乳腺癌是常见的女性恶性肿瘤之一,严重影响女性的生命健康,发病率逐年上升。化学疗法是乳腺癌综合治疗的重要组成部份。目前对于乳腺癌的化疗多是依据乳腺癌的临床分期和病理类型选择相应的化疗方案,由于肿瘤的异质性且其对化疗药物存在不敏感,使治疗存在一定盲目性。化疗药物本身就有细胞毒性,在化疗过程中就可能出现癌肿未得到控制,反而出现不良反应,给病人带来不必要的痛苦,影响生活质量,甚至肿瘤预后。因此有必要寻找一些能对乳腺癌化疗疗效能起到预测作用的指标,以期指导临床化疗药物的选择及化疗方案的运用,从而提高化疗疗效。随着分子生物学的飞速发展,人们已经认识到在乳腺癌中的基因表达与肿瘤的发生、发展、转移、预后密切相关,且与肿瘤的化疗疗效也有一定联系。
一、癌基因c-erbB-2
癌基因是生物体内能引起细胞恶性转化的核酸序列。与乳腺癌相关的癌基因有c-erbB-2、ras、c-myc等。目前研究癌基因的表达和乳腺癌化疗疗效及预后的关系研究较多是c-erbB-2癌基因。c-erbB-2癌基因最初是在由乙基亚硝脲引起的大鼠神经母细胞瘤细胞株中发现的,又称HER-2或 neu。c-erbB-2癌基因位于17号染色体q21区带上,与EGFR基因具有同源性,编码具有酪氨酸激酶活性的细胞膜糖蛋白(分子量185000)。c-erbB-2的结构改变导致过度表达,产生大量的生长因子或生长因子受体,从而增强有丝分裂,对细胞生长、增殖和分化进行调控。Herceptin(商品名赫赛汀)主要成分为Trastuzumab,是针对Her-2受体的高纯度重组DNA衍生的人源化单克隆抗体。Pegram等[1]用荧光原位杂交检测乳腺癌中HER-2基因的扩增,发现HER-2基因扩增组对多西紫杉醇、烯丙氧心安、顺铂或卡铂化疗的总反应率高,平均进展时间长,认为多西紫杉醇、烯丙氧心安、铂盐联用对HER-2过表达的晚期乳腺癌是可行的化疗方案。Campiglio等[2]研究了220例肿瘤大于2.5cm的乳腺癌,均接受了3个疗程阿霉素化疗,发现HER-2(+)患者较之HER-2(-)患者对阿霉素更具反应性,认为HER-2表达可作为预测体内试验中对阿霉素反应性的指标。Dileo 等[3]研究430例早期乳腺癌,分别接受EPI、CTX或CMF方案化疗,发现对与HER-2扩增的病例以蒽环类为基础的化疗较CMF有效,认为HER-2对接受以蒽环类为基础的辅助化疗的乳腺癌有预测作用,机制可能与TopoⅡα基因的扩增有关。Gregory等[4]的研究中发现c-erbB-2阳性的患者显示出对氨甲喋呤、米托蒽醌化疗和三苯氧胺内分泌治疗无反应性;Nieto等[5]的研究结果也指出c-erbB-2的过度表达是接受大剂量环磷酰胺、顺铂、卡氮介方案化疗的高危险性早期乳腺癌的无复发生存期和总生存期的阴性预测指标。Lee等[6]研究发现体外试验中Herceptin能增强紫杉醇诱导的凋亡和细胞毒性,抑制异种移植的肿瘤生长;Herceptin对于ErbB-2过表达的细胞株能抑制ErbB-2介导的Cdc-Tyr-15磷酸化和p21CIP1上调,认为Herceptin能使ErbB-2过表达的乳腺癌对于紫杉醇诱导的细胞死亡更敏感。罗荣成等[7]研究60例Her-2/neu过表达的转移性乳腺癌,22例用Herceptin+泰素,38例用泰素+阿霉素,Herceptin+泰素组的有效率为68.2%,明显高于泰素+阿霉素组的44.7%;Her-2/neu(++)有6例,CR+PR占50%,Her-2/neu(+++)有16例CR+PR为75%;认为Herceptin联合泰素能提高转移性乳腺癌的疗效,近期缓解率与Her-2/neu表达状况相关。上述资料显示c-erbB-2基因的表达状态作为乳腺癌化疗疗效的预测指标还是具有较大的前景。
二、抑癌基因P53、P21
P53定位于人的17P13.1染色体上,编码产生分子量为53000的磷酸核蛋白。P53是细胞生长重要的负调节因子,与细胞周期的控制、DNA修复和合成、细胞分化、基因组的可塑性及细胞程序性死亡有关。化疗药物作用多为干扰DNA合成,直接破坏DNA或以其他方法干扰抑制细胞分裂。野生型P53能在化疗药物损伤细胞DNA的情况下,诱导细胞生长停止于G1期,或诱导细胞程序性死亡。P21基因编码一个富含精氨酸的164个氨基酸的蛋白质。P21蛋白是P53作用的靶蛋白,它通过与CDK2结合并抑制活性,使细胞停滞于G1期。P53/P21基因的突变均失去对细胞周期中G1/S过渡点的控制。Kandioler-Eckersberger等[8]研究显示TP53突变和P53蛋白的过量表达与乳腺癌对FEC方案、紫杉醇化疗的反应有关,对FEC方案的反应依赖于正常p53的功能,而p53功能丧失的病例能从紫杉醇化疗中获得更大的益处。Domagala等[9]的研究提示P21―/P53+的表现型的5年生存率为58%,P21+/P53―的5年生存率为83%,认为P21/P53表现型与对CMF方案辅助化疗的反应有关。Rahko等[10]研究了254例早期乳腺癌,发现p53表达与更短的总生存期、无病生存期有关,p53阳性病例对于以蒽环类为基础的化疗反应性差,认为p53表达对蒽环类药物的抵抗有预测作用。与上述研究结果相反的是,Nieto等[5]认为P53突变对接受大剂量环磷酰胺、顺铂、卡氮介方案化疗的高危早期乳腺癌的无复发生存期和总生存期缺乏预测价值。Sjostrom等[11]研究表明P53的状态与对氨甲喋呤、5-氟脲嘧啶、多西紫杉醇的化疗反应无关联。对于P21基因的表达,Thor等[12]研究表明P21阴性的淋巴结阴性的乳腺癌患者有更长无瘤生存期,原因可能是P21表达缺失加强了肿瘤细胞对化疗的敏感性。虽然抑癌基因表达与乳腺癌化疗疗效预测方面还存在争论,但做进一步的研究还是很有意义的。
三、细胞凋亡基因
化疗药物抗肿瘤治疗的主要机制之一是诱导肿瘤细胞凋亡,因此调控细胞凋亡的基因的表达状态,可以作为预测乳腺癌化疗疗效的指标。调控细胞凋亡的基因包括P53,bcl-2,P16,c-myc,Rb等。目前研究较多的是P53和bcl-2。P53基因作为抑癌基因有促进凋亡的作用,它作为化疗疗效的指标已在上文有较为详尽的描述。bcl-2基因家族又分为两类,一类是细胞凋亡抑制基因,包括bcl-2,bcl-xl;另一类为细胞凋亡促进基因,如bax,bak,bcl-xs,bad等。bcl-2基因过度表达和P53的突变可抑制凋亡,从而使肿瘤细胞呈现多药耐药表型,测定肿瘤细胞的凋亡潜能及控制细胞凋亡的各种基因表达可以预测患者对不同治疗的敏感性或抵抗性。Buchholz等[13]对24例乳腺癌接受多西紫杉醇、顺铂化疗的病例,在化疗前、化疗后24h、48h分别行核心穿刺,检测Bcl-2表达,发现9例Bcl-2表达下调的病例有3例病理上完全反应,15例Bcl-2表达水平无变化却未发现病理上完全反应的病例。Bonetti等[14]研究发现55例接受CMF、FEC方案化疗的乳腺癌中有17例有效(5例完全缓解、12例部分缓解),其中bcl-2(-)的为14例,bcl-2(+)仅有3例;认为bcl-2的表达与乳腺癌患者对化疗抵抗有关;在另一项研究中也表明bcl-2在乳腺癌的表达与对细胞毒性药物的抵抗有关,其表达水平与临床化疗抵抗水平相关[15]。Sjostrom等[16]所做的多因素分析肿瘤生物学指标预测173例乳腺癌对FEC方案化疗疗效的研究中,bax的表达与总生存期(os)和治疗进展时间(TTP)相关,可独立预测化疗疗效。Kymionis等[17]研究中也提出bax表达与肿瘤大小、组织学分级低、ER(+)、PR(+)、无病生存期、总生存期相关,对无淋巴结转移的乳腺癌患者CMF方案化疗反应性具有预测价值。而Sjöström等[18]研究283例蒽环类化疗失败的乳腺癌,分别接受多西紫杉醇和氨甲碟呤、5-氟脲嘧啶化疗,发现bcl-2低表达与进展期、总生存期短显著相关,但却未发现bcl-2家族与对多西紫杉醇或氨甲碟呤、5-氟脲嘧啶的化疗反应性有关。
四、多药耐药相关基因
多药耐药(multidrug resistance,MDR)是晚期乳腺癌化疗失败的主要原因之一。多药耐药相关基因的表达与乳腺癌化疗疗效有明显的关系,但目前的研究资料表明,其预测化疗疗效有效性尚存在争议。多药耐药相关基因包括MDR1,多药耐药相关蛋白(MRP),肺耐药蛋白(LRP),谷胱甘肽S-转移酶(GST),拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡα),乳腺癌耐药蛋白(BCRP)等。有研究表明乳腺癌组织有多种耐药蛋白的过度表达,mdr-1基因过度表达及编码产物p-gp介导的MDR是乳腺癌多药耐药的主要机理;临床研究表明p-gp表达与化疗效果、缓解率、生存期及估计预后有关[19]。Takamura等[20]研究45例早期乳腺癌和25例局部复发的乳腺癌,分别予以EPI、CTX(28例)和多西紫杉醇(42例)化疗,发现p-gp表达与EPI、CTX化疗抵抗明显相关,而与多西紫杉醇无关。Mechetner等[21] 在研究中也指出p-gp表达程度与紫杉醇和阿霉素的抵抗相关,但与5-Fu无关。MacGrogan等[22]选择125例乳腺癌患者,先接受3个疗程的表阿霉素、环磷酰胺、长春新碱化疗,再接受3个疗程的丝裂霉素、长春花碱、噻替派化疗,发现TopoⅡα高表达患者与化疗时肿瘤消退有关,可作为肿瘤消退的独立预测指标,认为TopoⅡα的表达与肿瘤化疗敏感性之间的关系具有重要的实际意义。Harris等[23]的研究发现在转heregulin β-2后MCF-7细胞株对阿霉素敏感,且发现TopoⅡα表达增加,推测这可能是肿瘤细胞对阿霉素敏感性增加的机制。Burger等[24]研究59例接受一线化疗药物系统化疗的早期乳腺癌,分别检测BCRP、LRP、MRP1、MRP2和MDR1的mRNA水平,发现MDR1高表达组对化疗的总反应率明显低于MDR1低表达组;在接受FEC方案化疗组BCRP、MRP1、LRP的表达与较差的无进展生存期相关;作者认为MDR1表达与一线药物化疗疗效相关,其高表达水平是预测晚期乳腺癌较差预后的指标,而BCRP、LRP、MRP1对临床预后有一定的预测价值。Arnal等[25]则认为mdr1基因过度表达不是乳腺癌的特征,而是发生在正常细胞和肿瘤细胞中的一个普遍现象,这也能解释mdr1的表达与乳腺癌的临床预后缺乏关联。上述MDR相关基因在乳腺癌化疗疗效预测方面的研究结果存在差异,可能与肿瘤耐药机制较为复杂相关,也可能与MDR相关基因与其他基因的相互作用及肿瘤类型相关。因此MDR相关基因表达在预测化疗疗效方面的价值还有待肿瘤分子生物学的发展,从而作进一步的深入研究。
关于乳腺癌基因表达和化疗疗效预测方面的关系,上述众多的研究仍有较多的争议。目前为止还没有一种特异性和敏感性都满意的基因表达用于化疗疗效的预测,因此联合检测多种基因的表达及相关的肿瘤生物学指标,在乳腺癌的化疗疗效预测方面是很有意义的。随着肿瘤分子生物学研究的不断深入,必定会发现一些敏感性、特异性俱佳的表达基因用于乳腺癌化疗疗效的预测,从而指导临床化疗方案及药物的选择,增强化疗的目的性,实施有针对性个体化化疗。
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