基于二代测序的孤立性肺部磨玻璃结节的分子特征研究

Lung ground-glass nodule (GGN), which can be characterized by a variety of pathological conditions，is a characteristic imaging findings but non-specific. Its malignant rate is obviously higher than that of the solid nodule, so that it is one of the important diseases that harmful to people's physical and mental health. But its molecular characteristics have not been fully elucidated. The molecular, clinical, pathological and radiological characteristics of patients with solitary GGN (SGGN) have been analyzed in our previous study, and we found that the positive rate of ALK-V and ROS-1 were 2.5% and 8.6% respectively in tumor tissues of patients with SGGNs, and SGGNs with different pathological types had different clinical and radiographic features. Additionally, we found two candidate driver oncogenes PAIP2 and SERF2, and the positive rate of ALK-EML4 fusion gene was as high as 16.7% in patients with lung adenocarcinoma characterized by pulmonary nodule. Based on what we've achieved before, this project is proposed to discuss in detail the clinical, pathological and radiological features of SGGNs, and using the next generation sequencing and bioinformatics technique for depth detection and analysis of biological samples of patients with SGGNs. At last, we try to find the specific target of occurrence and development of SGGN, and provide theoretical basis for it’s early diagnosis and intervention.

肺部磨玻璃结节是一种有特征性而非特异性的影像学表现，可表现为多种病理状态。其恶性率明显高于实性结节，是危害人类身心健康的重要疾病，但其分子特征尚未完全阐明。我们前期研究发现，孤立性肺部磨玻璃结节（solitary ground-glass nodule，SGGN）肺腺癌患者肿瘤组织中ALK-V阳性率为2.5%，ROS-1阳性率为8.6%，且不同病理类型SGGN有不同的临床及影像学特征。另外，我们在表现为肺部结节的肺腺癌患者组织中发现了PAIP2、SERF2两个候选驱动癌基因，且ALK-EML4融合基因阳性率高达16.7%。本课题拟进一步详细分析SGGN患者的临床、病理及影像学特征，并运用二代测序技术对SGGN患者的生物样本进行深度检测，最后利用生物信息学技术综合分析测序数据、临床、病理及影像学信息，力求发现影响磨玻璃结节发生及发展的特异性靶点，为磨玻璃结节的早期诊断及干预提供理论基础。

肺部磨玻璃结节是一种有特征性而非特异性的影像学表现，可表现为多种病理状态。其恶性率明显高于实性结节，是危害人类身心健康的重要疾病，但其分子特征尚未完全阐明。本课题拟进一步详细分析肺部磨玻璃结节患者的临床、病理及影像学特征，并运用二代测序技术对肺部磨玻璃结节患者的生物样本进行深度检测，最后利用生物信息学技术综合分析测序数据、临床、病理及影像学信息，力求发现影响磨玻璃结节发生及发展的特异性靶点。本项目完成了328例磨玻璃结节肺癌患者的临床、病理及影像学特征分析，且完成了135例肺部磨玻璃结节的全外显子测序分析，结果发现：1、驱动癌前病变（AAH）发生的驱动力为促癌基因突变；2、驱动原位癌（AIS）发生的驱动力为抑癌基因突变；3、驱动癌症发生浸润（MIA、IA）的驱动力为抑癌基因双等位基因突变、基因组不稳定；4、驱动微浸润癌（MIA）向浸润性癌（IA）演变的驱动力为肿瘤内克隆竞争；5、小环DNA的拷贝数，与肿瘤级别有显著的相关性，级别越高，克隆性的小环DNA越常见；6、胚系突变决定了患者肿瘤的演化路径，可以用胚系携带的突变和体细胞突变，来推测肿瘤更可能处于哪个级别。另外，项目完成了20多例肺部磨玻璃结节单细胞测序及其中4例典型病例的生物信息学分析（AIS 1例，MIA 2例，IA 1例），在这例AIS患者的优势细胞分群里面，我们发现了SFTPA2、SFTPC、SFTPA1、CXCR4、CCL4、NKG7、FABP4、FTL、APOE、LYZ等基因有较高表达，并且可能与代谢、感染等相关信号通路相关，说明在表现为肺部磨玻璃结节的早期肺腺癌患者中，可能存在特殊的有别于中晚期肺腺癌的驱动基因。以上结果都为磨玻璃结节的早期诊断及干预提供了理论基础。