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新分類法破解ALK融合預測難題，為肺癌精準治療提供關鍵依據。

隨著精準醫學在非小細胞肺癌（NSCLC）治療中的深入應用，ALK融合已成為繼EGFR之后又一重要的治療靶點。盡管ALK抑制劑已顯著改善患者預后，但如何準確預測ALK融合在RNA水平的表達仍是當前臨床檢測中的關鍵挑戰。發表于

Scientific Reports

研究背景

肺癌是全球癌癥相關死亡的主要原因，其中NSCLC占絕大多數。傳統治療手段如手術、化療和放療在晚期患者中療效有限，且伴隨明顯毒副作用。靶向治療的出現為攜帶特定驅動基因突變的患者帶來了希望。ALK融合作為NSCLC中重要的致癌驅動類型，尤其在年輕、非吸煙的肺腺癌患者中較為常見。

目前，ALK融合的檢測方法包括熒光原位雜交、免疫組織化學、逆轉錄聚合酶鏈反應以及二代測序等。其中，DNA NGS因其高靈敏度、廣覆蓋性和對未知融合的識別能力，已成為臨床檢測的重要手段。然而，ALK基因斷點分布的復雜性——包括內含子與外顯子區域的多樣性——使得僅憑DNA水平的斷點信息難以準確預測其在RNA水平的表達情況，進而影響治療決策的制定。

研究方法與樣本特征

本研究回顧性分析了2017年1月至2021年12月期間在中國多家醫院收集的131例經DNA NGS檢測為ALK重排陽性的NSCLC患者樣本。所有樣本均進行了DNA與RNA的NGS同步測序，其中99例為經典的EML4-ALK融合，32例為與其他伙伴基因形成的罕見ALK融合。

DNA提取自福爾馬林固定石蠟包埋組織，采用覆蓋825個癌癥相關基因全部編碼外顯子及44個常見重排基因內含子的靶向panel進行測序。RNA測序則采用包含395個常見融合基因全長轉錄本的FusionCapture panel，通過Illumina NovaSeq 6000平臺完成。融合事件的識別要求至少存在4對跨越斷點的獨特讀段支持。

圖1 DNA NGS和RNA NGS的ALK融合篩選流程

研究結果

ALK融合的轉錄本表達情況

在同時完成DNA與RNA測序的樣本中，經典ALK融合的RNA水平陽性率為88%，而罕見ALK融合的陽性率為75%。這一結果提示，盡管DNA NGS可有效識別融合事件，但其在RNA水平的表達存在一定不確定性，尤其在非典型融合中更為明顯。

斷點分布特征

• 進一步分析顯示，ALK驅動基因的斷點分布具有明顯的類型特異性。在經典ALK融合中，86%的斷點位于內含子19，其余分布于內含子16–18、20–21及外顯子19–20。而在罕見ALK融合中，除內含子19外，還出現了內含子1–3、6、9等獨特斷點，提示其融合機制更為復雜。

• 染色體分布分析表明，ALK融合以染色體內重排為主，82%的伙伴基因位于2號染色體，包括EML4、DCTN、STRN等，進一步支持了空間鄰近性在融合形成中的重要作用。

圖2 ROS1基因重排斷裂點的分布模式

(A)ALK融合的斷裂點分布模式 (B)典型ALK融合的斷裂點比例 (C)罕見ALK融合的斷裂點比例。

二級分類策略提升預測準確性

為提升RNA水平表達的預測準確性，研究者提出了一種二級分類方法：第一級根據ALK斷點是否為常見斷點（如內含子19）進行分類；第二級則進一步根據融合結構特征分為以下四類：

• 單純互斥融合：ALK僅位于5’端；

• 閱讀框內融合：斷點位于內含子且保持閱讀框完整；

• 閱讀框移位融合：內含子斷點導致閱讀框破壞；

• 外顯子斷點融合：斷點位于外顯子區域。

研究結果顯示，在經典ALK融合中，僅使用常見斷點分類時，轉錄本預測準確率為90%；若結合常見斷點與閱讀框內特征，準確率可提升至95.4%；而結合常見斷點與外顯子斷點時，準確率可達100%。對于罕見ALK融合，結合常見斷點與閱讀框移位或單純互斥類型時，預測準確率同樣可達100%。

圖3 經典ALK融合中轉錄本預測的準確性

討論與臨床意義

本研究通過系統分析ALK融合的斷點分布與結構特征，構建了一種可顯著提升RNA水平表達預測準確性的分類模型。該策略不僅彌補了DNA NGS在功能預測方面的不足，也為臨床提供了更具操作性的檢測與判斷流程。

技術優勢與臨床適用性

與傳統FISH和IHC相比，DNA NGS具有更高的通量與靈敏度，能夠同時檢測已知與未知融合。然而，其局限性在于無法直接反映融合基因的轉錄活性。本研究通過引入RNA NGS作為驗證工具，并結合斷點與閱讀框的雙重分類，有效解決了這一瓶頸問題。特別是在罕見ALK融合中，該策略將預測準確性從45%提升至100%，顯示出強大的臨床轉化潛力。

對治療策略的啟示

根據本研究提出的算法，臨床檢測中可優先使用DNA NGS進行初步篩查。若檢測到常見斷點，通?？芍苯右暈榭尚袆幼儺悾蝗魹楹币姅帱c，則需進一步結合二級分類判斷其功能性。例如，在經典ALK融合中，若為閱讀框內或外顯子斷點類型，可推薦使用ALK抑制劑；若為閱讀框移位，則提示融合可能無功能，需謹慎用藥。

此外，本研究還發現，單純互斥型ALK融合（即ALK位于5’端）在RNA水平的表達率較低，提示該類融合可能不具備驅動能力，或需通過RNA測序進一步確認。這一發現對既往以3’端ALK為治療靶點的傳統認知提出了補充與修正。

局限與展望

本研究為回顧性分析，樣本來源單一，且使用的參考基因組為hg19，未來研究應采用hg38以提升結構變異的注釋準確性。此外，不同伙伴基因對ALK抑制劑療效的影響尚未完全明確，仍需前瞻性研究進一步驗證本分類策略在多樣化人群中的適用性。

盡管存在上述局限，本研究首次系統性地將斷點類型與閱讀框狀態相結合，構建了一套可廣泛應用于臨床的ALK融合功能預測體系。隨著多組學檢測技術的普及與精準醫療的深入推進，該策略有望成為ALK陽性NSCLC患者個體化治療的重要工具。

結語

本研究證實，通過聯合DNA NGS與RNA NGS，并結合基于斷點與閱讀框的二級分類策略，可顯著提升ALK融合轉錄本功能的預測準確性。這一綜合方法不僅優化了ALK融合的臨床檢測路徑，也為精準篩選適合ALK抑制劑治療的患者提供了科學依據，進一步推動了肺癌精準醫療的發展。

參考文獻：

[1] Yang Q, et al. Combined utility of genomic breakpoints and frame is a reliable predictor of ALK transcript function. Sci Rep. 2025 Mar 11;15(1):8437.

*此文僅用于向醫療衛生專業人士提供科學信息，不代表平臺立場。