乳腺癌分子分型研究進展

陳桂秋,盧一艷,王麗萍,牛春波,張秀茹*

(1.吉林大學中日聯誼醫院 病理科,吉林 長春130033;2.北京航天中心醫院 病理科,北京100039)

長期以來,組織病理學診斷是腫瘤診斷的“金標準”和臨床治療的基礎,但組織學類型、TNM分期都相同的腫瘤如采取相同的治療方案,患者對治療的反應和預后并不一致。事實上,惡性腫瘤(包括乳腺癌)是一類分子水平上高度異質性的疾病,組織學形態相同的腫瘤,其分子遺傳學改變不盡一致,從而導致腫瘤治療反應和預后的差別。傳統病理形態學診斷已不能適應現代腫瘤診治的需要。最近以基因表達譜和分子生物學特征為基礎提出的乳腺癌分子生物學分型,能較好地反映腫瘤的生物學行為,是對傳統腫瘤分類的重要補充,具有重要的臨床指導意義[1]。

1 乳腺癌分子標志及臨床意義

腫瘤分子標志是指腫瘤組織和細胞產生的異常表達的生物活性物質,能反映腫瘤生長、浸潤、轉移及發生發展等方面的惡性生物學行為。據目前的研究,乳腺癌分子標志大致可分為如下幾類:(1)原癌基因和抑癌基因:Her-1、Her-2、cmyc、ras、p53、muc1;(2)增殖與凋亡相關標志:Ki67、p27、bcl2、CyclinD1等;(3)與侵襲性和轉移性相關的因子:VEGF、CD44、nm23等;(4)激素受體:ER、PR;5.特異性蛋白:Telomerase、Ps2等。Perou[2]等于2000年在小樣本(42例)的乳腺腫瘤標本中,依據ER、PR、Her2基因譜表達情況對乳腺癌進行分類,提出了乳腺癌分子分型中的固有分型,成為目前乳腺癌分子分型的基礎。

1.1 激素受體

ER和PR是具有經典意義的一類標志。乳腺是性激素的靶器官,正常情況下組織存在雌激素和孕激素兩類受體。當乳腺上皮癌變時,ER和PR會全部或部分消失,如果乳腺腫瘤仍表達這兩類受體,表明該腫瘤受內分泌調節,可采用內分泌治療,且性激素受體陽性的腫瘤療效和預后均普遍好于性激素受體陰性的腫瘤。2007年進一步將ER、PR的表達作為乳腺癌治療選擇的首要指標,并列入乳腺癌復發風險度評估參數。

1.2 Her-2

C-erbB-2/neu基因編碼具有酪氨酸激酶活性的跨膜生長因子受體P185蛋白(即Her-2),參與調控細胞的生長、增殖及分化。約20%-25%的乳腺癌細胞表面過度表達Her-2,它是乳腺癌重要的分子標志之一[3],2007年StGallen指南[4]加入Her-2作為重要的風險評估指標,認為只要是乳腺癌患者的Her-2陽性,即有中-高度的復發和轉移風險,曲妥珠單抗的抗Her-2治療可以減少復發風險,延長生存期。

2 乳腺癌的分子分型

Perou等用含有8102種人類基因及用其克隆的互補DNA(cDNA)芯片,以乳腺導管腔上皮細胞(1uminal epithelial cel1)、基底細胞/肌上皮細胞(basal epithelial cel1)以及其他腫瘤細胞系作為對照,對65份乳腺癌標本進行檢測,發現不同腫瘤之間基因表型存在較大差異,但有496種基因在乳腺癌表達基本一致,即所謂的“固有基因亞群(intrinsic gene subset)”。根據與對照乳腺組織基因表型的比較,將乳腺癌分為四個亞型:管腔型、正常乳腺樣型、HER-2高表達型、基底細胞樣型。乳腺癌ER(+)組基因表達與乳腺的腔上皮細胞相似,稱為ER(+)的luminal-like型(管腔型)。其余三種亞型基因表達ER(-):基因表達與乳腺基底細胞相似的稱為basal-like型(基底細胞樣型);高表達Her-2及其相關基因的稱為Her-2(+)型(HER-2高表達型);基因表達與乳腺纖維腺瘤及正常乳腺組織相似的稱為normal breast-like型(正常乳腺樣型)。稍后的研究表明,ER(+)的 lumina1-1ike型還可分為A、B兩個亞型[2,5,6]。各亞型的基因變化很多,甚至包括一些未知基因,且具有不同的病程進展、治療反應和預后。

2.1 基因表達

luminal A型[ER(+)或PR(+)且HER-2(-)]:該型高表達ER、雌激素調節蛋白LIV-1,轉錄因子中的肝細胞核因子3(HNF3A),X-box結合蛋白1(XBP1),GATA-結合蛋白3(GATA3),FOXA1和TTF3[7],ESR1,SCUBE2[8]等,這類腫瘤的TP53突變率很低(13%)且與Her-2-基因的表達有高度的一致性。此型預后最好,多見于絕經后女性,對化療不敏感而適合內分泌治療;

luminal B型[ER(+)或PR(+)且HER-2(+)]:中等程度表達腔上皮特殊基因,包括上面提到的ER族,它與luminalA型的較大區別在于高表達一些特異的基因如GGH、LAPT-MB4、NSEP1和CCNE1,但是它們的協調功能尚不明確,另外還表達SQLE[8]、ERBB2和GRB7[9]。此型和Her-2(+)型相似,但其浸潤性卻遠遠低于Her-2型,腫瘤體積較小且激素受體水平較高;

Her-2過表達型[ER(-)、PR(-)且HER-2(+)]:高表達位于 17q22.24的 ERBB2擴增子區的幾個基因,包括ERBB2、GRB7和 TRAP100的基因,還表達 PPARBP[9]。 此型TP53的突變率很高,腫瘤分化較差,通常是組織學III級別。此型對靶向治療敏感,但預后較差。

basal-like型[ER(-),PR(-)且HER-2(-)]:主要特點是高表達KRT5和KRT17、膜聯蛋白8、CX3CL1和TRIM29、c-KIT、FOXC1和P-Cadherin、層粘連蛋白(1aminin)及脂肪酸結合蛋白的基因[10]以及CK5/6、CK1等,這類亞型完全不表達 luminal/ER基因族。此型最多見于青年女性及BRA1攜帶者,大部分有TP53突變及 BRCA1突變。患者的ER、PR、Her-2表達均陰性,即所謂“三陰型乳腺癌”.有作者認為基底細胞樣型乳腺癌和三陰型乳腺癌是完全相同的乳腺癌亞型,其實二者存在相同之處。從概念上講基底細胞樣型乳腺癌是依據基因表達譜鑒定出來的一種乳腺癌亞型,三陰型乳腺癌則是用免疫組化染色方法鑒別出來的是不同范疇的兩種腫瘤[11]。二者臨床預后較差,對內分泌治療和靶向治療均不敏感。[ER(-),HER-2(-)],同時基底上皮分子標志物,如CK5/6、CK14、CK117及EGFR陰性表達。

Normal-like型:高表達脂肪組織及非上皮細胞的基因,并強表達基底上皮基因,低表達腔上皮基因,包括PIK3R1、AKR1C1、FABP4、PPA R、FACL2 等。此型對化療最不敏感,但預后較好。

2.2 與臨床病理學、預后、治療的關系 乳腺癌的分子分型為乳腺癌患者臨床特點、預后及治療等提供了依據,也是目前臨床研究的方向與重點。

2.2.1 同臨床病理學特點關系

盡管乳腺癌的分子分型是基于歐美乳腺癌人群展開的,但KunYu等人通過基因研究發現,分子亞型的相似性存在于亞洲人群和高加索人群,證實了這樣的分型方法同樣適用于中國人[12],目前關于中國乳腺癌患者分子分型的研究較少,袁中玉等[13]在1 280例乳腺癌患者中發現basal-like型、Her-2型和 luminal型乳腺癌分別占20.9%、23.2%和 55.9%。Basal-like型乳腺癌年輕患者所占比例較大,＜35歲者占13.4%;有乳腺癌家族史者所占比例較高,為7.1%。HER-2型乳腺癌確診時腫塊較大者所占比例較多,＞5 cm者占15.5%;淋巴結陽性者較多,占54.2%;病理分期較晚,Ⅲ期者達34.3%。luminal型乳腺癌患者年齡偏大,≥35歲者占91.7%;確診時病理分期較早,I期者占20.4%。陳莉穎等亦發現luminal A型所占比例最高;Her-2過表達型在50歲-59歲年齡段發病較多見;浸潤性導管癌是最常見的病理組織類型;Her-2過表達型和luminal B型多枚淋巴結轉移情況更常見:Her-2過表達型和 basal-1ike型腫瘤較 luminal A型更大[14]。亦有研究發現年齡、月經狀況、腫瘤大小、淋巴結狀況和臨床分期等臨床病理學指標在乳腺癌各分子亞型間的差異均無統計學意義[15]。我們認為這種差異可能與研究對象、檢測的技術和標準、研究環境等因素有關。

2.2.2 同預后關系

Ihemelandu等[16]報道372例乳腺癌病例中位隨訪36個月的結果顯示,各分子亞型的局部復發差異無統計學意義,但basal-like型的遠處轉移率明顯高于luminal A型、Her-2過表達型和luminal B型,且basal-like型是預測遠處轉移的獨立預后因素。basal-like型、Her-2過表達型、luminal A型和 luminal B型的平均生存期分別為 63.3、64.4、73.4和 77.6個月,各亞型中basal-like型和Her-2過表達型預后最差,差異有統計學的意義。Haffty等[17]回顧分析482例行保乳手術患者,中位隨訪7.9年,結果顯示basal-like型的遠處轉移明顯高于其他亞型,也是預測遠處轉移的獨立預后因素,而局部復發和其他亞型相比差異無統計學意義。袁中玉等[13]中位隨訪1280例乳腺癌患者46個月時,發現 Basal-like型、Her-2型和luminal型乳腺癌患者的復發轉移率分別為25.0%、27.9%和11.7%,basal-like型和Her-2型乳腺癌患者的復發轉移率顯著高于luminal型患者,basal-like型與Her-2型乳腺癌患者的復發轉移率差異無統計學意義,但basal-like型乳腺癌患者肺轉移發生率(13.4%)較高。同時作者還發現basal-like型、Her-2型和luminal型乳腺癌患者的5年無病生存率分別為72.2%、68.2%和86.2%,5年總生存率分別為88.6%、83.8%和95.8%。連臻強[15]中位隨訪482例乳腺癌患者62個月的結果顯示,Her-2過表達型和basal-like型的遠處轉移率均高于luminal A型,且差異有統計學意義;而各分子亞型的局部復發差異無統計學意義;運用Kaplan-Meier法分析乳腺癌各分子亞型的無病生存(disease-free survival,DFS)、無遠處轉移生存(distant disease-free survival,DDFS)和總生存(overall survival,OS)曲線。結果顯示,luminal A型的DFS和DDFS均明顯優于Her-2過表達型、basal-like型和luminal B型,且差異有統計學意義。而HER-2過表達型和basal-like型的OS明顯低于luminal A型,且差異有統計學意義。

眾多研究均認為basal-like亞型是乳腺癌的獨立預后因素,無論淋巴結轉移與否,患者無病生存間期及總生存期均明顯縮短,成為除腫瘤大小外最重要的患者預后預測因子。

2.2.3 治療

luminal型屬于內分泌治療敏感性腫瘤,雖然有部分臨床資料證實luminal B型由于存在Her-2陽性,較luminal A型對三苯氧胺的反應性明顯下降,但改用阿那曲唑可以提高內分泌治療的療效。

Her-2型患者,Her-2表達情況可以預測對化療的療效,高表達預示著對化療尤其是環磷酰胺、甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶(CMF)方案的抵抗,而對蒽環類為基礎藥物的化療方案敏感,且呈量效關系,DiGiovanna等[18]研究發現Her-2陽性腫瘤細胞對高劑量的6周期環磷酰胺、阿霉素和5-氟尿嘧啶(CAF)方案化療更為敏感,作者認為高劑量化療可克服Her-2表達所引起的耐藥,從而極大地提高化療反應率。雖然Her-2型對化療較為敏感,但其預后較luminal差,而靶向治療藥物赫賽汀的出現極大地改善了Her-2型患者的預后。

basal-like型乳腺癌的高侵襲生物學機制仍不清楚,有報道[19]用基因芯片技術對82例乳腺癌進行分子分型預測新輔助化療療效,結果表明basal-like亞型和Her2+/ER-亞型對含紫杉及蒽環類的新輔助化療方案的pCR率均為45%,明顯高于luminal亞型6%的pCR率。Carey等[20]用免疫組化法將乳腺癌分為四個亞型來預測阿霉素聯合環磷酰胺的新輔助化療療效,結果發現basal-like亞型和Her2+/ER 亞型有更高的臨床有效率和pCR率。周波[21]等用相同方法預測紫杉聯合蒽環類新輔助化療的療效獲得相似結果:分子分型中的luminal B亞型、basal-like亞型、Her2+/ER-亞型對新輔助化療方案敏感性優于luminal A亞型。由于basal-like型乳腺癌激素受體和Her-2均為陰性,內分泌治療和赫賽汀均對其無效,尋求治療此型患者的分子靶向藥物成為當務之急,目前有報道應根據具體基因表達譜的改變選擇相應的靶向藥物如:caveolin-1過表達對新型紫杉醇ABI-007有較大的反應性和安全性;BRCAl突變乳腺癌多屬basal-like亞型,而 BRCAl突變的乳腺癌同樣對新輔助化療更敏感,特別是對含鉑類化療方案,而對于紫杉醇類不敏感。2006年美國圣安東尼奧乳腺癌年會(SABCS)Garber等[22]報告新輔助化療選擇順鉑(DDP)單藥4個療程治療28例Ⅱ、Ⅲ期basal-like型乳腺癌,結果顯示病理完全緩解率達22%(6/28)。

3 乳腺癌其他分子分型

由于基因表達譜測定的實驗室和方法不同,在Perou固有分型的的基礎上產生了其他的分型:

3.1 70基因預后分型 為了尋找一個能夠準確預測乳腺癌遠處轉移的指標,荷蘭癌癥研究所利用DNA微陣列技術,檢測了117例腋窩淋巴結陰性年輕乳腺癌患者的基因表達譜,發現一組基因(包括70個基因)的表達譜能夠準確地判斷預后,表達預后差信號患者發生遠處轉移的風險(OR)是表達預后好信號患者的28倍。將此分型與St.Gallen及美國國立衛生研究所(NIH)輔助治療標準進行比較,結果顯示:該預后分型可以減少淋巴結陰性年輕乳腺癌患者接受不必要輔助治療的概率[23]。該分型對ER陽性和ER陰性、淋巴結陰性的早期乳腺癌有預測意義

3.2 21-基因復發分數(RS)分型 可作為遠處復發的量化指標,Paik[24]等根據這16個癌癥相關基因和5個參考基因的表達水平計算出RS,并根據R S將美國乳腺與腸道外科輔助治療研究組的B-14研究中的患者分為高、中或低復發風險組。R S＜18為低復發風險組(51%),RS為18-30為中復發風險組(22%),而 RS≥31為高復發風險組(27%)。高、中、低風險組10年遠處復發率分別是30.5%、14.3%和6.8%。低復發風險組遠處復發率顯著低于高復發風險組(P＜0.001)。在預測預后方面,RS顯著優于年齡和腫瘤大小作為獨立預后因素的作用(P＜0.001)。由此可見,RS可作為預測經他莫昔芬治療后的淋巴結陰性、ER陽性乳腺癌患者遠處復發的量化指標。可用于對早期ER陽性乳腺癌患者進行危險分層。增殖或基因組分級也是ER陽性腫瘤的有效預測因子。3.3 傷口反應分型 對照核心血清反應基因(core serum response,CSR),在乳腺癌基因數據庫中檢測CSR表達譜,將患者分為血清激活基因和血清靜止基因兩組,發現CSR信號激活組較靜止組預后差,多因素分析顯示,該分型是一個獨立的遠處轉移和預后預測因子[25];

3.4 兩基因表達分型 Ma[26]等應用TAM單藥治療乳腺癌患者,發現HXOB13和IL17BR兩基因表達的比值能預測TAM的療效;Goetz等[27]經過進一步的研究發現,在淋巴結陽性的患者中,HXOBl3/ILl7BR比值與預后無關;而在淋巴結陰性的患者中,高HXOBl3/ILl7BR比值提示預后差。

此外還有肺轉移相關基因分型;缺氧反應信號分型;癌基因信號通路分型;侵襲性基因信號分型。雖然乳腺癌具有不同的分子分型,但是大多數分子分型對預后具有相似的預測能力,提示在乳腺癌中可能存在一個通用的生物學分型。

4 乳腺癌分子分型存在的問題

乳腺癌的分子分型,對于指導我們預測乳腺癌風險和選擇治療方法提供了重要依據,相信在不遠的將來,將會成為我們診治乳腺癌的重要依據。不過由于目前的分子分型還不完善,分型的方法也不完全一致,有約10%的腫瘤尚不能分型。用基因芯片技術對乳腺癌的基因表達進行分子分型,較傳統的分類能更好地反映腫瘤的生物學行為。但不同的基因芯片平臺對腫瘤的分型檢測結果可能會出現分歧,且由于其不適用于福爾馬林固定、石蠟包埋的標本,且費用昂貴、實際操作困難,只能局限于實驗室,很難廣泛應用于臨床,臨床上很多研究是通過免疫組化法替代基因芯片技術在蛋白質水平上對乳腺癌進行分子分型進行研究[28-30]。但腫瘤組織的異質性可能使基因芯片技術的分子亞型和免疫組化法結果不完全一致[19,31]。因此用免疫組化法尚不能完全取代基因芯片技術對乳腺癌進行分子分型。目前迫切需要找到一個實用、通用的、適合中國人群的乳腺癌分子分型,以便更好地指導臨床。

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