精准诊疗基因检测在乳腺癌中的应用

简介

历经几十年的发展，我国乳腺癌的治疗在解剖分期基础之上，引入并整合乳腺癌相关的生物学信息体系，进行更加准确地分类与分型，从而形成预后分期体系。基因技术、高通量测序的发展及此后多基因表达图谱的兴起，进一步推动了早期高风险患者筛查及预后风险评估系统的建立，使乳腺癌逐渐进入了精准医疗的大时代。

筛查遗传性乳腺癌患者

研究表明，5%~10%的乳腺癌患者具有明确的遗传基因突变，称之为遗传性乳腺癌（HBC），其中BRCA1/2基因突变占15%，其他主要易感基因有TP53、CDH1、LKB1、PTEN、CHEK2、ATM和PALB2等。基因检测通过识别高遗传风险，帮助临床医生制定个体化干预措施，从而预防或改变疾病的发生和发展。随着高通量测序技术（NGS）的兴起，BRCA1/2基因诊断方法得到进一步发展。NGS能够实现高通量、快速、准确的检测，且成本较一代测序显著降低。多重PCR技术可准确完成基因信号扩增，与二代测序技术相结合，为BRCA1/2基因检测提供更加高精准度、快速简易的检测方法。

01BRCA基因突变

BRCA1和BRCA2均属肿瘤抑制基因，分别于年与年被发现。其编码的蛋白作用于多种细胞生命活动过程：DNA损伤修复、基因转录调控和细胞周期调节等。研究显示，携带BRCA1/2基因突变的女性乳腺癌发病风险提高了10~20倍。中国人群数据显示，BRCA1基因突变携带者79岁前乳腺癌发生风险为37.9%，BRCA2基因突变携带者为36.5%1。目前，国内外指南包括NCCN、ESMO、ASBS、英国国家卫生与临床优化研究所、中国乳腺癌患者BRCA1/2基因检测与临床专家共识均推荐对确诊时年龄较小的乳腺癌患者、有高风险家族史及TNBC患者行BRCA基因检测（详见图1A和图1B）。

图1A.年中国乳腺癌患者BRCA1/2基因检测与临床应用专家共识推进行BRCA检测的患者类型

图1B.ESMO推荐对于BRCA突变携带者及其他乳腺卵巢遗传性癌症的预防及筛查

02TP53突变

除BRCA基因，肿瘤蛋白基因TP53（抑癌基因）突变也会影响乳腺癌的发生。TP53胚系突变是遗传性乳腺癌综合征的罕见病因，基因携带者在儿童期或成年早期发生包括乳腺癌在内的多种原发恶性肿瘤的风险增加。女性突变基因携带者在60岁前发生乳腺癌的风险接近50%，且平均发病年龄小于35岁，32%的患者于30岁前确诊。因此，对于病史提示具有乳腺癌遗传易感性的患者，应行TP53胚系检测，以尽早干预。

复发风险评估

传统临床病理指标往往不够标准化，重复性差，不能准确地评估患者个体化的复发风险。不同医师对其表达水平会有不同的判断，从而导致部分患者过度治疗或治疗不够。芯片技术的出现和人类基因组的测定使医学工作者对乳腺癌的生物学特征和预后方面有了新的认识。越来越多的研究证实基因检测能提供更个体化更准确的预后信息。

01基于基因的分子分型

自Perou和Sorlie的研究确定了一组“内在基因”，乳腺癌即被分为在基因特征、发病年龄、临床特征、恶性程度、治疗敏感性及预后等各方面均存在差异的4种分子亚型：LuminalA、LuminalB、HER2过表型和基底样型，以判断乳腺癌患者的预后，指导治疗7。研究显示，LuminalA型和LuminalB型对内分泌治疗敏感度较高，接受治疗后无病生存率较高。而HER2过表型与基底样型则恶性程度较高，复发转移较早且预后较差8。

02多基因检测

随着对乳腺癌分子生物学特性的深入研究，基于多基因表达谱构建的乳腺癌预后风险评估系统成为临床研究热点之一。目前，已有多个方法通过检测乳腺癌组织基因mRNA表达水平以评估患者个体化的复发风险，如：MammaPrint70-基因，OncotypeDX21-基因，BCI,PAM50,EndoPredict等（表1）。

表1检测多基因表达评估乳腺癌术后复发风险的方法

其中OncotypeDX21-基因检测已经成为NCCN指南唯一推荐使用的基因检测项目。OncotypeDX21-基因检测针对部分ER阳性、HER2阴性的早期乳腺癌患者，通过定量检测其肿瘤组织中一组特异性基因的表达水平，进而根据公式计算出复发评分以评估肿瘤患者的复发风险。这21个基因包括16个肿瘤相关基因及5个参考基因（图2），淋巴结阴性或阳性的患者的复发风险评分标准及相对应的治疗影响不同（表2）。

图2.21基因检测的组成基因及复发风险评分算法

检测

复发风险评分

治疗影响

21基因检测（淋巴结阴性患者）

＜26

在前瞻性TAILORx研究中，T1b/c和T2、hr阳性、her2阴性和淋巴结阴性肿瘤患者，风险评分(RS)在0-10之间的远处复发风险4%，RS为11-25的患者，在内分泌治疗中加入化疗未显示有获益。在≤50岁，RS为16-25的患者中，与内分泌单药治疗相比，联合化疗与较低的复发率相关。应考虑在本组内分泌治疗中加入化疗。

26-30

对于T1和T2、HR阳性、HER2阴性和淋巴结阴性以及RS为26-30的患者，尚未进行关于是否应在内分泌治疗中加入化疗的前瞻性研究。临床医生在决定是否将化疗加入内分泌治疗时，应考虑额外的临床和病理因素。

≥31

对于T1b/c、T2、HR阳性、HER2阴性、pN0肿瘤，RS≥31的患者，建议在内分泌治疗的基础上增加化疗。

21基因检测（淋巴结阳性患者）

低风险(＜18）

RS风险评分对于接受内分泌单药治疗的hr阳性、淋巴结阳性乳腺癌患者具有预后作用。一项对HR阳性、HER2阴性、淋巴结阳性肿瘤患者的前瞻性登记的二次分析表明，接受内分泌单药治疗RS18的患者5年远处复发的风险为2.7%。在西德B计划研究中，名HR阳性、HER2阴性、淋巴结阳性肿瘤且RS11的女性在接受内分泌单药治疗时，5年无病生存期为94.4%。对于HR阳性、HER2阴性、淋巴结阳性的肿瘤患者，临床医生应该意识21基因检测对于预后(复发风险)和化疗获益的预测价值，然而最佳的RS截止值(11vs18)仍然未知。

中（18-30）高风险（≥31）

SWOG试验（入组人数为激素受体阳性、淋巴结阳性乳腺癌女性患者）的二次分析表明，高RS(≥31)可预测化疗获益。对于激素受体阳性、1-3个淋巴结阳性且RS≥18的患者，由于远处复发的风险较高，除内分泌治疗外，外应考虑辅助化疗。

表2.NCCN指南中21基因检测的复发风险分级及相应的治疗影响

MammaPrint是首个经美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于临床的多基因检测系统，该系统由荷兰癌症研究院于年开发。其运用ctDNA微阵列技术检测肿瘤冰冻组织(后扩展到FFPE样本)中基因mRNA表达水平，通过系统聚类统计方法，筛选出与预后最相关的70个基因，组成MammaPrint检测系统。根据基因表达与临床结果的相关性，将患者分为预后高复发风险组(10年复发风险49.4%)及低复发风险组(10年复发风险14.8%)10。

目前，这两种基因检测方法均已得到比较普遍的临床应用。其中，21基因的主要优点在于：采用RS分级区分复发风险，对于是否应该选择辅助化疗具有相当大的指导意义。而目前临床研究结果仅证实MammaPrint70对短期复发的预测价值，根据NCCN指南建议，MammaPrint70的预测能力依然未明。而21基因对于淋巴结阴性的乳腺癌患者具有明确的预测预后能力。

此外，PAM50复发风险评分是用Prosigna进行的一种50个基因的测试11，通过对近个检验样本进行微阵和定量逆转录PCR所得数据开发而来。PAM50的结果可用于计算复发风险评分（ROR），由此能将ER阳性患者分为高危、中危和低危亚组。这一评分系统在ATAC研究中得到验证，分析显示ROR评分与绝经后患者10年远处复发风险具有连续相关性12。基于基因的靶向治疗选择

随着基因技术的发展，目前认知到的风险基因数量众多，然而真正能够在治疗中发挥效果、指导用药、成为“靶点”的基因数量并不多。目前用于治疗乳腺癌靶向治疗的重要靶点包括：HER2、EGFR、VEGF、BRCA、mTOR等。

人类表皮生长因子受体2（HER-2）：属于受体酪氨酸激酶家族的一员，20%~30%的乳腺癌患者存在HER-2基因过表达，与较差的生物学特征及不良预后相关。针对HER-2的靶向药物是近年来乳腺癌靶向治疗最具临床意义的药物。其常用药物包括曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、拉帕替尼、T-DM1、来那替尼等16。

血管内皮生长因子(VEGF)：VEGF是血管生成的关键因素，其相关药物贝伐珠单抗曾被批准用于乳腺癌患者的治疗，但由于其严重不良反应发生率高而被FDA撤销乳腺癌适应症20。

人表皮生长因子受体(EGFR)：属于具有受体功能的酪氨酸蛋白激酶(RPTK)家族亚型，与肿瘤的增殖、侵袭、血管生成密切相关。常用药物包括西妥昔单抗、厄洛替尼和吉非替尼。这些药物在乳腺癌的治疗中有的取得了一定效果,但是没有突破性进展,显示EFGR可作为乳腺癌治疗的一个靶点，特别是三阴性乳腺癌，但未来仍需要更多研究探索17。

哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）：磷脂酰肌醇3-激酶/AKT/哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(Phosphoinositide3-kinase/AKT/mammaliantargetofrapamycin,PI3K/Akt/mTOR)信号通路在乳腺癌中异常活跃。它与肿瘤转移、内分泌治疗和化疗的抵抗以及预后不良相关。曲妥珠单抗耐药与磷酸肌醇3激酶(PI3K)的激活有关。mTOR抑制剂与曲妥珠单抗联合治疗HER-2阳性的转移性乳腺癌(MBC)能使患者获得临床获益，同时逆转曲妥珠单抗耐药18。

BRCA1/2突变：三阴性乳腺癌(TNBC)存在DNA损伤修复异常。多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(PARP-1)是细胞增殖和DNA修复的重要酶，在同源重组修复途径缺陷的肿瘤细胞中发挥重要作用。BRCA1/2基因能维持DNA完整性和基因组稳定性,基因突变后，细胞只能依赖PARP修复损伤的DNA。抑制PARP使癌细胞无法修复DNA而死亡是PARP抑制剂用于治疗BRCA1/2突变TNBC的原理。主要的PARP抑制剂有奥拉帕利和他唑帕利19。

总结

随着现代医学对基因序列分析、基因组学和基因表达研究的进一步深入，基因检测已为乳腺癌精准化治疗的临床决策提供了重要的引导，使患者获得更适合的个体化治疗方案，避免过度治疗，并显著提高医生及患者的治疗信心。目前二代测序的成本已经有很大幅度的降低，在基因筛查方面必将得到更广泛的普及，但是针对基因突变的靶向治疗仍存在价格昂贵、耐药等较多问题，需要未来进一步探索解决。

参考文献

[1]中国乳腺癌患者BRCA1/2基因检测与临床应用专家共识

[2]MagnoniF，AccardoG，RossiE，EtAl.AnnTranslMed，，7（1s）：S34.

[3]RebbeckTR,MitraN,WanF,EtAl.Jama,,(13):-.

[4]YAOL,SUNJ,ZHANGJ,etal.BreastCancerResTreat,,(3):-.

[5]HisadaM,GarberJE,FungCY,etal.JNatlCancerInst,,90(8):-.

[6]MasciariS,DillonDA,RathM,etal.BreastCancerResTreat,,(3):-.

[7]GangLi，JingHu，GuohongHu.TranslationalResearchinBreastCancer，AdvancesinExperimentalMedicineandBiology.

[8]胡欣，王昆华，包维民.癌症进展杂志,7(2).

[9]PaikS,ShakS,TangG,etal.NEnglJMed,,(27):-.

[10]vantVeerLJ,DaiH,vandeVijverMJ,etal.Nature,,():-.

[11]MookS,SchmidtMK,VialeG,etal.BreastCancerResTreat,,(2):-.

[12]ParkerJS,MullinsM,CheangMC,etal.JClinOncol,,27(8):0-7.

[13]DowsettM,SestakI,Lopez-KnowlesE,etal.CJClinOncol,,31(22):-.

[14]TuttA,EllisP,KilburnL,etal.TheTNTtrial:ArandomizedphaseⅢtrialofcarboplatin(C)