基因檢測與腫瘤的個性化治療

基因檢測是指運用分子生物學方法及信息學技術，分析基因序列，檢測患者體內遺傳物質的結構、內容等變化，從而做出疾病診斷或疾病風險預測的技術。常用的基因診斷技術包括聚合酶鏈式反應、轉錄介導的擴增、熒光原位雜交、基因測序以及基因晶元技術等。基因檢測已經廣泛應用於遺傳病篩查、產前診斷、感染性疾病和公共衛生監測等領域。幾乎每個領域的市場容量及增長率都非常驚人（表1）。

腫瘤基因檢測是增長最快的領域之一。全球癌症患者和死亡病例增長令人不安。新增癌症病例有近一半出現在亞洲，其中大部分在中國，我國新增癌症病例高居第一位。從美國精準醫療的發展來看，腫瘤治療正逐漸從宏觀層面對「症」用藥向更微觀的對基因用藥轉變，實現「同病異治」或「異病同治」，基因檢測和個體化已經成為腫瘤治療的公認趨向。腫瘤基因檢測方法包括Sanger測序法、高通量測序法、擴增阻滯突變系統（ARMS）-PCR法、高解析度熔解曲線（HRM）法、熒光原位雜交（FISH）等方法。

Sanger測序法是一種通過直接讀取DNA的序列檢測檢測已知和未知突變的方法，每次可以對16-96個不同DNA片段進行檢測，DNA測序長度可以達到500-1000個鹼基，由於技術比較成熟，也被認為基因檢測的金標準。這一方法的局限性是靈敏度不高，對樣本中腫瘤細胞的含量和比例要求較高，一般要求腫瘤細胞含量不低於50%，否則假陰性出現的概率會顯著增加，因此對於活檢標本或細胞學樣本並非最佳檢測方法。

高通量測序法也是一種直接讀取DNA序列的方法，但可以對幾百萬甚至十億條DNA進行序列分析，不同測序儀可以獲得測序讀長從幾十鹼基到幾百鹼基不等。該技術不僅僅拓展了可以一次檢測的腫瘤基因數量，對一個腫瘤患者樣本可以同時完成幾個至上百個腫瘤相關基因檢測。同時，這一技術也提升了檢測靈敏度，可以對標本中腫瘤細胞比例在千分之一水平的標本進行檢測。檢測靈敏度與測序深度以及測序錯誤率直接相關。這一技術作為新一代基因檢測技術的一個重要應用，具有較好的發展潛力，但目前相對來說檢測價格比較昂貴；此外，檢測獲得信息較多，需要科研和臨床密切配合才能提供更加有效的臨床解讀。

擴增阻礙突變系統（amplificationrefractory mutation system, ARMS-PCR）也稱等位基因特性PCR（allele-specificPCR, AS-PCR），用於對已知突變基因進行檢測，是目前最為常用的基因突變檢測方法。ARMS-PCR法檢測靈敏度高且檢測周期短，可檢測腫瘤細胞中突變比例1%甚至更低的突變基因；該方法也存在一定局限性，只能檢測已知的突變類型，不能發現一些新的、未知的突變。

熒光原位雜交(fluorescencein situ hybridization, FISH)是通過熒游標記的特定DNA探針與細胞核內的DNA靶序列雜交，並在熒光顯微鏡下觀察的一種分子細胞遺傳學技術。主要可對基因缺失、基因融合、基因擴增進行檢測，也可用於檢測染色體畸變等。由於操作複雜、檢測通量較低，難以廣泛應用。

隨著科學發展，人類對疾病認識在不斷深入，很多腫瘤發生的基因組學基礎得以明確。這些新知識豐富了基因檢測的目標基因，也為疾病防控提供了科學基礎。以婦科生殖道腫瘤疾病為例，其中子宮頸癌、子宮內膜癌、卵巢癌位居前三位，是嚴重危害婦女生命健康的三大惡性腫瘤。其中宮頸癌通過廣泛推廣HPV普查普治，早期預防工作取得顯著成效，發病率和死亡率在一定程度上已大幅下降。子宮內膜癌的發病有明顯上升和年輕化趨勢，相對於卵巢癌發病率高，而卵巢癌的死亡率較高。在這三種婦科腫瘤中，除了眾所周知的癌基因，新的癌基因也不斷被發現。如在子宮內膜癌中發生的複發性體細胞突變基因有ARID1A, INHBA, KMO, TTLL5, GRM8, IGFBP3, AKTIP, PHKA2, TRPS1, WNT11，ERBB3 和 RPS6KC1等。科學研究也發現三種基因CHD4,MB3，TAF1導致子宮漿液性癌突變，其中CHD4, MB3在基因組重塑中發揮作用，TAF1是負責人類基因組中大部分蛋白質編碼基因轉錄的核心元件。這些新的腫瘤相關基因都有可能作為檢測宮頸癌，子宮內膜癌和卵巢癌中的目標基因。

基因檢測與個性化治療相結合

無論是液體活檢還是腫瘤早早篩，對患者而言都需要提高治療效率，延長生存周期。要實現這一目標，必須將腫瘤基因檢測和個體化治療相結合。腫瘤個體化治療不同於傳統治療，需要充分考慮病患個體異質性，針對每個腫瘤患者的基因、環境、生活方式，系統性確定治療方案。通過腫瘤個體化醫療能有效地制定出兼顧最佳治療效果和最優醫療成本效益比的治療方案，使患者的治療更有效、副作用更低，改善醫患關係；同時有利於降低製藥企業的研發成本，開發出更有針對性的藥物；對於腫瘤患者來講，更是減少了治療的經濟負擔，提高了存活率。

2001年，絡氨酸激酶抑製劑格列衛（Glevec）獲得美國食品藥品監督局批准上市，用於治療慢性髓性白血病。格列衛是第一個面市的癌症分子靶向藥物。目前，美國食品藥物管理局已批准在140餘種藥物的藥品標籤中增加藥物基因組信息，涉及的藥物基因組生物標記物達42個（表2）。藥物反應相關基因及其表達產物的分子檢測是實施個體化藥物治療的前提，形成了基因檢測和治療的閉環。據WHO預測，全球癌症發病率將從2012年的1400萬增加到2030年的2220萬人以上，早期診斷以及有效的治療方案，預計可為全球帶來至少數千億美元的產業收入。

如上表所示，在乳腺癌患者中25%的患者是由HER2基因突變所致，而另外75%的患者是由其他單個或多個基因的突變造成的。基因泰克公司的靶向單抗藥物赫賽汀對攜帶HER2基因突變的患者具有較好的治療效果。通過HER2基因突變檢測來確定患者是否可以接受赫賽汀治療，可明確25%可治療患者，其餘75%的患者則需要選擇治療方案。在治療前進行基因檢測可以很好地指導對症下藥，提升治療效率。

肺癌是嚴重危害人類健康的一種惡性腫瘤，在我國發病率居所有惡性腫瘤首位。從組織學上說，肺癌分為小細胞肺癌（SCLC）和非小細胞肺癌（NSCLC）。在肺癌患者中，約85%-90%為非小細胞肺癌。研究表明，約70%-80%的非小細胞肺癌患者對吉非替尼治療無效，其中約50%的患者是由於EGFR基因第790位蘇氨酸突變為蛋氨酸（T790M突變）導致的原發性耐葯。因此，腫瘤個體化治療成為非小細胞肺癌的重要治療手段之一（表3）。現在可以將同一種腫瘤相關的個性化治療藥物開發成為基因組合檢測（gene panel），一次性完成腫瘤個性化治療相關基因檢測，根據綜合的基因檢測結果給出最佳治療方案，為患者有效治療爭取寶貴時間。

表3 肺癌個體化治療相關藥物

2015年7月，國家衛生計生委個體化醫學檢測技術專家委員會制定並發布了《藥物代謝酶和藥物作用靶點基因檢測技術指南（試行）》和《腫瘤個體化治療檢測技術指南（試行）》。美國臨床腫瘤學會（ASCO）也已經發布了多種腫瘤分子檢測指南，建議在肺癌患者中選擇治療靶點表皮生長因子受體（EGFR）和間變性淋巴瘤激酶（ALK）分子檢測；美國臨床腫瘤協會（ASCO）發表結直腸癌分子檢測指南，對RAS突變進行藥物治療指導，使用BRAF V600突變檢測、缺陷錯配修復（dMMR）/微衛星不穩定性（MSI）用來進行預後分層。這些臨床指南發布不僅僅使臨床醫生開展各種基因檢測具有明確依據，同時對檢測標準建立、檢測質量保證都有了明確建議，保證了檢測結果的準確性和一致性，對於推廣腫瘤基因檢，實現個體化治療，提高療效，減輕不良反應，促進醫療資源的合理利用提供了有力保障。