随着基因组学的研究，我们对肿瘤分子生物学机制有了更深的了解。以非小细胞肺癌为代表的基因组学研究和靶向治疗应用，是肿瘤精准治疗的典范。通过基因组学探寻癌症的潜在治疗靶点已经成为肿瘤靶向治疗领域重要的研究课题。Foundation Medicine(以下简称FMI)针对实体瘤的全面基因组测序(CGP)产品可一次检测315个基因，同时还可以提供TMB(肿瘤突变负荷)及MSI信息，此外，FMI还针对血浆样本建立的检测平台。CGP检测在发现新的治疗靶点，探寻耐药机制及预后生物标志物等方面提供了重要信息。今年ESMO会议的基础科学口头报告专场，汇总了两项采用全面基因组测序在大样本量的Pan-tumor中探寻潜在治疗靶点的研究，并特邀英国剑桥圣格研究院的Ultan McDermott博士进行现场点评。

目前已经在一些肿瘤中发现，激酶区融合基因(kinase fusions，KFN)是比较常见的一类肿瘤驱动基因。此外，在一类癌症中常见的KFN，也可能同样驱动不相关的其他癌种，如BRAF基因变异。目前，在BRAF和EGFR基因中都报道有致癌性的激酶区扩增(kinase domain duplications，KDD)，这类基因变异对酪氨酸激酶抑制剂(TKI)治疗敏感。本研究在114,200例覆盖多个瘤种的晚期癌症患者中，采用CGP检测发现KDD和KFN的比例，并区分致癌性的KFN和非致癌性的基因重排(non-canonical rearrangements，KRE)。 

研究共纳入了114, 200例实体瘤或血液肿瘤，提取肿瘤组织DNA和/或RNA，采用CGP检测184-406个癌症相关的基因，并选择性的检测与癌症重排相关的14-28个内含子。其中部分有RNA标本的患者可以进行RNA测序，检测265个癌症相关基因。 

114,200例患者覆盖了多个瘤种，如下图1所示，其中，最主要的肿瘤类型为NSCLC，消化道肿瘤和乳腺癌。

图1. 检测患者的肿瘤类型

(注：加粗的基因提示需要完整的内含子测序，加下划线的基因提示需要RNA测序)

结果显示，每一种类型的肿瘤中均检测到基因重排，其中中枢神经系统肿瘤最常见，KFN，KDD或其他基因重排(RE)总的发生率为9%。

图2. 不同瘤种中基因重排的比例分布 

其中CNS肿瘤、乳腺癌、消化道肿瘤和NSCLC患者中，KDD、KFN和RE的发生率总结如下表。

表1.  常见瘤种中KDD、KFN和RE的发生率

进一步分析显示，不同基因参与激酶重排的方式也不同，KFN，KDD和RE中常见的基因如下图3，其中多数的基因重排为RE。

图3. 不同基因参与激酶重排的方式

在多个瘤种中检测到ALK基因融合，包括NSCLC和其他肿瘤，共844例患者发现ALK基因重排。在NSCLC和其他肿瘤中，KFN和RE的比例总结见下图4(左)，覆盖的瘤肿及其患者比例见下图4(右)。

图4. 不同瘤种中的ALK基因融合

研究者同时还分享了1例KIF5B-ALK融合的非郎格罕细胞组织细胞增多症患者，接受克唑替尼之后，肝转移灶缓解。这提示ALK激酶区的融合可能是多个瘤种的潜在治疗靶点。

图5. 1例KIF5B-ALK融合的非郎格罕细胞组织细胞增多症克唑替尼治疗前后影响学对比

不同瘤种中，ALK基因的融合伴侣也不同，总结如下图6. 在NSCLC中，最常见的融合伴侣为EML4，占95%。

图6. 不同瘤种中ALK基因的融合伴侣

此外，同样在多个瘤种中检测到ROS1基因融合，包括NSCLC和其他肿瘤，共327例患者发现ROS1基因重排。在NSCLC和其他肿瘤中，KFN和RE的比例总结见下图7(左)，覆盖的瘤肿及其患者比例见下图7(右)。

图7. 不同瘤种中的ROS1基因融合

不同瘤种中，ROS1基因的融合伴侣也不同，总结如下图8. 在NSCLC中，最常见的融合伴侣为CD74，占51%。

图8. 不同瘤种中ROS1基因的融合伴侣

小结：本研究中多个瘤种中检测到不同基因的KN，KDD和非致癌性RE，结果显示在不同瘤种中，基因融合的比例和融合伴侣不同。这也提示对肿瘤组织或血浆标本，采用杂交捕获的NGS，联合或不联合RNA测序，可以发现新的潜在融合基因治疗靶点。

胸腺癌是一类罕见的前纵隔恶性肿瘤，仅占所有胸腺肿瘤的1%。多数患者为男性，诊断年龄为47-60岁。

患者的首发症状通常为咳嗽，胸痛，膈神经麻痹，上腔静脉综合症等。80%的患者诊断时肿瘤已经侵袭了邻近的纵隔结构，40%的患者已经发生了远处器官或淋巴结转移。因此，对比相对惰性的胸腺瘤，胸腺癌的恶性度高，侵袭性强，预后差。

本研究共检测了174例晚期的恶性胸腺癌(mTC，WHO病理分型类别2)。提取40um的FFEP组织标本中>=50ng的DNA，采用CGP检测315个癌症相关的基因，并选择性的检测与癌症重排相关的28个内含子，平均的测序深度>500X。基因的变异类型分为以下3种类型：短片段变异(short variants，SV)，包括碱基替换，插入和缺失；重排(RE)；拷贝数变异(copy number changes，CNA)。并同时检测肿瘤突变负荷(TMB，m/Mb)，错配修复基因缺陷(dMMR)和微卫星不稳定(MSI)。 

所有mTC患者中测序时均为临床晚期、III期或IV期，其中，不同病理类型的患者比例如下：鳞癌(40%)，非神经内分泌样未分化癌(31%)，神经内分泌癌（17%)，腺癌(0.4%)，基底细胞样癌(0.3%)，淋巴上皮瘤样癌(0.3%)，肉瘤样癌(0.2%)。男性患者是女性患者的2倍以上，多为中老年患者，平均每个患者检测到4.0个基因变异(GA)，其中癌症相关的GA为0.9个。

最常见的分子靶点为KIT和PIK3CA，其他靶点包括PDGFRA，FGFR3，PTCH1，FBXW7，BRCA2，IDH1，MET，ERBB2和ERBB3。其中，神经内分泌癌，鳞癌和非神经内分泌样未分化癌中，GA发生率更高，KIT靶点变异率约为10%。MTC患者中的TMB较低，≥10mut/Mb的患者仅占6%，≥20mut/Mb的患者3%，MSI-高的患者比例<1%。 

不同病理类型的mTC患者的临床特征和有意义的基因变异，及其TMB情况汇总如下表。 

表2. 胸腺癌患者的临床和分子特征总结

会上，研究者同时分享了2例胸腺癌患者的病例报道。1例为胸腺鳞癌，合并KIT基因变异，接受伊马替尼治疗有效。另一例胸腺非神经内分泌样未分化癌患者接受依维莫司和生长抑素类似物治疗有效。分别见下图9和10.

图9. 胸腺鳞癌患者接受伊马替尼治疗

图10. 胸腺非神经内分泌样未分化癌患者接受依维莫司和生长抑素类似物治疗

小结：本研究显示，不同组织学类型的mTC患者，GA和TMB不同。对这类罕见的，侵袭性强的恶性肿瘤患者进行CGP检测，可以发现潜在的治疗靶点，并预估患者能否从免疫治疗中获益。

总结

以上两项研究采用杂交捕获的DNA测序，在大样本量的，覆盖多个瘤种晚期肿瘤患者中，进行驱动基因和耐药突变检测，发现潜在的驱动基因，并预估患者是否能从免疫治疗中获益，有非常强的临床转化价值。

专家点评

               

钟华

教授

上海市胸科医院 呼吸内科 副主任医师
博士，硕士生导师
以美国匹兹堡大学访问学者身份从事肺癌免疫治疗的基础研究和转化研究
以第一负责人主持国家自然科学基金2项，上海市科委课题3项。发表SCI论文多篇

当下，我们已经进入了癌症基因组研究时代，每天都会涌现海量的基因测序结果。目前的二代测序大致可以分为：全基因组测序(Genome)，可一次性检测30亿个碱基对；全外显子组测序(Exome)，一次性检测3千万个碱基对，包括2万个蛋白编码相关基因；另一个比较敏感实用的方法为杂交捕获特定DNA测序(Hybrid Capture DNA)。其中Foundation Medicine开发的 针对实体瘤的CGP 就是其中一个，可一次性检测315个与癌症相关基因。对比而言，杂交捕获特定DNA测序实用性更强，且花费相对较少，用于临床实践检测，可以帮助我们发现常见瘤种中可靶向的驱动基因，同时还能检测罕见瘤种中的潜在驱动基因。值得一提的是，就在2017年12月1日，美国FDA、医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)同时批准了Foundation Medicine的首个突破性的多癌种多基因的伴随诊断检测平台， 此检测平台覆盖324个基因和两个基因组标记(MSI和TMB)。这是第一个突破性的多基因多癌症的伴随诊断平台，FDA的批准可以称得上是肿瘤精准医疗领域基因检测上里程碑式的事件。

以上两项研究，均是采用Foundation Medicine开发的基于杂交捕获特DNA测序的CGP检测，在大样本量的覆盖多个瘤种的晚期肿瘤患者中，进行驱动基因和耐药突变检测，探寻潜在的驱动基因，并同检测TMB和MSI，预估患者能否从免疫治疗中获益。编号为1700O的研究，在114,200例覆盖多个瘤种的晚期癌症患者中，采用CGP检测发现KDD和KFN的比例，并区分致癌性的KFN和非致癌性的基因重排(non-canonical rearrangements，KRE)。结果显示在不同瘤种中，基因融合的比例和融合伴侣不同，提示对肿瘤组织采用CGP检测，可以发现新的潜在融合基因治疗靶点。编号为1701O的研究关注了一类相对罕见肿瘤——恶性胸腺瘤，这类肿瘤过去我们很少关注，缺乏有效的治疗靶点，患者预后较差。通过CGP检测，我们大致了解到不同病理类型的胸腺癌患者常见的驱动基因。这两项研究都为临床转化研究提供重要思路。伴随着Foundation Medicine首个突破性的多癌种多基因的伴随诊断检测平台的获批，越来越多肿瘤患者将通过多基因检测寻找到潜在的驱动基因，并从靶向治疗中获益。