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关于乳腺癌瘤内异质性的研究进展

2020-09-04 403 上传者：管理员

摘要：肿瘤瘤内异质性是恶性肿瘤的主要标志之一,已是恶性肿瘤诊断、治疗和预后领域的研究热点。本文主要对乳腺癌瘤内异质性的相关研究进展包括组织病理学异质性、生物标记物异质性、循环肿瘤细胞、遗传异质性以及非遗传异质性及其相关临床意义作一综述,希望对克服乳腺癌的瘤内异质性提供依据。

关键词：
乳腺癌
异质性
恶性肿瘤
瘤内
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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一。在中国,每年预计新发乳腺癌患者28万例左右,成为影响女性身心健康的重要疾病之一[1]。肿瘤异质性是恶性肿瘤的主要标志之一,随着30年前雌激素受体在乳腺癌的发现,乳腺癌的肿瘤异质性逐渐得到确立[2]。乳腺癌的肿瘤异质性的定义主要根据肿瘤细胞群体存在的特征,包括致癌性、分子亚型、组织形态学特征、特异的转移模式和对不同的治疗产生不同的反应等[3,4,5]。乳腺癌的瘤内异质性已是乳腺癌诊断、治疗和预后的研究热点,本文主要对乳腺癌瘤内异质性的相关研究进展作一综述。

1、组织病理学异质性

肿瘤内形态学的异质性可以理解为不同肿瘤区域的空间异质性或者随着时间推移出现肿瘤进展的时间异质性[6]。空间的异质性在手术后肿瘤内的病理检测结果可以获得,但也可以在原发肿瘤以及同期转移的淋巴结中进行检测,甚至在同期远处转移的不同转移部位亦可能出现。具有混合形态的乳腺癌常常包括两种形态学不同的成分,比如浸润性导管癌和黏液腺癌,而其他混合形态的乳腺癌往往特征更为模糊,比如混合小叶癌成分的浸润性导管癌,或者包含具有显著形态学差异的病灶,比如具有浸润性导管癌混合局灶性鳞癌、基底样或梭形细胞分化的特征。我们之前的研究亦发现大约27.3%的浸润性乳腺癌患者混合导管内癌成分,而含有导管内癌成分的患者更年轻、肿瘤更小、高-中分化以及人表皮生长因子受体-2(human epidermalgrowth factor receptor-2,HER-2)阳性[7]。时间异质性则表现为包括时间的推移肿瘤的发生与发展以及对于治疗反应的改变[8,9],发展到异时转移性疾病[10,11]以及从导管内癌进展为浸润性乳腺癌[12,13]。

尽管目前的乳腺癌治疗主要参照原发肿瘤的组织学类型、免疫组化的结果以及分子特征,但是治疗的疗效可能受到形态学的改变以及转移灶中免疫组化特征的改变所影响[1,12]。荟萃分析的结果发现对于原发灶ER、孕激素受体(progesterone receptor,PR)和HER-2阳性的患者,转移灶变异为阴性的概率分别为22.5%、49.4%和21.3%;而原发灶ER、PR和HER-2阴性的患者,转移灶变异为阳性的概率分别为21.5%、15.9%和9.5%。此外,ER出现变异的患者主要集中于脑转移以及骨转移,而PR变异主要在骨转移和肝转移的患者[14]。此外,对于原发灶与转移灶的ER结果不一致性的患者中,死亡风险会显著增加[15]。对于原发灶与转移灶的生物标记物存在差异表达可能需要归因于原发治疗所带来的改变[16]。然而,对于没有治疗干预的情况下,生物标记物的表达亦可能存在变异[17,18]。在基因组异质性[19]、单核苷酸多态性以及拷贝数变异以及染色体重排或者插入/缺失均可能存在较大的变异[8,9,10]。因此目前对上述多种基因组异常后导致的治疗改变是否会影响患者的生存结局仍证据不足,因此,目前临床上仍只推荐对于临床怀疑出现远处转移的患者进行重新活检以及检测ER、PR和HER-2的表达以指导后续的治疗[11]。

2、生物标记物异质性

对于活检组织较小的肿瘤中,生物标记物可能会存在较大的变异由此导致结果不一致。对于同一患者的肿瘤组织中ER/PR的表达可能存在变异。ER与PR的表达在肿瘤组织中的比例可以从1%到100%不等,而且其表达与患者对内分泌治疗的反应具有显著的相关性[20,21]。然而,对于表达水平极低的患者(1%肿瘤细胞)亦可能对内分泌治疗具有反应,这亦是美国临床肿瘤学会和美国病理学家协会指南中推荐以1%阳性来判断患者ER/PR的表达为阳性[22]。然而,这种分类法并没有考虑肿瘤内的异质性,因为它并没有进一步在ER阳性的肿瘤患者中根据不同的ER分布来评估其内分泌治疗的价值[13]。

免疫组化HER-2高表达或者荧光原位杂交技术检测高扩增的患者亦可能存在高度的异质性[12,13,23,24],而且其显著影响患者的生存[25]。免疫组化检测HER-2的结果可能存在1%～50%的异质性[23,24,26],采用基因扩增技术的异质性为5%～30%[27]。通过免疫组化检测,>30%的浸润癌细胞呈现强且完整的细胞膜棕褐着色则判断为阳性(3+),而对于>10%的浸润癌细胞呈现弱-中等强度、完整但不均匀的细胞膜棕黄着色或<30%的浸润癌细胞呈现强且完整的细胞膜棕褐着色则是(2+),需要进一步的荧光原位杂交技术检测加以确定[28]。已在一些患者中发现HER-2蛋白高表达,而基因扩增为阴性,基因显著扩增而HER-2蛋白无高表达,或者存在着显着的肿瘤内异质性。尽管美国临床肿瘤学会和美国病理学家协会指南中承认存在异质性扩增的可能并且推荐由另外一个中心来出具报告,但是确定在一个中心确定基因是否增殖是足够的[13]。

其他具有异质性表达的标记物包括EGFR[29]、p53[12,29],c-myc[30],Ki-67[12,29,31]以及PCNA[32]的肿瘤增殖标记物。Ki-67是一个非组蛋白核蛋白,其在除G0期的所有细胞周期中均有表达。研究已经发现Ki-67可以作为ER阳性或者ER阴性的乳腺癌患者的预后及预测指标[33,34,35]。然而,Ki-67的表达水平在肿瘤周边可能会异常高,而整个肿瘤表现为热点的形式[36]。此外,在乳腺癌的各种组织学类型以及分化中亦会出现Ki-67表达的瘤内异质性[31]。目前对于Ki-67的表达有几种评分方式,包括单独评估热点、计算包括热点在内的平均评分,甚至避免两者结合[36]。与原发灶相比,转移淋巴结的Ki-67表达则分布较为均匀。此外,转移性肿瘤细胞的高度增殖与原发肿瘤热点中的Ki-67表达的水平具有显著的相关性。这可能反映了时间异质性中原发肿瘤的生长通过克隆获得具有转移倾向的能力[37]。

目前对于瘤内异质性是否代表了一个真正的生物现象或是由于不良的结合和/或加工导致的人造产物[12]。尽管如此,目前在临床上仍需要广泛的取样以及在免疫组化过程中有足够的阴性和阳性对照来得出更为准确结果。

3、循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)

循环肿瘤细胞指的是癌细胞从原发肿瘤中脱落并进而在肿瘤的进展过程中可以在外周血中检测得到的各类肿瘤细胞的统称,其可以实时监控肿瘤动态、评估治疗效果[38]。研究已经发现在转移性乳腺癌中26%的患者存在CTCs[39]。研究已经证实CTC计数是影响生存、治疗抵抗以及早期复发的危险因素[40]。然而,CTC“液态活检”的实际应用受到CTCs的分子和功能异质性的限制[41,42,43],包括蛋白质(HER-2、ER、Ki-67)和基因水平(PIK3CA)的变异性[11,44,45,46,47,48,49,50]以及上皮细胞-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)[51,52]。在EMT过程中,主要是在发生淋巴脉管侵袭以及转移之前肿瘤细胞失去了上皮细胞的特性,比如细胞极性、细胞间黏附和表达上皮标志物,以及获得包括运动性和侵袭性的间充质特性[51,52]。在CTCs中出现EMT提示预后较差[53]。在传统组织活检和CTCs中HER-2表达存在不一致的情况[54,55,56,57],目前已有临床实验正在进行关于转移性乳腺癌中基于CTCs的状态对于治疗选择的评估[58,59]。CTCs的异质性目前认为是产生内分泌治疗抵抗的其中一个机制[6]。尽管如此,由于临床证据不足,美国临床肿瘤学会指南中并没有建议在监测治疗反应的过程中仅根据CTCs的计数变化来改变治疗方案[11]。

4、遗传异质性

乳腺癌的高度瘤内异质性与染色体和基因组的改变相关[60,61,62,63],这可能影响许多生理过程和功能,例如信号通路、抗肿瘤免疫、细胞衰老、细胞迁移和转移、血管生成、对治疗的反应以及代谢途径[64]。不同的细胞克隆既可以在肿瘤的不同区域分离,也可以在同一区域内散射和混合[65]。在一个对100个肿瘤进行的研究中发现超过40个肿瘤基因的驱动突变,提示肿瘤的遗传异质性的具有高度的复杂性,这些基因包括AKT2、ARID1B、CASP8、CDKN1B、MAP3K1、MAP3K13、NCOR1、SMARCD1、TBX3以及73种突变基因的组合[62]。肿瘤遗传异质性可以通过大量的细胞测序和单细胞或单分子测序来确定其特征[66]。大量细胞测序不能确定分子变化的细胞起源,肿瘤内的位置变化或异质性的程度,而单细胞测序不能提供剩余细胞群的信息,因此限制了它们在临床应用[13]。一项尸检研究对比乳腺癌多发转移患者中的分子改变并记录了肿瘤对靶向治疗反应的分子进化和克隆选择,并强调了在转移性疾病的复杂分子异质性对靶向治疗所面临的挑战[67]。

5、非遗传异质性

表观遗传异质性定义为通过对基因的修饰来调控基因的表达而DNA的序列不发生[13,68,69]。在乳腺癌中,通过组蛋白修饰或者影响包括p16INK4A[70]、RASSFIA[71]以及ER/PR/HER-2[72]的DNA甲基化可导致表观遗传沉默。由于细胞内生物化学过程的随机变化,也可能引起细胞的瞬时表型变异,这可能导致染色质状态或mRNA的变化以及对治疗敏感性的变化[73]。目前对于非遗传异质性的临床意义仍需要更多的研究加以确定。

6、总结

尽管我们对肿瘤异质性的复杂表型以及遗传方面的理解已经有很大的进步,但是目前在临床实践中仍难以把相关的方面整合进入乳腺癌的诊断、治疗策略的选择以及预后的判断[13]。目前乳腺癌患者的治疗策略仍主要参考原发肿瘤的ER、PR以及HER-2的表达情况,而对于远处转移部位并不是总能够获得二次活检以及进行生物标记物的检查。由于在肿瘤起始过程中“可操作”突变可能已不再是肿瘤进展的主要原因,因此确定导致疾病转移以及治疗抵抗的显性克隆是至关重要的[74,75]。未来的研究中,应通过基因测序技术来确定不同乳腺癌患者的瘤内异质性。同时,亦应对出现疾病进展的患者进行相关的检测以适当调整治疗策略[6,76,77]。克服治疗抵抗的潜在策略包括设计针对驱动突变和有害的“乘客突变”,并调整肿瘤微环境和免疫治疗的靶向药物[38]。未来需要更多的精心设计的研究来明确上述相关研究在临床的实用性。

陈坚贤.乳腺癌瘤内异质性的研究进展[J].现代肿瘤医学,2020,28(20):3627-3631.

基金:百色市科学研究与技术开发计划课题(编号:百科20183008).