BRCA1基因作为肺癌治疗的潜在标志物

《International Journal of Molecular Sciences》：BRCA1 Gene as a Potential Marker for Lung Cancer Therapy

由各种内源性和外源性因素引起的DNA双链断裂（DSBs）对基因组稳定性构成重大威胁。几种保守的修复途径用于处理DSBs，其中同源重组（HR）是唯一能够准确恢复原始DNA序列的机制。BRCA1基因在HR中发挥关键作用，并参与维持基因组稳定性、细胞周期调控、转录和肿瘤血管生成。BRCA1的种系突变与乳腺癌、卵巢癌及其他癌症风险增加密切相关。BRCA1功能失调导致同源重组缺陷（HRD），迫使细胞依赖易错修复途径，从而促进基因组不稳定性和肿瘤发生。除遗传性突变外，HRD还可通过表观遗传机制（如启动子高甲基化和BRCA1表达降低）在散发性癌症中出现。尽管BRCA1缺陷在肺癌中不常见，但BRCA1状态被认为是铂类化疗及其他用于肺癌治疗的细胞毒性药物敏感性的潜在生物标志物。然而，BRCA1对肺癌治疗反应和预后的影响仍存在争议，尚未完全阐明。本综述总结了关于BRCA1在调节肺癌患者化疗反应和疾病结局中作用的现有证据，强调了其作为个性化治疗选择生物标志物的潜力。因此，在此背景下，与BRCA1改变相关的肺癌个性化治疗策略开发中尚未解决的关键问题包括：识别与肿瘤化疗敏感性最可靠相关的分子生物标志物。此外，开发专门针对肺肿瘤中同源重组缺陷患者的识别方法似乎具有重要意义，同样重要的是更好地理解BRCA1相关参数在肺癌中的生物学和治疗意义与其他肿瘤类型中的差异。解决这些挑战可能显著提高化疗疗效和患者预后，同时扩大肺癌患者治疗选择的个性化方法机会。

**1. 引言**
目前，已确定在众多持续产生的DNA损伤中，由各种外源或内源因素形成的DNA双链断裂（DSBs）对基因组稳定性构成最大威胁[1]。已进化出几种保守的、机制不同的DSB修复途径来处理这些断裂，包括同源重组（HR）、非同源末端连接（NHEJ）、替代末端连接和单链退火[1]。研究表明，同源重组是唯一能够恢复损伤位点原始DNA序列的DSB修复途径[2,3]。HR过程由多个基因的功能促进，其中之一是BRCA1，它编码一个由1863个氨基酸组成的蛋白质，具有多个功能域[4]。早期研究表明，BRCA1在维持细胞稳定性、DNA修复和重组[5]、细胞周期调控[6]、染色质重塑[7]、泛素化[8]以及多种因子（如p53[9]、转录因子1[10]和c-Myc[11]）的转录调控中发挥关键作用。此外，该基因在调节肿瘤血管生成过程中也具有重要意义，而血管生成在肿瘤生长和转移中起主要作用[12]。BRCA1已被确定为乳腺癌（BC）易感基因[13]。随后，研究人员确定BRCA1（例如，5382insC；2080delA；300T/G；3819delGTAAA；3875del4；4153delA）或BRCA2基因（617delLT等）杂合性种系突变患者患乳腺癌（超过80%）、卵巢癌（40–65%）及其他类型癌症的风险增加[14]。虽然种系BRCA突变是遗传性乳腺和卵巢肿瘤中同源重组缺陷（HRD）的主要驱动因素，但肺癌中HRD的机制可能更为异质性，可能涉及体细胞突变、染色体不稳定性和表观遗传改变的更大贡献。通常，BRCA1突变携带者的肿瘤发生涉及杂合性丢失和野生型等位基因的丢失。表现出BRCA1和BRCA2功能失调（例如由于存在种系突变）的细胞，在通过保守的同源重组机制修复双链断裂方面存在缺陷。这种缺陷（同源重组缺陷，HRD）导致DNA损伤修复使用非保守、潜在致突变的机制，如非同源末端连接和单链退火，以及替代性非同源末端连接（a-NHEJ）（也称为微同源介导的末端连接（MMEJ）或聚合酶θ（Polθ）介导的末端连接），这可能导致基因组不稳定性和恶性肿瘤风险增加[15]。经典非同源末端连接（c-NHEJ）介导断裂DNA末端的直接重新连接，并在整个细胞周期中运作，因为它不需要同源DNA模板来完成修复。替代性非同源末端连接（a-NHEJ）同样在细胞周期的所有阶段活跃，并在主要DNA修复机制受损时作为备份途径。然而，a-NHEJ本质上是易错的，因为它依赖短区域的微同源性（通常位于距双链断裂一定距离处）来促进修复，经常导致缺失和其他基因组重排[16]。这增加了癌症发展的风险。然而，值得注意的是，当前数据表明，在散发性癌症中，形成HRD的过程不仅可由种系突变的存在引起[17]，还可由其他众多机制引起：通过BRCA1基因启动子高甲基化对野生型等位基因的表观遗传沉默[18]、低表达[14]等。尽管BRCA1突变和表观遗传改变存在于遗传性或散发性乳腺和卵巢肿瘤中，但由表观遗传改变或其他机制导致的BRCA1缺陷在肺肿瘤中并不常见[19]。此外，BRCA1是一些细胞毒性药物（如铂类药物）以及参与解聚和破坏有丝分裂纺锤体的药物（这些药物用作肺肿瘤患者的一线治疗）的分子标志物[20]。考虑到当前非小细胞肺癌（NSCLC）的标准治疗包括铂类化疗[21]，这种治疗对许多患者无益，且肿瘤常产生治疗耐药性。尽管如此，关于BRCA1对肺癌（LC）患者治疗和疾病结局影响的信息目前仍被认为存在争议且尚未完全阐明。研究人员假设，BRCA1和/或BRCA2基因相关参数，包括突变、表观遗传修饰和基因表达水平，在决定非小细胞肺癌的治疗敏感性和疗效中起关键作用。这些改变导致基因组不稳定性增加和病理机制发展，降低对常规治疗方法的反应，同时使肿瘤细胞对DNA损伤药物更敏感。此外，可以假设，在不同肿瘤类型和解剖部位，同源重组缺陷的发展可能由同源重组修复基因的不同改变驱动。因此，本综述探讨了BRCA1基因参数在调节化疗药物反应中发挥作用、可作为LC患者治疗选择生物标志物及其对疾病结局影响的证据。为准备本文献综述，研究人员分析了1990年至2026年间发表在Google Scholar、Scopus、Web of Science和PubMed上的出版物。综述包括涉及主要感兴趣参数的研究，包括非小细胞肺癌、同源重组、BRCAness、体细胞和种系突变、基因表达、高甲基化、染色体不稳定性、患者生存和治疗效果。

**2. 基因突变**
迄今为止，肺癌的主要风险因素是吸烟。其他已确定的非遗传性风险因素还包括电离辐射、各种类型的职业暴露、空气污染以及肺结核和慢性阻塞性肺疾病等肺部疾病[22]。一项近期研究表明，特发性肺纤维化（IPF）患者的肺癌发病率是普通人群的八倍[23]。肺癌家族史使患该病的风险增加一倍[24]。已确定多个位点和基因，特别是5p15[25]、6p2和15q25.1[26]、EGFR[27]、HER2[28]、BRCA1[29]、BAP1[30]和PARK2[31]，这些基因的紊乱可能决定患肺癌的高风险。文献数据分析显示，BRCA1和BRCA2突变在肺肿瘤中的频率相对较低（表1和表2）。已确定BRCA1变体c.139T>C (p.Cys47Arg)在一名诊断为肺腺癌的35岁患者中发现[32]。该突变具有未确定的临床意义，但已显示该残基的另一个变体Cys47Gly是具有致病性的，并导致同源重组过程的中断[37]。Huang Y.等人对730例NSCLC患者的肿瘤中BRCA1基因状态进行了研究。BRCA1基因突变在2.6%的病例中发现。鉴定出的突变包括：c.2566T>C、c.5066T>C、c.2726del、c.824G>A、c.1418A>G、c.3650C>G、c.4883T>C、c.1945G>T、c.4327C>T、c.571G>A、c.2347A>G、c.2006T>C和c.211dup。这些患者的中位总生存期为14.0个月[38]（表S1）。Wang L.等人的研究表明，与携带这些基因野生型变体的患者相比，BRCA1、BRCA2、ERCC6、CHEK1、MUTYH和RAD51D基因的致病性突变是肺癌患者较差总生存期（OS）的预后生物标志物[36]。对于BRCA2基因，已鉴定出突变c.8350C>T (p.Arg2784Trp)，该突变影响BRCA2与DSS1之间的相互作用（表2）[46]。在一个更大的NSCLC患者队列中，BRCA2基因的体细胞突变频率显示为4.97%（18/362例），包括突变：c.4951T>C（2例患者）、c.4297G>T（2例患者）、c.1462A>G（1例患者）、c.943T>A（1例患者）、T2007S（1例患者）、c.5785A>G（1例患者）、c.9349C>T（1例患者）、c.4109G>T（1例患者）、T768S（1例患者）、E2260Q（1例患者）、R2087K（1例患者）、E3167Q（1例患者）、S163T（1例患者）、T152I（1例患者）、E2275Q（1例患者）和S163T（1例患者）[47]。这些患者的中位总生存期为18.0个月。重要的是，与乳腺癌和卵巢癌不同，种系BRCA1/2突变是导致HRD的主要机制，而NSCLC似乎以种系BRCA改变的相对较低流行率和体细胞突变对BRCAness表型发展的相对较大贡献为特征。在X. Hu等人的研究中，对BRCA1和BRCA2基因的突变进行了分析。在6220例NSCLC患者中，发现了64个致病性突变和699个意义不明的BRCA变体。总体而言，鉴定出的突变频率为1.03%（64/6220例），其中BRCA2基因突变占主导（49/64，76.5%）。研究人员在研究的基因突变与NSCLC发展风险之间建立了正相关[33]，而年龄队列在50岁以下且携带突变的患者更易患NSCLC（p = 0.036）。此外，作者显示，一些患者同时存在BRCA1/2基因的种系和体细胞突变，这表明体细胞BRCA突变可能作为肿瘤过程的第二次打击。鉴定出的种系突变包括：BRCA2 c.6952C>T (p.Arg2318×)；BRCA2 c.7718T>G (p.Leu2573×)；BRCA2 c.5080A>T (p.Arg1694×)；BRCA2 c.7805+1G>A；BRCA1 c.2143_2155delinsTCTTT (p.Thr715fs)；BRCA2 c.8951C>G (p.Ser2984×)和体细胞突变：BRCA2 c.1688G>A (p.Trp563×)；BRCA2 c.9065G>C (p.Arg3022Thr)；BRCA2 c.5082A>G (p.Arg1694=)；BRCA2 c.9299T>A (p.Leu3100×)；BRCA2 c.8026A>T (p.Met2676Leu)；BRCA2 c.8951C>T (p.Ser2984Leu)。总之，作者表明，在NSCLC患者中存在种系突变的情况下，使用铂类化疗显示出最大的有效性[33]。具体而言，作者报告了先前未经治疗的携带BRCA突变的患者对铂类化疗的良好结局，中位无进展生存期和总生存期分别为9.9和26个月。一项针对257名肺癌患者的研究显示，五名患者存在BRCA1种系突变（c.68_69delAG——2例患者；c.5266dupC——2例患者；c.224-227delAAAG——1例），八名患者存在BRCA2种系突变（6175delT——7例，c.7007 G>C——1例），以及一名患者存在PALB2 (c.917A>T)突变。总体突变频率为5%（13/257例）[48]。在八名接受铂类化合物的患者中，七名有反应，但两例的无进展生存期小于6个月。此外，对三名患者评估了HRD[49]，2/3的患者（66%）具有高水平的同源重组缺陷。这些患者接受了铂类化疗，治疗反应持续时间分别为23和61个月。另一项研究表明，NSCLC患者中BRCA1和BRCA2基因种系和体细胞突变频率为4.9%（459/9324例）[44]。这些基因中体细胞突变的流行率大致相等（145例患者（1.56%）对比169例患者（1.81%），p = 0.19）。种系突变在BRCA2基因中统计上显著更常见（148例（1.59%））比BRCA1（20例（0.21%），p < 0.0001）。在另一项研究中，Remon J.等人于2020年[50]分析了Unicancer SAFIR02-Lung/IFCT1301研究（NCT02117167）中NSCLC患者肿瘤样本的分子谱。BRCA1和BRCA2基因突变在20/379名患者中观察到。在这种情况下，8名患者具有致病性显著的BRCA1/2突变：6名患者具有体细胞突变（2个BRCA1突变（c.1069A>T和c.2359G>T）和4个BRCA2突变（c.2818C>T；c.3317del；c.5993_5994del；c.6800C>G））和2名患者具有BRCA2种系突变（c.6468_6469del和c.5851_5854del）。在这种情况下，对化疗的总体反应率为13%。12名患者（3.2%）发现了临床意义不明的BRCA1/2变体，这些患者对化疗的总体反应率为8.3%。携带致病性BRCA突变或意义不明变体的肿瘤中，三分之一具有双等位基因失活和高HRD评分。该队列的总生存期为12.8个月，这与接受铂类化疗的晚期NSCLC患者的中位总生存期一致。根据文章作者的说法，这可能表明NSCLC中携带BRCA1/2突变的患者对铂类药物没有高敏感性[50]。但同时，研究表明，携带肿瘤中致病性突变的患者，在显著趋势水平上，与发现临床意义未鉴定突变的患者组相比，总生存期较短（11.1对比17.9个月，log-rank检验p = 0.07）[50]。此外，与HRD相关的BRCA1/2突变特征也在肺癌细胞系中显示出对PARP抑制剂的敏感性增加。因此，PARP抑制剂治疗可能在LC病例中是有益的。在最近进行的一项研究中，分析了超过1900个样本在非小细胞和小细胞肺癌细胞中的突变数据。结果显示，在所有肺癌病例中，30%存在HR基因突变。这些数据表明，HR基因在肺癌中经常发生突变，个性化治疗方法在临床环境中具有相关性[51]。2021年，呈现了一例无病史负担的年轻IVB期转移性肺腺癌患者的临床病例[52]。分析结果鉴定出患者存在BRCA2基因的致病性突变：c.1490C>G (p.Ser497Ter)，该突变的存在与患BC的风险相关[53]。这展示了一例罕见肺癌患者同时具有BRCA2种系突变并接受免疫治疗和奥拉帕利治疗的情况。Hao J.S.J.等人也证明了奥拉帕利在一名具有BRCA2突变变体c.1411G>T (p.Glu471Ter)的转移性NSCLC患者中的临床有效性。使用“奥拉帕利”的无进展生存期为8个月，高于帕博利珠单抗和培美曲塞-卡铂[54]。另一病例显示，一名具有BRCA2突变（c.6816_6820del AAGAG, p.G2274Afs×17）的肺腺癌患者，从使用“奥拉帕利”联合吉非替尼和重组人血管内皮抑制素中获得了积极效果，且进展后生存期相对较长[55]。BRCA2突变c.8401_8403delinsAAAA (p.Phe2801LysfsTer11)也呈现了类似病例。在转移性肺腺癌中使用奥拉帕利，实现了部分肿瘤消退并延长了患者的无进展生存期[56]。描述了一名患者，同时诊断为伴发小叶性乳腺癌和原发性肺癌，两者对体细胞BRCA2突变 (E1593D)均呈阳性。对于NSCLC，获得了几乎完全的铂类放化疗反应，但观察到乳腺癌进展[57]。L. Wang等人还进行了一项关于主要DNA修复基因突变发生情况的研究。发现7/15名患者具有两种BRCA1致病性突变：c.5095C>T (p.Arg1699Trp)和c.5074G>C (p.Asp1692His)，8/15名患者具有两种BRCA2突变：c.71T>G (p.Leu24Ter)和c.92G>A (p.Trp31Ter)（表1和表2）[36]。重要的是要注意，在这两种情况下，没有这些突变变体的患者的总生存率更高（分别对于BRCA1和BRCA2，p = 0.025和p = 0.059）。

**3. 基因表达**
与乳腺癌不同（BRCA检测主要用于识别遗传易感性并指导PARP抑制剂治疗），NSCLC中BRCA1的表达主要作为铂类化疗和紫杉烷类药物敏感性的预测性生物标志物进行研究。在首批研究中，Taron M.等人证明了BRCA1 mRNA表达在确定NSCLC肿瘤对化疗敏感性中的潜在作用[58]。在接受吉西他滨/顺铂新辅助化疗的患者中，治疗结果与BRCA1表达水平相关。较低的BRCA1表达（小于0.61）与更好的结果相关，而较高的表达（大于2.45）与较差的结果相关。在这种情况下，来自下四分位数组的15名患者的中位生存期未达到，而对于28名BRCA1水平为0.61–2.45的患者，中位生存期为37.8个月（95% CI, 10.6–65），对于12名水平大于2.45的患者，中位生存期为12.7个月（95% CI 0.28–28.8, p = 0.01）。此外，发现低表达患者与高BRCA1水平患者组相比，死亡风险降低（HR = 0.206; 95% CI, 0.05–0.83; p = 0.026）。继这项工作之后，一系列研究开始评估BRCA1表达对化疗效果的影响。Rosell R.等人进行了一项II期临床前瞻性研究，其中转移性NSCLC患者的个性化化疗方案由BRCA1表达水平决定。BRCA1水平低的患者（表达小于4.28）接受吉西他滨/顺铂化疗方案，中等水平（表达水平4.28–11.2）——仅顺铂/多西他赛，高表达（表达大于11.2）——多西他赛。第一组（n = 38）的中位无进展生存期为11个月，40名BRCA1中等水平患者为9个月，33名BRCA1高水平患者为11个月（p = 0.01）。两年生存率分别为41.2%、15.6%和0%。结果发现，根据BRCA1表达水平进行化疗与NSCLC某些患者组的高中位生存期和两年生存期相关[59]。2013年进行的一项荟萃分析也显示，BRCA1表达与NSCLC患者临床结局之间存在显著关联。低或阴性BRCA1表达与更高的客观缓解率和更高的总生存率相关[60]。特别是，根据17项研究的结果，发现当用铂类化疗治疗NSCLC患者时，低和/或阴性BRCA1表达水平表明更好的客观缓解率（OR = 1.70, 95% CI = 1.32–2.18），以及更长的总生存期和无进展生存期（分别为OS的HR = 1.58, 95% CI = 1.27–1.97和PFS的HR = 1.60, 95% CI = 1.07–2.39）。在4项针对紫杉烷类化疗方案患者的研究中，BRCA1高水平决定了存在客观化疗反应（OR = 0.41, 95% CI = 0.26–0.64）。重要的是要注意，这一结果与BC的研究结果一致。降低BC细胞系中BRCA1基因的表达会增加对顺铂的敏感性，但通过缺陷的凋亡反应导致对紫杉醇和长春瑞滨的耐药性，而正常或高水平的BRCA1则观察到相反的现象[61]。这可以解释为，紫杉醇暴露后诱导BRCA1基因表达导致有丝分裂检查点的激活和随后的细胞死亡[6,62]。在这种情况下，BRCA1基因产物的缺陷反而导致肿瘤细胞在紫杉烷类药物作用下不诱导凋亡。不幸的是，尽管Taron M.等人在2004年回顾性队列[58]以及随后Rosell R.等人在2009年进行的II期前瞻性研究[59]中报告了重要发现，但后来的III期随机试验（NCT00617656/GECP-BREC）未能证明BRCA1表达水平与NSCLC患者治疗疗效之间的关联。这项比较标准化疗与基于BRCA1表达水平评估治疗有效性的研究，因中期分析显示实验组患者无进展生存期出现负面效应而提前终止（HR, 1.35; p = 0.03）[63,64]。然而，研究显示，一些化疗敏感性基因（特别是ERCC1、BRCA1、GSTP1）的低表达水平与更高的无转移生存率相关（分别为log-rank检验p = 0.0004, p = 0.01, p = 0.01）[20]。BRCA1高表达（大于1）患者的5年生存率为55%，而低表达患者为83%[20]。最近的研究使研究人员能够开发出一种算法，用于为肺癌患者制定个性化辅助化疗方案的决策。特别是，BRCA1表达水平用于处方铂类药物（卡铂或顺铂）。因此，个性化化疗组无转移生存率的平均值为46.2 ± 3.9个月，而历史对照组为22.9 ± 2.65个月（log-rank检验p = 0.05）。总生存期显示出非常好的结果。因此，具有个体化化疗方案选择的患者有96%（58.6 ± 2.9个月）的生存率，而对照组的下限为48%（26.9 ± 2.39个月）（log-rank检验p < 0.0001）[65]。根据资源“kmplot.com”，该资源允许评估超过5.4万个基因的表达对多种恶性肿瘤生存的影响，显示肺肿瘤中BRCA1基因的表达水平（无论肿瘤分期和组织学类型如何）统计上显著影响总生存期（图1A）和无进展生存期（图1B）的指标。BRCA2基因也显示了类似的结果（图1C——总生存期；图1D——无进展生存期）。这一结果可能支持以下假设：BRCA1和BRCA2的表达水平对疾病预后有显著影响，并决定了NSCLC患者的治疗策略。因此，在一项对100例NSCLC患者肿瘤样本的研究中，发现低BRCA1表达与较高的铂类化疗反应率相关。特别是，高表达水平时，完全和部分消退的频率仅为6%（3/54例），而低BRCA1水平时，这一数字为26%（12/46例）；差异具有统计学意义（p = 0.034）。同样，低水平与更长的无进展生存期（p = 0.041）和中位总生存期（p = 0.005）相关[66]。值得注意的是，在Lee M.N.等人的工作中，在98份研究的肺肿瘤样本中，分别有37%和34%显示BRCA1和BRCA2的低表达或缺失表达。此外，这最常见于肺腺癌（42–44%）[67]。在Huang Z.等人最近的一项荟萃分析中，发现高BRCA1表达（相对于低表达）对接受铂类化疗的NSCLC患者的总生存期产生不利影响（OR 1.53; 95% CI 1.01–2.31, p < 0.05）。在这种情况下，未发现BRCA1表达水平对无事件生存期的影响存在差异（OR 1.73; 95% CI 0.98–3.05; p > 0.05）[68]。此外，值得注意一项对多个基因的联合研究，特别是对BRCA1以及STMN1、MAPT和TUBB3基因表达的研究，这些基因在调节微管动力学中起关键作用[69]。单变量Cox回归分析显示，BRCA1和STMN1的表达水平与NSCLC患者的5年生存率显著相关（分别为p = 0.002和p = 0.006）。在BRCA1高表达的患者中，生存率更高。相反，在STMN1高表达的患者中，生存率较低。BRCA1和STMN1是NSCLC患者预后的独立预测因子（分别为p = 0.008和p = 0.022）。一项评估ERCC1、BRCA1、RRM1和TUBB3基因表达的前瞻性研究表明，在ERCC1和BRCA1修复基因表达缺失的情况下，无进展生存率最高：分别为65%和63%，而表达存在组为40%和18%（p = 0.032和p = 0.019）。此外，作者指出，与表达ERCC1或BRCA1的患者相比，不表达ERCC1和BRCA1的患者从基于顺铂的辅助化疗中获益更多（HR, 3.102; 95% CI, 1.343–7.163; p = 0.008）[70]。此外，还使用kmplot.com资源评估了其他同源重组基因（包括BARD1、BRIP1、PARP1和RAD51）的表达与总生存期和无进展生存期的关联（图S1）。分析显示，与BRCA1/2基因观察到的模式相似。具体而言，BRIP1（HR 1.58; 95% CI 1.36–1.83, p = 1.4 × 10^-9）、PARP1（HR 1.16; 95% CI 1.03–1.3, p = 0.015）和RAD51（HR 1.25; 95% CI 1.11–1.41, p = 0.00024）的低表达水平与改善的总生存期显著相关。此外，低RAD51表达也与改善的无进展生存期显著相关（HR 1.24; 95% CI 1.01–1.52, p = 0.043）。鉴于这些基因也参与核心同源重组途径和DNA修复过程，降低的表达可能有助于基因组不稳定性和受损的DNA修复能力，从而使肿瘤细胞对化疗更敏感。对于BARD1观察到有趣的结果（图S1A）。与其他分析基因相反，高BARD1表达与改善的生存结局相关（HR 0.83; 95% CI 0.72–0.96, p = 0.013）。一种可能的解释是，升高的BARD1表达可能代表对其他HR相关基因表达降低的补偿机制，从而有助于抵抗肿瘤进展[71]。因此，尽管BRCA1/2基因在HR途径中发挥核心作用，未来的研究还应考虑其他参与DNA修复的基因，并对其进行组合评估，这可能为个性化治疗决策提供更准确的基础。

**4. BRCA1/2启动子区域的高甲基化**
DNA甲基化是一种共价生化修饰，导致在胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤（CpG）二核苷酸背景下，胞嘧啶嘧啶环第5位碳上添加甲基。高甲基化通常限制转录因子进入启动子，并促进甲基-CpG结合域蛋白的结合，导致招募额外的抑制相关蛋白，最终抑制基因表达[71]。异常DNA甲基化是肿瘤组织中的常见现象，包括NSCLC[72]。已在散发性乳腺和卵巢肿瘤中证实BRCA1和BRCA2修复基因启动子区域的高甲基化[18,73]。研究表明，BRCA1启动子甲基化水平在铂类耐药卵巢癌细胞系中更高，而暴露于去甲基化药物使这些细胞对这些药物治疗敏感[74]。然而，没有详细证据表明肺癌中BRCA1/2基因启动子区域高甲基化对治疗和疾病预后的潜在影响。在NSCLC肿瘤中，BRCA1和BRCA2基因启动子的高甲基化分别显示发生在30%（29/98名患者）和42%（41/98名患者）中（表3）。此外，低mRNA表达与基因高甲基化显著相关（BRCA1, p < 0.001和BRCA2, p < 0.001）[67]。重要的是，只有一项研究调查了BRCA2的启动子甲基化状态。鉴于评估BRCA2突变的研究数量相对较多，这一点尤其引人注目。这种差异可能可以通过在非小细胞肺癌（NSCLC）背景下专门关注BRCA2启动子甲基化的研究数量有限来解释。这是一个至关重要的问题，因为对调控基因活性的表观遗传机制的研究可能揭示其对DNA修复能力和同源重组熟练度的实质性贡献或仅微小影响。同时，一项2011年的研究表明，肺肿瘤组织中BRCA1甲基化的频率仅为10.25%（8/78名患者），而正常组织为2.56%（2/78名患者），p = 0.098[75]。另一项研究表明，BRCA1启动子甲基化在70名患者中的13名（18.6%）中发现。在这种情况下，BRCA1甲基化患者的无复发生存率（62%）显著低于无BRCA1甲基化患者（84%）（p = 0.0139）[76]。Weiwei Gao等人也获得了类似结果：BRCA1启动子高甲基化在27/50（54%）中检测到，总生存期与甲基化相关[HR and 95% CI: 2.053 (0.973–6.748)]。有甲基化时的5年总生存率仅为18%，而无甲基化时为62%（p = 0.03）[77]。一项对139例肺腺癌样本的研究显示，41名患者（29.5%）中BRCA1启动子甲基化频率。有趣的是，EGFR突变和异常BRCA1甲基化是互斥事件[78]。重要的是，由启动子高甲基化引起的转录失活导致表达缺失。同时，对于肿瘤抑制基因（如BRCA1/2），在这组患者中拥有更长的生存期似乎是一个矛盾事件。在这种情况下，甲基化应被视为一个连续和渐进的过程，其中可能发生不完全的基因转录抑制，并可能导致活跃的基因表达。Safar A.M.等人表明，在一些抑制基因中，高甲基化的存在表明保护作用[82]。对四个基因p16/INK4a、BRCA1、RARβ和MGMT的甲基化分析显示，任何研究基因中高甲基化的缺失都与较短的生存期相关（HR = 9.3; p = 0.001）。多变量Cox分析显示，一个或多个基因的高甲基化与更好的预后相关[79]。随着甲基化增加，生存时间缩短，这证实了肿瘤抑制基因（包括BRCA1）启动子异常甲基化与基因功能丧失相关的概念，这可能导致肿瘤细胞的选择性生长优势[79]。然而，一些研究报告了修复基因（包括BRCA1）启动子区域不存在高甲基化[81]。同时，除了启动子低甲基化外，耐药相关基因的激活也可能由新基因融合引起。在BC的情况下，尽管存在高甲基化启动子，但BRCA1缺陷的肿瘤具有该基因及其蛋白产物的高表达水平[83]。研究表明，BRCA1的基因内缺失和BRCA1启动子高甲基化的丧失发生，以及新基因融合，其中BRCA1表达可能处于异源启动子的转录控制之下[83]。

**5. 染色体不稳定性和杂合性缺失区域**
此外，已报道整体低甲基化与染色体不稳定性（CIN）之间存在关联[84]。也有建议认为，表观遗传改变（如高甲基化和低甲基化）影响某些基因组位点，增加染色体分离错误的风险，从而导致基因组改变和癌症发展[85]。鉴于肺肿瘤特有的高染色体不稳定性和吸烟相关基因组损伤水平，NSCLC中导致HRD的机制可能与乳腺癌（其中遗传性BRCA缺陷是主要途径）中的机制有显著差异。迄今为止，整合遗传畸变与表观遗传改变的确切机制尚不清楚；然而，可以假设遗传损伤与甲基化模式改变之间存在直接和间接的相互作用。因此，连接遗传和表观遗传变异的谱可用于识别诊断和治疗各种癌症的新型临床病理标志物。然而，关于肺肿瘤中存在染色体不稳定性的具体数据很少。通常，肺癌具有高频率的DNA拷贝数畸变（CNAs），包括整条染色体或大染色体区域的获得和丢失。这些肿瘤还表现出简单和复杂的结构重排，负责转录和蛋白质表达的改变，这可能包括缺失、重复或扩增，以及由插入、倒位和易位引起的基因融合[86]。LC中最早的染色体异常之一是3p缺失[87]。对LC中大型染色体异常及其对肿瘤发病机制和治疗效果影响的研究主要集中在MYC家族基因（MYCL1、MYCN和MYC）、EGFR通路的成员（EGFR、PIK3CA、KRAS）以及其他控制细胞增殖的基因，如FGFR1、TP63、TERT、CCND1、CCNE1和NKX2-1[86]。另一项研究表明，最常见的是1q21-31、3q26-qter、5p13-14和8q23-qter区域的扩增，其中主要致癌基因直接参与肿瘤形成过程。类似地，DNA拷贝数减少（缺失）最常见于3p14-21、8p21-23和17p12-13[88]。此外，染色体不稳定性可能由修复DNA双链断裂的基因缺陷引起——ATM、BRCA1和BRCA2、XRCC5[67]。有趣的是，染色体区域2q33-35和13q12.3，包括编码XRCC5和BRCA2基因的位点，在NSCLC中显示出高频率的杂合性缺失（LOH）位点[89]。特别是，一项研究发现，BRCA1和BRCA2基因中LOH的频率分别为25%和44