Science论文:一突变,肺癌风险飙升60倍!EGFR T790M成迄今最强遗传风险因子,肺癌筛查策略或将改写
一项由丹娜‑法伯癌症研究所与 23andMe 研究所合作完成的重磅研究发表于《Science》,研究依托超过 330 万名 23andMe 研究参与者的去标识化聚合遗传与健康数据,证实EGFR基因一处罕见的胚系突变——
胚系EGFR T790M(rs121434569),会大幅升高个体的肺癌患病风险。
整体来看,携带该变异的人群发生肺癌的比值比(OR)可达 25.18,意味着携带者的肺癌患病风险约为非携带者的 25 倍,也是目前已知效应最强的肺癌遗传易感因素之一,这一结果对高危人群的基因识别、个体化肺癌早筛有着重要现实意义。

“如今,肺癌筛查几乎完全依据个人吸烟史来划定高危人群,” 该研究共同负责人、丹娜‑法伯癌症研究所的 Jaclyn LoPiccolo 博士谈到,“我们的结果提示,未来的肺癌筛查体系,除了吸烟因素之外,也应当把遗传性基因风险纳入考量。如果后续前瞻性研究能够进一步证实临床获益,就可以借助基因检测识别出
EGFR
T790M 携带者,为他们定制低剂量 CT 筛查方案,争取在肺癌最容易治愈的早期阶段检出病变。”
多数肺癌发病和烟草暴露高度相关,但临床上从不吸烟人群的肺癌占比正持续升高,也就是当下备受关注的“非吸烟相关肺癌”,而这部分人群的遗传致病机制,特别是可遗传的胚系风险变异,长期以来并没有被充分解析。
早在 2005 年,科研团队就在一个多发肺腺癌的欧洲大家族中报道过胚系
EGFR
T790M 突变,之后陆续在多个肺癌聚集发病的家族中发现该变异的存在,但受限于变异本身极其罕见,过往研究大多是小样本家系报道,始终没办法精准量化它真实的致癌风险大小。
“我们很早就观察到部分家族存在明显的肺癌聚集现象,提示存在可遗传的高患病风险,但这个变异太过稀有,小样本队列很难给出可靠的风险数值。” 文章共同资深作者、丹娜‑法伯癌症研究所肺癌领域专家 Pasi A. Jänne 博士解释道,“正是得益于超 300 万人的大型队列,我们才得以清晰量化胚系
EGFR
T790M 和肺癌之间的强关联。”
研究团队采用病例‑对照的分析设计,对比肺癌病例与无肺癌病史对照人群中
EGFR
T790M 的携带率,同时分层解析吸烟状态带来的风险差异。除了 23andMe 的大型人群队列,丹娜‑法伯主导的 INHERIT 研究(NCT05587439)也贡献了家系样本,该项目联合 GO2 for Lung Cancer、Addario Lung Cancer Medical Institute 共同开展,通过家系内同胞分析、传递不平衡检验等家系层面的统计方法,进一步排除人群分层混杂,再次验证了该变异和肺癌的关联,同时 All of Us 研究项目的电子健康记录数据也完成了外部结果复核。

分层分析显示,风险大小会随着吸烟状态出现明显变化,但研究者着重强调,这种差异
并不代表吸烟存在保护效应
。在有吸烟史的携带者当中,肺癌风险约为非携带者的 10.59 倍;而在从不吸烟人群中,携带者的肺癌风险飙升至非携带者的 61.70 倍。之所以吸烟者的相对风险倍数更低,是因为吸烟本身就会大幅度抬高人群本底肺癌发病风险,突变带来的额外效应就被稀释,二者的风险属于叠加模式。
“吸烟本身提升肺癌风险,
EGFR
T790M 突变同样提升肺癌风险,当两个因素同时存在,总风险是二者的叠加,所以对于携带者来说,坚决戒烟依旧十分关键。” 共同资深作者、丹娜‑法伯癌症研究所的数量遗传学家 Alexander Gusev 博士这样说明。
研究同时开展了表型全关联分析,对 18 类恶性肿瘤以及数十种肺部良性疾病进行筛查,结果发现胚系
EGFR
T790M 仅仅显著和肺癌相关,并未增加乳腺癌、结直肠癌、血液系统肿瘤等其余 17 种癌症的发病风险,也和慢性支气管炎、慢阻肺等非恶性肺部疾病无明确关联,说明这个胚系变异拥有高度的组织疾病特异性,主要靶向肺上皮细胞驱动肿瘤发生。
从发病机制层面,该突变单独的致癌能力有限,携带者想要进展为浸润性肺腺癌,还需要在同一条染色体上再获得一个体细胞
EGFR
经典激活突变(19 外显子缺失或者 L858R),两种突变协同才会驱动肿瘤发生,这也解释了为何携带者并非 100% 会患上肺癌,不少未发病的携带者仅仅检出肺部磨玻璃小结节这类癌前病变。
人群频率分析揭示了这个变异独特的人口演化历史。在整体队列中,胚系
EGFR
T790M 的人群携带率大约为 1/15850,在美国整体人群约为 1/8920,但在美国东南部的南阿巴拉契亚局部区域,携带率最高可达 1/2078。通过同源同源片段(IBD)、共祖时间(TMRCA)推算,研究者证实绝大多数携带者共享同一个祖先单倍型,该变异最早起源于欧洲不列颠‑爱尔兰人群,伴随殖民迁徙传入北美,大约在 200‑225 年前,在南阿巴拉契亚地区发生了一次奠基者效应,受当地地理隔离、人口瓶颈影响,变异在本地人群频率显著升高;美国内战之后人口向外迁徙,这个变异又进一步扩散到非裔美国人、美洲原住民、阿卡迪亚‑法裔加拿大人等其他祖先背景的群体中。
另外该变异在东亚血统人群中极其罕见,少数检出个体也均存在欧洲祖先成分,提示多为人群混血带来,并非独立新发突变。同时研究还评估了肺癌多基因风险评分 PRS,结果显示胚系
EGFR
T790M 带来的高风险和多基因风险之间不存在显著交互作用,二者风险相互独立,这个高外显率变异不受普通人群多基因遗传背景的调控。
基于以上发现,研究者给出临床参考建议:如果个人存在肺癌多发家族史、多发肺结节、多灶性肺腺癌,或是拥有美国东南部阿巴拉契亚地区的祖先溯源,可以考虑前往遗传咨询门诊评估,由遗传咨询师综合判断是否需要开展
EGFR
胚系基因检测,以及是否需要启动个体化的低剂量 CT 肺癌定期筛查。
这项研究能够实现,离不开百万级普通参与者的贡献。23andMe 数据库最初拥有超过 1000 万份受试者数据,研究筛选出同时具备完整基因型与肺癌表型的 330 万受试者开展主分析。
“我们搭建了一个庞大的科研志愿者社区,数百万人持续自愿反馈自身健康信息,才得以推进这类重大医学发现。”23andMe 研究副总裁 Joyce Tung 博士表示,“识别如此罕见的变异、定量它的疾病风险、追溯它的演化起源,这是三项难度完全不同的科学任务,只有大规模整合遗传与健康信息的资源才可以同时完成,非常感谢每一位参与研究的普通受试者。”
GO2 for Lung Cancer 的首席执行官 David Benson 也评价,这项突破性成果建立在既往遗传性肺癌的系列研究之上,对普通家庭、患者以及临床医生都有重要参考价值,对有肺癌家族史的群体,遗传层面认知的提升,能够帮助大家做出更科学的医疗决策,也为肺癌早筛开辟全新的方向。
该领域依旧留有诸多待解答的科学问题,也是后续研究的重点方向:为什么同样携带
EGFR
T790M,一部分携带者发展肺癌,另一部分终身不发病;为何该突变只特异性提升肺癌风险,不对其他肿瘤产生影响;各类环境暴露、其他体细胞遗传改变如何修饰携带者的实际患病风险。除了
EGFR
T790M,其他胚系
EGFR
变异同样是遗传性肺癌的潜在诱因,也需要更多多样化祖先背景的队列加以研究。
目前 INHERIT 研究仍在持续招募受试者,用于继续解析肺癌的胚系遗传易感机制;Susan Wojcicki 基金会资助、23andMe 参与的肺癌遗传学研究也面向所有肺癌确诊患者开放招募,继续探索遗传、环境因素共同影响肺癌发病与进展的内在规律。(
生物谷)
参考文献:
Jaclyn LoPiccolo et al,
Germline EGFR T790M mutations and lung cancer risk in humans
, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aec0473.
