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导读前两期，我们讲到了受体酪氨酸激酶 RTKs（学懂通路第一期、第二期）。RTKs既是承接胞外信号的细胞膜受体，也是将信号传递至细胞内的“中转站”。本期我们将打开细胞的大门，走进细胞，学习一种重要的细胞内信号传递通路，感受信号通路从胞外进入胞内，直到进入核内并调控基因的表达、诱导特定生理效应产生的神奇过程。01前言促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)信号通路是真核生物信号传递网络中的重要途径之一，是细胞增殖、分化、细胞凋亡以及正常条件和病理条件下应激反应的关键信号通路。MAPK 是一组进化保守的丝氨酸-苏氨酸激酶，可分为4个亚族：ERK、p38、JNK和BMK1（也称：ERK5）， 分别代表四条经典的MAPK通路。MAPK信号通路是一个级联磷酸化的过程，核心成员包括：MAP kinase kinase kinase ( MAPKKK或MKKK)、MAP kinase kinase (MAPKK或MKK)和MAP Kinase（MAPK）。目前，已经分别有25、7、13种MAPKKK、MAPKK、MAPK被鉴定出。其中，以RAF为代表的MAPKKK，作用于以MEK为代表的MAPKK，使之磷酸化并活化，活化的MEK再作用于MAPK家族信号分子，使之磷化并活化，活化的MAPK进入细胞核内调节转录调控。图 1. MAPK的四条经典通路02RAS-Raf-MEK 1/2-ERK 1/2 通路1.1  信号传递过程目前，MAPK家族中研究最为广泛的是ERK1/ERK2激酶。该通路的具体过程是：胞外的生长因子如EGF，激活酪氨酸激酶受体（如EGFR），提供接头蛋白GRB2的结合位点，招募SOS蛋白到细胞膜上。SOS通过消耗GTP活化Ras形成Ras-GTP。图 2. Ras的下游蛋白如上图所示，Ras活化后可以与下游多个蛋白产生效应，包括：AF6、PI3K、PLCε、RAF等。其中，Ras-GTP通过将Raf蛋白招募到质膜上后，使其被其他多种激酶(PKA、PAK、SRC)磷酸化，激活其激酶功能。Raf蛋白家族包含BRAF、ARAF和CRAF（Raf1），BRAF在恶性肿瘤形成、发展过程中发挥重要作用。活化的Raf激酶再进一步与下游的MEK 1/2结合并使ERK1/2激活。激活的ERK1/2 能够继续磷酸化ELK1, ETS, FOS, JUN, MYC 和SP1等转录因子，诱导与细胞周期与细胞增殖有关的基因表达；此外，激活的ERK1/2 也可以磷酸化多种细胞内的激酶，例如：RAKs、MSKs、MNKs，这些激酶对细胞的增殖和粘附产生作用。1.2  信号通路与肿瘤下图是不同实体瘤中发现的与RTK/RAS/RAF 通路相关的突变，这条信号通路与多个癌种的发生密切相关，针对这条通路上的关键靶点，已成功上市多个药物。图 3. 实体瘤中与Ras-Raf-MEK通路有关的突变1.2.1 Ras与肿瘤Ras是一种GTP结合蛋白，主要包括：H-Ras/K-Ras/N-Ras，三者相互间具有85％的氨基酸同源序列，是癌症研究的重要靶标。其中， Kras是Ras家族中最常出现的亚型，占Ras基因突变总数的85%。研究发现，Kras在90 % 胰腺导管癌中均发现突变；此外，在黑色素瘤中，Ras突变近于28％左右，其中N-Ras为主要突变体（93％）。虽然Ras与肿瘤的发生发展密切相关，但是目前仍未有直接针对Ras的靶向药物上市。最主要一个原因在于Ras蛋白的无特征、近乎球形的结构，无明显结合位点，因此在很长一段时间都被当做“不可成药靶点”。但是近年来，针对共价抑制剂研究和靶向降解剂的出现使得靶向KRAS突变体成为可能。图 4.  针对该通路各个环节开发靶向药物1.2.2 BRAF与肿瘤 RAF基因家族包含BRAF、ARAF和CRAF，其中，BRAF在恶性肿瘤形成、发展过程中发挥重要作用。BRAF最常见突变形式为第15外显子的第1,799位核苷酸上T突变为A，导致其编码的缬氨酸变为谷氨酸，即BRAF V600E突变（占BRAF所有突变的80 %）。这一突变使BRAF蛋白持续激活，活性提高约500倍，并且能够不依赖于上游RAS激酶单体，持续激活下游的ERK，最终导致细胞的无限增殖和分裂。目前针对BRAF单靶点/多靶点的药物主要有：达拉非尼、瑞戈非尼、维罗非尼、索拉非尼等。1.2.3 MEK与肿瘤MEK1/2作为易突变的蛋白Ras、Raf下游蛋白，因此也可以作为一个靶点。目前，该靶点获批的抑制剂主要用于黑色素瘤以及肺腺癌，如曲美替尼（trametinib）、司美替尼（selumetinib）等。1.2.4 ERK与肿瘤 ERK激酶是MEK激酶的唯一下游靶点，研究显示，靶向于ERK靶点的抑制剂能够有效阻断RAS-RAF-MEK-ERK信号通路，同时能够有效逆转由上游BRAF、MEK突变而导致的耐药。目前ERK抑制剂处于临床试验的主要有：AZD0364、KO-947、Ulixertinib。值得注意的是，由上海海和药物与中国科学院上海药物研究所合作开发的小分子抑制剂HH2710也已于2019年9月获美国FDA的临床试验许可，拟用于治疗经检测确认存在MAPK信号通路基因异常的恶性肿瘤。03其他三种MAPK通路图 5. ERK 1/2 和其他三种MAPK通路除了大家熟知的的Ras-Raf-MEK-ERK通路，根据MAPK的种类不同（p38、JNK、ERK5），MAPK还有三条经典的通路。其中，p38和JNK通路涉及的生理效应主要与炎症和细胞凋亡等应激反应有关。2.1 JNK/SAPK级联反应 JNK（JUN N -terminal kinases, JNK）主要包括JNK1/2/3，也称作SAPKs（stress-activated protein kinases）。JNK/SAPK信号通路 可被应激刺激(如紫外线、热休克、高渗刺激及蛋白合成抑制剂等)、细胞因子(TNFα，IL-1)、生长因子(EGF)及某些G蛋白偶联的受体激活。应激反应信号经小分子G蛋白Ras超家族的成员之一Rho 亚家族（Rac、Rho、cdc42）传递到MAPKKK，进一步地依次活化MEK4/7和JNK。JNK磷酸化激活后可以作用下游多种转录因子（例如：JUN、ELK1、ETS2等）与激酶（主要是MNK），产生促进生长、分化、存活、凋亡等多种生理效应。图 6. JNK/SAPK级联反应2.2 p38级联反应P38激酶主要有四种：p38 α, β, γ 和δ，诱导该通路的主要诱因有：缺氧，紫外线辐射，渗透性休克，炎症等应激反应。P38 MAPK激酶主要由ERK3/6磷酸化激活，进一步地通过诱导转录因子及激酶促进细胞凋亡，抑制细胞增殖。此外，该通路对细胞运动也有促进作用。2.3 BMK1 （ERK5）级联反应ERK5可以被上游的MEK5激活。与ERK1/2通路类似，该通路也与细胞增殖有关。参考文献：[1] Robert, Jacques. Textbook of Cell Signalling in Cancer [M]. Springer International Publishing, 2015.[2]  Wagener C , Stocking C , O. Müller. Cancer Signaling - From Molecular Biology to Targeted Therapy[M]. 2017.[3] Amanda H . Cancer cell signalling[M]. Wiley Blackwell, 2014.[4]  Comprehensive pancancer genomic analysis reveals (RTK)-RAS-RAF-MEK as a key dysregulated pathway in cancer: Its clinical implications. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2017.11.016.部分素材来源于互联网，只为知识传播，不做商业用途，侵删。预告第二期：PI3K通路；第三期：细胞因子通路；做号不易，感恩“分享”

TDS2025检测自动化、智慧化实验室建设与应用论坛，合作咨询：李欣欣177 0186 0390。点击图片查看TDS2024会后报告。1、新生儿基因筛查：婴儿出生24-48小时内，从脚跟处采集血样并送到实验室分析，目的为新生儿进行基因筛查，及早确定生命早期治疗的遗传性疾病；2、无创产前检测（NIPT）：国内基因测序临床转化最成熟的项目，采取孕妇静脉血，利用第二代测序技术对血浆中的游离DNA片段（包含胎儿游离DNA）进行测序与生物信息分析，从中判断胎儿是否患三大染色体疾病；3、肿瘤分子诊断&疾病早筛：通过肿瘤基因检测早期发现和诊断癌症；4、用药指导&伴随诊断：主要采用分子诊断技术进行患者用药指导，实现科学服药与疗效最大化，而伴随诊断是一种体外诊断技术，针对患者提供特定治疗药物的治疗反应信息，帮助医生作出最佳诊断。5、心血管&遗传疾病：通过分子生物学相关技术对血液、体液中的分子标志物或生物大分子进行检测来进行心血管与遗传疾病相关的诊断；6、母婴健康&微生物：新生儿出生前多种因素，如剖腹产、抗生素治疗、益生菌、营养补充剂、宠物等都会影响婴幼儿体内的菌群平衡，所以检测微生物能及时发现菌群是否紊乱，是否引发婴儿免疫系统异常造成疾病风险；7、病原微生物检测：应用分子生物学技术快速检测病原微生物，对感染性疾病的诊断意义重大。近几年全球出现的几次重大疫情，都采用了NGS鉴定分析；8、微生物控制慢病健康：微生物生态系统与人体健康状况紧密联系。失衡的微生态系统会导致多种慢性疾病，例如肥胖症、II 型糖尿病、肠炎（IBD）以及抑郁症等；9、抗生素耐药性与养殖：目前临床用药及畜牧养殖中，明令禁止滥用抗生素，以避免丛生刀枪不入的超级耐药细菌，微生物检测能辅助判断抗生素用量及效果；10、精准营养食品专业：通过基因测序可提前预知自身是否具有患糖尿病、肥胖的高风险。为此靶向设计、精准制造营养、健康的个性化食品；11、药物基础研究与药物临床测试：通过药物相关的基因检测结果，能为制定个体化给药方案提供科学依据，目前不少创业公司聚焦研究药物相关基因与药物代谢动力学和产生药物不良反应个体的相关性，建立中国人临床用药数据库；12、消费级基因检测：能预测未来患病风险，也是目前颇具争议的热点话题。该门类下有祖源分析、疾病易感基因筛查、宠物基因检测、DNA应用商店等细分领域。11、基因检测主要临床应用分类临床应用主要应用领域主要分类 临床应用主要技术方法精准诊断遗传性疾病筛查与诊断单基因病检测针对婚孕前/早孕期夫妇、遗传病疑难杂症患者进行常见单基因遗传病的基因检测，用于患儿家庭临床检测，为指导生育、临床诊断与治疗提供依据。目标(靶向)区域捕获-高通量测序技术新生儿遗传代谢病检测对新生儿干血片样本中氨基酸等物质的浓度进行分析，对新生儿进行相关致病基因检测，检测其是否患有遗传代谢病。基因芯片、高通量测序、临床质谱检测技术（简称LC-MS/MS）、同位素标记技术等其他复杂疾病基因检测主要面向遗传性心率失常、糖尿病、高血压、老年痴呆、肝病、宫颈癌及罕见病等多种疾病患者，辅助医生对患者的病情进行准确诊断，合理用药及预后指导。基因测序，蛋白质组、代谢组学等多组学分析，临床质谱检测，样本采集、生物医疗大数据存储、分析能力癌症分子分型及分子病理诊断癌症致病基因检测针对疑似癌症患者进行基因检测辅助临床诊断，针对肿瘤确诊患者的基因检测可分析肿瘤病因及进展。肿瘤细胞基因捕获、二代测序、基因芯片、癌症生物信息分析等传染病诊断传染病病原体检测核酸分子检测、基因组测序快速鉴定传染病病原体及其变异类型。微生物组测序、基因芯片、微流控芯片等技术精准治疗基因检测指导个体化治疗/用药与治疗预后及康复管理药物基因组学分析指导个体化用药检测药物相关生物标记的个体差异，包括分析与药物治疗有关的基因多态性引起的不同反应，指导选择合适药物及用药时间、剂量。RFLP、SSR等遗传标记分析SNP基因分型检测技术、微阵列芯片、甲基化等表观遗传分析指导个体化治疗/用药，评价肿瘤等疾病治疗预后及复发监控、康复管理通过检测肿瘤患者生物样本致病基因突变、基因及其蛋白表达状态来预测药物疗效和评价预后，监控治疗过程中反应与复发情况，指导肿瘤个体治疗，提高用药疗效。样本处理与基因捕获，基因扩增如PCR（如数字PCR）,基因表达检测如基因芯片，基因测序（如二代测序NGS）、基因信息解读等基因检测技术辅助精准药物研发分子靶向药物、基因治疗等精准药物的研发如检测药物相关生物标志物，筛选靶向药物作用靶点或驱动基因阳性患者，监控与评价药物治疗反应。类同药物基因组学、伴随诊断相关支撑技术、疾病模型、生物信息分析精准疾病预防与筛查生育健康基础研究和临床应用服务：通过婚前、孕前、产前的遗传学筛查与诊断，筛查与预防新生儿出生缺陷，指导高风险的夫妇健康生育下一代。无创产前基因检测/胎儿染色体非整倍体检测)染色体异常疾病筛查：检测21-三体综合征（唐氏综合症），18-三体综合征和13-三体综合征及其他染色体异常疾病NIPT（无创产前筛查）：新一代高通量测序技术（二代测序，NGS）、生物信息学分析技术胚胎植入前遗传学筛查与诊断PGS-染色体异常检测用于挑选健康胚胎，PGD-单病检测用于排查30多种基因病，根据致病突变及父母单体型信息分析胚胎是否遗传亲代致病突变。单基因全基因组扩散、全基因组低覆盖度高通量测序、生物信息学分析染色体异常检查（孕前基因检测、流产组织分析学）通过检测流产组织、缺陷儿、夫妇染色体情况，查找流产、B超异常、多发畸形的遗传原因，辅助临床指导再次妊娠，指导帮助夫妇生育健康的下一代。高通量基因测序技术、生物信息学分析技术、医学遗传学解读咨询遗传疾病患病风险评估与筛查：遗传性疾病患病风险评估、预测与致病基因筛查遗传性肿瘤基因检测帮助肿瘤患者及家属和有肿瘤家族史的健康人群评估肿瘤的遗传性风险，为患者及家族健康人群提供肿瘤家族风险管理。二代测序、基因芯片等遗传疾病致病基因检测、生物信息学分析（基因-表型数据分析与解读）地中海贫血基因检测对常见和非常见地中海贫血基因型进行检测，服务临床、大规模地中海贫血基因筛查项目。基因测序、基因芯片与基因数据分析解读新生儿耳聋检测对遗传性耳聋高发突变基因和位点进行检测，主要用于临床检测及大规模耳聋基因筛查项目。基因芯片、基因测序、核酸质谱癌症的早期筛查与患病风险评估与预测癌症无创筛查：癌症早筛型液体活检试剂盒（血液生物标志物检测）利用血液等非固态生物组织取样和分析检测其遗传特性信息，实现多类型癌症的早期筛查，包括对还没有症状时对潜在癌症发病高风险进行诊断。循环肿瘤细胞/ctDNA/细胞外囊泡（基因）捕获/扩增技术：肿瘤基因组信息解读、患病风险预测）癌症无创筛查：（粪便DNA检测）面向健康人群或高风险人群，利用粪便DNA样本检测进行大肠癌或结直肠癌的早期筛查。粪便DNA检测技术：核酸捕获/扩增技术基因测序技术肿瘤易感基因筛查与患病风险评估面向健康人群或高风险人群的肿瘤易感基因检测或筛查。高通量测序、大规模癌症组织样本库、癌症基因组学大数据资源及生物信息分析与临床解读能力慢性疾病的早期筛查及风险评估、健康管理和预防。疾病易感、营养/药物代谢检测，生活方式指导面向健康人群或高风险人群利用唾液、血液、肠道菌群等样本的多组学分析筛查慢性疾病易感因素，为饮食、用药、运动等个体健康管理提供指导建议。人体基因组测序，蛋白质组、微生物组、代谢组学等多组学分析，临床质谱检测，样本采集、生物医疗大数据存储、分析能力2、基因检测项目清单及意义。序号类别项目名称临床意义1核酸检测（病毒学）乙型肝炎病毒核酸HBV DNA1.HBV-DNA是乙肝病毒存在直接的依据，HBV-DNA是乙肝病毒复制的标志，评价乙肝病毒复制水平，传染性强弱、药物疗效的指标。2.乙肝病毒感染的诊断，HBV-DNA阳性是患者具有传染性的标志，HBV-DNA对乙肝两对半起补充作用。3.HBV-DNA是目前判断乙肝抗病毒药物疗效敏感的指标，评价乙肝病毒复制水平、传染性强弱的指标。4.HBV-DNA可检测出隐匿性慢性乙型肝炎。2丙型肝炎病毒核酸HCV RNA1.HCV是输血后肝炎和散发性非甲非乙型肝炎的主要病原，HCV感染可导致慢性肝炎、肝硬化和肝细胞癌等多种肝脏疾病。2.HCV-RNA检测用于丙肝病毒感染的早期诊断，鉴别丙肝病毒的活动性和复制程度。 3.HCV-RNA定量可及时估计应答情况、及时调整疗程以及指导用药，为疗效观察及预后判断提供客观指标。4.弥补ELISA方法的高漏检率，HCV-RNA可作为HCV感染诊断的指标。5.抗-HCV阳性而血清中没有HCV-RNA提示既往感染，在血清中检测不到HCV-RNA并不意味着肝脏没有病毒复制。6.免疫功能低下，抗-HCV阴性仍可检测到HCV-RNA，此类患者适宜采用HCV核心抗原或抗原-抗体联合检测试剂进行检测。3核酸检测（非病毒)结核杆菌TB DNA1.结核杆菌感染的快速诊断，结核杆菌因其培养周期长，临床很难采用培养方法进行结核杆菌感染的快速诊断，而采用PCR方法，则可以做到这一点，如通过对痰、血液、淋巴液、脑脊液、胸腔积液、腹水等标本中结核杆菌的PCR检测，可快速诊断肺结核、结核杆菌菌血症、淋巴结合、结核性脑膜炎、结核性胸腹膜炎等。2.抗结核治疗的监测，在抗结核治疗中，采用PCR方法定期检测，可评价抗结核药物的疗效。3.要注意临床“假阳性”问题，PCR检测的是病原体核酸，不管结核杆菌是否为活细菌，PCR均能检出，在经抗生素治疗一个疗程后，建议两周后再做PCR检测，以避免临床假阳性。4沙眼衣原体CT DNA1.结果呈现阳性时表示存在CT相关病原体核酸,在排除以下几种因素后可确诊为CT感染:①在CT的诸多检测手段中,PCR方法所检测靶物质为核酸,不受标本生物活性的限制,对于已经死亡的病原体仍可检测出来,即感染后药物治疗有效的情况下,患处仍会有少量已死亡的病原体存在。应在停药2周后进行检测,若在用药期间进行病情的监测,则应与临床症状相结合,必要时应用培养方法进行确诊。②PCR反应检测的靶物质为核酸,如果操作不慎造成样本之间的污染,则可能出现假阳性的情况,需要样本的运送和操作都要严格按照规程进行。2.当检测结果呈现阴性时,表示无CT感染,但仍需要排除以下几种因素:①排除PCR抑制物导致的假阴性现象,在结果的认定上需要注意。②耐药引起的基因突变也会导致扩增的失败,出现假阴性结果。在临床体征和症状很明显而多次PCR检测均阴性的情况下,要考虑这种情况的发生。5淋球菌NG DNANG DNA检测对淋病的早期诊断、治疗、防止慢性感染有重要价值。细菌培养尽管是“金标准”,但烦琐费时,临床采用实时荧光PCR方法可很好的解决淋病奈瑟菌感染快速诊断的问题,尤其适用于泌尿生殖道感染的早期诊断及无症状的携带者的检测。6人乳头瘤病毒基因分型人乳头瘤病毒 -HPV-6、-11、-16、-18、-31、-33、-35、-39、-42、--44、-45、-51、-52、-53、-56、-58、-59、-66、-68和-81型HPV广泛存在,人类的HPV感染率很高。在临床上,根据HPV亚型致病力大小或致癌危险性大小不同可将HPV分为低危型和高危型两大类。低危型HPV主要引起肛门皮肤及男性外生殖器、女性大小阴唇、尿道口、阴道下段的外生性疣类病变和低度子宫颈上皮内瘤,其病毒亚型主要有HPV6、11、30、39、42、43型及44型。高危型HPV除可引起外生殖器疣外,更重要的是引起外生殖器癌、宫颈癌及高度子宫颈上皮内瘤,其病毒亚型主要有HPV16、18、31、33、35、45、51、52、56、58型和61型。80%的子宫颈癌是由16、18、31、45这4型HPV引起。尽管有近百种HPV亚型,但临床上最重要的有HPV6、11、16、18、31、33、35、38型8个亚型,是引起肛门外生殖器尖锐湿疣和宫颈病变的主要HPV亚型。7巨细胞病毒核酸巨细胞病毒核酸1.巨细胞病毒常引起肺炎及器官移植病人的感染，为HCMV感染的早期诊断和鉴别诊断提供诊断依据。2.定量测定CMV-DNA，有助于HCMV感染者抗病毒药物治疗的疗效检测监测。3.可用于器官移植、免疫缺陷患者、抗肿瘤治疗中HCMV感染的监测，器官移植后由于免疫抑制剂的使用，免疫缺陷和恶性肿瘤患者抗肿瘤治疗造成免疫系统损伤，检测这些患者CMV-DNA，有助于及时采取相应的治疗措施，避免严重后果。4.可用于死胎、畸胎、流产、低体重儿、婴儿肝炎综合症的病因学研究。5.用于CMV与肿瘤的关系研究:现认为CMV与宫颈癌、睾丸癌、前列腺癌、Kaposi肉癌、成纤维细胞癌、Wilms瘤与结肠癌等肿瘤的发生有关。8/EB病毒核酸检测1.EB病毒是传染性单核细胞增多症的主要致病原,鼻咽癌、伯基特淋巴瘤、免疫低下或缺陷者B淋巴细胞恶性肿瘤、霍奇金病和移植后恶性淋巴瘤等均有阳性 。2.EB病毒DNA检测是EB病毒感染的辅助诊断，和其他肿瘤标志物联合检测，可有效提高鼻咽癌检出率，做到鼻咽癌的早发现，早诊断，早治疗。9/EGFR突变1.预测药物疗效：EGFR是HER/ErbB家族信号通路的首要分子，吉非替尼、厄洛替尼等小分子TKI进入细胞内，直接作用于EGFR胞内的激酶区，干扰ATP合成，抑制酪氨酸激酶的活性，阻断激酶的自身磷酸化及底物的磷酸化，彻底阻断异常的酪氨酸激酶信号传导，从而阻止配体介导的受体及下游信号通路的激活，阻滞细胞在G1期，促进凋亡，抑制新生血管形成、侵袭和转移，达到治疗的作用。小分子TKI的疗效与EGFR基因突变密切相关，是TKI疗效预测因子。2.预后评价：根据是否使用EGFR-TKI对肺癌切除后患者进行预后分析，EGFR敏感性突变并服用TKI的患者至少在单因素分析中有预后良好的趋势。但是，EGFR基因突变与女性、非吸烟者等这些传统的预后良好因子有交叉，只分析基因突变进行预后评价几乎是不可能的。10/KRAS突变西妥昔单抗和帕尼单抗均通过直接抑制EGFR从而发挥抗肿瘤的作用，在结直肠癌和头颈部癌的靶向治疗中都有肯定的效果。西妥昔单抗治疗的有效性受其下游基因KRAS状态的影响，突变型的KRAS无需接受上游EGFR信号即能够自动活化该通路并启动下游信号的转导。只有KRAS基因野生型的患者才能从抗EGFR的治疗中获益，而突变型的患者则不能。11/BRAF突变1.BRAF是位于KRAS下游级联信号通路上的一个重要蛋白，当BRAF基因发生突变后，其编码生成的蛋白产物无需接受上游信号蛋白的活化便始终处于激活状态，启动下游细胞信号转导途径，引起细胞增殖，从而使EGFR抑制剂西妥昔单克隆抗体和帕尼单克隆抗体等疗效减弱或无效。2.BRAF基因可作为患者预后评价的独立性指标，BRAF V600E突变患者呈现预后更差的趋势。3.BREF V600E基因突变的黑色素瘤患者对维罗非尼治疗有效。12/PIK3CA突变1.PIK3CA突变的肿瘤细胞对EGFR或ERBB2通路的靶向药物拉帕替尼（Lapatinib)会产生耐药性。2.研究表明HER2靶向治疗药物赫赛汀对PIK3CA基因突变的人群疗效欠佳。3.单抗类EGFR抑制剂（西妥昔单抗、帕尼单抗）和拉帕替尼药效预测。13/C-KIT基因突变检测1.辅助诊断和预测疗效：伊马替尼是一种酪氨酸蛋白酶抑制剂，能阻断酪氨酸蛋白激酶KIT受体功能，从而抑制肿瘤的形成。已有研究证实，C-KIT基因突变的位置能影响肿瘤患者对伊马替尼、舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制剂的反应。通过检测C-KIT基因的突变状态，协助GIST诊断，也可以进一步的明确诊断CD117阴性的患者，诊断家族性GIST，评价小儿GIST，指导化疗，预测化疗效果。          2.预后评价：当C-KIT基因第11外显子发生突变后，患者预后较发生于C-KIT基因其他外显子或PDGFRA基因突变的患者或者未检测到C-KIT基因或PDGFRA基因突变的患者预后更差。来源于小肠或结肠的GIST如发生C-KIT基因第9外显子突变，较发生C-KIT基因第11外显子突变者更具有侵袭性。14/PDGFRA基因1.辅助诊断和预测疗效：伊马替尼是一种酪氨酸蛋白酶抑制剂，能阻断酪氨酸蛋白激酶KIT受体功能，从而抑制肿瘤的形成。已有研究证实，PDGFRA基因突变的位置能影响肿瘤患者对伊马替尼、舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制剂的反应。研究表明，PDGFRA基因外显子12和外显子18大部分基因位点突变后使用伊马替尼、舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制剂治疗时GIST患者可从中获益。但如外显子18基因位点发生D842V、RD841-842KI或D1842-843IM突变使用伊马替尼、舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制剂治疗时GIST患者不能从中获益。2.预后评价：当PDGFRA基因发生突变后，肿瘤侵袭性较发生于KIT基因突变的患者侵袭性低。15/EML4-ALK融合基因检测1.ALK抑制剂克里唑替尼能够作用于该基因的下游信号传导通路并拮抗其促肿瘤生成活性，其II期临床试验中客观缓解率为64%，疾病控制率为90%，疗效显著。2.预测药物疗效：EML4-ALK融合基因阳性的NSCLC患者接受以铂类为基础的化疗，其有效率、疾病进展时间和总生存期与EGFR突变或同时包含EML4-ALK融合基因EGFR野生型的NSCLC患者相似，相反，EML4-ALK融合基因者不能从TKI的基础治疗中受益，表现为耐药，结果与无EGFR基因突变的患者相似。3.预后评价：携带EGFR基因野生型肺腺癌患者，EML4-ALK融合基因预示患者的总生存期更长。16/HER2基因HER2基因扩增状态是乳腺癌患者预后判断及制订有效治疗方案的先决条件，对乳腺癌的诊疗具有重要的指导作用。（1）预后评价：研究显示，HER2基因的过表达除了与肿瘤的发生发展相关外，还是一个重要的临床预后指标，主要表现为HER2基因扩增的乳腺癌浸润性强、无进展生存期(progress free survival、PFS)短、预后差。而且这部分患者就诊时的肿瘤负荷更大，淋巴结转移的几率更高，激素受体阴性的比例更高、组织学分级更差、肿瘤的增殖指数更高、复发风险更高。但没有证据显示HER2基因扩增与导管原位癌( ductal carcinoma in situ，DCIS)的预后相关。（2）内分泌药物疗效预测：研究显示，相对于无HER2基因扩增的乳腺癌患者而言，HER2基因扩增的患者应用他莫昔芬治疗后的死亡风险明显增高，因此这类乳腺癌患者可能不适合选择他莫昔芬作为内分泌治疗，而且HER2基因扩增的乳腺癌患者对CMF化疗方案的反应性降低，宜采用高剂量的蒽环类药物方案。（3）靶向药物疗效预测：大量临床研究数据提示，使用曲妥珠单克隆抗体等治疗乳腺癌时，无论是与常规化疗联合用于乳腺癌患者的辅助治疗，还是用于辅助治疗后的维持治疗，及用于晚期乳癌患者的单药或联合治疗，都能肯定改善HER2基因扩增或蛋白过表达患者的生存，使乳腺癌患者获益。即使在使用曲妥珠单抗治疗过程中出现疾病进展而需要进一步治疗的乳腺癌患者，继续使用曲妥珠单抗治疗仍然有效。而对于HER2基因低度扩增或不扩增的乳腺癌患者，使用曲妥珠单抗疗效不佳。17/MGMT基因甲基化检测1.疗效预测：MGMT启动子发生甲基化的患者明显比未发生甲基化的患者使用烷化剂的疗效好，其总体生存率和无进展生存率更高。MGMT启动子区甲基化对胶质瘤一线化疗药物TMZ治疗胶质瘤的化疗疗效具有预测价值，且是独立的预后较好的指示指标。MGMT启动子未甲基化者从TMZ常规治疗方案中获益较小，应对这类患者采用更有效的有助于克服耐药的其他化疗方案。2.预后评价：40%脑胶质瘤患者有MGMT启动子甲基化，甲基化程度越高，预后越差，其对肿瘤的预后和生存期的预示作用较肿瘤的分级、临床、年龄等其他特征更有效。18NIFIY/NIPT外周血胎儿染色体非整倍体（T21、T18和T13）高通量测序检测1.无创DNA产前检测技术仅需采取孕妇静脉血，利用新一代DNA测序技术对母体外周血浆中的游离DNA片段（包含胎儿游离DNA）进行基因测序，并将测序结果进行生物信息分析，可以从中得到胎儿的遗传信息，从而发现胎儿21号、18号、13号染色体是否存在非整倍体异常。2.适用人群：①血清学筛查显示胎儿常见染色体非整倍体风险值介于高风险切割值与1/1000之间的孕妇；②有介入性产前诊断禁忌证者（如先兆流产、发热、出血倾向、慢性病原体感染活动期、孕妇Rh阴性血型等）；③孕20+6周以上，错过血清学筛查最佳时间，但要求评估21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征风险者。3.慎用人群：有下列情形的孕妇进行检测时，检测准确性有一定程度下降，检出效果尚不明确；或按有关规定应建议其进行产前诊断的情形。包括：①早、中孕期产前筛查高风险；②预产期年龄≥35岁；③重度肥胖（体重指数>40或体重>100千克）；④通过体外受精——胚胎移植方式受孕；⑤有染色体异常胎儿分娩史，但除外夫妇染色体异常的情形；⑥双胎及多胎妊娠；⑦医师认为可能影响结果准确性的其他情形。4.不适用人群：有下列情形的孕妇进行检测时，可能严重影响结果准确性。包括：①孕周<12+0周；②夫妇一方有明确染色体异常；③1年内接受过异体输血、移植手术、异体细胞治疗等；④胎儿超声检查提示有结构异常须进行产前诊断；⑤有基因遗传病家族史，或提示胎儿罹患基因病高风险；⑥孕期合并恶性肿瘤；⑦医师认为有明显影响结果准确性的其他情形。19人获得性免疫缺陷病毒感染的个体化分子检测HIV-1 RNA检测1.辅助诊断：HIV抗体检测结果不能进行明确诊断时，RNA的测定结果可帮助提供HIV感染早期或终末期的证据。如HIV感染母亲所生小于18个月龄的婴儿，不同时间的两次HIV核酸检测均为阳性即可作出诊断。2.指导抗病毒治疗及疗效判定：如果有条件，在治疗前作基线病毒载量检测是有必要的，便于观察抗病毒治疗后病毒抑制效果。开始治疗16周时，所有初次抗病毒治疗患者的病毒载量应低于检测下限，如治疗6个月后，病毒载量仍没有低于检测下限，应结合临床仔细需找原因（依从性、药物相互作用等），以考虑是否治疗失败及调整治疗方案。治疗开始后应每半年检测一次病毒载量，评估治疗效果，如载量出现变化，应结合临床寻找原因及时调整治疗方案。20HIV耐药基因检测1.新诊断的患者：不管患者是否会很快进行抗病毒治疗都主张在确诊后先进性耐药检测。已经证实耐药HIV毒株能够传播给从接收过治疗的患者，使这些患者从一开始就获得原发性耐药，被称为传播耐药。传播耐药和患者的治疗失败有关，对这类患者进行耐药检测有助于选择能够取得最大病毒抑制效果的治疗方案。2.接受抗病毒治疗患者：对于接受抗病毒治疗的患者在改变抗病毒治疗方案时，病毒学应答失败(HIV RNA>1000 copies／mL)或病毒抑制不理想时,都应进行耐药检测，以判断是否发生耐药以及对哪种药物耐药，从而指导选择有活性的抗HIV药物进行后续治疗。对于HIV RNA为500-1000copies／mL的患者，耐药检测的难度比较大，但仍应尽量进行；对＜500copies／mL的患者则不建议进行耐药检测。3.孕妇：所有孕妇在开始抗病毒治疗前都应进行基因型耐药检测，抗病毒治疗的目的是最大程度降低血浆病毒载量并预防HIV母婴传播，首要目的是取得最大程度的病毒抑制。所以孕妇开始抗病毒治疗前应进行基因型耐药检测，对已接受治疗而HIV RNA仍能检出的孕妇也应进行耐药检测。4.耐药只是治疗失败的可能原因之一，并且与其他导致治疗失败的因素，包括药物的抗病毒活性不足、服药依从性差及个体药物代谢动力学差异等密切相关。因此不能孤立地看待耐药检测结果，而应将其放在病毒载量和CD4+T淋巴细胞计数的变化、临床表现及其他检验项目改变的背景下分析。耐药检测结果的解释必须结合既往治疗史、血浆病毒载量的长期变化及依从性的程度。21华法林药物代谢基因CYP2C9和 VKORC1多态性细胞色素P450 2C9（CYP2C9）基因分型*1/*1、*1/*2、*1/*3*2/*2、*2/*3、*3/*31.预测疗效2.个体化用药：CYP2C9+VKORC1多态性检测可以在使用华法林之前，根据国际公认的华法林剂量计算公式针对每个不同个体测算华法林的初始用量，为指导临床制定个体化用药方案提供重要参考。22维生素 K 环氧化物还原酶复合体1（VKORC1） –1639G>A基因分型：GG、GA、AA23氯吡格雷药物代谢基因（CYP2C19）多态性细胞色素P450 2C19（CYP2C19）基因分型*1/*1、*1/*2、*1/*3、*2/*2、*2/*3、*3/*3、*1/*17、*2/*17、*17/*17依据CYP2C19多态性的结果可以测定S-美芬妥英羟化酶在人体内活性的高低，从而判断氯吡格雷等心血管抗凝药物，苯妥英、丙戊酸等抗癫痫药物，奥美拉唑等质子泵抑制剂类药物以及伏立康唑等抗真菌类药物在体内代谢活性的高低，为指导临床制定个体化用药方案提供重要参考。24伊立替康药物代谢基因（UGT1A1）多态性尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（UGT1A1）基因分型*1/*1、*1/*28、*28/*281.预测疗效。2.UGT1A1基因型的检测可用于临床预测与伊立替康（CPT-11）相关的严重毒副作用的发生。25他莫昔芬药物代谢基因（CYP2D6）多态性细胞色素P450 2D6（CYP2D6）基因分型*1/*1、*1/*10、*10/*101.预测疗效。2.不同患者间CYP2D6活性有很大差异，最大可达1000倍，这种差异是导致个体对药物疗效迥异的遗传学基础。CYP2D6多态性为指导临床制定个体化用药方案提供重要参考。26BCR-ABL1融合基因检测BCR-ABL1p2101.慢性粒细胞白血病（Chronic Myelogenous Leukemia,CML）是一种发生于造血干细胞的血液系统恶性克隆增生性疾病。90%以上的CML患者的血细胞中出现Ph1染色体，t(9；22)(q34；q11），9号染色体长臂上C-abl原癌基因易位至22号染色体长臂的断裂点集中区（bcr），形成bcr/abl融合基因。此基因产生一种新的mRNA，编码的蛋白为P210，P210具有增强酪氨酸激酶的活性，改变了细胞多种蛋白质酪氨酸磷酸化水平和细胞微丝机动蛋白的功能，从而扰乱了细胞内正常的信号传导途径，使细胞失去了对周围环境的反应性，并抑制了凋亡的发生。BCR-ABL 融合基因检测对于前期 CML 疾病辅助诊断及后续靶向用药指导及残留病监测方面亦具有临床意义。2.资料显示，p190刺激细胞增殖的能力比p210要强，病情发展快，恶性程度更高。27BCR-ABL1p19028/实体肿瘤体细胞突变高通量测序检测用于检测体细胞突变的 NGS 正在广泛用于肿瘤诊疗相关的分子检测，体外检测人体组织中肿瘤细胞中肿瘤相关基因变异，包括对特定基因的 DNA/RNA 进行测序，以寻找与肿瘤临床诊疗相关的突变基因的改变。肿瘤基因突变类型包括点突变、 插入、 缺失、 基因重排、 拷贝数异常等广义的基因突变。实体肿瘤体细胞突变检测用于肿瘤的监测、预后。29/肿瘤游离DNA基因突变检测肿瘤游离DNA（ctDNA）基因突变检测对肿瘤靶向治疗、早期治疗应答评估和耐药监测的实时评估等都具有一定的临床应用价值。由于组织样本的局限性，临床上逐渐开始使用患者血浆中的游离DNA进行肿瘤基因突变的检测。30/肿瘤游离 DNA EGFR 基因突变检测对表皮生长因子受体 (EGFR)突变型的进展期肺癌来说 ，分子靶向药物疗效优于含铂类二联化疗方案，EGFR基因突变的检测能为肺癌患者靶向药物治疗提供依据，而大部分肺癌患者确诊时已处于肿瘤晚期，已失去手术切除机会 ，无法获得足够肿瘤标本进行EGFR 基因突变的检测。寻找替代肿瘤组织的EGFR基因突变检测标本，对于晚期患者来说具有重大的意义。通过外周血游离DNA检测EGFR突变指导靶向药 物治疗提供依据 。31DMD 基因检测（DMD基因分型）辛伐他汀药物转运体基因（SLCO1B1）分型（有机阴离子转运多肽 1B1（SLCO1B1）基因分型：521TT、521TC、521CC1.预测疗效。2.他汀类药物是目前最有效的降低LDL-C水平从而降低心脑血管疾病风险的药物。但是不同个体对不同他汀类药物的反应不同，导致差异的关键因素是他汀类药物在肝脏代谢和转运的遗传特性不同。检测他汀类药物(SLCO1B1多态性)可以指导临床用药。32他克莫司药物代谢基因（CYP3A5）分型（细胞色素P450 3A5（CYP3A5）基因分型：*1/*1、*1/*3、*3/*31.预测疗效。2.CYP3A5是他克莫司的代谢酶，CYP3A5基因多态性影响CYP3A5酶的表达继而影响他克莫司的代谢。对于含有CYP3A5*3等位基因的患者应用他克莫司应较常规降低用量，以减少不良反应；含CYP3A5*1等位基因的患者应适当增加服药次数，以减少剂量不足导致的排斥反应，检测CYP3A5多态性有助于提高他克莫司的疗效。33新生儿耳聋基因检测先天性耳聋基因测序先天性耳聋导致的原因有：遗传、药物、感染、疾病、环境噪声污染及意外事故等，其中遗传因素导致的听力丧失占了50%以上。遗传性听力丧失根据是否伴有耳外组织的异常或病变可将其分为综合征性听力丧失（syndromic hearing loss，SHL）和非综合征性听力丧失（nonsyndromic hearing loss，NSHL），其中NSHL占70%以上。NSHL根据遗传方式可分为：常染色体隐性遗传性耳聋、常染色体显性遗传性耳聋、X连锁遗传性耳聋、Y连锁遗传性耳聋和线粒体遗传性耳聋，其中75－80%为常染色体隐性遗传，10－20%为常染色体显性遗传，X连锁和线粒体遗传不到2%。迄今为止，158个非综合症性耳聋位点已定位，包括57个常染色体显性位点、77个常染色体阴性位点、7个X-染色体连锁位点、2个修饰位点、1个Y-染色体位点和14个线粒体位点。通过位置克隆的方法已确定53个致病基因，包括27个常染色体隐性基因、21个常染色体显性基因、1个X-染色体连锁基因和4个线粒体基因。在这些基因中，GJB2，SLC26A4和线粒体12S rRNA基因的研究比较深入，不同种族和不同的人群存在不同的突变形式和突变频率，是我国最主要的致聋基因。新生儿耳聋基因检测辅助诊断先天性耳聋和遗传性耳聋。34遗传性耳聋基因测序35人类白细胞抗原HLA基因分型人类白细胞抗原（HLA）-A、-B、-DRB1低分辨基因分型（LowResolution Genotyping）目前公认的与骨髓移植（造血干细胞移植)效果最密切的三个功能基因，它们具有高度多态性，在不同地域及种族之间存在分布差异，因而在人类遗传学、法医学和疾病相关性研究等多个领域中均具有重要的研究意义和应用价值。36人类白细胞抗原（HLA）-A、-B、-C、-DRB1、-DQB1低分辨基因分型人类细胞抗原基因系统根据编码分子的分布与功能不同，分为I、II、III3大类，HLA-A、B、C属于I类基因，HLA-A、B、DRB1基因是早期研究的与造血干细胞移植密切相关的3个功能基因随着非血缘造血干细胞移植的增加，HLA-C、DQB1基因在造血干细胞移植中的重要性日益受到重视。国外的造血干细胞移植均对供患者进行HLA-A、B、C、DRB1和DQB1高分辨基因配型。37人类白细胞抗原（HLA）-A、-B、-C、-DRB1、-DQB1高分辨基因分型38/人类白细胞抗原（HLA）B*27 基因检测96%以上强直性脊柱炎HLA-B27基因抗原阳性，且有遗传倾向。39/人类白细胞抗原（HLA）B*57:01 基因检测HLA-B*57:01等位基因与阿巴卡韦(Abacavir，ABC)所致的超敏反应(HSR)有密切关联，在服用ABC的HSR患者中，HLA-B*57:01等位基因的携带率为94.4％。40/人类白细胞抗原（HLA）B*58:01 基因检测人类白细胞抗原(HLA)基因与多种药物不良反应有密切的相关性。其中,针对HLA-B*58:01和HLA-B*15:02等位基因,在服用别嘌呤醇药物后出现的严重不良反应患者中,100%东南亚地区的患者中存在HLA-B*58:01等位基因；而在服用卡马西平药物后出现严重不良反应的患者中,至少75%的东南亚地区的患者中存在HLA-B*15:02等位基因；在未出现不良反应的患者中(耐受人群)和正常对照组中,其携带率大约为15%和20%：在使用这两种药物后,携带HLA-B*58:01和HLA-B*15:02的个体较未携带这两种等位基因的个体出现严重毒副作用的机率显著增加。在服用别嘌呤醇和卡马西平药物之前,国际权威的一些相关治疗指南大都推荐进行HLA-B*58:01和HLA-B*15:02等位基因的检测,以判断是否属于高危人群,以有效降低由该药物引起的严重不良反应。41/人类白细胞抗原（HLA）B*15:02 基因检测42地中海贫血基因分型α-地中海贫血基因分型地中海贫血(THAC)主要分部在我国海南及两广沿海地区。重症α地中海贫血可导致死产、死胎,影响孕妇健康。重症β地中海贫血表现为严重溶血性贫血,肝脾肿大,患者未到成年已夭折。地中海贫血杂合子临床症状轻且可无症状,夫妇双方携带,将有1/4生育重症地中海贫血儿的可能。α-地贫基因分型用于α-地贫的诊断，β-地贫基因分型用于β-地贫的诊断。43β-地中海贫血基因分型44细胞色素P450 2C9 基因分型检测39种细胞色素P450 2C9（CYP2C9）等位基因（allele）CYP2C9*1、*2、*3、*8、*11、*13、*14、*16、*19、*23、*27、*29、*31、*33、*34、*36、*37、*38、*39、*40、*41、*42、*43、*44、*45、*46、*47、*48、*49、*50、*51、*52、*53、*54、*55、*56、*58、*59、*60P450 2C9 是人体中重要的药物代谢酶，P450 2C9 基因编码区的多态性造成氨基酸序列的变化 ,  P450 2C9 的底物包括甲苯磺丁脲、 苯妥英、 S2法华令 、 氟西汀、 洛沙坦等。P450 2C9 可被利福平诱导 , 被胺碘酮和氟康唑等多种药物抑制。 本文来源：圈内课堂、体外诊断价值圈、国际检验医学杂志，文章观点不代表平台的观点，内容仅作公益宣传科普，如有侵权请联系删除！END免责声明：本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。TDS2025检测自动化、智慧化实验室建设与应用论坛，合作咨询：李欣欣177 0186 0390。点击图片查看TDS2024会后报告