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宋丽杰 三甲
宋丽杰 主任医师
郑大一附院 肿瘤科

【转】乳腺癌基因分型及个体化治疗进展

【转】乳腺癌基因分型及个体化治疗进展

上海长海医院肿瘤科  王雅杰  冯 丹

  个体化治疗(individualized drug therapy)是以每个患者的信息为基础决定治疗方针,从基因组成或表达变化的差异来把握治疗效果或毒副作用等应答的个性,对每个患者进行最适宜药物疗法的治疗。乳腺癌的个体化治疗始于20世纪70年代人们对ER的生物学特性的理解,并且在20世纪90年代HER2出现后得到进一步发展。目前世界范围内正在开展一系列由分子生物学推动的前瞻性随机对照试验,这些试验结果可能给个体化治疗带来另一次重大的飞跃[1]。本文就近年来一些重要研究进展做以综述。郑州大学第一附属医院肿瘤科宋丽杰

  一、乳腺癌的预测因素与预后因素

  预测与预后因素在乳腺癌个体化治疗中是十分重要的两个概念。所谓预测因素是指能够预示患者治疗反应性的指标。预后因素为影响疾病的可能病程和结局的指标。有时,同一指标既是预测因素又是预后因素。

  二、目前已公认的乳腺癌预测、预后因素

  (1) 肿瘤大小:作为独立预后因素,以肿瘤直径2cm和5cm为界分为3组。肿瘤直径小于2cm为低转移风险;直径2~5cm为高转移风险;直径大于5cm属于极高转移风险。(2) 腋窝淋巴结状况:腋结阴性,转移风险低;腋结阳性,转移风险高;大于等于4个腋结阳性者,转移风险极高。(3) 组织学分级:从1级到3级,转移风险依次增高。(4) 血管侵犯:≥3个脉管癌栓出现者与转移相关。(5) 尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)和纤溶酶原激活剂抑制剂-1(PAI-1)蛋白水平:做为为独立预后因素,研究表明uPA/PAI1蛋白高水平表达与高转移风险相关。(6) 激素受体:与组织学分级相联系,激素受体低水平表达与转移相关。(7) ERBB2基因:在淋巴结阳性患者中,研究发现,ERBB2基因扩增、过表达与转移相关[2]。

  三、已进行研究的预测、预后指标

  (一) Cyclin E

  Cyclin E是细胞周期调控蛋白激酶CDK的活性亚单位,与催化伴侣结合,诱导细胞从G0、G1期向S期进展,并最终促发有丝分裂。研究表明:Cyclin E低水平表达的病人生存期较长。分层分析后发现,这个结论在I~III期患者中均成立,并有统计学意义[3]。

  (二) ER

  ER(+) and ER(-)乳腺癌患者具有截然不同的基因表达谱[4]。Anderson通过研究ER(+)和(-)乳腺癌临床表现的区别发现:ER阴性者发病年龄早,峰值为51岁;ER阳性者发病年龄晚,峰值为71岁。ER阴性者近期死亡率高,特别是发病后2年,为死亡高峰[5]。ER(-)乳腺癌患者对于新辅助化疗更为敏感但PFS仍然不乐观[6]。Trialists的早期乳癌协同合作组(EBCTCG)研究结果指出:ER阳性表达患者对他莫西芬治疗有效[7]。

  (三) HER-2

  1、HER-2状态可以预测Herceptin治疗效果

  Vogel通过研究发现IHC(3+)和FISH(+)者应用Herceptin治疗有效率可分别达35%和34%;而IHC(2+)和FISH(-)者有效率则分别为0%和7%[8]。

  2、HER-2状态预测化疗疗效

  HER-2状态预测蒽环辅助化疗疗效。MA5试验结果指出:HER-2阳性的患者以蒽环类药物为基础的辅助化疗,优于以非蒽环类药物为基础的辅助化疗[9]。

  HER-2状态预测紫杉类药物辅助化疗疗效。CALGB 9344结果显示:HER-2(+)的者以紫杉类为基础辅助化疗,在无进展生存和总生存上均有更多受益。并结合ER状态,探讨了HER2/neu预测淋巴结阳性乳腺癌患者以紫杉类为基础的辅助化疗受益情况。结果发现:HER-2阴性患者中,ER阴性者应用紫杉醇得到了DFS(无疾病进展)上的优势,并有统计学意义。HER-2阳性患者中,ER阳性者应用紫杉醇并无DFS上的优势,P值为0.058[10]。

  对于转移性乳腺癌患者,利用HER-2状态可预测紫杉类化疗的敏感性。Konecny报道了:HER-2状态相同者,ET方案(表阿霉素+紫杉醇)客观有效率高于EC(表阿霉素+环磷酰胺)方案;ET方案中HER-2阳性者客观有效率高。对无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)进行分析发现:EC方案中,HER-2阴性的PFS和OS均长于HER-2阳性者,并具统计学意义。ET方案中,HER-2阴性和阳性之间PFS和OS差异并没有统计学意义[11]。

  (四) Top2a

  Top2a可以预测HER2/neu(+)乳腺癌患者蒽环辅助化疗的受益情况,发表在JCO 2005年的这篇文章指出:出现TOP2A扩增的患者中,FEC递增方案治疗的临床转归优于CMF方案[12]。

  (五) HOXB13与IL17-BR

  Ma XJ报道通过检测HOXB13与IL17-BR基因表达率可以预测ER(+)乳腺癌患者对于他莫西芬治疗的反应性。研究发现他莫西芬无反应者多存在HOXB13基因高表达,IL17-BR表达则降低。通过回归分析也发现:HOXB13/IL17BR比值低者无病生存期长[13]。

  (六) RB

  RB基因是世界上第一个被克隆和完成全序列测定的抑癌基因。Rb蛋白的磷酸化修饰作用对细胞生长、分化起着重要的调节作用。Rb基因对肿瘤的抑制作用与转录因子(E-2F)有关。E-2F是一类具有激活转录作用的活性蛋白,在G0、G1期,低磷酸化型的Rb蛋白与E-2F结合成复合物,使E-2F处于非活化状态;在S期,二者解离,细胞立即进人增殖阶段。当Rb基因发生缺失或突变,丧失结合、抑制E-2F的能力,于是细胞增殖活跃,导致肿瘤发生。

  Bosco发现:对雌激素依赖细胞株MCF7行RB基因敲除后,细胞生长加速,并产生他莫西芬抵抗。对顺铂和射线的反应性增强。结果表明他莫西芬的反应性依赖于RB的完整性,RB基因影响ER(+)乳腺癌患者对他莫西芬反应性。并发现,E2F过表达可以绕过RB介导的细胞周期阻滞,对他莫西芬治疗的反应性差[14]。

  (七) BRCA1

  BRCA1与乳腺癌之间关系密切。乳腺癌患者中5%~10%为遗传性,其中80%存在BRCA的突变。散发乳腺癌患者中也有33%存在BRCA1的表达缺失[15]。

  BRCA1在DNA修复中起重要作用。DNA损伤作用于核磷脂酰肌醇3激酶相关物(ATM)后,导致BRCA过度磷酸化并被迅速重新定位,进而募集损伤响应蛋白MRE11或RAD50至DNA双链断裂的修复位点。当BRCA基因失活时,DNA修复和基因调节则会受到影响。DNA损伤的加重可产生关键基因的突变,出现染色体断裂、严重的非整倍体以及中心体扩增。因而导致恶性肿瘤细胞的形成[16,17]。

  BRCA1基因与化疗敏感性相关。直接作用于DNA的细胞毒性药物使DNA产生损伤后,激活磷脂酰肌醇3激酶相关底物ATM和ATR以及蛋白激酶CHK2。ATM可以使BRCA1的丝氨酸Ser1387、Ser1423、Ser1457和Ser1524磷酸化,ATR使Ser1423等6个丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化。蛋白激酶(CHK2)使BRCA1在Ser988位点磷酸化。从而激活BRCA1介导的细胞周期(S→G2期)检查点效应,使肿瘤细胞进入DNA修复途径,导致化疗药物抵抗。而纺锤体毒素类药物作用于细胞后,细胞通过探测到微管损害进而激活BRCA1作用于有丝分裂中期→后期,进入纺锤体检测点,通过目前还不是十分清楚的凋亡机制使得细胞凋亡[18]。

  Lafarge并发现乳腺癌细胞系中BRCA1表达抑制者DDP、VP-16的敏感性增加,但抗微管药物VCR和Taxol的疗效降低。因此可以通过检测BRCA1表达水平来预测病人的药物敏感性,进而选择合适的药物[19]。

  此外,BRCA突变的乳腺癌细胞株对DNA修复酶PARP抑制剂也呈现出高度敏感的状态[20]。

  四、乳腺癌分子水平分类及对个体化治疗的提示

  肿瘤的分型是对肿瘤进行诊断、判断预后、选择治疗方法以及进行各项研究的基础,目前的分类还都是以组织病理学为基础的形态学分类,尽管这样基于病理组织学的传统分类对于临床肿瘤病人的治疗有着较好的指导意义。但肿瘤在分子水平具有高度的异质性,形态相同的肿瘤其分子遗传学改变不尽一致,从而导致肿瘤的预后及对治疗的反应差别很大。从分子水平对肿瘤进行分类,能更精确的判断肿瘤的生物学行为、估计预后并选择或研究更有针对性的个性化治疗方案。

  国外的研究显示,对乳腺癌病人原发灶和淋巴结转移灶标本进行化疗前后的配对研究发现,即使经过了平均16周的化疗期,化疗前后肿瘤的基因表型以及原发灶和淋巴结转移灶之间的表型基本保持一致。以乳腺导管腔上皮细胞(luminal cells)和基底细胞/肌上皮细胞(basal cells)作为对照。分析发现配对标本之间的基因表达基本一致,而不同肿瘤之间则存在较大差异。说明肿瘤的基因表型是相对稳定的。根据雌激素受体状况将乳腺癌分为ER+和ER-两大组。ER+组与乳腺的腔上皮细胞基因表达相似,免疫组化检测全部为ER+,故称为ER+/腔样型。而ER-组又有二三种基因表达型:其一与乳腺的基底细胞相似,称为基底样(basal-like)型;其二为高表达HER-2及其相关基因,免疫组化为HER2强阳性,称为HER2型;第三种则与乳腺纤维腺瘤及正常乳腺组织表达相似,称其为正常乳腺样型。随后又将ER+/腔样型细分为A、B两个亚型。至此,根据乳腺癌基因表达的不同,提出了乳腺癌的5个基因分型[21]。

  (一) ER阳性肿瘤(Luminal A、Luminal B)

  ER+乳腺癌虽然也存在肿瘤的异质性,但几乎都具有雌激素诱导的增殖效应,属于内分泌治疗的敏感肿瘤。在一定意义上讲,ER+与ER-是两个分子水平上存在较大差异的肿瘤,因此其预后与治疗结果的差异也较为显著。ER+者,常常PR、pS2、Bcl-2也呈阳性;而ER-者与HER-2+、组织学分级差、Ki67增殖和表皮生长因子受体阳性等密切相关。

  CALGB 8541,9344,9741试验结果的综合比较分析显示,化疗对ER-乳腺癌的疗效较ER+者显著。ER+者对他莫昔芬治疗敏感,且随ER表达水平的增加,疗效也增加。进一步分层分析显示,他莫昔芬对ER+/PR+者的疗效优于ER+/PR-者。改用阿那曲唑,两组治疗的差异更显著(ATAC试验)。多数临床资料表明,ER+/PR+/HER-2+乳腺癌对他莫西芬的反应率下降,但并非完全耐药,改用阿那曲唑可提高疗效[22,23]。

  (二) HER-2+(ER-/PR-/HER-2+)肿瘤

  回顾性临床资料分析表明,HER-2+乳腺癌患者较HER-2-者的无病生存率和总生存率显著降低。基础研究也表明,HER-2异常导致乳腺癌危险增加的因素包括:HER-2基因突变、HER-2磷酸化状态,以及其他信号因子(Src、PTEN、Akt等)及传导通路(ER、NFκB、血管生成等)异常。

  曲妥珠单抗是针对HER-2过表达乳腺癌的靶向治疗药物,单药有效率仅为15%~24%。曲妥珠单抗的耐药性问题也较为常见,Ki67、pAKT高表达常常与其耐药性有关。而PTEN低表达者对紫杉醇联合曲妥珠单抗治疗的反应率仅为11.1%,高表达者为65.8%。由此可见,HER-2+乳腺癌也存在分子水平的异质性[22]。

  (三) Basal-like(ER-/PR-/HER-2-)肿瘤

  Basal-like乳腺癌的特征包括:①基底上皮分子标志物高表达(CK5/6或17,EGFR);②ER或ER相关基因及HER-2或HER-2相关基因低表达;③ER-/PR-/HER-2-(三阴性)或ER-/PR-/HER-2-伴CK5/6或EGFR阳性乳腺癌。Basal-like乳腺癌多见于绝经前非裔美国妇女,约占40%。该类型乳腺癌组织学分级较差,且多伴p53突变。治疗上只可选择化疗,虽然该类型肿瘤对于化疗具有较高的总反应率和病理缓解率,但易产生继发性耐药,其在4种类型的乳腺癌中预后最差[24]。三阴乳腺癌易发生脑、肺及肝等重要脏器的转移,导致生存期明显缩短。美国哈佛大学医学院Dana-Farber癌症研究所进行的一项关于转移性乳腺癌预后的研究发现,发生远处转移的三阴乳腺癌病人近一半(46%,56/116)存在中枢神经系统的转移,14%的三阴乳腺癌病人远处转移的首发部位为中枢神经系统。转移后三阴乳腺癌病人的中位生存期为13.1个月,而以中枢神经系统为首发转移部位组只有4.9个月。中枢神经系转移不是首发转移部位的三阴乳腺癌病人转移后1年,2年和3年的生存率为61.6%,21.8%和14.4%;而中枢神经系统为首发转移部位组的1年,2年和3年的生存率为18.8%,0和0[25],明显低于前组。由此我们推断,早发性乳腺癌的高转移性可能与相对高的BRCA1基因突变有关,而BRCA1基因突变的病人大部分是与三阴乳腺癌,三者的关系非常密切。Comen等[26]回顾分析了495例乳腺癌病人的DNA样品,其中BRCA1突变者中70.4%是三阴乳腺癌,而非BRCA1突变者中仅有9.8%是三阴乳腺癌(P<0.001)。

  (四) 新的亚型肿瘤

  随着芯片检测技术的不断成熟,新的亚型也相继被发现,如Sorlie等发现了一个新的亚群,定义为LuminalC亚型。该亚群表达低-中强度的Luminal特异基因,同时高表达一些不同于Luminal特异基因、功能不明的新基因,某些特征与Basal-like和HER-2+亚群相似[27]。

  五、已应用于临床的指导个体化治疗的检测手段

  应用微阵列技术分析乳腺癌分子异质性以及指导临床个体化治疗受到了广泛关注。Potti通过研究证实,具有相同基因谱的肿瘤对化疗的敏感性相同[26]。前瞻性研究也证实基因标签可以预测不同新辅助化疗的敏感性[28]。目前21基因复发评分以及MammaPrint(70基因检测)已在美国临床开展应用。

  Paik[29]等通过对NSABP B-14研究中的组织蜡块标本,应用RT-PCR技术进行基因筛选,并参考已发表文献、基因数据库和新鲜冷冻组织DNA检测出的250个候选基因,共选出了21个ER阳性乳腺癌患者远处复发相关基因。通过对两项研究(NSABP B-14和B-20研究)的回顾性分析发现,21基因复发评分可预测辅助化疗的益处,高危者可从化疗中获益,因此2008年《美国国立综合癌症网络(NCCN)乳腺癌临床实践指南》推荐,对于ER阳性、HER2阴性、腋窝淋巴结阴性、肿瘤大小为0.6~1.0cm的中低分化或伴不良预后因素者,或肿瘤>1cm者,考虑应用复发评分对患者行进一步分析,对高危者予以术后辅助化疗(2B类);对根据21基因检测判定为低危的患者,可以避免辅助化疗。在美国,该项检测费用约为3820美元。

  MammaPrint是基于著名的阿姆斯特丹70个乳腺癌基因标记的高通量的基因芯片[30]。用于评估乳腺癌预后。2007年,获FDA批准用于预测淋巴结阴性乳腺癌患者5~10年内的复发风险和远处转移风险;与21基因RS(检测对象为新鲜组织和固定组织均可)不同,Mammaprint检测受新鲜组织的限制,样本必须取自术后1小时以内的非固定肿瘤标本。在美国,检测费用约为4200美元。

  总之,目前建立在规范化综合治疗基础上的个体化治疗将成为未来乳腺癌治疗的新方向。

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