肿瘤防治研究  2021, Vol. 48 Issue (12): 1066-1070
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

应用不平衡法检测赣南地区原发性肺腺癌ALK融合突变
5′/3′ Imbalance Strategy for qRT-PCR to Detect ALK Fusion Mutation in Primary Lung Adenocarcinoma in Gannan Region
肿瘤防治研究, 2021, 48(12): 1066-1070
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2021, 48(12): 1066-1070
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2021.21.0455
收稿日期: 2021-04-19
修回日期: 2021-08-13
应用不平衡法检测赣南地区原发性肺腺癌ALK融合突变
钟炜祥1 ,    韦晰凤2     
1. 341000 赣州,赣南医学院第一附属医院胸外科;
2. 341000 赣州,赣州市妇幼保健院门诊部
摘要: 目的 探讨赣南地区原发性肺腺癌患者间变淋巴瘤激酶(ALK)融合基因的特点,科学指导此类患者优选靶向用药。方法 采取不平衡法检测233例原发性肺腺癌患者ALK融合基因的表达情况,回顾性分析其临床病理特征。结果 有ALK融合基因表达者21例,表达率为9.01%(21/233)。女性、N1-3患者ALK融合基因表达率显著高于男性、N0患者(P < 0.05);ALK融合基因在无吸烟史、年龄 < 55岁、M1期患者以及新鲜活检标本中的表达率相对较高,但未达统计学意义(P > 0.05));ALK融合基因的表达与TNM分期、T分期、是否手术治疗以及肿瘤分布位置均无相关性(P > 0.05)。此外,在153例M1期病例亚组分析中,未发现ALK融合突变与肺癌常见部位(骨、脑、对侧肺、胸膜播散、肾上腺及肝)转移的相关性(P > 0.05)。结论 赣南地区原发性肺腺癌中ALK融合基因表达率较高,好发于女性和有淋巴结转移的患者。
关键词: 非小细胞肺癌    ALK    融合基因    不平衡法    
5′/3′ Imbalance Strategy for qRT-PCR to Detect ALK Fusion Mutation in Primary Lung Adenocarcinoma in Gannan Region
ZHONG Weixiang1 , WEI Xifeng2     
1. Department of Thoracic Surgery, First Affiliated Hospital of Gannan Medical University, Ganzhou 341000, China;
2. Outpatient Department, Ganzhou Maternity and Child Health Hospital, Ganzhou 341000, China
Abstract: Objective To explore the characteristics of ALK fusion gene in patients with primary lung adenocarcinoma in Gannan region, with hopes of scientifically guiding such patients towards selecting targeted drugs. Methods 5′/3′ imbalance strategy for qRT-PCR was used to detect the expression of ALK fusion gene in 233 cases of primary pulmonary adenocarcinoma and the clinical pathological characteristics were analyzed. Results The expression rate of ALK fusion genes was 9.01% (21/233). The expression rate of ALK fusion gene in female and N1-3 patients was significantly higher than that in male and N0 patients (P < 0.05); The expression rate of ALK fusion gene in patients with no smoking history, age < 55 years, M1 stage and fresh biopsy specimens was relatively high (P > 0.05); The expression of ALK fusion gene was not correlated with TNM stage, T stage, surgical treatment or tumor distribution location (P > 0.05). Moreover, in the subgroup analysis of 153 M1-stage cases, no correlation was found between the expression of ALK fusion gene and the metastasis of common sites of lung cancer (bone, brain, opposite lung, pleural dissemination adrenal glands and liver) (P > 0.05). Conclusion The expression rate of ALK fusion gene in primary lung adenocarcinoma in Gannan region is relatively high, which is common in female patients with lymph node metastasis.
Key words: Non-small cell lung cancer    Anaplastic lymphoma kinase    Fusion gene    5′/3′ imbalance strategy    
0 引言

肺癌是目前我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,作为非小细胞肺癌(NSCLC)继表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)基因突变之后被发现的第二大突变基因—棘皮动物微管相关蛋白4-间变淋巴瘤激酶(echinoderm microtubule-associated protein-like 4-anaplastic lymphoma kinase, EML4-ALK)融合基因在NSCLC发生、发展、预后及转归中扮演着重要角色,尤其是肺腺癌最具有特点的致癌基因。文献[1-4]报道不同地区的NSCLC患者中EML4-ALK融合突变存在差异,目前赣南地区尚无ALK融合基因的相关报道。本研究通过不平衡法(即基于3'端和5'端的表达水平不平衡策略的qRT-PCR方法)检测赣南地区原发性肺腺癌组织中ALK融合基因的表达情况,回顾性分析其临床病理特征,旨在探讨赣南地区原发性肺腺癌ALK融合基因的特点,科学指导此类患者优选靶向用药。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选取赣南医学院第一附属医院2016年—2020年经病理检查确诊为原发性肺腺癌的病例233例,其中男127例(54.51%),女106例(45.49%),平均年龄(60.3±10.618)岁,中位年龄61岁(34~89岁);无吸烟史142例(60.94%),有吸烟史91例(39.06%);临床分期按国际肺癌研究协会第八版国际肺癌TNM分期标准执行:Ⅰ期42例(18.02%)、Ⅱ期17例(7.30%)、Ⅲ期21例(9.01%)、Ⅳ期153例(65.67%)。入组患者分布于赣南地区,均为初治,未接受过化疗、放疗或靶向治疗。

1.2 方法

1.2.1 筛选病例

经外科手术切除或CT引导下经皮肺穿刺活检或电子支气管镜活检组织标本233例,其中石蜡切片组织标本201例,新鲜活检组织标本32例。经赣南医学院第一附属医院科学研究伦理委员会审查批准(编号:LLSC-2021081601)。

1.2.2 标本固定

由医院病理科进行石蜡包埋固定,按至少5 μm厚度切取病理白片15张外送。32例新鲜组织标本离体后储存在RNAfixer组织保存液中固定后外送。经患者知情同意后,233例样本先后外送至浙江鼎晶医学检验所进行ALK融合基因检测。

1.2.3 总RNA提取

采用组织RNA抽提kit(Qiagen)试剂盒提取样本总RNA,紫外分光光度仪测定模板总RNA的浓度(> 30 ng/μl)和纯度(OD260/OD280值为1.8~2.0)。

1.2.4 反转录(reverse transcription, RT)

合成cDNA参照M-MLV反转录试剂盒说明书设置RT程序:25℃ 5 min;42℃ 60 min;75℃ 5 min;4℃ 5 min。

1.2.5 Real-time PCR体系

RT产物通过SYBR Green PCR master mix(Applied Biosystems)试剂进行PCR反应,反应体系中加入荧光物质并采用ABI 7500 PCR仪检测。PCR程序参照人EML4-ALK融合基因检测试剂盒(real time PCR)使用说明书进行设置:(1)UNG酶反应:50℃ 2 min 1个循环;(2)预变性:95℃ 10 min 1个循环;(3)变性:95℃ 15 s;退火、延伸及检测荧光(荧光通道为FAM)60℃ 32 s,共45个循环;(4)溶解曲线(60℃~95℃按1%的速度递增,此阶段吸收荧光信号):95℃ 15 s 1个循环;60℃ 1 min 1个循环;95℃ 30 s 1个循环;60℃ 15 s 1个循环。引物序列见表 1

表 1 Real-time PCR引物序列 Table 1 Primer sequences of real-time PCR
1.3 统计学方法

本组资料为计数资料,以百分数表示。应用SPSS24.0软件,采用χ2检验或确切概率法进行统计学分析,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 ALK融合基因的表达情况

入组233例样本,共检测出21例ALK基因融合,表达率为9.01%,见图 1

图 1 ALK融合突变Real-time PCR图 Figure 1 Real-time PCR pictures of ALK fusion mutation
2.2 ALK融合突变与肺癌患者临床病理特征的关系

女性、N1-3患者ALK融合基因表达率为13.2%(14/106)、12.5%(18/144),均显著高于男性(5.5%)、N0(3.4%)患者,差异有统计学意义(P < 0.05);ALK融合基因在新鲜组织标本、年龄 < 55岁、无吸烟史以及M1期患者中的表达率相对较高,但未达统计学意义(P > 0.05);ALK融合基因的表达与TNM分期、T分期、是否手术治疗以及肿瘤分布位置均无相关性(P > 0.05),见表 2

表 2 赣南地区肺腺癌患者ALK基因融合与临床病理特征的关系 Table 2 Relation between ALK fusion and clinicopathological characteristics of patients with lung adenocarcinoma in Gannan region
2.3 ALK融合突变与肺癌常见部位转移的关系

在153例M1期病例中,肺癌常见转移部位按发生率大小依次是骨转移、脑转移、对侧肺转移、胸膜播散(恶性胸水、心包积液或胸膜结节)/肾上腺转移以及肝转移,亚组分析均未发现ALK融合突变与肺癌常见部位转移的相关性(均P > 0.05),见表 3

表 3 赣南地区153例M1期肺腺癌患者ALK基因融合与肺癌常见部位转移的关系 Table 3 Relation between ALK fusion and metastasis of common sites of lung cancer in 153 M1-stage patients with lung adenocarcinoma in Gannan region
3 讨论

目前肺癌的诊疗已迈入了精准医学时代,EML4-ALK是继EGFR之后第二受关注的基因,也是NSCLC中最常见的ALK融合基因,亦是在NSCLC中第一个发现的融合基因激酶抑制靶点。在EML4-ALK融合基因中,EML4的N端与ALK胞内的络氨酸激酶区发生融合,导致ALK融合基因异常表达,此外融合伴侣EML4可促进融合蛋白的二聚和低聚反应,导致ALK酪氨酸激酶区及下游PI3K/AKT及MAPK等信号通路激活,从而引起细胞异常增殖和分化[5]。在NSCLC中被发现的ALK融合基因还包括KIF5B-ALK、TFG-ALK、KLC1-ALK等[6-7]。近年来,针对ALK融合基因的靶向治疗药物发展迅速,克唑替尼[8]、阿来替尼[9]、劳拉替尼[10]等ALK-TKIs的临床使用显著改善了ALK阳性晚期NSCLC患者的生存,对ALK融合突变NSCLC具有类似于EGFR-TKIs的疗效,ALK-TKIs通过竞争性结合于ALK激酶区,阻断ALK下游的信号转导通路,从而达到治疗效果。

本研究入组病例来自赣南地区十八县市区,以客家人居多,ALK融合基因的表达率为9.01%(21/233),高于ALK融合基因的整体表达水平(3%~7%)[11],提示ALK融合突变可能存在一定的区域或人种差异。回顾性分析发现,女性患者ALK融合基因的表达率明显高于男性患者(P < 0.05),与王惠宇等[12]研究结果类似,Ke等[13]研究亦表明ALK融合基因更多见于女性。ALK融合突变的性别差异可能与雌激素相关,有研究[14]表明雌激素受体表达增加可能与性别相关的NSCLC发生风险增加有关。同时,有淋巴结转移(即N1-3)患者ALK融合基因的表达率显著高于无淋巴结转移(即N0)患者,Tian等[15]回顾性研究亦表明ALK融合突变肺腺癌患者可能有淋巴结转移倾向。

既往研究[16-18]表明ALK融合突变多见于年轻NSCLC患者,且ALK融合突变阳性患者的年龄较阴性患者小4~5岁[19-20]。本研究选取55岁作为年龄界定点进行统计分析,未发现ALK融合突变在不同年龄组间的显著差异(P > 0.05)。

吸烟作为肺癌最密切的致病因素,Sasaki等[21]报道非吸烟NSCLC患者具有更高的ALK融合突变风险。本研究结果显示,ALK融合基因在无吸烟史患者中的表达率相对较高,但差异无统计学意义(P > 0.05)。

目前,手术大标本和新鲜活检组织标本是肺癌基因检测的理想标本,肿瘤细胞含量较多,检出率更高,结果更为可靠[22]。本研究比较了新鲜活检组织和石蜡切片组织标本中的ALK融合基因表达水平,前者相对较高,但差异无统计学意义(P > 0.05),可能与入组病例中新鲜活检组织样本量比例低有关。此外,赣南地区原发性肺腺癌中ALK融合基因的表达与临床分期、T分期、M分期、是否手术治疗以及肿瘤分布位置均无相关性,可能与入组病例的筛选、检测方法的选择以及地域、种族差异等因素有关。

ALK融合突变一般与肿瘤的恶性程度相关,且更易发生淋巴结转移、胸膜转移及脑转移[23],ALK融合突变患者的预后相对更差。本研究亚组分析未发现ALK融合突变与肺癌常见部位(骨、脑、对侧肺、胸膜播散、肾上腺及肝)转移的相关性(P > 0.05),可能是由样本量的差异、回顾性研究的偏倚等因素造成的。

本实验采用基于3'端和5'端的表达水平不平衡策略的qRT-PCR方法[24]检测肿瘤组织中ALK基因在3'端和5'端的表达差异,分析二者之间的不平衡现象,进而明确是否存在ALK融合基因。只要存在ALK融合基因,即无论是已知的ALK融合基因,还是新的ALK融合基因,不平衡法就可以检测到,而且与肿瘤靶基因高通量测序、FISH等比较,其检测时间更短,对仪器设备和人员要求更低,值得在临床中广泛应用并积极推广。

综上所述,赣南地区原发性肺腺癌患者ALK融合基因的表达率相对较高,好发于女性、有淋巴结转移患者。明确赣南地区原发性肺腺癌患者ALK融合基因的临床特点,科学指导赣南地区NSCLC患者个体化治疗,为此类患者优选靶向用药提供理论依据,进而建立赣南地区肺癌靶向治疗模式并推广应用于临床。

(致谢: 感谢鼎晶医学检验所为本研究提供实验部分的支持与帮助!)

作者贡献:

钟炜祥:实验设计、实施及评估,数据统计分析及文章执笔

韦晰凤:筛选病例,收集、整理及汇总病例临床资料及其基因检测结果,文章审校

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