目的:肺癌发病率位于我国恶性肿瘤中的首位,其中非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer,NSCLC)所占比例达85%以上。表皮细胞生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epithelial growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)极大地提高了EGFR基因活化突变的晚期非小细胞肺癌疗效。但临床上患者疗效预测因子有限,治疗疗效差别巨大,耐药出现的早晚及耐药机制也各不相同。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是药物基因组学的重要遗传学基础,相关基因特异标签SNP(Tag SNP)不仅可以作为疗效的预测标志,而且还与预后有关。本课题拟通过PI3K/Akt/mTOR通路策略研究标签SNPs与EGFR-TKI的疗效和预后关联,进一步阐明影响EGFR-TKI疗效和预后的分子学机制,为提高非小细胞肺癌个体化疗效,逆转耐药,改善预后提供依据。方法:1.根据临床实验研究设计原理,评估样本量,设定入排标准。对入组患者收集临床信息及生物学标本,进行资料汇总,建立非小细胞肺癌病例数据库及标本库;运用SNP数据库、遗传学规律及生物信息学技术预测PI3K/AKT/mTOR信号通路基因标签SNPs;2.对外周血标本选用多重Snapshot法检测PI3K/AKT/mTOR信号通路关键基因标签SNPs基因分型;3.进行资料整理和统计学分析,探讨临床病理学特征及PI3K/AKT/mTOR信号通路关键基因标签SNPs与EGFR-TKI疗效之间的关系;4.统计经EGFR-TKI治疗的非小细胞肺癌患者PFS及OS数据,绘制生存曲线,应用单因素和多因素分析方法进一步探讨影响患者预后的相关因素。5.统计学处理:利用Epidata软件建立数据库;卡方检验分析Tag SNP基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡;应用遗传学软件Haploview 4.0对基因上的Tag SNP位点间进行连锁不平衡(LD)分析;应用卡方检验、单因素及多因素分析,综合评价Tag SNP及生物学信息与EGFR-TKI疗效和预后的关系。用Kaplan-meier法进行生存分析。所有统计分析均采用SPSS 19.0软件进行双侧检验,显著性水平为0.05。结果:1.根据PI3K/AKT/mTOR通路基因内SNPs之间连锁不平衡程度,按照相应筛选策略,采用Haploview 4.0软件构建标签SNPs之间的单体型区块图,筛选具有代表性的标签SNPs。最终从EGFR基因上挑选出2个标签SNPs:rs884225和rs1468727;从PIK3CA基因上挑选出2个标签SNPs:rs3729679和rs7634251;从AKT1基因上挑选出3个标签SNPs:rs2494750、rs2498786和rs1130233;从AKT2基因上挑选出1个标签SNP:rs62107593;从mTOR基因上挑选出2个标签SNPs:rs1034528和rs3806317;从PTEN基因上挑选出1个标签SNP:rs701848。2.本研究共纳入220例晚期非小细胞肺癌患者,整体有效率(包括CR+PR)为23.6%,整体疾病控制率(包括CR+PR+SD)为61.4%。女性患者的有效率(29.6%vs 17.1%,p=0.039)及疾病控制率(69.6%vs 52.4%,p=0.012)均高于男性患者;不吸烟患者的有效率(27.7%vs 15.3%,p=0.044)及疾病控制率(66.2%vs 51.4%,p=0.012)高于吸烟患者;腺癌患者的有效率(26.2%vs 6.9%,p=0.020)及疾病控制率(65.4%vs 34.5%,p=0.002)高于非腺癌患者(包括8例腺鳞癌及21例鳞癌);合并EGFR敏感突变患者的有效率(44.4%vs 7.1%vs 18.2%,p=0.000)及疾病控制率(81.5%vs 36.9%vs 69.1%,p=0.000)高于未突变及突变不详患者,差异具有显著统计学意义。3.患者EGFR基因rs884225位点TT、CT及CC三种基因型有效率(36.4%vs 23.4%vs 13.5%,p=0.031)及疾病控制率(77.3%vs 61.3%vs 48.1%,p=0.014)的分布有统计学差异;AKT1基因rs1130233位点CC、CT及TT三种基因型有效率(14.7%vs 32.4%vs 15.4%,p=0.004)及疾病控制率(47.1%vs 69.4%vs56.4%,p=0.035)的分布有统计学差异;MTOR基因rs3806317 GG组共7例,3例SD,因频数过少进行合并分析,结果提示GA基因型客观缓解率优于AA基因型+GG基因型(58.2%vs 75.0%,p=0.030);联合EGFR基因rs884225位点及AKT1基因rs1130233位点分析,优势组(rs884225位点TT型+rs1130233位点CT型)与非优势组有效率(48.0%vs 20.5%,p=0.005)及疾病控制率(100.0%vs 56.4%,p=0.000)有显著性差异。4.校正年龄、性别、病理类型、分期、突变状态、ECOG评分、吸烟状态、TKI药物类型及既往治疗线数等混杂因素,分别在共显性、显性及隐性模型下通过非条件Logistic回归分析发现,EGFR基因rs884225位点TT基因型疾病控制率是CC基因型的4.956倍(95%CI 1.672-14.694,p=0.004),显性模型下(TT/CT+CC),TT型是非TT型的3.334倍(95%CI 1.332-8.334,p=0.010);隐性模型下(CC/CT+TT),CC型是非CC型的0.345倍(95%CI 0.138-0.860,p=0.022)。PIK3CA基因rs884225位点隐性模型下(AA/GG+GA),AA型是非AA型疾病控制率的0.451倍(95%CI 0.211-0.963,p=0.040)。AKT1基因rs1130233位点CT基因型疾病控制率是CC基因型的6.586倍(95%CI2.279-19.030,p=0.000),显性模型下(CC/CT+TT),CC型是非CC型的0.226倍(95%CI 0.086-0.597,p=0.003)。5.在Kaplan Meier中应用Log-Rank检验提示,女性(6.84m vs 5.27m,p=0.011),腺癌(6.30m vs 4.66m,p=0.048)及EGFR突变患者(9.14m vs 2.60m vs 6.56m,p=0.000)的无疾病进展时间更长。而年龄,ECOG评分,吸烟状态,疾病分期,TKI类型及既往治疗线数与无疾病进展时间无关。基因多态性方面,EGFR基因rs884225位点TT基因型的无疾病进展时间更长(7.96m vs 5.64m vs5.51m,p=0.005);AKT1基因rs1130233位点CT基因型的无疾病进展时间更长(7.01m vs 4.74m vs 5.34m,p=0.001)。多因素Cox比例风险回归模型分析发现,吸烟患者(HR=1.524,95%CI 1.035-2.244,p=0.033)及ECOG评分差(HR=1.452,95%CI 1.057-1.994,p=0.021)的患者疾病进展风险更高;EGFR突变(HR=0.045,95%CI 0.026-0.079,p=0.000)或不详(HR=0.112,95%CI 0.064-0.196,p=0.000)的患者比未突变患者疾病进展风险低,差异具有显著统计学意义;基因多态性方面,EGFR基因rs884225位点CT基因型(HR=3.197,95%CI 1.994-5.127,p=0.000)或CC基因型(HR=2.881,95%CI 1.701-4.880,p=0.000)的患者比TT基因型患者疾病进展风险更高,差异具有显著统计学意义;AKT1基因rs1130233位点CC基因型(HR=2.118,95%CI 1.369-3.278,p=0.000)或TT基因型(HR=2.073,95%CI 1.452-2.961,p=0.000)的患者疾病进展风险更高,差异具有显著统计学意义;联合EGFR基因rs884225位点及AKT1基因rs1130233位点分析,优势组(rs884225位点TT型+rs1130233位点CT型)无疾病进展时间优于非优势组(10.33m vs 5.52m,p=0.000),有显著性差异。6.单因素生存分析发现:患者年龄、性别、ECOG评分、吸烟状态、疾病分期、TKI类型、EGFR突变状态、既往治疗线数及基因多态性方面特征与总生存期均未发现有统计学差异。多因素生存分析发现吸烟患者(HR=1.627,95%CI1.074-2.466,p=0.022)与不吸烟患者相比,整体预后较差,差异具有统计学意义;而其它临床病理学特征及基因学改变与预后均无相关性。结论:1.通过人类基因组SNP数据库、基因遗传学规律及生物信息学方法可以筛选出关键Tag SNPs,优化检验效能,提高科研效率;2.EGFR-TKI疗效预测方面,女性,不吸烟,腺癌及合并EGFR突变的患者经EGFR-TKI治疗的有效率更高;携带EGFR基因rs884225位点TT基因型及AKT1基因rs1130233位点CT基因型的患者经EGFR-TKI治疗的有效率更高;多因素分析提示两者均为EGFR-TKI的疗效预测指标,联合分析疗效预测更优。3.EGFR-TKI治疗的无疾病进展时间与性别、病理类型、EGFR基因rs884225位点多态性、AKT1基因rs1130233位点多态性及EGFR突变状态密切相关,而与其他临床病理学特征无关;4.非小细胞肺癌患者临床病理学特征、EGFR基因突变状态及PI3K/AKT/mTOR通路基因多态性与总生存无统计学相关性;吸烟因素是非小细胞肺癌的唯一独立预后因子。