表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）主要位于细胞膜上，属受体酪氨酸激酶家族。 EGFR被配体激活后启动胞内该通路上的信号传导，经过细胞质中衔接蛋白、酶的级联反应，调节转录因子激活基因的转录，指导细胞迁移、黏附、增殖、分化和凋亡¹。 EGFR下游的信号转导通路主要有两条（如下图）：一条是Ras/ Raf/ MEK/ ERK-MAPK 通路，而另一条是PI3K/Akt/mTOR通路²。

      研究表明，在许多实体肿瘤中存在EGFR信号转导通路上的基因发生体细胞突变及表达异常，从而导致肿瘤细胞无限制的扩增和迁移。因此，近年以EGFR和EGFR信号通路中关键的组分为靶标的分子靶标检测及靶向治疗成为国际肿瘤界个体化医疗关注的焦点。

      目前，针对EGFR所开发的分子靶向药物主要分两类: 1）小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKI)， 如吉非替尼（Gefitinib， 也称为易瑞沙/Iressa，阿斯利康）和厄罗替尼（Erlotinib，也称为特罗凯/Tarceva，罗氏制药)，抑制EGFR胞内区酪氨酸激酶活性；2）单克隆抗体(mAb)，如西妥昔（Cetuximab，也称为爱必妥/Erbitux，默克公司）和帕尼单抗（Panitumumab，也称为维克替比/Vectibix，安进公司)，与EGFR胞外区结合，阻断依赖于配体的EGFR活化。上述药物通过不同途径阻断EGFR介导的细胞内信号通路，从而抑制肿瘤生长、转移和血管生成，并促进肿瘤细胞凋亡，提高放化疗敏感性。

      EGFR酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI），吉非替尼和厄罗替尼已被FDA批准用于治疗晚期非小细胞肺癌（NSCLC）。这些靶向药物已应用于晚期和不适宜传统化疗方案的NSCLC患者的临床治疗。但是，临床运用结果表明这些靶向药物仅对部分患者有效。进一步的研究发现EGFR基因外显子19和21的突变（体细胞突变）是患者对此类靶向药物有效的必要前提¹。2004年，美国哈佛医学院的研究人员Lynch等率先报道，肺癌细胞中有EGFR酪氨酸激酶基因编码区外显子19缺失或外显子21突变的患者，靶向药物易瑞沙的有效率高达80％以上²。临床研究表明，EGFR 突变分布与临床上EGFR-TKI 治疗的优势人群相一致，主要见于女性、腺癌、非吸烟者及亚裔患者³。

      然而，大部分对EGFR-TKI 治疗有效的患者最终都会对EGFR-TKI产生耐药性。进一步临床研究还表明，EGFR基因外显子20的体细胞突变是EGFR-TKI继发耐药的主要机制之一⁴。外显子20的突变类型主要是第790位密码子出现C—>T的转换，引起EGFR蛋白中该位点的氨基酸由苏氨酸转变为甲硫氨酸(T790M)。这一突变仅见于药物治疗后复发者，突变使得非小细胞肺癌患者对吉非替尼和厄罗替尼产生抗性。

      美国国家癌症综合网络(NCCN) 2009年版的临床指南⁵中明确指出：EGFR突变，尤其是外显子19缺失突变与肿瘤对TKIs如吉非替尼的敏感度有重要关系。所以EGFR的活化突变能够被用来为这些患者选择最好的治疗方法。

      RAS基因是人体肿瘤中常见的致癌基因。RAS基因家族由KRAS、HRAS 和NRAS组成，基因家族的各成员相互间同源性可达85%。RAS基因编码的蛋白质是P21蛋白，分子量为21KD，由188-189个氨基酸组成，也称之为P21高度相关蛋白。P21蛋白位于细胞膜的内表面，具有GTP酶活性，参于传导细胞增生信号的调控系统。其激活状态为GTP结合状态，失活状态为GDP结合状态，其转变为活动性致癌基因的主要部位是第12、13 和61 密码子的突变， 其中以第12 密码子点突变最常见。该基因的体细胞突变常见于多种恶性肿瘤，在肺癌患者中的突变率为15-30%，在结直肠癌患者中为20-50%^1,2。

      KRAS蛋白是EGFR信号传导通路中的一个关键的下游调节因子。在研究EGFR突变与吉非替尼治疗进展期NSCLC患者的疗效间的关系的过程中也发现了KRAS基因点突变，而且研究表明，KRAS基因突变与NSCLC对吉非替尼、厄罗替尼等靶向治疗药物的原发性耐药有关³。最近的研究还发现这KRAS基因的突变使结直肠癌患者对西妥昔单抗的治疗产生耐药性。因此检测KRAS基因的突变可作为EGFR靶向治疗耐药性产生的重要预测指标。

      美国国家癌症综合网络(NCCN) 2009年版的临床指南⁴中明确指出：KRAS基因是人体肿瘤中常见的致癌基因。该基因的突变常见于多种恶性肿瘤，在肺癌患者中的突变率为15-30%，在结直肠癌患者中为20-50%。NCCN还指出导致KRAS处于激活状态的突变部位主要是位于外显子2的密码子12和13。NCCN指出KRAS基因突变会使肺癌患者对EGFR酪氨酸激酶抑制剂产生耐药；使结直肠癌患者对抗EGFR抗体类药物产生耐药。所以NCCN提出肿瘤患者接受EGFR靶向药物治疗之前，必须进行KRAS基因突变检测，根据检测结果决定是否使用EGFR靶向药物作为临床治疗措施。因此KRAS基因突变检测能提高肿瘤临床治疗的针对性，降低治疗费用，节省宝贵的治疗时间。

      BRAF基因全名为鼠类肉瘤滤过性毒菌(v-raf) 致癌同源体 B1，定位于人染色体 7q34，其具有功能的编码区由 2510对碱基组成，编码 MAPK 通路中的丝氨酸苏氨酸蛋白激酶，该酶将信号从 RAS 转导至 MEK1/2，从而参与调控细胞内多种生物学事件。在结直肠癌（CRC）中，BRAF突变率约为15%左右，这些突变主要发生于外显子15上的激活区，其中约92%位于第1799位核苷酸上(T突变为A)，导致其编码的谷氨酸由缬氨酸取代(V600E)¹。

      部分没有KRAS 基因突变的患者也会对EGFR靶向药物产生耐药性，研究证明这主要是由于KRAS下游的BRAF 基因V600E突变造成的²。BRAF基因突变在多种恶性肿瘤细胞中都有报道，除了结直肠癌外，BRAF在恶性黑色素瘤、肺癌、甲状腺癌、肝癌及胰腺癌等均存在不同比例的突变³。

      PI3Ks (Phosphoinositide 3-Kinases)是一组蛋白的多聚体，这些多聚体分为三类; I， II，和III。I类 (Class I) 蛋白可包括两个亚单位：IA 和 IB。IA是由一个p110催化亚单位和一个p85调节亚单位组成的异源二聚体。PI3K基因是编码IA类的p110α催化亚单位。PI3Ks可被生长因子受体酪氨酸激酶（RTK）激活。至今发现约有20类不同的RTK。EGFR是第一类RTK。 PI3K的活化可产生多种生物学效应，包括调节细胞增殖、存活和细胞周期调控等方面。

      EGFR信号途径下游的基因突变会使患者对西妥昔单抗和帕尼单抗治疗产生耐药性. 最近PI3K基因的体细胞突变在多种癌症中都有报道，这包括结直肠癌、乳腺癌、脑癌、肝癌、胃癌和肺癌，其中PI3K在乳腺癌的突变率可高达40%¹。PI3K点突变的位点在多个外显子中都有发现，但主要是发生在“激酶”和“螺旋”两个结构域（the kinase and helical domains)。其中最常见的突变位于PI3K亚单位上的外显子9和20。最近有研究发现，有PI3K突变的细胞会对药物拉帕替尼（Lapatinib）产生耐药性^2,3。