肺癌驱动基因与非小细胞肺癌生存关系的相关性研究

陈点点 耿 淼 贾 佳

肺癌是最常见也是最致命的恶性肿瘤之一，世界癌症报告2018年的数据统计显示，全球每年肺癌发病数及死亡率仍占各类恶性肿瘤的首位[1]。在肺癌病理分型中非小细胞肺癌(Non-Small-Cell Lung Cancer NSCLC)是肺癌中最常见的病理组织学类型约占肺癌的85%，其早期诊断难患者预后差，往往一经确诊就已经处于晚期，是肺癌患者致死率高的主要原因，早期的发现和精准的靶向治疗是提高患者生存率的关键[2]。本研究中我们利用Kaplan-Meier(KM)plotter 在线数据库进一步对肺癌驱动基因EGFR、KRAS、BRAF、PIK3CA、ALK、MET、HER-2、RET、ROS-1与患者预后相关性进行在线分析，同时引入患者吸烟状态及性别等关键指标，探索直接参与患者预后的相关基因，为临床治疗提供更可靠分子靶标。

1 材料与方法

本研究利用基因表达综合数据库 (gene expression omnibus,GEO)[3]下载的肺癌患者的基因表达数据和生存信息建立的Kaplan-Meier(KM)plotter 在线数据库，分析肺癌驱动基因EGFR、KRAS、BRAF，PIK3CA、ALK、MET、HER-2、RET、ROS-1等基因表达与总生存期(overall survival OS)的相关性。目前该数据库，已经生成了乳腺癌、卵巢癌、胃癌和肺癌数据库。该数据库包含一组临床数据，包括组织学、分期、分级、性别和吸烟史，治疗组包括手术组、化疗组和放疗组。简而言之，我们参照以往的分析方法[4]将各基因输入数据库中,分别进行基因表达和预后进行在线分析，以获得KM生存曲线。根据基因表达水平高于或低于中位数,分为高表达和低表达,并得出相应的危险比(Hazard ratio，HR )、95%置信区间(CI)和P值。(P<0.05，差异有统计学意义)。

2 结果

2.1 各驱基因表达与患者预后分析

经KM-Plotter在线数据库对肺癌各驱动基因分析发现，EGFR、BRAF、MET、RET、 ROS-1的表达均与患者OS存在相关性(P<0.05)，基因的高表达与患者较好的OS密切相关。KRAS、PIK3CA、ALK、HER-2的表达与患者的OS不相关(表1)。

表1 各基因表达与非小细胞肺癌患者生存相关性

2.2 各驱基因表达与患者吸烟状态的相关性

经KM-Plotter在线数据库对肺癌各驱动基因与患者的吸烟状态进行分析，结果显示BRAF、MET、PIK3CA、 HER-2、ALK对患者预后的价值与吸烟状态有关，其中BRAF、MET的高表达的患者吸烟与不吸烟均有较好的预后，PIK3CA的高表达与HER-2的低表达时不吸烟患者的预后较好(P<0.05)，ALK低表达时吸烟患者的预后较好(P<0.05)，见表2。

表2 驱动基因的表达与患者吸烟状态相关性

2.3 各驱基因表达与患者性别差异对预后的影响

经KM-Plotter在线数据库对肺癌各驱动基因与患者的性别进行分析，结果显示BRAF、MET、EGFR、ALK的表达与患者预后相关性存在性别差异，其中BRAF、MET高表达时男性患者及女性患者均有良好的预后。EGFR的高表达时男性患者有较好的预后，ALK的低表达时女性患者有较好的预后，见表3。

表3 驱动基因表达与患者性别差异的相关性

3 讨论

非小细胞肺癌是肺癌患者中最常见的类型，近年来新发和病死例数逐年增加。延长患者的生存时间提高生存质量，使患者有1个好的预后是所有肿瘤研究的最终目的，探索肿瘤相关的分子靶点，特别是直接参与预后的分子靶点则是提高治疗率的关键。本研究我们利用在线数据库分析常见的非小细胞癌驱化基因对患者预后的影响，发现不同的驱化基因对患者的预后价值不同，同一种基因在患者不同状态时对预后的价值也是有差异的。

3.1 直接影响患者预后的驱动基因

通过KM-Plotter在线数据库分析我们发现EGFR、BRAF、MET、RET 、ROS-1等基因与非小细胞肺癌患者的预后显著相关。EGFR多种肿瘤中均高表达，在亚洲肺腺癌患者中EGFR基因突变最常见，其突变发生率可达50%[5]。EGFR阳性患者在应用酪氨酸激酶抑制剂吉非替尼和厄洛替尼治疗时，中位无病生存期及无复发生存期都显著升高[5-6]，本研究中EGFR阳性患者也显示出较好的预后。BRAF是1种癌基因，在EGFR信号通路中位于KRAS下游[7]，其在NSCLC患者中BRAF的基因突变率仅为1%～3%[8]，近期研究显示在NSCLC患者中存在BRAF与EGFR共同突变[9]，具有BRAF基因突变的NSCLC患者对于EGFR-TKI药物会出现耐药[10]，提示检测NSCLC患者BRAF基因突变情况对于筛选BRAF基因突变药物及指导EGFR-TKI的靶向用药有重要意义，本研究中提示BRAF的高表达患者有较好的预后。MET具有酪氨酸激酶活性，在肝癌、非小细胞肺癌、结直肠癌、胃癌等多种肿瘤中呈持续高表达，临床病例研究证实MET受体过表达与肿瘤分化程度、肿瘤转移及术后生存时间相关，MET已成为抗肿瘤转移治疗的1个候选靶点，在非小细胞肺癌研究中显示MET基因的活化可能是EGFR突变的NSCLC患者的致癌驱动因子之一，非小细胞肺癌中MET扩增是EGFR靶药长期诱导后的主要耐药原因之一，提示在EGFR突变患者在靶药耐药后要重视MET的检测[11]，本研究结果显示MET的高表达对患者有较好的预后。RET作为原癌基因直接参与肿瘤的发生，激活的RET蛋白通过多种信号通路参与不同肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭，影响肿瘤的发生发展，其表达率与肿瘤分化程度有关，NSCLC 早期和中期患者RET 阳性表达率相对较低，随着肿瘤的进展其阳性率逐渐升高，RET 阳性表达成为NSCLC进程评价独立的因素,RET基因也成为个性化治疗NSCLC的新靶点[12],本研究中显示患者RET高表达患者有较好的预后。ROS1是NSCLC中不常见的突变基因突变频率仅为1%～2%，近年临床试验显示采用ROS1抑制剂克唑替尼治疗ROS1阳性的NSCLC患者其有效率可达到72%[13]，已被美国国立综合癌症网络指南推荐为NSCLC防治的关键靶点[14]，本研究结果同样提示ROS1高表达患者有较好的预后。

3.2 与吸烟状态相关的驱动基因

吸烟参与了多种疾病的发生[15]，肺癌中有80%是由吸烟引起的[16]，烟草更是非小细胞肺癌发生的独立危险因素[17]，研究报道表明烟草提取物可以改变肿瘤微环境，活化肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)，促进非小细胞肺癌A549和PC-9细胞侵袭迁移[18]，同时研究者也发现,烟草通过对相关基因调控参与了药物的耐药性，烟草提取物能够通过刺激ROS产生、激活 EGFR/AKT 信号通路导致非小细胞肺癌细胞发生吉非替尼耐药，因此在NSCLC治疗中探索与患者的吸烟状态相关的基因，对临床更有指导意义。本研究中我们就发现BRAF、PIK3CA、ALK、MET、HER-2与吸烟状态显著相关，其中在吸烟患者中BRAF、MET高表达的预后较好，ALK低表达的预后较好；在非吸烟患者中BRAF、PIK3CA、MET的高表达有较好的预后，而HER-2的低表达有较好的预后，提示在临床治疗中我们应该根据患者的吸烟状态选取不同的基因作为预后的评价指标。

3.3 与性别相关的驱动基因

性别差异决定了很多疾病的不同的发病机制，在肿瘤的进程中，肿瘤的发病率、进展、分子表型和对治疗的反应在不同性别中存在显著差异，男性和女性体内肿瘤的生长环境也是不同的[19]。非小细胞肺癌的研究中发现，非小细胞肺癌的发生及发展与患者的性别存在相关性，经临床数据分析非小细胞肺癌在患病率及临床表现均存在性别差异，女性患者1年生存率、5年生存率女性均优于男性，性别被认为是影响NSCLC预后的重要因素之一[20]，研究发现雌激素受体ERα及ERβ均广泛表达于NSCLC组织中，ERα(-)/ERβ(+)的患者预后明显优于其他亚组[21]，以雌激素信号系统也成为了非小细胞肺癌治疗的新靶点[22]。本研究中我们也发现了与性别相关的非小细胞肺癌驱动基因参与了患者的预后，BRAF、MET高表达时男性患者及女性患者均有良好的预后。EGFR高表达时男性患者有较好的预后，ALK低表达时女性患者有较好的预后，这些研究结果提示我们在非小细胞防治过程中根据性别差异选取与性别相关基因作为防治靶点，这将更助于有助于优化疾病的治疗。

近年来针对非小细胞细胞肺癌的驱动基因被陆续发现，肺腺癌中约60%的驱动基因被确定，肺鳞癌驱动基因的检出率也在40%～50%，针对基因状态开展的个体化治疗给患者带来巨大的收益。本研究通过在线数据库Kaplan-Meier (KM) plotter数据库评价部分驱动基因与对非小细胞肺癌患者预后的价值，结果发现EGFR、BRAF、MET、RET、 ROS-1基因高表达的非小细胞肺癌患者预后较好。在进一步引入吸烟状态与性别等参数时，基因的表达与OS的相关性发生明显改变。结合文献调研发现在非小细胞肺癌患者中存在多种基因共表达或相互排斥的现象，非小细胞肺癌的发生和预后是1个综合作用的结果，提示我们各驱动基因在患者的防治中既各有不同的机制同时也相互作用，在治疗和预后评价时我们根据患者不同状态进行多种基因的共同分析、多靶点的联合治疗才能使病人获得更大的收益。