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研究背景及目的:肺癌驱动基因在肺癌的发生、发展和转移过程中起重要作用。同时,也是指导肺癌分子靶向治疗的重要预测因子。众多研究表明驱动基因在肺癌转移过程中参与细胞的归巢、定植和肿瘤微环境的改变等过程。为探索驱动基因在骨转移中的作用,本研究通过对比晚期肺腺癌原发灶和骨转移灶基因突变差异,从而寻找肺癌骨转移的关键基因。研究方法:收集2017年5月至2019年2月在南昌大学第二附属医院首诊且经病理确诊为肺腺癌骨转移患者15例,通过CT引导下穿刺活检技术对患者肺原发灶和匹配的骨转移灶进行穿刺活检,取得配对肿瘤组织样本30份。使用CN500二代测序(Next Generation Sequencing,NGS)平台对30份肿瘤组织样本的398个肿瘤相关基因进行测序。比较晚期肺腺癌原发灶和骨转移灶基因突变谱、突变率和突变丰度,分析肺腺癌原发灶和骨转移灶基因突变是否存在差异。同时,对突变基因使用GO(Geneontology)数据库进行富集分析、按生物学功能分类,分析影响肺腺癌骨转移的基因及所涉及信号通路。研究结果:本研究入组15例肺癌骨转移患者,对30份肿瘤组织(肺=15份,骨=15份)标本进行测序,总共检测出220个体细胞基因突变,包括:点突变、插入突变和缺失突变。30份标本中4例肺原发灶标本和1例骨转移灶标本未检测到基因突变。总共检测出63个基因突变丰度高于5%,其中包括肺原发灶43个基因,骨转移灶46个基因,肺原发灶和骨转移灶重叠基因26个。总样本中突变率较高的基因为EGFR(14/30)、TP53(12/14)、ROS1(4/30)、APC(3/30)、ADGRL3(3/30)、SYNE1(3/30)(表1-2)。肺癌原发灶突变率较高的基因包括:EGFR(7/15)、TP53(7/15)、ROS1(3/15)、IDH(2/15)和SYNE1(2/15)(图4A)。骨转移灶突变率较高基因包括:EGFR(7/15)、TP53(5/15)、ADGRL3(2/15)、APC(2/15)和KMT2C(2/15)(图4B)。肺原发灶突变丰度超过50%的基因为EGFR(79.03%)、ADGRL3(75.25%)、FANCD2(57.81%);骨转移灶中突变频丰度超过50%的基因依次为ADGRL3(91.28%)、EGFR(72.14%)KEAP1(62.99%)、STK11(55.18%)。5组基因在骨转移灶突变丰度高于肺原发灶,分别为PBRM1(25.51%VS 22.38%)、TCF3(15.00%VS 12.38%)、PIK3CG(44.74%VS 31.14%)、ADGRL3(91.16%VS 75.00%)及KEAP1(62.99%VS20.26%)(表1-3)。EGFR、TP53和EGFR合并TP53突变率分别为46.7%、40%、33.3%。EGFR在原发灶和骨转移灶突变一致率为86.7%(表1-5),突变丰度无统计学差异(p>0.05),5例患者肺原发灶和骨转移灶EGFR突变位点一致(19del2例,L858R 1例,G719S 1例,L861Q 1例),1例患者突变位点不一致(肺原发灶L858R突变,骨转移灶19del)(表1-4)。TP53在原发灶和骨转移灶突变一致率为86.7%,突变丰度无统计学差异(p>0.05),4例患者肺原发灶和骨转移灶TP53突变位点一致(R248W 2例,I232F 1例,E258D 1例),1例患者突变位点不一致(原发灶R248Q,骨转移灶I195S)(表1-4)。EGFR合并TP53突变一致率100%(表1-5)。对肺癌原发灶和骨转移灶突变基因使用GO数据库进行功能富集分析,调节细胞粘附和运动基因(ADGRL3、EGFR、PIK3CG、LPP、SMARCA4、TLR4及ESR1)和调控破骨细胞分化基因(MTOR、KMT2C、KMT2D、TFE3和CTNNB1)在骨转移灶更加富集(图6)。结论:1.肺癌原发灶和骨转移灶器官微环境具有异质性。2.EGFR、TP53及EGFR合并TP53突变在肺癌原发灶和骨转移灶突变高度一致,EGFR、TP53和EGFR合并TP53共突变信号通路的激活可能促进肺癌骨转移。3.调控细胞粘附、运动和调控破骨细胞分化基因在骨转移灶更加富集,该信号途径可能与肺癌骨转移存在关联。