肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,在工业化国家和我国许多城市已位居全部恶性肿瘤死因的首位。尽管近年来肺癌的诊断和治疗水平不断提高,但其总体生存情况仍然较差,5年生存率在美国为15%,而在发展中国家为8.9%。在肺癌患者中,约80%的病例是非小细胞肺癌患者(Non-small Cell Lung Cancer, NSCLC),对其进行研究具有重要的临床价值。手术治疗是早期非小细胞肺癌治疗的主要手段,但大部分患者就诊时已是中晚期,铂类化疗是其标准治疗方案,其中以卡铂或顺铂最常见；即使是可以手术切除的患者,术后进行辅助化疗和/或术前进行新辅助化疗也占有很大的比重。目前,对于NSCLC预后判断和划分的主要依据仍然是临床分期和病理组织学分析。然而,临床分期和肿瘤病理类型相同的个体接受同样的治疗方案,治疗效果和出现各种毒副反应的情况往往差异很大,提示不同的NSCLC个体对治疗的敏感性和发生毒副反应的情况不同。因此,如何选择稳定的生物标志物预测病人的预后和毒副反应的发生,进行治疗效果和死亡危险度的评价,并据此进行个体化治疗,以提高患者的生存质量,延长生存时间,是目前国内外研究的热点。越来越多的研究表明,个体遗传因素在NSCLC患者的预后和治疗毒副反应差异中扮演了重要的角色。因此,寻找包括单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)在内的一些遗传分子标志物用于提高临床预测价值,是目前国内外肿瘤学研究领域的热点。尽管国内外已有较多的基因变异与肺癌铂类化疗预后及毒副反应的分子流行病学研究的报道,但由于早期基因分型技术不成熟和基因组变异信息缺乏,研究者将精力集中在与疾病密切相关的功能已知基因或通路上,即采用候选基因策略。由于采用候选基因策略的关联研究涉及位点数较少、研究设计参差不齐、研究结果缺乏验证,导致研究结果存在不一致,重现性较差,真正与肺癌预后和毒副反应建立明确关联的基因变异很少。近年来,随着人类基因组计划的完成和单体型图谱计划的不断推进,以及高通量技术平台的建立和完善,全基因组关联研究(Genome-wide association studies, GWAS)应运而生。该技术能快速筛查全基因组范围内的遗传标志以发现与特定表型相关的遗传变异,所采用的研究样本量较大,并通常辅以多个独立的研究进行后期的验证和筛选,已经成为研究复杂性疾病发生发展的强有力工具。目前与肺癌相关的GWAS多关注于肺癌易感性的研究。本课题组先期亦组织开展了首个中国人群肺癌GWAS,获得了研究对象全基因组范围内的基因分型数据,不仅验证了两个已被报道的肺癌易感区域(5p15.33和3q28区域),还发现了2个新的中国人群肺癌易感区域(22q12.2和13q12.12区域)。然而,目前关于肺癌预后的GWAS较少,仅有两篇欧美人群的报道,尚无针对中国人群铂类治疗肺癌预后及毒副反应的GWAS。因此,本研究拟在前期肺癌GWAS获得的分型数据的基础上,结合NSCLC病例详细的铂类化疗后远期预后及毒副反应的评价信息,进一步开展NSCLC铂类化疗预后及骨髓抑制的GWAS研究。研究内容主要分为两部分：(1)进行晚期非手术NSCLC预后的全基因组关联分析,以期发现中国人群NSCLC预后的特定标志物,探讨其在不同临床特征中的共性及特殊性；(2)结合NSCLC患者毒副反应信息,进行铂类化疗后NSCLC患者骨髓抑制毒副反应的全基因组关联分析。本研究结果可以发现与我国人群肺癌预后及铂类治疗后骨髓抑制相关的生物标志物,并可将其用于NSCLC患者的预后预测,对今后肺癌的个体化治疗及预后改善等均具有重要的现实意义。第一部分非小细胞肺癌铂类化疗预后的全基因组关联研究尽管近年来NSCLC的诊断和治疗水平不断提高,但其总体生存情况仍然较差。目前已有不少研究探讨遗传标志物与NSCLC铂类化疗预后的关联,但多是基于功能已知的候选基因/通路来选择研究多态性位点。目前仅有两篇GWAS研究对于NSCLC患者进行了预后的全基因组关联分析。如Huang YT等通过两阶段的研究设计对美国高加索人群的早期NSCLC患者预后进行了全基因组的关联分析；Santo Y等通过单阶段的研究设计探讨了日本人群全基因组的遗传变异与接受化疗的105例进展期NSCLC患者预后之间的关联,发现多个SNPs可能影响NSCLC的预后,但尚无针对中国人群铂类治疗后肺癌预后的GWAS的报道。为了全面探讨遗传多态在中国人群肺癌预后中的作用,我们进行了NSCLC预后的GWAS研究。为了保证研究样本的同质性,排除手术和临床分期对预后的影响,我们将所有病例限定在患病期间未进行肺癌根治术手术、以铂类化疗为主的晚期(Ⅲ-Ⅳ)NSCL C病例,无其他肿瘤病史,采血前未接受放射治疗和/或化疗。所有病例均经病理组织学明确诊断。我们采用初筛和两期验证的单纯病例研究设计。初筛阶段(全基因组芯片分析)的病例样本为535例,包括南京子研究(307)和北京子研究(228)。南京地区病例为2003年至2008年在江苏省肿瘤医院和江苏省人民医院收集,北京地区病例为1997年至2008年从中国医学科学院肿瘤医院收集。我们选择南京子研究和北京子研究中P值均<0.05且关联方向一致,总样本meta合并分析后P ≤ 1.0×10.4的SNPs进行第一阶段验证(340例中国东部NSCLC患者)；对于在第一阶段验证中仍然显著且方向一致的位点,进一步在409个美国高加索NSCLC患者中进行第二阶段验证。GWAS初筛阶段结果显示,12个独立位点与中国人群晚期接受铂类化疗的NSCLC患者的预后相关(P<10-4)；对这12个位点在中国人群进行第一阶段验证,发现3p22.1区域SNP rs7629386(临近CTNNBl基因,P=3.63×10-5),5p14.1区域SNP rs969088(临近CDH9基因,P=1.75×10-6),7q31.31区域SNP rs41997(临近CFTR-WNT3-ST7基因,P=4.19×10-7,),9p21.3区域SNP rs12000445(临近HuB基因,P=7.12×10-6)和14q24.3区域SNP rs3850370(临近SNW1-ALKBH1-NRXN3基因,P=2.92×10-5)与中国汉族人群的NSCLC预后具有显著的统计学关联。其中,3个位点(rs7629386、rs969088和rs3850370)的变异等位基因可显著增加NSCLC的死亡风险,而另外2个位点(rs41997和rs12000445)的变异等位基因则可显著降低NSCLC的死亡风险。我们进一步对上述5个阳性位点在409个美国高加索NSCLC患者中进行了第二阶段验证,结果发现rs7629386(3p22.1)和rs3850370(14q24.3)两个位点仍与高加索人群的NSCLC预后具有显著的统计学关联,且方向一致。上述结果表明rs7629386(3p22.1)、rs969088(5p14.1)、rs41997(7q31.31)、rs12000445(9p21.3)和rs3850370(14q24.3)这5个多态位点与中国人群的NSCLC预后相关,且rs7629386(3p22.1)和rs3850370(14q24.3)两个位点还与高加索人群的NSCLC预后有关联。研究结果表明多个基因变异与肺癌的远期预后相关。本研究结果对深入理解肺癌的预后机制,促进个体化治疗和改善预后具有重要的理论意义和潜在的应用价值。第二部分非小细胞肺癌铂类化疗骨髓抑制毒副反应的全基组关联研究骨髓抑制是铂类化疗影响最大的不良反应,常导致化疗中断或抗肿瘤药物减量,影响治疗效果。目前已有不少研究探讨遗传标志物与铂类化疗后毒副反应的关联,但都是基于功能已知的候选基因或通路来选择研究多态性位点,尚无研究全面探讨全基因组范围内的遗传变异与铂类化疗NSCLC患者的骨髓抑制毒副反应的关联。因此,我们结合前期肺癌GWAS所获得的基因型数据以及骨髓抑制毒副反应的临床信息收集,进行了NSCLC骨髓抑制毒副反应的GWAS研究。所有病例均为经病理组织学明确诊断的NSCLC患者,无其他肿瘤病史、本次化疗前无任何放化疗治疗。每个研究对象在首次化疗2-3个周期内按照美国国家癌症研究院毒性标准30(CTCAEv3.0)进行了骨髓抑制评价。第一阶段GWAS初筛包括333例NSCLC病例,样本来自江苏省肿瘤医院和江苏省人民医院。我们进一步对第一阶段显著关联(P<10-4)的位点在378例独立的NSCLC样本中进行验证,验证样本来自江苏省肿瘤医院、江苏省人民医院和南京市胸科医院。初筛结果显示,24个独立位点与铂类化疗后的骨髓抑制相关(P<10-4),进一步的验证表明仅14q21.3区域的rs12883763(临近MDGA2-POLE2-Arf6基因)仍与骨髓抑制的发生风险存在显著关联(显性模型：OR=1.84,95%CI=1.22-2.76,P=0.003；相加模型：OR=1.37,95%CI=1.03-1.82,P=0.03),且与初筛阶段方向一致。两阶段人群合并后,该多态性位点仍然显著影响骨髓抑制毒副反应的发生(显性模型：OR=2.29,95%CI=1.71-3.07,P=3.02×10-8；相加模型：OR=1.62,95%CI=1.31-2.00,P=6.18×10-6)。本研究提示14q21.3区域可能是中国人群非小细胞肺癌铂类化疗后骨髓抑制毒副反应发生的遗传易感区域。研究结果对深入理解铂类化疗后骨髓抑制毒副反应的发生和个体化治疗有重要理论意义和潜在的应用价值。