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肺癌的发病率和死亡率均居所有恶性肿瘤的首位。约85%的新诊断肺癌患者为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)。而肺鳞癌作为NSCLC的主要组织学类型之一,约占NSCLC患者的30%。表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor, EGFR-TKI)及间变淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase, ALK)抑制剂的发现显著改善了具有EGFR敏感突变和ALK基因重排NSCLC患者的生存。但是,这些靶向药物主要针对肺腺癌,对肺鳞癌则鲜有疗效。而目前尚无针对肺鳞癌的靶向药物上市。因此,在肺鳞癌中寻找药物可作用的分子靶点成为推进肺鳞癌靶向治疗研究的关键。本研究通过对中国人群肺鳞癌基因突变和拷贝数变异的检测,旨在建立具有中国人群特征的肺鳞癌遗传变异谱,识别肺鳞癌中潜在的药物作用靶点,促进肺鳞癌靶向治疗的研究进程,提高我国肺鳞癌患者个体化治疗整体水平,推进肺鳞癌精准医疗的发展。本论文研究内容分为两个部分：第一章：基于下一代靶向测序技术的肺鳞癌基因突变检测。本部分研究以159例肺鳞癌为研究对象,采用Ion Torrent下一代靶向测序技术(targeted next-generation sequencing, NGS)检测50个癌基因和抑癌基因中约2,800个COSMIC突变位点。分析肺鳞癌中基因突变与患者临床病理学特征、无疾病生存期(disease-free survival, DFS)及总生存期(overall survival, OS)的关系。结果显示,在我国肺鳞癌中突变率最高的基因为TP53(56.0%,89/159),其次为CDKN2A(8.8%,14/159), PI3KCA (8.8%,14/159), KRAS (4.4%,7/159), EGFR (3.1%,5/159), FBXW7 (2.5%, 4/159), PTEN (2.5%,4/159), FGFR3 (1.3%,2/159), AKT1 (1.3%,2/159)及KIT(0.6%,1/159)。在117例含有突变的肺鳞癌样本中,89例样本(56.0%)仅含有1个突变,28例样本(17.6%)同时含有2个及2个以上的突变(双突变或共突变)。TP53基因突变率在男性和吸烟肺鳞癌患者中显著高于女性和不吸烟肺鳞癌患者。而女性和不吸烟肺鳞癌患者的EGFR突变率显著高于男性和吸烟肺鳞癌患者。生存分析发现,各基因突变与患者的DFS和OS无显著相关性。第二章：中国人群肺鳞癌基因拷贝数变异检测。本部分研究采用荧光原位杂交技术(FISH)检测了250例肺鳞癌样本中FGFR1、EGFR、HER2、PDGFRA、CCND1、 SOX2、CDKN2A及PTEN等8个基因的拷贝数变异情况。同时,我们采用免疫组织化学技术(IHC)检测了PTEN蛋白的表达情况。分析肺鳞癌中8个基因拷贝数变异状态与患者临床病理学特征、DFS及OS的关系。结果发现,在我国肺鳞癌中FGFR1扩增、EGFR扩增、HER2扩增、PDGFRA扩增、CCND1扩增、SOX2扩增、CDKN2A纯合性缺失.PTEN基因缺失及PTEN蛋白表达缺失的发生率分别为13.7%(34/248)、12.6%(31/246)、10.2%(25/246)、7.7%(19/246)、11.0%(27/246)、32.1%(79/246)、21.5%(53/246)、17.9%(44/246)及43.5%(108/248)。其中,FGFR1扩增、CCND1扩增及SOX2基因扩增与吸烟显著相关。淋巴结转移阴性患者的FGFR1基因扩增发生率显著高于淋巴结转移阳性的患者(19.4% vs.10.2%,P=0.043)。胸膜侵犯阳性患者的PTEN蛋白缺失率为51.2%,显著高于胸膜侵犯阴性患者的PTEN蛋白缺失率(36.2%,P=0.017)。PTEN蛋白质表达缺失与PTEN基因缺失显著相关(P=0.025)。生存分析发现,PTEN基因缺失与较长的OS显著相关(P=0.044),而FGFR1、EGFR、HER2、PDGFRA、CCND1、SOX2、CDKN2A基因的拷贝数变异状态及PTEN蛋白的表达情况与患者的DFS和OS无显著相关性。以上两部分研究通过对中国人群肺鳞癌基因突变和拷贝数变异的检测,明确了中国人群肺鳞癌患者遗传变异频谱及其与临床病理特征的相关性。本研究结果将为我国肺鳞癌靶向治疗的基础和临床研究提供重要的参考数据。目的：驱动突变的发现使肺腺癌个体化靶向治疗获得了巨大的进展。但是,目前临床上尚无针对肺鳞癌的靶向药物。寻找肺鳞癌中能够与药物作用的分子靶点成为研究的热点。因此,本研究对159例中国肺鳞癌患者的基因突变进行了检测,以期识别肺鳞癌中潜在的药物分子靶点。方法：选取2011年3月至2011年11月在中国医学科学院肿瘤医院接受手术治疗的159例肺鳞癌患者作为研究对象,所有患者均经组织病理学确诊为肺鳞癌。我们采用Ion Torrent下一代靶向测序技术检测50个癌基因和抑癌基因中约2,800个COSMIC突变位点。分析肺鳞癌中遗传变异与临床病理学特征、DFS及OS的关系。结果：在159例肺鳞癌患者中,73.6%(117/159)的患者存在基因突变。突变率最高的基因为TP53(56.0%,89/159),其次为CDKN2A(8.8%,14/159), PI3KCA (8.8%,14/159), KRAS(4.4%,7/159), EGFR (3.1%,5/159), FBXW7 (2.5%, 4/159), PTEN (2.5%,4/159), FGFR3 (1.3%,2/159), AKT1 (1.3%,2/159)及KIT(0.6%,1/159)。在117例含有突变的肺鳞癌样本中,89例样本(56.0%)仅含有1个突变,28例样本(17.6%)同时含有2个及2个以上的突变(含双突变和共突变)。TP53基因的突变率在男性和吸烟肺鳞癌患者中显著高于女性和不吸烟肺鳞癌患者。而女性和不吸烟肺鳞癌患者的EGFR突变率显著高于男性和吸烟的肺鳞癌患者。生存分析发现,各基因突变与患者的DFS和OS无显著相关性。结论：接近四分之三(73.6%)的肺鳞癌患者携带有至少1个基因突变,其中17.6%患者携带2个及以上的基因突变。采用下一代靶向测序技术能够高效、快速、准确地检测到肺鳞癌中的基因突变,依此构建的基因突变谱能够促进肺鳞癌靶向治疗的发展并为优化肺鳞癌患者的个体化治疗策略提供参考依据。目的：表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)及ALK抑制剂的发现显著改善了具有EGFR敏感突变和ALK基因重排NSCLC患者的生存。但是,这些靶向药物主要针对肺腺癌,对肺鳞癌则鲜有疗效。因此,识别分子靶点成为发展肺鳞癌靶向治疗的关键。本研究拟检测肺鳞癌中FGFR1、EGFR、HER2、PDGFRA、 CCND1、SOX2、CDKN2A及PTEN等8个基因的拷贝数变异,旨在为肺鳞癌寻找潜在药物分子靶点。方法：收集2011年3月至2013年10月在中国医学科学院肿瘤医院接受手术治疗的250例肺鳞癌样本。所有样本均经组织病理学确诊为肺鳞癌。我们采用荧光原位杂交技术(FISH)检测了250例样本中FGFR1、EGFR、HER2、PDGFRA、CCND1、 SOX2、CDKN2A及PTEN等8个基因的拷贝数变异状态。同时,我们采用免疫组织化学技术(IHC)检测了PTEN蛋白的表达情况。分析肺鳞癌中8个基因拷贝数变异状态及PTEN蛋白表达情况与患者临床病理学特征、DFS及OS的关系。结果：在250例肺鳞癌中,FGFR1扩增、EGFR扩增、HER2扩增、PDGFRA扩增、CCND1扩增、SOX2扩增、CDKN2A缺失、PTEN基因缺失及PTEN蛋白表达缺失的发生率分别为13.7%(34/248)、12.6%(31/246)、10.2%(25/246)、7.7%(19/246)、11.0%(27/246)、32.1%(79/246)、21.5%(53/246)、17.9%(44/246)及43.5%(108/248)。其中,FGFR1扩增、CCND1扩增及SOX2基因扩增与吸烟显著相关。淋巴结转移阴性患者的FGFR1基因扩增发生率显著高于淋巴结转移阳性患者(19.4% vs.10.2%,P=0.043)。胸膜侵犯阳性患者的PTEN蛋白缺失率显著高于胸膜侵犯阴性患者(51.2% vs.36.2%,P=0.017)。PTEN蛋白质表达缺失与PTEN基因缺失显著相关(P=0.025)。生存分析发现,PTEN基因缺失与较长的OS显著相关(P=0.044)。而FGFR1、EGFR、HER2、PDGFRA、CCND1、SOX2及CDKN2A基因的拷贝数状态与患者的DFS和OS无显著相关性。结论：接近四分之三(74.0%,182/246)的肺鳞癌患者中存在至少1个基因拷贝数变异,提示拷贝数变异是肺鳞癌中常见的遗传改变。其中,37.0%(91/246)的患者存在两个及以上的拷贝数变异,提示同一个肺鳞癌在发生、发展过程中常伴随多个癌基因或抑癌基因的共同作用。本研究结果能够为将来肺鳞癌靶向治疗的基础和临床研究提供重要的参考数据。