迟雨佳  北京大学肿瘤医院 撰稿

摘要

肺癌作为全球发病率和死亡率均居前列的恶性肿瘤，严重威胁人类健康。二代测序（next generation sequencing，NGS）技术凭借其高通量、高灵敏度等优势，在肺癌的精准诊断与治疗中发挥着日益重要的作用。本文就 NGS 技术在肺癌患者动态监测，包括疾病复发监测、耐药机制探索、治疗疗效评估等方面的应用进展进行综述，旨在为肺癌的临床管理提供更全面的参考依据。

关键词

二代测序；肺癌；动态监测；复发；耐药

一、引言

肺癌是一种高度异质性的疾病，其发病机制复杂，治疗方案的选择和疗效在不同患者间差异显著。传统的检测方法如组织活检，存在取样局限性、难以实时动态监测等缺点。NGS 技术的出现，能够同时对多个基因甚至全基因组进行测序，极大地提高了检测的广度和深度，为肺癌患者的全程管理带来了新的契机。通过对肺癌患者治疗过程中不同时间点的样本进行 NGS 检测，可以及时捕捉肿瘤分子特征的变化，为临床决策提供精准信息。

二、二代测序技术概述

2.1 技术原理

NGS 技术主要包括罗氏 454 测序系统、Solexa 测序技术和 SOLiD 测序技术等。其基本原理是将基因组 DNA 或 RNA 片段化，然后连接上特定的接头，通过 PCR 扩增等手段，在芯片或磁珠等载体上进行大规模平行测序。与传统的 Sanger 测序相比，NGS 技术一次能够对数百万条 DNA 分子进行测序，大大提高了测序通量，降低了测序成本。

2.2 技术优势

2.2.1 高通量

可以同时检测多个基因的变异，甚至能够对全基因组进行测序，全面揭示肿瘤的分子特征，有助于发现罕见的基因突变和基因融合事件，为肺癌的精准分型和个性化治疗提供依据。例如，在非小细胞肺癌（NSCLC）中，通过 NGS 技术可同时检测 EGFR、ALK、ROS1 等多个驱动基因，发现不同患者独特的分子靶点，指导靶向治疗药物的选择。

2.2.2 高灵敏度

能够检测到低丰度的基因突变，在肿瘤组织中，即使肿瘤细胞比例较低或存在少量的肿瘤细胞亚群，也有可能检测到其携带的基因突变。对于肺癌患者循环肿瘤 DNA（ctDNA）的检测，NGS 技术的高灵敏度可实现早期复发的监测，比传统影像学方法更具优势。

2.2.3 样本要求低

可对多种类型的样本进行测序，如肿瘤组织、血液、胸水等。对于无法获取足够肿瘤组织的患者，液体活检（如检测 ctDNA）结合 NGS 技术为其提供了可行的检测方案，且能够实现无创或微创的动态监测，患者易于接受。

三、二代测序在肺癌动态监测中的应用

3.1 复发监测

3.1.1 循环肿瘤 DNA 检测

ctDNA 是肿瘤细胞释放到血液循环中的游离 DNA，其携带了肿瘤细胞的基因突变信息。通过 NGS 技术对 ctDNA 进行测序，可以在肺癌患者临床复发症状出现之前，检测到肿瘤相关基因突变的再次出现或丰度增加。研究表明，在接受根治性手术的 NSCLC 患者中，术后定期监测 ctDNA，可发现部分患者在影像学发现复发前数月就出现了 ctDNA 阳性，且 ctDNA 阳性与肿瘤复发显著相关。例如，对携带 EGFR 基因突变的肺癌患者术后进行 ctDNA 监测，若检测到 EGFR 基因突变再次出现，提示可能存在肿瘤复发，需进一步密切随访或提前干预。

3.1.2 循环肿瘤细胞检测

循环肿瘤细胞（CTC）是从肿瘤原发灶或转移灶脱落进入血液循环的肿瘤细胞。采用基于 NGS 技术的单细胞测序方法对 CTC 进行分析，可以深入了解肿瘤细胞的异质性以及复发肿瘤细胞的分子特征。通过检测 CTC 中的基因突变，能够为复发肺癌的治疗提供新的靶点信息。有研究对肺癌复发患者的 CTC 进行单细胞测序，发现了与原发肿瘤不同的基因突变，这些新的突变可能与肿瘤复发和耐药相关，为后续治疗方案的调整提供了重要参考。

3.2 耐药机制探索

3.2.1 靶向治疗耐药

在肺癌靶向治疗过程中，耐药问题是影响治疗效果的关键因素。以 EGFR - TKI 治疗为例，患者在初始治疗有效后，往往会在一段时间后出现耐药。通过 NGS 技术对耐药患者的肿瘤组织或 ctDNA 进行检测，发现了多种耐药机制，如 EGFR T790M 突变、MET 基因扩增、HER2 基因扩增等。其中，EGFR T790M 突变是 EGFR - TKI 获得性耐药最常见的原因，约占 50% - 60%。通过 NGS 技术精准检测到耐药突变，有助于及时调整治疗方案，如更换为奥希替尼等针对 T790M 突变的靶向药物。

3.2.2 免疫治疗耐药

随着免疫治疗在肺癌治疗中的广泛应用，免疫治疗耐药也逐渐成为临床关注的问题。NGS 技术可用于探索免疫治疗耐药的分子机制，如肿瘤细胞 PD - L1 表达水平的动态变化、肿瘤新抗原的改变、免疫相关基因的突变等。研究发现，部分肺癌患者在免疫治疗过程中出现 PD - L1 表达下调，可能与免疫治疗耐药相关，通过 NGS 技术检测相关基因表达变化，有助于制定克服免疫治疗耐药的策略，如联合其他治疗方法或更换免疫治疗药物。

3.3 治疗疗效评估

3.3.1 实时监测肿瘤负荷

通过对 ctDNA 的定量分析，结合 NGS 技术检测肿瘤相关基因突变的丰度，可以实时反映肿瘤负荷的变化。在肺癌患者接受化疗、靶向治疗或免疫治疗过程中，若治疗有效，ctDNA 中肿瘤相关基因突变丰度会逐渐降低，提示肿瘤负荷减轻；反之，若基因突变丰度持续升高或下降不明显，可能意味着治疗效果不佳，需要调整治疗方案。例如，在一项针对肺癌患者的临床研究中，通过监测 ctDNA 中多个基因突变的丰度，发现其与肿瘤大小的变化具有良好的相关性，能够更早地预测治疗疗效。

3.3.2 预测长期生存

除了实时评估治疗疗效外，NGS 技术检测的分子特征还可用于预测肺癌患者的长期生存。一些研究发现，特定基因突变的存在或缺失与患者的预后密切相关。例如，在 NSCLC 患者中，ALK 基因融合阳性患者经靶向治疗后，其生存预后明显优于 ALK 基因阴性患者。通过 NGS 技术准确检测这些分子标志物，有助于筛选出具有较好预后的患者，同时也为高风险患者制定更积极的综合治疗策略提供依据。

四、二代测序技术应用面临的挑战

4.1 技术层面

4.1.1 测序准确性

尽管 NGS 技术不断发展，但仍存在一定的测序误差，如碱基错配、插入或缺失错误等。这些误差可能导致基因突变的误判，影响临床决策。为提高测序准确性，需要不断优化测序流程，采用更先进的算法对测序数据进行分析和校正，同时进行严格的质量控制，包括设置合适的测序深度、使用标准参考品等。

4.1.2 数据分析复杂性

NGS 技术产生的海量数据需要专业的生物信息学分析才能转化为有临床价值的信息。数据分析过程涉及多个环节，如序列比对、变异检测、注释等，每个环节都可能影响最终结果的准确性和可靠性。此外，不同的分析软件和参数设置也可能导致结果差异。因此，需要建立标准化的数据分析流程和专业的生物信息学团队，以确保数据得到准确解读。

4.2 临床应用层面

4.2.1 缺乏统一标准

目前，NGS 技术在肺癌动态监测中的应用缺乏统一的标准，包括样本采集、检测方法、结果判读等方面。不同实验室之间的检测结果可能存在差异，影响了临床应用的一致性和可比性。建立统一的行业标准和规范，加强实验室间的质量控制和比对，是推动 NGS 技术在肺癌临床实践中广泛应用的关键。

4.2.2 成本效益问题

NGS 检测的成本相对较高，限制了其在临床中的广泛普及。虽然随着技术的发展和规模效应，测序成本有所下降，但对于一些经济欠发达地区或医保覆盖不足的患者来说，仍然是一笔不小的负担。此外，目前对于 NGS 检测结果指导下的治疗方案调整所带来的长期成本效益分析尚不充分，需要进一步开展大规模的临床研究进行评估，以提高 NGS 技术应用的性价比。

五、结论

二代测序技术在肺癌患者的动态监测中展现出巨大的优势，能够为疾病复发监测、耐药机制探索和治疗疗效评估提供全面、精准的分子信息，有力地推动了肺癌的精准治疗和全程管理。然而，该技术在应用过程中仍面临一些挑战，需要从技术优化、标准制定和成本控制等多方面加以解决。随着技术的不断进步和临床研究的深入开展，相信 NGS 技术将在肺癌的临床实践中发挥更加重要的作用，为肺癌患者带来更好的生存预后。

参考文献

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