非小细胞肺癌(NSCLC)是所有癌症里基因组特征最为多样也最为混杂的一种癌症类型，这既为预防及治疗策略带来了巨大挑战，也为探索患者肿瘤异质性带来了诸多良机。尽管依据生物分子标记物而形成治疗决策的方式仍处于早期阶段，但是，对于晚期NSCLC控制的相关模式已经受到了新药类型的影响而发生改变。其中一个原理验证实证即为由酪氨酸激酶活化的功能获得性表皮生长因子受体(EGFR)突变鉴定，另外，ALK TKI药物crizotinib也是一类有效地预测性生物标记物。crizotinib也同时是一种由FDA批准进行伴随诊断测试的药物，用于肿瘤携带有ALK基因重排的罕见(2%至7%) NSCLC患者亚群筛选。

　　基于DNA的高通量基因组技术极大地加快了个体化抗癌药物的衍化过程。新一代测序技术(NGS)摒弃了必须依赖电泳胶或引物作为筛分介质，也无需预知基因组序列的相关信息。此类高通量技术提高了核酸(DNA及RNA)测序速度，并降低了误差及单碱基测序成本。它的临床早期应用为癌症患者个体提供了快速而又广泛的分子学注解，为筛选出具有效应性且/或新型药物靶点及治疗方法，以及对潜在的致病机制进行描述提供了便利。将靶向治疗与对应的特异基因畸变进行匹配是个体化抗癌治疗中的重要一步，因此有望最终改善患者预后。

　　临床实践业已证明，基于单基因的相关生物标记物可成功指导NSCLC分子靶向药物的选择。EGFR TKI药物厄洛替尼与吉非替尼为首类分子靶向药物，二者于2004年获批用于晚期NSCLC治疗。尽管此类药物最初被批准用于未经筛选的NSCLC患者，但其后证明，由酪氨酸激酶活化的功能获得性EGFR突变为EGFR TKI药物有效性的最佳预测因素。近期基因分型相关研究表明，腺癌与鳞状细胞癌存在不同的基因异常，这为针对特定分子亚型患者进行的新型分子靶向治疗及以生物标记物为依托的治疗策略提供了契机。目前，可从归档的数片甲醛固定石蜡包埋(FFPE)玻片样本提取的肿瘤细胞中，获取纳克级的基因组DNA，即可完成EGFR突变检测，实验室的周转时间为5至10天。过去数年间，此类基因检测相关检验规则的建立、分析验证以及临床验证也均取得了显著提高。

　　尽管分子靶向药物的里程碑式研究多数集中于单个或较小数量的基因突变，但目前对建立起可供临床应用的方法相关需求日益增加，这些方法可同时确定多种目标基因突变或表达状态，完成过程仅需较小的肿瘤样本。Sequenom及SNaPShot平台，均可通过多重PCR从FFPE肿瘤样本基因组DNA中鉴别肺癌中潜在的效应型分子靶点。此类检验正在癌症研究界获得广泛应用，并在临床应用方面显示出巨大潜力。需要注意的是，此类多重基因组检测仅可检测到某些已知热点突变与原癌基因，且无法发现新的或其他药物靶点。

　　NGS技术可以快速实现全基因组DNA、mRNA、转录因子部位、miRNA、染色质结构以及DNA甲基化类型的鉴定。此类技术有数种测序平台，可分别用于全基因组、全外显子组、全转录组(RNA测序)以及全表观基因组分析，它们通过“并行合成测序法，利用可逆的终止子核苷酸实现了对整合碱基的添加及探测”，而无需电泳胶及预先了解基因组序列信息。有数种新型NGS平台正处于研发阶段，如Illumima HiSeq 2500及Ion Torrent Proton，此类平台可在1天时间内完成人类基因组测序，这将进一步推动癌症基因组学在临床方面的应用。目前，NGS技术正在临床领域得到快速应用，涉及了几乎所有肿瘤类型。作为一种研究工具，NGS技术可用于探知肿瘤分子学机制、发现新药物靶点以及筛选临床试验候选患者等。目前，约需1周时间即可拿到测序结果，如果要进行数据分析，则至少需要2周时间，试剂费用约3,500美元至5,000美元。对NGS而言，一个主要挑战是所获取数据的完整性，并且需要稳健的生物信息学工具，以全面地对诸多同时获取的各个基因组异常相关功能性影响做出深入分析。在NSCLC中，除了已知热点原癌基因突变或基因重排外，通过NGS技术还可检测到之前在其他癌症类型中见到的基因异常，并可在不清楚相关生物学功能的情况下，发现诸多新的基因异常。目前已有一种基于通路的综合性系统，可通过生物途径解读已知及新型癌症标记相关数据。在理想情况下，需要通过前瞻性、多生物标记物同步进行的治疗性临床试验，对个体化癌症治疗晚期NSCLC患者的临床可能性及疗效进行评价。