不单纯的肿瘤：非小细胞肺癌的肿瘤内异质性

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越来越多的研究认为，肿瘤的基因组学存在空间异质性（包括同个肿瘤病灶的不同区域、原发灶与转移灶之间）和时间异质性（病程不同节点） [1], [2]。肿瘤内的基因异质性可以显著地影响了临床治疗策略的选择，也是靶向治疗耐药的一个重要机制。
  
      近期，来自上海市肺科医院的周彩存教授研究了肺腺癌中ALK融合基因和腺癌细胞生长模式的瘤内异质性(Intratumoral heterogeneity, ITH) [3]，进一步佐证了肺癌基因组学异质性的存在。该研究通过显微切割发现，20例伴有ALK融合基因的肺腺癌手术标本中，2例（10%）患者同时存在ALK融合和EGFR突变，9例患者存在肿瘤内ALK基因异质性。作者认为在单个驱动基因突变和ALK/EGFR双突变的肺腺癌中，组织学异质性和基因异质性是普遍存在的。

作为肿瘤多样性的储备，ITH可能是肿瘤疗效差异化、治疗耐药和肿瘤复发的重要因素。目前，主流观点依然认为肺腺癌的驱动基因，包括ALK融合，KRAS突变和EGFR突变在同个肿瘤中是互斥的 [4]。但在周彩存教授的这篇文章中，他们发现同一原发肿瘤不同部位有不同的基因突变和肿瘤细胞生长模式：1、ALK-/EGFR+；2、ALK-/EGFR-；3、ALK+/EGFR+。作者还发现，在ALK+/EGFR+的区域中，ALK+和EGFR+的丰度也是不相同的，间接提示了在这些区域中仍然有部分肿瘤细胞不是同时存在ALK融合基因和EGFR突变基因的，也可能暗示了ALK/EGFR共突变是肿瘤细胞分支进化的结果。当然，要真正解答这个问题需要单细胞测序技术来研究是否每种肿瘤细胞克隆都有相同的祖系基因。此外，由于样本量有限，ALK/EGFR共突变的临床意义还需要更大样本量的研究来阐述。

2014年广东省人民医院的吴一龙教授团队也报道了ALK融合基因和EGFR突变基因共存的现象 [4]，他们发现ALK/EGFR共突率为1.3%（13/977），占EGFR突变肿瘤的18.6%（13/70）、ALK基因融合肿瘤的18.6%（13/70），高磷酸化ALK水平的患者更倾向于从克唑替尼中获益。而在一篇研究克唑替尼耐药的文献中 [5]，研究者发现14例克唑替尼耐药的患者中，有3例患者的再活检标本中ALK融合基因消失，这说明ALK阴性的肿瘤细胞亚克隆可能存在于治疗前的肿瘤组织中，而ALK阳性的肿瘤细胞亚克隆在肿瘤进展的过程中从肿瘤基因组中被清除或者患者存在两个不同的肿瘤细胞克隆，即ALK阴性和ALK阳性，ALK阴性的肿瘤细胞无法被克唑替尼抑制而逐渐进展。2013年来自北京大学肿瘤医院的王洁课题组同样利用显微切割的方法，发现有32.9%的非小细胞肺癌同时存在EGFR突变型和野生型的病灶 [6]。并且在接受EGFR-TKIs治疗的患者中，部分反应（PR）和疾病稳定（SD）的肿瘤，突变型EGFR的比例显著高于疾病进展（PD）的肿瘤（分别为86.1%和48.7%对比6.0%）。EGFR纯野生型、EGFR突变型/野生型共存、EGFR纯突变型的患者接受EGFR-TKIs治疗，其无进展生存期依次增加。




图1、展示了ALK/EGFR基因突变共存的3种潜在模式。

肺癌基因异质性的模式可以用肿瘤进化论进行解释 [7]。图1展示了ALK/EGFR基因突变共存的3种潜在模式：A、ALK基因融合是所有肿瘤细胞的“树干”事件（truncal events），即肿瘤细胞是纯ALK基因融合的，ALK-TKIs显著地显著地抑制了肿瘤的生长；B、肿瘤细胞在进化过程中出现分支，相继产生了由ALK融合基因和EGFR突变基因所驱动的肿瘤细胞亚克隆，ALK-TKIs成功抑制了ALK融合的肿瘤细胞，但其它肿瘤细胞仍然可以增殖，最后出现疾病进展；C、ALK融合基因和EGFR突变基因是不同肿瘤区域的“树干”事件，相互独立地生长。这3种异质性模式可能给肺癌的靶向治疗提供了理论依据。对于A，单一的ALK-TKIs就足够了，但对于B和C，联合或者续贯使用ALK-TKI及EGFR-TKI可能是延缓和克服耐药的一种手段。

以上研究对于临床医师来说还是比较有意义的，精准医疗是当前肿瘤研究和治疗的热点，广泛存在的肿瘤异质性要求临床肿瘤医生必须了解肿瘤空间上和时间上的全貌，采取更有针对性的治疗手段。但不得不承认，肿瘤异质性的研究对于初诊转移性肺癌来说是一个巨大的挑战，比如标本量有限、显微切割后检测的成本倍增、重复再活检的创伤性大的问题，“液体活检”包括循环肿瘤细胞（CTC）和循环肿瘤DNA（ctDNA）可能是更有前景的检测技术。

参考文献：
[1] de Bruin EC, et,al. Spatial and temporal diversity in genomic instability processes defineslung cancer evolution. Science, 2014 Oct 10, 346:251–256.
[2] Zhang J, etal. Intratumor heterogeneity in localized lung adenocarcinomas delineated by multiregionsequencing. Science, 2014 Oct 10, 346:256–259.
[3] Cai W, et al.Intratumoral Heterogeneity of ALK-Rearranged and ALK/EGFR Coaltered LungAdenocarcinoma. J Clin Oncol. 2015Sep 28. pii: JCO.2014.58.8293. [Epub ahead of print]
[4] Gainor JF, etal. ALK rearrangements are mutually exclusive with mutations in EGFR or KRAS:An analysis of 1,683 patients with non–small-cell lung cancer. Clin Cancer Res,2013 Aug 1, 19:4273–4281.
[5] Doebele RC, etal. Mechanisms of resistance to crizotinib in patients with ALK gene rearrangednon–small-cell lung cancer. Clin Cancer Res, 2012 Jan 10, 18:1472–1482.
[6] Bai H, et al.Detection and Clinical Significance of Intratumoral EGFR MutationalHeterogeneity in Chinese Patients with Advanced Non-Small Cell Lung Cancer.PLoS ONE. 2013;8(2):e54170.
[7] Birkbak NJ, etal. Evolutionary Precision Medicine: A Role for Repeat Epidermal Growth FactorReceptor Analysis in ALK-Rearranged Lung Adenocarcinoma? J Clin Oncol. 2015Sep 28. pii: JCO.2015.63.2976. [Epub ahead of print]
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