代測序技術,檢測來自河南地區(qū)肺癌樣本中的EGFR基因突變,分析EGFR基因突變分型在肺癌中的典型特征,從而闡述EGFR基因突變譜和分子分型的臨床特征和意義,探討EGFR基因突變分型在肺癌輔助診斷和病理分型中的可能性,為肺癌的臨床診斷和靶向治療提供精準的基因參考信息。
1.1臨床資料 對2019年7月至2021年2月采集的895例肺癌患者樣本進行回顧性分析。患者均確診為肺癌,登記患者性別、年齡、病理分型、臨床癥狀、是否轉移等基本資料。樣本和患者資料來自河南省41個縣市的134家醫(yī)院,通過第三方醫(yī)檢公司鄭州金域臨床檢驗中心匯總檢測。本研究通過金域醫(yī)學倫理委員會審核,研究程序符合倫理要求。
1.2試劑與方法 福爾馬林固定石蠟包埋(FFPE)樣本,經病理蘇木精-伊紅(HE)染色,鏡下觀察視野內腫瘤細胞數占20%以上,并劃分刮取腫瘤細胞范圍,提取腫瘤DNA樣本。使用凱杰試劑盒(貨號:56404)采集血漿,血漿樣本體積要求2~4 mL。使用凱杰試劑盒(貨號:55184)提取血漿循環(huán)游離DNA(cfDNA)樣本。采用二代測序方法檢測已提取DNA中的EGFR全外顯子和部分內含子區(qū)域的點突變和小片段插入/缺失、剪切子變異、拷貝數變異突變。其中使用到KAPPA構庫試劑、IDT定制靶向探針、Illumina上機試劑(貨號:FC-404-2004)。結果經生物信息分析,采用bwa(0.7.10-r789)+Picard(v 1.128)+Genome Analysis Toolkit(GATK v3.5)等工具將測序原始數據轉變成易存儲、易理解的變體調用格式(vcf),得出突變結果注釋表。依據美國《醫(yī)學遺傳學與基因組學學會解讀標準和分子病理報告指南》,參考腫瘤數據庫和人群數據庫,對結果注釋表進行人工分析和突變結果分類篩選。數據質控指標:Q30>0.85,捕獲特異性大于65%,靶向區(qū)域覆蓋度大于99%,去重后深度大于500X的靶向區(qū)域大于90%。要求檢測突變靈敏度達到0.5%。
1.3統(tǒng)計學處理 采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件進行數據分析,計數資料以百分率(%)表示,采用χ2檢驗、連續(xù)校正χ2檢驗和Fisher確切概率法分析檢出率之間的統(tǒng)計學差異,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1樣本特征 895例肺癌患者中年齡23~91歲,年齡中位數67歲,不同年齡段數量分布見圖1。肺癌患者中肺腺癌315例,肺鱗癌40例;多發(fā)轉移性28例,肺占位42例,胸腔積液10例。按樣本類型分,共收集FFPE組織樣本779例,血漿樣本116例。
圖1 895例肺癌患者年齡特征
2.2.1不同臨床診斷組EGFR分型突變率比較 不同臨床診斷組的EGFR基因分子分型突變率與肺癌總突變率進行縱向結果對比統(tǒng)計見表1。組1中EGFR總突變率和各突變分型突變率與肺癌總體比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。組2中EGFR基因總突變率,T790M、20INS 2個分型的突變率與肺癌總體比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但L858R、19DEL、EGFR擴增3個分型的突變率與肺癌總體比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。組3中EGFR總突變率和L858R、T790M 2個分型的突變率與肺癌總體比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),19DEL、20INS、EGFR擴增3個分型的突變率與肺癌總體比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。組4中EGFR基因總突變率和各基因突變型的陽性率與肺癌總體比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表1 不同臨床診斷組EGFR分型突變率比較[ n(%)]
2.2.2不同病理分型組EGFR分型突變率比較 肺腺癌組EGFR總突變率和L858R、19DEL 2種分型的突變率與肺鱗癌組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),且肺腺癌突變率高于肺鱗癌組;T790M突變在肺鱗癌組中無陽性樣本。肺腺癌組20INS、EGFR擴增分型突變率與肺鱗癌組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。無統(tǒng)計學差異的2種突變分型均為EGFR-TKI耐藥機制。見表2。
表2 不同病理分型組EGFR分型突變率比較[ n(%)]
2.2.3不同性別組EGFR分型突變率比較 不同性別組間EGFR基因總突變率,L858R、19DEL、20INS、T790M 4種分型突變率比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),女性突變率均高于男性。不同性別組間EGFR擴增突變率比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。
表3 不同性別組EGFR分型突變率比較[ n(%)]
2.2.4不同標本類型組EGFR分型突變率比較 血漿cfDNA組EGFR基因總突變率和各分子分型突變率與組織FFPE組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。 組織FFPE組的總陽性、L858R、19DEL、擴增4種分型突變率略高于血漿cfDNA組,而20INS、T790M 2種分型突變率略低于血漿cfDNA組。見表4。20INS、T790M均為EGFR-TKI耐藥突變。拷貝數擴增的檢測,需要樣本中具有較為完整的DNA片段。分析突變頻率不同的原因可能跟標本臨床治療階段和標本DNA的完整度有關。
表4 不同標本類型的EGFR分型突變率比較[ n(%)]
2.3肺癌不同臨床組的EGFR基因突變數目分類特征 (1)按單突變和復合突變,肺腺癌和肺鱗癌的突變分型計數見表5。(2)按單突變和復合突變,有明確臨床診斷特征的EGFR突變陽性肺癌患者的突變類型統(tǒng)計數目見表6。
表5 肺腺癌和肺鱗癌突變分型計數表
續(xù)表5 肺腺癌和肺鱗癌突變分型計數表
表6 肺癌臨床組EGFR基因突變數目分類計數表
EGFR是肺癌中首個具有臨床意義的驅動基因,攜帶EGFR特定突變的肺癌患者,可能從靶向治療中獲益,從而延長該類患者的無進展生存期。本研究結果,河南地區(qū)895例肺癌患者EGFR突變率為53.97%,國內已有報道的各地區(qū)肺癌患者EGFR基因突變率為20%~60%,主要影響因素可能有檢測技術、研究人群、地區(qū)和遺傳等[5-8]。本研究結果表明,在EGFR的總突變率方面,女性肺癌患者高于男性,肺腺癌高于肺鱗癌,中高分化肺癌高于低分化肺癌,與已有研究結果一致[7-9]。同時,本研究發(fā)現,EGFR擴增在性別之間及肺腺癌和肺鱗癌之間均無統(tǒng)計學差異,提示EGFR基因突變率較低的男性或肺鱗癌患者,可關注EGFR擴增,尋找新的診斷治療方案。另外,本研究還發(fā)現EGFR分子分型在不同的患者和標本類型中有不同的分布特征。
3.1不同臨床診斷組EGFR分子分型特征 EGFR分子分型在不同的臨床診斷組中有不同的分布特征。HAYASHI等[10]研究表明,轉移性、侵襲性腫瘤中EGFR突變率較高,并可能常與EGFR基因復合突變同時出現,本研究肺癌多發(fā)轉移組中,EGFR基因突變率比肺癌總體和其他臨床組更高,同時,單突變和復合突變發(fā)生數目最多的均為轉移性腫瘤組,與HAYASHI等[10]研究一致。本研究肺癌轉移患者的EGFR基因突變分型特征,表現在L858R、19DEL、EGFR擴增3個分型的突變頻率比肺癌總體突變頻率高,L858R、19DEL為EGFR-TKI敏感突變,EGFR擴增可能導致EGFR蛋白過表達,文獻報道其可能是EGFR-TKI治療的不利因素,需要在治療中增加EGFR單抗類藥物[11-12]。提示檢測EGFR基因突變的同時,檢測EGFR擴增,可幫助肺癌轉移患者靶向治療制定全面的治療方案。
肺癌胸腔積液在晚期NSCLC患者的初診發(fā)生率為10%~15%,晚期NSCLC患者的胸腔積液與EGFR基因突變率有相關性[13]。本研究胸腔積液組EGFR基因突變率較高,與肺癌總體相比,有統(tǒng)計學差異的突變?yōu)長858R和T790M。T790M突變?yōu)橐淮投鶨GFR-TKI耐藥突變,三代EGFR-TKI敏感突變多為繼發(fā)突變,是常見的肺癌耐藥因素,也是更改靶向治療方案的主導因素。
3.2不同病理類型組EGFR分子分型特征 肺鱗癌和肺腺癌之間,EGFR基因突變分型特征主要體現在EGFR基因L858R和19DEL在肺腺癌中突變率較高,而EGFR基因擴增突變率在肺鱗癌中與肺腺癌中無統(tǒng)計學差異。PI等[14]研究了晚期肺腺癌中EGFR基因突變,所有突變類型中EGFR 19DEL基因突變率占50.7%,21號外顯子L858R基因突變率占43.4%,本研究結果與之接近。肺鱗癌中EGFR拷貝數擴增的突變率較高,其機制尚不明確。臨床數據表明,EGFR擴增的NSCLC患者生存時間較無EGFR擴增的患者短,但其與患者預后的相關性有待進一步研究[7]。另外,有文獻報道,在早期肺癌、腺癌及非吸煙的女性患者中,EGFR 基因外顯子突變常同時伴有EGFR基因的擴增[15],本研究中,EGFR突變伴隨擴增,主要發(fā)生在肺腺癌中,占復合突變總數的40.62%(13/32),可能與肺癌進展有關,而肺鱗癌中EGFR擴增以單突變?yōu)橹鳌?/p>
3.3不同性別組EGFR分子分型特征 對比不同性別組間突變分型陽性率,L858R/19DEL/20INS均有顯著差異,且女性較高,而T790M/擴增無統(tǒng)計學差異,EGFR基因擴增在男性中的數量高于女性??芍?,男性和女性有不同的EGFR基因突變分型特征,EGFR突變陰性的男性肺癌患者可關注EGFR基因擴增的檢測,擴大靶向治療指導用藥范圍。
3.4不同標本類型組EGFR分子分型特征 液體活檢主要針對cfDNA和循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)。其中cfDNA是肺癌中研究最多、被廣泛采用的腫瘤基因分型來源,已經進入了檢測敏感和耐藥EGFR突變的臨床實踐。近幾年,通過下一代測序進行更全面的血漿基因分型已被應用于臨床,并從晚期/轉移性疾病轉移到新的前沿,如早期檢測和微小殘留病灶評估[16]。一項AURA試驗的回顧性分析結果表明,液體活檢的EGFR基因突變與組織活檢的陽性一致性為61%[17],但本研究血漿標本和組織標本總突變率和各突變分型之間無統(tǒng)計學差異。分析原因可能是臨床有選擇性送檢,血漿樣本主要來源為轉移性肺癌和耐藥后基因監(jiān)測,因而EGFR突變率升高,另外,高通量測序技術(NGS)的使用提高了檢測的靈敏度,可能檢出cfDNA中的低頻突變,使EGFR突變率升高。從EGFR分子分型來看,本研究cfDNA樣本比FFPE樣本中的T790M突變率高,但拷貝數擴增和19DEL突變率較低,提示游離血漿中DNA碎片化,可能影響小片段擴增或缺失突變的檢測。
EGFR基因檢測在肺癌臨床中主要用于指導靶向治療,但其突變分型特征和臨床應用價值尚缺少強有力的臨床研究。本文闡述了河南地區(qū)EGFR基因突變分型的突變率特征,結果表明,不同患者有不同的EGFR突變分型特征,同時,NGS檢測EGFR突變分型具有檢測面廣、靈敏度高、可同時檢測多種突變類型等優(yōu)勢,游離血漿也可作為組織樣本的有效補充。但本研究缺少臨床治療相關資料,未來還需臨床治療數據對EGFR分子分型的臨床意義進行驗證。