结直肠癌的发生、发展、浸润、转移是一系列分子基因参与、多步骤调控的极其复杂的机制，此过程常与细胞失控性增殖、逃脱凋亡有关，涉及原癌基因激活（常见有为C-myc基因、Ras基因及EGFR等）、错配修复基因突变（HMSHI、HLH1、PMS1、PMS2、GTBP）、抑癌基因失活（常见的有p53基因、DCC基因、APC基因等）以及一些危险修饰基因（如COX-2、CD44等）。
基于CRYSTAL研究，KRAS基因成为了结直肠癌患者抗EGFR靶向治疗前必须检测的首个分子标记物，自此开启了结直肠癌基于分子亚型靶向治疗的里程碑，随后BRAF、MSI/MMR、PIK3CA等基因丰富了结肠癌的基因检测。
在出国医疗发达的今天，了解结直肠癌中基因突变的分布，并结合患者临床一般情况进行分析，在接受术后辅助化疗的患者中评估相关基因的预后指导意义，对于研究中国人群特有的基因频谱特征和筛选适宜预后分子标志物都具有重要的参考价值。
一、RAS基因
RAS突变主要发生在KRAS第2号外显子的12、13密码子，在结直肠癌患者中KRAS第2号外显子的突变率在40%左右，SepulvedaAR等综合众多研究发现其他的RAS突变（包括KRAS3、4号外显子及NRAS的2、3、4外显子）的突变率约为16.7%~23.4%。
KRAS属于RAS基因家族（HRAS，NRAS，KRAS）中的一员，编码GTP/CDP结合蛋白，其作为EGFR下游信号通路的重要效应分子，主要激活RAF-MAPK通路进行后续信号转导，参与细胞的生长调控，在抗细胞调亡，介导肿瘤侵袭和转移，乃至肿瘤引起的新血管生成中起作用。
结直肠癌中约32%~40%的患者存在KRAS基因突变，存在KRAS突变的患者中约85%~90%的突变集中在第2号外显子的12、13密码子上，其余突变中约5%发生在61密码子上，5%发生在146外显子上。结肠直肠癌中KRAS基因的突变状态对靶向治疗的选择有着决定性的作用。
二、BRAF基因
RAF是RAS的下游基因，RAF激活对多种肿瘤的发生、发展产生重要影响，RAF突变以BRAF常见，BRAF是RAS-RAF-MAPK信号通路的重要基因，BRAF突变常见于V600E位点，其在结肠癌的突变率为2.5%~20%。BRAF突变与右半结肠癌相关，并且BRAF基因突变和位置有显著的线性相关关系，随着肿瘤位置由升结肠移至直肠，BRAF的突变率由40%降至不到2.3%。
1、预测EGFR治疗作用
NicolantonioF等人对113例Cetuximab耐药的转移性结肠癌患者进行了检测，发现对这两种药物耐受的患者，有30%~40%存在KRAS突变，而野生型的KRAS患者中有14%发生BRAFV600E突变。BRAF突变者对这两种药存在耐药，且生存率较其它患者明显降低。但一项关于CRYSTAL和OPUS试验的meta分析发现BRAF突变似乎不影响西妥昔单抗的疗效，仅仅是一个重要的预后指标。
2、预测预后
无论是早期还是晚期转移CRC，BRAF突变状态都是较强的生存预测因素，与KRAS基因突变相比，BRAF基因突变常见于尚未发生远处转移的结肠癌，以Ⅱ、Ⅲ期CRC患者多见，BRAF突变型CRC的恶性程度高、淋巴结转移率和局部晚期发生率高。与无突变的结直肠癌相比，BRAF突变型CRC患者的年龄偏大，女性居多，微卫星不稳定可能性大、组织级别高，淋巴结转移率和局部晚期发生率高。
术后辅助治疗后，BRAF突变型CRC的无病生存期更短，复发后的总生存期更差。PETACC-3研究检测了1404例Ⅱ~Ⅲ期结肠癌患者的BRAF和KRAS突变，结果显示，BRAF突变型患者的总生存劣于野生型患者。当根据微卫星不稳定分层后，这种差异更加明显。
3、评估Lynch综合症
Lynch综合症的机制通常是胚系MMR的缺失，SepulvedaAR等报道BRAFV600突变在胚系MMR缺失的患者中很少发生，但在具有表现得MMR缺失患者中被报道有高达3/4的患者具有BRAFV600E突变。因此BRAF突变可作为区分胚系与表现dMMR的手段，特别是MLH1缺失的情况下，进一步评估Lynch综合症。
三、MSI/MMR
大量研究表明，微卫星不稳定（MSI）是由错配修复（MMR）基因发生缺陷引起的，当错配修复系统功能异常时，微卫星出现的复制错误得不到纠正并不断累积，使得微卫星序列长度或碱基组成发生改变。MSI-H的患者为dMMR，MSI-L和MSS的患者为pMMR。
目前推荐用于检测微卫星不稳定的5个常用位点分别为BAT-25、BAT-26、D2S123、D5S346和D17S250，2个位点不稳定则称为微卫星高度不稳定（MSI-H）；l个位点不稳定称为微卫星低度不稳定（MSI-L）；0个位点不稳定则称为微卫星稳定（MSS）。
微卫星状态与结肠癌临床分期密切相关，在II期结直肠癌中，MSI-H/dMMR患者约占20%左右，在III期结直肠癌中约占12%，而在IV期中最少，约4%左右。
多数研究结果提示MSI对结肠癌的预后作用与临床分期密切相关。在II期结肠癌中，MSI-H/dMMR是预后良好的标志已被绝大多数研究所证实，基本达成共识；而对于III期结肠癌的预后价值尚存在争议；对于IV期结肠癌，由于MSI-H例数过少，因此相关结果不能说明其是否具有预后价值。
四、PIK3CA/PIK3CB
磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）是PI3K/AKT信号通路中的关键分子，PIK3CA/PIK3CB为PI3K的亚单位，研究表明其表达异常导致PI3K/AKT细胞信号通路的异常，在结直肠癌的发生发展中有重要的作用，其还与MDR1、MRP1介导的多药耐药存在密切联系。
1.预测西妥昔单抗疗效
有多项临床回顾性研究证明PIK3CA基因突变状态与西妥昔单抗的疗效密切相关，PIK3CA基因突变的患者，西妥昔单抗疗效低，反之疗效高，但PI3KCA在西妥昔单抗靶向治疗大肠癌中的具体调控机制尚不清楚。
2.评估预后
2014年KishikiT等发现在KRAS野生型的结直肠癌患者中，携带PIK3CA突变的患者疾病控制率较低，PFS较野生型患者短（HR：2.2；95%CI：1.07~3.86；P＜0.01），OS也较野生型短（HR：2.16；95%CI：0.84~4.29；P＜0.05）。另外一项发表在JCancerResClinOncol对839名接受抗EGFR治疗的mCRC病人的Meta分析研究发现，携带PIK3CA突变的患者PFS更短。
因此PIK3CA与大肠癌发生发展及多药耐药性具有密切关系，其高表达不仅会导致传统化疗耐药，并且与EGFR靶向治疗密切相关。其高表但仍有许多难题有待克服，特别是针对PIK3CA、PIK3CB突变、耐药等机制的研究，弄清这些将有助于我们形成新方法去提高其临床疗效。
正视结直肠癌个体差异基因检测势在必行
对于治疗结直肠癌，大家比较关心目前通常采用哪些治疗方式？结直肠癌的治疗与肿瘤分期有关，治疗应遵循个体化治疗的原则。如何实现个体化治疗？答案当然是基因检测，只有通过基因检测，了解癌细胞分子特点，才能对症下药。但是，只检测药物对应的靶点就足够了吗？当然不是。
例如RAS基因，虽然还没有针对RAS突变的结直肠癌靶向药，但是结直肠癌患者检测RAS基因情况也很重要。2008年一项研究显示，对于KRAS野生型患者，与最佳支持治疗相比，西妥昔单抗单药治疗可显著延长患者OS（9.5个月vs4.8个月），但KRAS突变型患者却未能从中获益。这提示我们，靶点为EGFR的西妥昔单抗的使用，还要检测患者KRAS突变情况，基因检测起到了不可替代的作用。
2019靶向治疗方案
1，KRAS野生型结肠癌靶向治疗
KRAS野生型结肠癌选择靶向联合化疗是标准的一线治疗方法，那么选择何种化疗方案呢？
选择某种靶向药的同时，建议选择相应OS较长的化疗方案，即西妥昔单抗更宜联合FOLFOX，贝伐珠单抗更宜联合FOLFIRI。具体选择哪种方案，需结合临床具体分析：
如有治愈希望，一般首选西妥昔单抗联合化疗，因为西妥昔单抗的近期客观有效率高于贝伐珠单抗；
而晚期不可治愈的患者，可一线使用贝伐珠单抗联合化疗，后续选择西妥昔单抗或帕尼单抗。
2，KRAS突变结肠癌的治疗
转移性结肠癌患者需检测包括KRAS和NRAS的RAS突变状态，至少KRAS外显子2的状态需明确。
如条件允许，KRAS除外显子2的其他外显子和NRAS突变状态都需明确。
贝伐珠单抗联合两药化疗可以为KRAS突变患者带来PFS（中位无进展生存期）和OS（总生存期）获益。
对于RAS突变患者来说，应用西妥昔单抗可能对整体疗效产生负面影响。
KRAS突变或NRAS突变的患者不应使用西妥昔单抗或者帕尼单抗。
3，BRAF突变结肠癌的治疗
7-10%的结肠癌患者携带BRAFV600E突变。BRAFV600E突变属于BRAF激活突变，是BRAF比例最高的变异形式。
研究发现FOLFOXIRI+贝伐珠单抗可能成为BRAF突变患者的最佳治疗。
4，NTRK融合结肠癌的治疗
拉罗替尼，恩曲替尼等TRK抑制剂出现为NTRK基因融合CRC提供新的治疗思路。约1~5%的结肠癌患者出现NTRK融合，建议进行NGS检测。
5，靶向治疗的维持治疗方案
化疗联合贝伐珠单抗诱导治疗进入稳定期后，可给予卡培他滨联合贝伐珠单抗进行维持治疗，维持治疗发生进展后可再次给予化疗。
6，靶向治疗的疗效预测
目前晚期结肠癌的疗效预测有两个方面，一个是肿瘤位置，另一个是微卫星不稳定状态（MSI）。