研究背景恶性黑色素瘤是由神经外胚层的色素产生细胞即黑色素细胞功能紊乱引起的恶性肿瘤性疾病。可发现于整个身体的皮肤或黏膜等部位。2011年美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology,ASCO)将恶性黑色素瘤分为四型:肢端型、黏膜型、慢性日光损伤型和非慢性日光损伤型(含原发灶不明型)。慢性日光损伤型黑色素瘤主要常见于西方的白种人群,并占到皮肤性肿瘤死亡率的75%,全球的发病率为15-25/100,000。与白种人不同的是,处于非洲和亚洲的有色人种的恶性黑色素瘤主要以肢端型和黏膜型恶性黑色素瘤为主且与白种人相比发病率很低。我国的恶性黑色素瘤最要常见于肢端型和黏膜型黑色素瘤。黏膜型黑色素瘤是指发生在黏膜的黑色素瘤,可以发生在任何黏膜表面,尤其是尤其是黑色素细胞存在的呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮。黏膜型黑色素瘤是一种极其少见的黑色素瘤,占全部癌症的诊断的0.03%和黑色素瘤的1.3%。不管是在疾病的哪个阶段确诊,相对于皮肤恶性黑色素瘤来说,黏膜型黑色素瘤的都具有更强的侵袭性且预后较差。由于其稀缺性,这是一个描述得很少且很少被研究的疾病,因此缺乏关于其流行病学,病因学和发病机制的一系列研究数据,以及以支持关于其准确诊断和治疗的系统性建议。因此,对于黏膜型恶性黑色素瘤的致病机制研究是必要的。作为黑色素瘤的一个特殊的亚型,黏膜型黑色素瘤的遗传机制特征等与皮肤型黑色素瘤之间有显著的差异。如BRAF基因的突变常见于皮肤型黑色素瘤,而在黏膜型黑色素中BRAF基因突变却很罕见。从治疗的角度来看黏膜型黑色素瘤在KIT致癌基因中具有更为突出的高活化突变和(或)扩增的发生率。随着高通量基因分型技术的迅速发展和分型成本的不断降低,测序技术的进步,可以有效的鉴定复杂疾病的易感基因。在遗传领域的黑色素瘤遗传学研究有了很大的进步,但是由于黏膜型黑色素瘤的发病率稀少,样本收集困难,与许多报道与皮肤型黑色素瘤相关的遗传学改变相比,对于黏膜型黑色素瘤的报道则较为少见。目的黏膜型黑色素瘤是一种特殊的恶性黑色素瘤,其在流行病学、病因学、致病机制及治疗方面都与皮肤型黑色素瘤具有显著的区别。但是作为黑色素瘤下的一个亚型,其发病机制与黑色素瘤之间还是具有逃不掉的联系,有一定的共性。考虑到黏膜型黑色素瘤样本收集的特殊性与总体黑色素瘤之间的共性,我们设计选择目前报道与总体黑色素瘤相关的100个易感基因,进行靶向测序,从总体中检测出最可能与黏膜型黑色素瘤相关的易感基因,缩小与黏膜型黑色素瘤相关候选基因范围,再通过不同方向的数据分析,来进一步细分这些易感基因适用于对黏膜型黑色素瘤进行何种类型的研究,为其它领域的研究如:机制病理学和个性化精准治疗提供方向和帮助。方法根据Agilent网站设计了针对100个特定基因的靶向测序探针,提取了收集到的39例黏膜型黑色素瘤样本的DNA通过Illumina HiSeq4000平台进行测序;经过初步数据质量控制后,使用Burrows-Wheeler Aligner(BWA)软件对测序序列与人类参考基因组序列进行比对,使用SAMtools处理single nucleotide variations(SNVs)与insertions and deletions(InDels),ANNOVAR进行数据注释。对最终确定的黏膜型黑色素瘤相关易感基因进行错义突变及驱动基因筛选。随后为了选出可能最具有研究和临床应用价值的候选基因,对发现的黏膜型黑色素瘤基因进行通路富集,靶向药物基因治疗及蛋白质相互作用网络等综合分析。结果通过对测序后的结果进行体细胞突变分析及驱动基因筛选,本研究中检测到在黏膜型黑色素瘤中有错义突变的已知驱动基因49个,占总样本的64%(25/39)。包括一些未报到过与黏膜型黑色素瘤相关的驱动基因如:SETD2突变的占20%(5/25),MECOM,ERCC3突变的占16%(4/25),ERBB2,ERCC5突变的12%(3/25)等。通过Meta行信号通路富集分析与基因蛋白质-蛋白质相互作用富集分析,提示ERCC基因家族参与的核酸剪切修复信号通路与ERBB基因家族参与的表皮生长因子受体信号通路在黏膜型黑色素瘤的病理进展过程中具有举足轻重的地位。最后对于这49个基因同时又整合了各大药物数据库FDA,PharmGKB,DrugBank和My Cancer Genome等筛选出了结果中的靶向药物候选基因30个。结论本研究是首次在中国汉族人群中针对黏膜型黑色素瘤进行深度的靶向测序研究,研究结果证实虽然黏膜型黑色素瘤与其它黑色素瘤类型相比较虽具有特异性,但其致病过程中的易感基因还是具有部分的重合性。本研究通过功能驱动基因筛选及通路富集综合分析得到的候选基因及其错义突变点可作为黏膜型黑色素瘤功能学研究的基础,其中的ERBB4基因首次在中国汉族人群黏膜型黑色素瘤中检测到有ERBB4突变;SF3B1突变可能不存在与口腔型黏膜黑色素瘤中;对于其它CBL,MAP2K2,MAP2K1,RAF1等已报道与皮肤型黑色素瘤相关的易感基因是首次检测到在黏膜型黑色素瘤中有错义突变。本研究也对检测到的有黏膜型黑色素瘤突变的驱动基因突变进行了相关靶向药物总结和拓展,为黏膜型黑色素瘤的临床靶向药物精准治疗提供了新的思路和方向。