肿瘤基因检测

肾细胞癌（RCC）是一类来源于肾小管上皮细胞的异质性癌症，是全世界10种最常见的癌症之一。在过去二十年中，肾细胞癌的在组织病理学和分子生物学特征方面的重要进展促进了肾细胞分类的重大个性。发病比例≥5%的主要亚型有透明细胞肾细胞癌、乳头状癌（pRCC）和嫌色细胞癌（chRCC）。其余的亚型非常罕见，每个亚型的发病率在总发病率的比例≤1%。在肿瘤不符合任何亚型的诊断标准时，该肿瘤被归为为未分类肾细胞癌（uRCC，~4%总发生率）。ccRCC是最常见的亚型，占肾癌死亡的大多数。事实上，由于转移性疾病中透明细胞组织学占主导地位（83–88%），具有非透明细胞组织学的肿瘤被归类为“nccRCC”，以确定进行临床试验的可行性。此外，最近的癌症基因组研究揭示了ccRCC中肿瘤内和肿瘤间具有明显的复杂的异质性，这可能导致观察到的临床治疗结果的异质性

肾细胞癌的不同亚型
约75%的肾细胞癌（RCC）是透明细胞RCC（ccRCC）。乳头状RCC约占所有肾癌的15%，根据染色特征分为两种类型：I型（嗜碱性）和II型（嗜酸性）。嫌色性肾细胞癌约占肾肿瘤的5%。其他次要亚型包括MiT家族易位RCC和集合管RCC。其他次要亚型包括髓质RCC、透明细胞乳头状RCC、获得性囊性疾病相关RCC、肾小管细胞RCC、黏液性肾小管和梭形RCC、琥珀酸脱氢酶缺陷RCC、遗传性平滑肌瘤病、肾细胞癌相关RCC和嗜酸细胞瘤。不属于这些类别的肿瘤被指定为非分类肾细胞癌。

非透明细胞肾细胞

流行病学
发病率和死亡率
肾癌约占全世界所有癌症诊断和癌症死亡的2%，发达国家的发病率通常较高。每年，全世界约有295000例新肾癌病例被诊断，约有134000例死亡。在美国，肾癌每年约有63000例新病例，约有14000例死亡，欧洲约84000例新病例和35000例死亡。男性受影响比女性多（新诊断的比例为2:1）。

*伴有3号染色体易位的家族性透明细胞肾癌是另一种可能与透明细胞肾细胞癌相关的综合征，但基因突变和相关数据尚不清楚。

2型乳头状肾细胞癌。

§1型乳头状肾细胞癌。

||混合肿瘤；嗜酸细胞瘤；以及嫌色性、乳头状和透明细胞肾细胞癌。血管平滑肌脂肪瘤、上皮样血管平滑肌脂肪瘤、肾囊肿、嗜酸细胞瘤以及乳头状和透明细胞肾细胞癌。

#透明细胞、乳头状和生色性细胞癌。

**混合肿瘤（上皮和结缔组织）、乳头状肾细胞癌和肾母细胞瘤。MIM，人类数据库中的孟德尔遗传。

在捷克共和国，肾细胞癌的发病率最高，2003-2007年间，年龄标准化年发病率分别为每100000名男性的发病率为22.1例，而女性则为9.9例。波罗的海和东欧国家的发病率也很高，但原因尚不清楚。总的来说，大多数人口的发病率随着时间的推移一直在上升，但自1990年代以来，死亡率已趋于稳定或下降。这种发病率上升和死亡率下降的分道扬彪的模在发达国家尤为明显。例如，SEER数据库内的分析表明，肾细胞癌发病率的增加仅限于小的局部肿瘤，这可能至少部分是由于越来越频繁地偶然发现小肾肿块（肿瘤）≤4厘米），不太可能因腹部成像的增加而转移。在全球范围内肥胖患病率的增加，而肥胖是一个公认的肾细胞癌风险因素，也可能在增加发病率方面发挥作用，并影响临床结果。

危险因素

肾细胞癌的发病率随着年龄的增长而显著增加，男性发病率高于女性。在美国，肾细胞癌RCC的发病率因族裔群体而异，美洲原住民、阿拉斯加原住民和非裔美国人的发病率最高，亚裔美国人和太平洋岛民的发病率最低。肾细胞癌RCC的主要既定风险因素包括体重超标、高血压和吸烟，这是一项美国研究中大约一半诊断病例的因素。流行病学研究中与肾细胞癌相关的其他疾病包括慢性肾脏病、血液透析、肾移植、获得性肾囊性疾病、先前的肾细胞癌诊断，可能还包括糖尿病。许多生活方式、饮食习惯、职业和环境因素也与RCC相关，具有不同程度的证据46。
例如，关于红肉消费与肾细胞的风险之间的关联，存在相互矛盾的报告。适度饮酒(每天≥11g）似乎可以降低肾细胞癌的风险。在一项关于体力活动和肾细胞癌风险的病例对照研究中，发现了相反的风险趋势。基因检测研究人员得出结论，9%的肾细胞癌病例可以通过增加体力活动来避免。然而，这种反向关联可能涉及其他混杂因素，如体重指数和社会阶层相关性。其他研究也没有发现这种反向关联。
遗传因素参与肾细胞癌的风险，有肾癌家族史的个体肾细胞癌的风险增加了约两倍。对家族性肾细胞癌的调查发现，至少有11个基因（即BAP1、FLCN、FH、MET、PTEN、SDHB、SDHC、SDHD、TSC1、TSC2和VHL）发生突变，其中一些基因还与散发性肾细胞癌RCC发展有关。一个显著的例子是VHL，这是von Hippel-Lindau病的突变基因，其特征是发生ccRCC的高风险；VHL蛋白失活，导致致癌性缺氧诱导因子（HIF-1和HIF-2）不加控制的表达，这也是散发性透明细胞肾细胞癌（ccRCC肿瘤）的标志。迄今为止，肾细胞癌RCC的全基因组关联研究（GWAS）已在染色体区域2p21、2q22.3、8q24.21、11q13.3、12p11.23和12q24.31上确定了六个易感基因座。2p21基因座与编码HIF-2α亚基的基因EPAS1对应，而11q13.3基因座的生物学效应似乎归因于CCND1（编码细胞周期蛋白D1，参与细胞周期调节）的调节变化。位点12p11.23可能与BHLHE41的变化有关，BHLHE41编码碱性螺旋-环-螺旋家族成员e41，被认为在昼夜节律调节中起作用。其他GWAS易感位点的疾病基因尚未确定。

机制/病理生理学
基因和途径

 在透明细胞肾细胞癌ccRCC中，VHL抑癌基因是最常突变的基因，其通过遗传（点突变、indels和3p25缺失）和/或表观遗传（启动子甲基化）机制的完全缺失构成了最早的体细胞致病基因突变的发生。VHL是E3连接酶复合物的底物识别成分，泛素化HIF-1α和HIF-2α以进行蛋白酶体介导的降解。因此，VHL的缺失导致HIF蛋白的异常积累，尽管存在充分氧化的组织微环境，这反过来导致调节血管生成的HIF靶基因的不受控制的激活，糖酵解和凋亡。因此，人类透明细胞肾细胞ccRCC肿瘤富含脂质和糖原，并高度血管化，这就是为什么主要抑制VEGF及其受体VEGFR的药物是转移性ccRCC的有效治疗方法的基础。然而，单独VHL缺失不足以诱导透明细胞肾细胞癌ccRCC，这一点可以从携带VHL种系突变的个体发展成透明细胞肾细胞癌的潜伏期>30年，这也可以从小鼠VHL缺失无法诱导ccRCC中得到证明。这些结果表明，透明肾细胞肾癌ccRCC的发展可能需要额外的遗传和/或表观遗传事件。

ccRCC中VHL失活及其在靶向治疗中的意义
VHL缺失是透明细胞肾细胞癌（ccRCC）最常见的遗传特征。其缺失减轻了细胞对缺氧诱导因子（HIF）的负调节，这导致HIF靶基因表达增加，并随之改变细胞代谢和信号，从而提高细胞存活率。例如，血管内皮生长因子（VEGF）表达的增加与肿瘤微环境中内皮细胞中生长因子受体信号的增加（包括成纤维细胞生长因子（FGF）和肝细胞生长因子）一致，增加了血管生成。总之，这些变化为治疗药物提供了靶点，以阻止肿瘤生长，如图所示。FGFR，FGF受体VEGFR，VEGF；TSC,结节性硬化症综合征；PI3K，磷脂酰肌醇4,5-二磷酸3-激酶；AKT,α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶；Rheb，GTP结合蛋白Rheb；mTORC1、mTOR复合物1；mTORC2、mTOR复合物2；S6K1，核糖体蛋白S6激酶；4EBP1，真核翻译起始因子4E结合蛋白1；HRE，HIF响应元件；MET,肝细胞生长因子受体。

为了识别这些事件，已经开展了大规模的癌症基因组项目，并发现了透明细胞肾细胞ccRCC的几种新的普遍突变，包括PBRM1（占肿瘤样本的29-41%）、SETD2（8-12%）、BAP1（6-10%）、KDM5C（4-7%）和MTOR（5-6%）。有趣的是，PBRM1、SETD2和BAP1编码染色质和组蛋白调节蛋白，位于3p21位点，作为肿瘤抑癌基因而发挥作用。由于VHL位于3p25，3号染色体短臂（3p）的单拷贝缺失将导致这四个肿瘤抑制基因的单倍体不足，这证实了3p缺失（即杂合性缺失）几乎是透明细胞肾细胞癌ccRCC中的一个普遍事件，并构成早期致癌性基因突变事件。相反，透明细胞肾细胞癌ccRCC中的MTOR突变通常是错义和功能性激活，这可以解释MTOR途径抑制剂（包括依维莫司和替西罗莫司）有效的原因。
不同的单个突变及其相互作用如何影响透明细胞癌ccRCC的发病机制及其作为预后或预测性生物标志物的价值尚不清楚。然而，一些研究已经证明了有趣的临床相关性，值得进一步验证。由于VHL失活是透明细胞肾细胞癌ccRCC的基础事件，其突变状态对临床结果没有影响，而与疾病进展相关的突变，如PBRM1、SETD2和BAP1以及KDM5C（也参与染色质修饰）被证明与侵袭性临床特征相关。携带PBRM1突变的小肾肿块与III期病理特征相关（即肾外生长，但不延伸至Gerota筋膜），而BAP1突变与较大的肿瘤体积、较高的Fuhrman核分级（大核，核仁突出）和较差的癌症特异性生存率相关。有趣的是，BAP1和PBRM170或KDM5C20的突变似乎在透明细胞肾细胞癌ccRCC中相互排斥地发生，提供了ccRCC的分子亚类分类标准。此外，位于Xp的KDM5C突变。主要在男性患者中检测到，并与舒尼替尼的长期疗效相关；SETD2突变与无复发生存率降低相关。

肿瘤异质性与肿瘤演变
正如Nowell 40年前首次描述的81，肿瘤内的遗传多样性被认为提供了选择可以发挥作用的基质，使肿瘤能够在癌症自然史期间适应新的微环境压力和代谢需求（图4A）。这种遗传多样性在ccRCC中已被广泛研究。例如，在对四名患有多发肿瘤的ccRCC患者进行的一项研究中，进行了多区域遗传分析，发现VHL突变和3p杂合性缺失是所有区域样本17中普遍存在的事件。相比之下，常见的驱动因素事件，如SETD2、PBRM1、MTOR、PIK3CA、，PTEN和KDM5C突变在原发性肿瘤和转移部位中存在异质性-在某些区域，但在其他区域不存在。这样的遗传特征可以构建肿瘤系统发育，进化树的“主干”描述了在每个肿瘤细胞中存在的最近共同祖先（MRCA）中发现的突变分支突变在一些亚克隆中发现，但在其他亚克隆中未发现；这些突变可能在整个肿瘤区域分布，在原发肿瘤内占据不同的区域生态位，或在疾病的原发和转移部位之间占据不同的生态位。