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由于每一肺癌患者在临床特征、预后、治疗反应和耐受性方面的进展都是独特的，所以肺癌被认为是异质性疾病。个体化用药是指运用标志物来预测哪些患者更易获益于某种治疗。对于肺癌而言，日趋完善的表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）和新发现的棘皮动物微管相关蛋白样4-间变淋巴瘤激酶（echinoderm microtubule associated protein like 4-anaplastic lymphoma kinase, EML4-ALK）是重要的治疗靶标。本综述包括EGFR和EML4-ALK活化的机制、预测性生物标记物、耐药的机理和已有的靶向性酪氨酸激酶抑制剂。本文将通过总结基于生物标记物筛选患者而进行的前瞻性临床试验来探讨EGFR和ALK靶向治疗的疗效。此外，由于革命性的测序和系统生物学技术会为癌症的分子特征提供一个全面的理解，有助于为更适宜靶向治疗的患者提供更精确的区分从而提供更有前景的个体化治疗，本综述也将包括这些技术。同时，非亚裔人群中EGFR和ALK相对较低的突变发生率和突变患者反应的缺乏限制了靶向于EGFR或ALK的治疗的应用。测序和系统生物学策略则可能为这些患者提供新的解决方案。