综述:解码癌症中的驱动基因与表型基因:揭示现象背后的本质

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Molecular Aspects of Medicine 8.7

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  这篇综述系统阐述了癌症中驱动基因(driver genes)与表型基因(phenotypic genes)的差异,以MAPK和PI3K/AKT/mTOR通路为例,揭示了表型基因作为通路活性标记物、下游效应器的特征及其在肿瘤治疗中的局限性,同时探讨了NGS、CRISPR-Cas9等技术在基因鉴定中的应用,为精准医学提供新视角。

  

引言

癌症研究长期以来聚焦于驱动肿瘤发生的核心基因,而忽略了影响肿瘤表型的非驱动基因。近期研究提出“表型基因”概念,这类基因虽不直接驱动肿瘤形成,却调控转移、侵袭和免疫逃逸等关键恶性特征。通过对比驱动基因与表型基因的功能差异,可为靶向治疗提供更精准的策略。

驱动基因与表型基因的界定

驱动基因如KRAS、BRAF和PIK3CA,通过突变持续激活MAPK或PI3K/AKT/mTOR等信号通路,直接促进肿瘤发生和维持。例如,BRAFV600E
突变导致MAPK通路组成性激活,是黑色素瘤靶向治疗的重要靶点。而表型基因如MMP2/9、PD-L1和S6K,则是通路下游效应器,反映肿瘤的侵袭性或免疫抑制状态。两者的核心差异在于:

  1. 通路角色:驱动基因是通路的上游调控节点,表型基因多为活性标记物。
  2. 治疗响应:靶向驱动基因(如BRAF抑制剂)可显著抑制肿瘤,而表型基因(如MMP抑制剂)单药疗效有限。

MAPK与PI3K/AKT/mTOR通路中的基因特征

MAPK通路中,EGFR-RAS-RAF-MEK-ERK级联的驱动突变(如KRASG12C
)通过激活转录因子ELK1促进增殖;而ELK1作为表型基因,仅放大致癌信号却不直接引发肿瘤。PI3K/AKT/mTOR通路中,PIK3CA突变驱动AKT/mTORC1激活,下游效应器4E-BP1和S6K的磷酸化反映通路活性,但抑制它们难以逆转肿瘤生长。

技术革新推动基因鉴定

  1. NGS技术:全基因组测序(WGS)和RNA测序(RNA-seq)可识别高频突变驱动基因(如TP53)及表型相关变异。
  2. CRISPR-Cas9筛选:全基因组敲除文库揭示了PHGDH等驱动基因的合成致死关系,而表型基因敲除仅弱化特定行为(如MMP9缺失降低转移)。
  3. 合成致死:BRCA1/2突变与PARP抑制剂的合成致死效应是经典案例,近期发现MTAP缺失肿瘤对PRMT5抑制剂MRTX1719敏感,拓展了靶点范围。

临床转化与挑战

表型基因如PD-L1虽可预测免疫治疗响应,但需联合驱动基因靶向(如EGFR抑制剂)以克服耐药。例如,肾癌中VEGF抑制剂(cabozantinib)联合PD-1抗体(nivolumab)显著延长生存期。未来需开发多组学整合策略,精准区分两类基因并优化联合治疗方案。

结论

驱动基因与表型基因的协同调控是肿瘤异质性的基础。通过高通量技术和通路分析,可揭示其动态互作网络,为个体化治疗提供理论依据。表型基因的深入解析将弥补传统驱动基因研究的盲区,推动癌症治疗进入“双靶点”时代。

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