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1、基因分型在乳腺癌个体化治疗中的应用,陈振东 李 敏 陈 娟 安徽医科大学第一附属医院肿瘤内科 ,分子病理学,传统的肿瘤诊断和治疗基于组织类型和分级（TNM），但表面相同的肿瘤可能起因于不同途径的调节障碍，于是表型相似的肿瘤在遗传上可能差异很大，结果形成不同的临床过程。 分子病理诊断是根据特征性的分子基因变异进一步证实或直接做出病理诊断，同时还提供疾病发生的基因路径、发病机制、发病易感性和治疗与预后评估等多种分子学信息。,已经鉴别出的癌基因与抑癌基因数量众多,缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1) 同源盒基因(growth arrestspecifi
2、c homeobox，GAX) 高雌激素应答者-2 (high estrogen responders-2，Her-2) 转移抑制基因(non-metastatic gene，nm23) 环化素E (Cyclin E) Survivin cMyc（ cMyc和HER2同时表达者，赫塞停疗效更好） 血管内皮抑素(endostain，ES) 血管内皮细胞生长因子(VEGF) TOP2A（ HER-2、TOP2A同时扩增，蒽环类抗生素为主的化疗效果最好） HER, BRCA1, BRCA2, p53, (ER, PR) 找出某一肿瘤相对的专属基因并且对临床工作有所帮助相当困难。,一、基因分型,乳腺癌
3、基因分型的参照标志,ER 雌激素调节蛋白 TP53 (肿瘤蛋白P53，别名：p53基因表达物) ERBB2 角蛋白 层黏连蛋白 脂肪酸结合蛋白 BRCA,乳腺癌基因分型的历史,Perou等人在2000年Nature上发表的文章被公认为乳腺癌基因筛选的成功先例 用含有8102个人类基因克隆的互补DNA(cDNA)芯片，以乳腺导管腔上皮细胞(1uminal epithelial cel)、基底细胞肌上皮细胞(basal epithelial cel)以及其他肿瘤细胞系作为对照，对65份乳腺癌标本进行检测。结果发现，不同肿瘤之间基因表型存在较大差异，但有496个基因在乳腺肿瘤表达基本一致，即所谓的“
4、固有基因亚群” (intrinsic gene subset)。,根据与对照乳腺组织基因表型的类似性发现，乳腺癌基因分型：,ER组，基因表达与乳腺的腔上皮细胞相似，称为ERLuminal-like型；稍后的研究表明，ER+Luminal-like型还可分为A、B两个亚型。 ER组，有三种基因表达亚型： 基因表达与乳腺基底细胞相似的称为basal-like型 高表达erb-B2及其相关基因的称为ERBB2型， 表达与乳腺纤维腺瘤及正常乳腺组织相似的称为normal breast-like型。,:,5个基因亚型有各自的特征- Luminal A型,高表达ER、雌激素调节蛋白，TP53突变率很低(1
5、3)且与ERBB2+基因的表达有高度的一致性。 ER、PR阳性，C-erb-2、CK5/6、EGFR阴性 预后最好。多见于绝经后女性，对化疗相对不敏感而适合于内分泌治疗。,5个基因亚型有各自的特征- Luminal B型,表达低到中度的腔上皮特异基因，包括ER及其他上面提到的基因，但也表达ERBB2等基因。 ER、PR、C-erb-2阳性，CK5/6、EGFR阴性 此型与ERBB2相似，但其浸润性却远远低于ERBB2，其肿瘤体积较小且激素受体水平较高。 问题：化疗分子靶向治疗还是内分泌治疗？,5个基因亚型有各自的特征- Basal-like型,高表达角蛋白5、c-KIT、层黏连蛋白及脂肪酸结合
6、蛋白等的基因，而LuminalER的相关基因均阴性。 多见于年青女性及BRCA1携带者，大部分(75)有TP53突变及BRCA1（人类乳腺癌易感基因1）突变。患者的ER、PR、HER2表达均为阴性，即所谓“三阴型乳腺癌”（triple-negative tumors）。 对化疗最为敏感，病理完全缓解率高，但预后最为恶劣。 问题：与新辅助化疗、保乳手术的矛盾？,c-kit基因是HZ4猫科肉瘤病毒kit癌基因的同源物，位于人染色体4q12-13。c-kit是白色斑点显性基因的等位基因，属于原癌基因，其产物是III型酪氨酸激酶，编码145 kD的跨膜糖蛋白酪氨酸激酶受体（即c-KIT受体）。 问题：
7、甲磺酸伊马替尼为什么对此型乳腺癌无效？,5个基因亚型有各自的特征- ERBB2+ 型,高表达ERBB2，ER阴性的肿瘤TP53的突变率也很高(40一86)，肿瘤分化较差，通常是组织学级。 化疗较为敏感，预后较差。 问题：分子靶向治疗化疗的反应率能转变为生存优势？,5个基因亚型有各自的特征- Normal breast-like型,也写为Normal-like型 高表达脂肪组织及非上皮细胞的基因，并强表达基底上皮基因，低表达腔上皮基因。 对化疗最不敏感但预后较好。 问题：以反应率为主要指标的临床研究有多大价值？,基因分型试剂盒,根据被检基因的数目不同，目前有： 基因表达谱-2（2-gene pr
8、ofile） 基因表达谱-21（21-gene profile） 基因表达谱-70（70-gene profile） 基因表达谱-76（76-gene profile） 基因表达谱-97（97-genomic grade gene profile）,基因表达谱-21(Oncotype DX),首先从人类基因组25,000个基因中筛选出可能与乳腺癌有关的250个基因，这些基因在三个相互独立的临床研究共400余名病人中逐一验证，最后确定与无转移生存最为有关的基因21个，其中16个为癌基因，5个为能使癌基因正常表达的参考基因（reference genes），从而形成基因表达谱-21试剂盒。 采用R
9、T-PCR技术检测，可使用福尔马林固定、石蜡包埋的标本。,基因表达谱-21(Oncotype DX),结果以复发风险评分(Recurrence Score，RS)，分值为0100分。 18分为复发低危, 18-31分为复发中危, 31分为复发高危。 在美国，检测的价格是3,650美元，但如果能避免病人接受不必要的治疗，价效比还是值得的。 该检测不适用于乳腺原位癌和转移性乳腺癌，只用于早期乳腺癌。 Hornberger J, Cosler LE, Lyman GH. Economic analysis of targeting chemotherapy using a 21-gene RT-PC
10、R assay in lymph-node-negative, estrogen-receptor-positive, early-stage breast cancer. Am J Manag Care. 2005;11(5):313-24.,基因分型技术要求很高，常规应用于临床还有困难。 乳腺癌各基因亚型均有蛋白质标记物ER、PR、erb B-2的明显差异，用这些标记物对乳腺癌进行基因分型应该是可行的。 现已证实，用蛋白质标记物间接检测乳腺癌基因亚型，敏感性可达到76，而特异性为100，因此有望成为实用的检测技术。,乳腺癌各基因亚型的蛋白质表达,乳腺癌蛋基因亚型检测的临床应用,区别不同基因
11、亚型 更好地反映肿瘤的生物学行为 预测早期乳腺癌诊断后10年内复发转移风险 筛选出适合三苯氧胺治疗者和化疗可能获益的病人，约25%的早期乳腺癌病人可因此避免接受不必要的化疗,反映肿瘤的生物学行为,Carey等在Carolina Breast Cancer Study中收集19931996年间496例散发性侵袭性乳腺癌，通过病例对照研究，发现： basal-like乳腺癌在绝经前非洲美国人为39%，绝经后非洲美国人为14%，而不是非洲裔美国人无论什么年龄都是16%(P.001)； luminal A 型在三种美国人中分别为36%、59%、54%； HER2+/ER-与各民族、月经状态均无关(6%
12、-9%)。,反映肿瘤的生物学行为,乳腺癌约4-5%具有遗传性，年龄30岁的乳腺癌，20-30%有BRCA1、2和TP53突变，预后很差。,预测早期乳腺癌的复发转移风险,Goldstein等观察465例激素受体阳性、淋巴结0-3个阳性、阿霉素环磷酰胺或多西紫杉醇以及三苯氧胺治疗的病人，多变量分析包括年龄、阳性淋巴结数目、肿瘤大小、级别、RS。结果表明： RS18，阳性淋巴结数目0-1个时，5年复发3.3%；阳性淋巴结数目2-3个时，5年复发7.9%。 RS是复发的独立指标，预告复发的准确性比临床病理指标联合要高。 Mook等用70-gene Amsterdam profile也有类似的结果。,筛
13、选适合三苯氧胺治疗者和化疗可能获益的病人,Albain研究367例绝经后、ER阳性、腋下淋巴结阳性病人，她们随机接受三苯氧胺或在CAF方案化疗后序贯三苯氧胺治疗，评价终点是10年时无病生存期及总生存期，发现CAF方案化疗者可使： RS评分高危者获益， RS评分低危者获益不大， RS评分中危者获益不肯定。,筛选适合三苯氧胺治疗者和化疗可能获益的病人,在NSABP B20中，ER阳性、淋巴结阴性病人651例，其中227例只予三苯氧胺治疗，424例接受化疗三苯氧胺，结果也证明RS评分31的病人从化疗中获益更多，十年远处转移减少27.6%，RS评分18分者十年远处转移减少仅1.1%。 Rouzier报
14、告82例新辅助化疗病人，方案为FAC后序贯以紫杉醇，basal-like型、erbB2+型病理完全缓解各为45%，luminal型为6%,而normal-like型为0%。,筛选适合三苯氧胺治疗者和化疗可能获益的病人,Carey报告1998-2003年间107例、期病人，用免疫组化方法检测HER-2、ER、PR以确定basal-like型 (34例，32%),HER2+/ER-型 (11例，10%)和luminal型(62例，58%)，所有病人AC方案化疗四疗程后，临床反应率在HER2+/ER-型为70，basal-like型为85%，luminal型为47%。病理学完全缓解分别为36%、27
15、%、7%。,筛选适合三苯氧胺治疗者和化疗可能获益的病人,basal-like型及HER2+/ER-型的无病生存期和总生存期差于luminal型。这很好地说明了新辅助化疗有效为什么不能够转化为生存期延长，也能够说明简易的免疫组化检查可以代替复杂的RT-PCR技术用于乳腺癌基因分型。,二、BRCA,BRCA,BRCA breast cancer susceptibility gene 乳腺癌易感基因 Breast Cancer Susceptibility Protein乳腺癌易感蛋白 约510的乳腺癌有遗传易感性。 3040的家族性乳腺癌由BRCA基因突变引起。 BRCA相关乳腺癌发病年龄提前，
16、导管原位癌和小叶原位癌较少见，ER、PR和C-erb B-2基因低表达，肿瘤病理分级高，增殖抗原Ki-67的表达增加,BRCA突变：发病风险,39岁前发生乳腺癌的风险达18， 4049岁发生风险达59， 70岁前的终身风险达65。 80岁前乳腺癌发生风险为90。 问题：预防性双侧乳腺切除的必要性？,家族乳腺癌高危因素,先证者发病年龄轻 双侧乳腺癌 血缘近 家族中多人特别是同侧发病 其他年轻时发病的肿瘤。如卵巢癌、肉瘤 家族中未患肿瘤的人数，人数越多基因突变可能性越小 初潮早，绝经迟，生育晚生育少。 Evans DG, Howell A. Breast cancer risk-assessmen
17、t models.Breast Cancer Res. 2007;9(5):213.,Management of BRCA1 or BRCA2 Carriers,intensive screening, chemoprevention, prophylactic surgery.,Who Should Be Referred For Counseling and Tested For BRCA1 and BRCA2 Mutations?,Breast cancer40 yr old At least two instances of breast cancer 50 yr old Ovaria
18、n cancer and breast cancer in the same lineage (breast 50 or 2 cases of breast cancer) Male breast cancer (if close relative has breast or ovarian cancer) More than three cases with breast cancer in the same lineage Relatives of known BRCA1 or BRCA2 carrier,基因检测的潜在影响 阳性(基因突变)检测结果,正面影响 排除了疑问和怀疑 较早检出癌
19、前病变和预防癌症 可计划生育并为将来治疗做好思想和财力准备 提高了癌症监视的依从性 从容选择手术或其它处置方法,负面影响 拒绝接受、气恼、沮丧、长期焦虑 担心被家人和朋友知晓 更加害怕手术和死亡 干扰工作或学习 为现在和将来的孩子担忧 失去保险资格 过早地脱离社会 有争议的预后,基因检测及普查的潜在影响 阴性(无基因突变)检测结果,正面影响 排除疑问和怀疑，因而放心了 敢于选择不太稳定但更有吸引力的职业 确信孩子末被累及 有更好的保险资格,负面影响 “幸存者内疚”，对其他家族成员都有病而自己无病感到内疚,化学预防,1998年乳腺癌预防I期试验共纳入133 388名女性，经过4年随访，三苯氧胺组
20、ER阳性乳腺癌的发生风险较对照组降低49，BRCA2基因突变携带者服用三苯氧胺能减少62的乳腺癌发生率，但是在BRCA1基因突变携带者中没有观察到积极的作用。 CalderonMargalit R，Paltiel O Prevention of breas t cancer in women who carry BRCA1 an d BRCA2 mutationsa critical review of the literatureInt J Cancer，2004，ll2(3)：357-364 BRCA1 carriers tend to develop ER - tumors，tamoxi
21、fen had about a 40% reduction in their risk of contralateral breast cancer. Metcalfe KA, Lynch HT, Ghadirian P, et al. The risk of ovarian cancer after breast cancer in BRCA1 and BRCA2 carriers. Gynecol Oncol. 2005; 96:222-226. no data on the role of aromatase inhibitors in mutation carriers.,手术预防,4
22、83名BRCA基因突变携带者随访64年，发现预防性双侧乳腺切除能使乳腺癌的发生风险降低90。 乳腺切除后仍有5 10 的乳腺组织残留在皮下脂肪间隙中，因此只有保留薄层皮瓣的全乳腺切除才能提供最大程度的预防作用。 Rebbeck TR，Friebel T，Lynch HT，et a1Bilateral prophylactic mastectomy reduces breast cancer risk in BRCAl and BRCA2 mutation carriers：The PROSE Study GroupClin Oncol，2004，22(6)：lO55-1O62,保乳术的风险,比
23、较BRCA相关乳腺癌与散发性乳腺癌保乳术后发现，BRCA组同侧复发和对侧乳腺癌的发生率均明显增加。 Robson MIs breast conservation a reasonable option for women with BRCA associated breast cancer?Nat Clin Pract Oncol，2007，4(1)：10-11。 双侧卵巢切除能使BRCA相关乳腺癌术后对侧乳腺癌的发生风险降低，小于50岁者获益更明显。因此对于不愿意接受双侧乳腺切除的患者，可以考虑预防性双侧卵巢切除。 Metcalfe K，Lynch HT，Ghadirian P，et a1C
24、ontralateral breast caneer in BRCAl and BRCA2 mutation carriersJ Clin Oncol，2004，22(12)：23282335,BRCA相关乳腺癌引发的问题,年轻女性，尤其需要保乳，但她们预后不良类型多，中国女性年轻病人多，如何决定？ 基因突变者双侧乳腺癌发生率高，保乳手术？ BRCA突变对治疗的影响有多大？,BRCA1,定位于17q21，以染色体显性方式遗传，外显率在乳腺癌为6080，卵巢癌也可达1540。 家族性乳腺癌中BRCA1基因突变率为2030；45岁的家族性乳腺癌患者中，突变率可达70；35岁的散发性病例中，突变率为
25、10；在整个乳腺癌人群中，估计为3左右。,BRCA1相关乳腺癌,髓样癌较多见而浸润性小叶癌和导管癌较少在BRCA2相关乳腺癌中未发现这种相关性 总生存期较短，有认为主要是淋巴结阴性，术后辅助化疗的概率减少。 Gofin JR，et a1Impact of germline BRCA1 mutations and overexpression of p53 on prognosis and response to treatment following breast carcinoma：10 year follow-up dataCancer，2003，97(3)：527536 免疫表型特征为E
26、R、PR、HER2均阴性,BRCA2,定位于13q12，乳腺癌和卵巢癌高危家族中，有1020的成员具有BRCA2基因突变；小于32岁的乳腺癌患者中，仅有27的突变率。 BRCA2基因突变与家族性乳腺癌中14的男性乳腺癌有关，提示该基因突变可能是男性乳腺癌的高危因素,Breast cancers in BRCA2 carriers are frequently ER positive and are not significantly different in appearance from sporadic disease. breast cancers in BRCA1 carriers a
27、re more frequently ER negative, have more aggressive appearing histology, and commonly have a basaloid phenotype. Foulkes WD, Stefansson IM, Chappuis PO, et al. Germline BRCA1 Mutations and a Basal Epithelial Phenotype in Breast Cancer. J Natl Cancer Inst. 2003;95:1482-1485.,Despite the more aggress
28、ive phenotype of these cancers, it is not yet apparent if BRCA1 status is an independent adverse prognostic feature. Given the relative paucity of data, at present BRCA status should not impact systemic treatment decisions. 35岁， BRCA1/2突变，保乳相对禁忌证。NCCN, 08V2,分子病理诊断的局限性,在现阶段甚至在将来，并不能取代目前所用的实验诊断方法。 绝大多
29、数肿瘤不具遗传性，绝大多数肿瘤中尚未发现肿瘤特异的基因突变。 与肿瘤相关的癌基因或抑癌基因的变异是后天获得的，基因组改变常常只局限于肿瘤细胞基因组，其它组织细胞甚至癌旁组织细胞基因组DNA没有相应的变异，只能取肿瘤组织细胞而不能取外周血或其它组织细胞进行基因检测。 费用昂贵、操作复杂，检验误差。,分子病理诊断的局限性,基因分型用于乳腺癌个体化治疗还不够成熟 约10的乳腺癌不能分型 已发表的几篇论文或多或少有缺陷 基因分型的重复性比较差，各种基因分型试剂盒对某些肿瘤的分型会出现分歧，哪一种应该作为标准没有定论。 蛋白质水平上的检测，价值和可靠性同样需要更多研究结果的支持。,正在进行的国际多中心前瞻性随机研究MINDACT（Microarrays in Node-negative Disease May Avoid Chemotherapy (MINDACT) clinical trial）比较基因表达谱-70与经典临床病理因素在早期乳腺癌的应用价值，有可能在这一方面产生积极的结果。,