BRCA基因相關(guān)散發(fā)性乳腺癌研究進展

孟榮榮 應明真 王雅杰

乳腺癌的發(fā)生是一系列因素共同作用的結(jié)果，其中重要的一部分是復雜的細胞和分子遺傳學改變。BRCA1，BRCA2基因突變賦予腫瘤易感性，由這些基因編碼的蛋白質(zhì)在相關(guān)的DNA修復過程中具有不同的功能。新近證據(jù)表明，除去遺傳性腫瘤，許多散發(fā)性腫瘤的發(fā)病與這一機制的破壞有關(guān)。就廣義而言，這類屬性可以定義為“BRCA－ness”，也就是說，這些散發(fā)性腫瘤的患者可能是BRCA1或BRCA2基因突變的攜帶者。這些共同屬性有可能對這一類腫瘤的臨床治療具有重要意義?，F(xiàn)僅將近年來有關(guān)乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene，BRCA)及與其相關(guān)乳腺癌的研究進展綜述如下。

一、散發(fā)性乳腺癌的生物多樣性

目前，我們應用基因表達微陣列分析來界定散發(fā)性乳腺癌的亞型，這一分析也許可以反映腫瘤從普通的乳腺上皮干細胞演變成腫瘤細胞的不同途徑［1］。根據(jù)數(shù)據(jù)的分析方法和激素受體的狀態(tài)，可以將散發(fā)性乳腺癌分為5個亞型。傳統(tǒng)上根據(jù)激素受體水平將乳腺癌進行亞型的分類，是因為激素受體水平代表了腫瘤對于內(nèi)分泌藥物如他莫西芬的潛在反應性。在激素受體陽性的腫瘤中，有兩種類似的腺上皮細胞:一類為正常的乳腺導管內(nèi)層細胞，一類為正常乳腺樣細胞。還有一類激素受體陰性為主的乳腺癌通常過表達表皮生長因子超家族的成員之一的ERBB2蛋白(被稱做Her－2/neu)。另外一類乳腺癌會表達高水平的肌上皮細胞型細胞角蛋白。因為肌上皮細胞存在于正常乳腺導管的外層基底細胞層中，所以這一類腫瘤也被稱為類基底樣或基底型腫瘤。

類似的基因表達分析方法，也適用于家族性BRCA基因攜帶者的乳腺癌的分類。有研究表明，基底型散發(fā)性腫瘤和家族BRCA1基因腫瘤可能有類似的病因?qū)W基礎(chǔ)。有關(guān)家族性BRCA1腫瘤的病理學研究支持并拓展這一發(fā)現(xiàn)。BRCA1基因的腫瘤通常表達基底樣，肌上皮樣細胞型細胞角蛋白(CK5/6，CK14和CK17)，而不是雌激素受體，并具有更高的有絲分裂計數(shù)［2］。此外，家族性BRCA1基因腫瘤通常顯示淋巴細胞浸潤，并可能在腫瘤邊緣出現(xiàn)擴張性生長(常見于病理描述)，而在原位癌中往往不會出現(xiàn)一致的情形。

與具有獨特表型的家族性BRCA1相關(guān)腫瘤相反，現(xiàn)有的技術(shù)很難從散發(fā)性乳腺癌中將家族性BRCA2相關(guān)腫瘤的組織病理學特征區(qū)別開來。盡管現(xiàn)有的研究很少，但這些群體中腫瘤基因表達模式的不同可以準確區(qū)分 3類腫瘤。因此，BRCA1和BRCA2基因突變攜帶者的腫瘤發(fā)展有截然不同的路徑。這些差異反映了BRCA1基因在DNA損傷反應等細胞過程中的作用，而BRCA2基因在RAD51依賴的DNA自我修復和維持基因組穩(wěn)定性中功能受到極大限制。因此，BRCA1基因突變可能會賦予基底細胞樣腫瘤特定的基因表達模式，這可能是由于BRCA1或其他維持基因組穩(wěn)定的基因功能缺失所造成的。

二、BRCA基因定位、結(jié)構(gòu)與功能

1．BRCA基因發(fā)現(xiàn)、定位及結(jié)構(gòu):乳腺癌易感基因定位于染色體17q21［3］。20世紀90年代，經(jīng)過對早發(fā)性乳腺癌家族進行連鎖分析，第1次將BRCA1基因與乳腺癌聯(lián)系起來。1995年，在研究參與遺傳性易感乳腺癌家族的其他基因時，通過對連續(xù)幾代的乳腺癌家系經(jīng)過連接分析和定位克隆發(fā)現(xiàn)了位于染色體13q12．3上的BRCA2基因。BRCA1和BRCA2基因都具有相當復雜的基因組結(jié)構(gòu)。BRCA1基因由24個外顯子構(gòu)成，BRCA2基因由27個外顯子構(gòu)成。兩者都編碼大蛋白:BRCA1基因包含1863個氨基酸和BRCA2基因包含3418個氨基酸。與此同時，在男性乳腺癌的家系中發(fā)現(xiàn)攜帶高頻率BRCA2基因突變［4］。BRCA1和BRCA2基因突變攜帶者不僅容易發(fā)展成乳腺癌和卵巢癌，而且也增加了發(fā)生輸卵管腫瘤，結(jié)腸癌，黑色素瘤，前列腺癌和胰腺癌的風險。

2．BRCA的功能:存在BRCA1/BRCA2的種系雜合子突變的婦女患乳腺癌、卵巢癌的概率明顯升高。BRCA1似乎在細胞中發(fā)揮著廣泛的作用，與調(diào)節(jié)細胞周期、DNA損傷修復、細胞生長與凋亡及轉(zhuǎn)錄等多種生物學途徑均有關(guān)系［5］。相反地，BRCA2的功能表面上被DNA重組、修復過程所限制，但是對于RAD51活性的調(diào)節(jié)尤其重要。缺少BRCA1/BRCA2的細胞在同源重組的保守機制修復DNA雙鏈斷裂上存在功能缺陷。這會導致非保守機制修復的DNA位點上存在潛在的基因突變，例如非同源末端鏈接和單鏈退火。這種基因組不穩(wěn)定性可能構(gòu)成了BRCA1/BRCA2突變引起腫瘤易感性的遺傳學基礎(chǔ)。

三、散發(fā)性乳腺癌中BRCA基因的失活

基因失活表觀遺傳機制，現(xiàn)在公認為是抑癌基因沉默中基因突變的潛在選擇。研究最多的表觀遺傳事件是發(fā)生在CpG島胞嘧啶殘基的異常甲基化。雖然一般在基因組普遍未被充分代表，這些核苷酸的島發(fā)生在一個基因組相當重要的部分，通常在那里他們未甲基化。在腫瘤中這些CpG島的重新甲基化與包裝密集的組蛋白中周圍DNA的包裝及轉(zhuǎn)錄的沉默有關(guān)。發(fā)現(xiàn)在散發(fā)性乳腺癌中的11%～14%有BRCA1啟動子的異常甲基化，而卵巢癌中發(fā)生這一現(xiàn)象的比例占到5% ～31%［6］。在多數(shù)情況下，BRCA1基因的表達是檢測不到的，說明作為甲基化的后果往往導致完全的基因表達沉默。甲基化是常與其他等位基因的損失有關(guān)－即雜合性丟失(LOH)，在BRCA1位點，這可能意味著一種情形，即一個等位基因通過缺失而丟失，另一個等位基因通過啟動子甲基化而表達缺失［6］。

BRCA1基因甲基化在正常的乳腺組織中沒有發(fā)現(xiàn)，似乎主要局限于乳腺癌和卵巢癌，在結(jié)直腸癌、口腔癌或白血病中尚未發(fā)現(xiàn)甲基化的證據(jù)，在肺癌和頸部腫瘤只是偶然發(fā)生甲基化。因此，腫瘤甲基化取向是與腫瘤發(fā)生中的BRCA1基因突變攜帶者相類似。BRCA1基因甲基化的乳腺腫瘤具有更高的病理分級，表現(xiàn)為分裂更迅速的侵襲性腫瘤，而且可能是ER陰性，與遺傳性 BRCA1基因相關(guān)乳腺癌相似的特定亞型有關(guān)聯(lián)［6］。此外，BRCA1基因甲基化的腫瘤，如家族BRCA1的患者，常表現(xiàn)為c－myc基因擴增和缺乏ERBB2的擴增。這些表型的BRCA1基因甲基化的顯示腫瘤的比例是低于家族的BRCA1基因的腫瘤。這可能反映了某種程度的不完整，可能是BRCA1基因的非特異性及表觀遺傳沉默。最后，表達微陣列提供有限的信息也表明，散發(fā)的BRCA1基因的甲基化腫瘤基因表達譜可能與家族BRCA1基因相關(guān)腫瘤非常相似。一項實驗研究顯示，復發(fā)轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者外周血BRCA1甲基化率顯著增加，但在此研究中沒有發(fā)現(xiàn)BRCA1基因的甲基化與腫瘤激素受體狀態(tài)的關(guān)聯(lián)［7］。

與BRCA1相反，在乳腺癌BRCA2基因啟動子的超甲基化與卵巢癌啟動子甲基化很少發(fā)生，沒有令人信服的證據(jù)表明在腫瘤中出現(xiàn)了表觀遺傳學沉默。BRCA2基因的失活的一個潛在的替代機制最近浮出水面，涉及一個被稱為EMSY的新基因［8］。據(jù)證實，EMSY與BRCA2基因的部分片段有相互作用－第3外顯子，這是以前被牽連至轉(zhuǎn)錄調(diào)控。EMSY還與染色質(zhì)重塑蛋白相互作用，當其過度表達時，抑制BRCA2基因的轉(zhuǎn)錄活性。通過觀察在散發(fā)性癌中EMSY在13%的散發(fā)的原發(fā)性乳腺癌中起擴增作用，在17%的高級別的散發(fā)性卵巢癌中擴增。在淋巴結(jié)陰性乳腺癌，EMSY擴增與其生存率相關(guān)，這就表明在散發(fā)性癌中EMSY擴增可能使一個路線的BRCA2基因失活［8］。雖然這項工作很有趣，但是仍有一些懸而未決的問題，即在維持基因組穩(wěn)定性上EMSY擴增是否會影響B(tài)RCA2基因的作用。因此，仍然要確定在散發(fā)性癌中EMSY擴增在何種程度上可能模擬家族性BRCA2乳腺癌的表型。

四、BRCA相關(guān)散發(fā)性乳腺癌病理學特征

1．組織學:與BRCA關(guān)聯(lián)的乳腺癌的組織結(jié)構(gòu)與非BRCA關(guān)聯(lián)的散發(fā)性乳腺癌病理特點不同，BRCA1關(guān)聯(lián)腫瘤大多數(shù)是浸潤性導管腺瘤(74%)。同樣BRCA2腫瘤的最共同組織結(jié)構(gòu)也是浸潤性導管癌(76%)。另外與散發(fā)性乳腺癌相比，BRCA1相關(guān)性腫瘤中，13% 是髓樣癌，而散發(fā)性乳腺癌中只有2%的病理分型是髓樣癌。其余的組織學類型在BRCA1突變相關(guān)的腫瘤和散發(fā)性乳腺癌的比率是一樣的。研究表明，對于其他的組織病理學特征，BRCA1腫瘤更常為不良分化(3級)。微管構(gòu)造減少，但有較高的多形性，所有方面表明更具有浸潤性表型。但與散發(fā)性乳腺癌相比，報告顯示:在BRCA2相關(guān)乳腺癌中，擴散型(多型性)分葉狀、管狀、篩狀乳腺癌的發(fā)病率較高。由于更少的微管形成，更多核多形性高的有絲分裂率，BRCA2腫瘤是更多為中低分化癌(2、3等級)［9］。同時近期一項研究顯示，BRCA在正常乳腺、異型增生、原位癌及浸潤性癌中的表達呈遞減趨勢，說明BRCA基因缺失與乳腺癌的發(fā)生有密切關(guān)系［10］。提示BRCA蛋白表達的減少與乳腺癌的浸潤性生物學行為及不良預后有關(guān)，所以可以推測隨著進一步研究的深入，BRCA蛋白的檢測將有可能作為評估乳腺癌生物學行為和預后的新因素。

關(guān)于浸潤性乳腺癌癌前病變，最初報道雖然導管原位癌(DCIS)和小葉原位癌(LCIS)在 BRCA1突變攜帶者中發(fā)生率低，分別為41%和2%，但是在非攜帶者中為56%和6%，兩者之間無顯著性差異。與對照組相比，在BRCA2突變攜帶者中有同樣低的頻率，分別為52%和3%，56%和6%［11］。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，對突變的BRCA1攜帶者施行預防性乳腺切除通常發(fā)現(xiàn)癌前病變或原位癌的頻率更高。這些病變涉及乳腺導管原位癌，小葉原位癌，非典型性乳腺管(ADH)和非典型小葉增生(ALH)，普遍導管增生，柱狀細胞病變，纖維腺瘤［12］。同樣，對 BRCA2突變的攜帶者施行預防性乳腺切除，其癌前病變的發(fā)生概率與BRCA1突變攜帶者類似。

2．免疫表型:BRCA1相關(guān)乳腺癌病變的免疫表型特征，首先是雌激素受體α(ER－α)的低表達。1997年，有研究報道，BRCA1相關(guān)腫瘤與散發(fā)性腫瘤相比，ER－α的表達明顯降低，這是有關(guān) BRCA1和ER關(guān)聯(lián)的首例報道。后續(xù)的研究證實了這一觀察，此外還證實了低水平ER－α和高級別腫瘤，低發(fā)病年齡之間顯著的聯(lián)系。相比之下，雌激素受體β(ER－β)在乳腺癌BRCA1基因突變的腫瘤中也呈現(xiàn)過度表達。類似的，孕激素受體(PR)的低表達也有報道。與對照組相比，人類表皮生長受體2(Her－2/neu)在BRCA1基因相關(guān)乳腺癌中含量較低。此外，Her－2/neu基因擴增的 BRCA1基因腫瘤很少被報道。有研究將這一現(xiàn)象解釋為在 BRCA1基因出現(xiàn)胚系的突變情況下，Her－2/neu隨著在 BRCA1上的雜合性缺失而丟失，因為在17號染色體上，Her－2/neu的位置靠近 BRCA1。與 Her－2/neu相反，表皮生長因子受體(EGFR)的過表達與BRCA1突變引起的乳腺癌密切相關(guān)。BRCA1基因相關(guān)乳腺癌往往缺乏細胞周期蛋白D1(CCND1)。此外，在這種情況下，p27Kip1的含量也非常低，同時可以觀察到高含量的細胞周期蛋白E。另外BRCA1在調(diào)節(jié)基因表達時與p53有相互作用，多數(shù)有 BRCA1基因突變的乳腺癌伴有 p53基因突變［13］。突變的 p53基因在BRCA1腫瘤約占30% ～77%，而在對照組中只存在大約20%。因此，p53的積累突變往往能在與BRCA1基因有關(guān)的乳腺癌中觀察到。另外，一項研究顯示BRCA1突變及其與 p53突變間的關(guān)系隨種族地理不同而不同，如在美國 Ashkenazi猶太族婦女中BRCA1突變率較高且伴高頻率的p53基因突變，而我國BRCA1基因突變類型尚未完全確定，與p53基因突變之間的關(guān)系還有待進一步研究揭示［14］。此外，p53突變基因的分布可能會受到 BRCA1和BRCA2基因的影響?？傊?，這些免疫表型特征表明BRCA1相關(guān)浸潤性乳腺癌很大程度上顯示了乳腺祖細胞的免疫表型特征，這表明他們最初可能(相對于BRCA2相關(guān)腫瘤)源自這些細胞。

BRCA2相關(guān)乳腺癌的免疫表型特征與散發(fā)性乳腺癌的免疫表型特征相似。結(jié)論為，大多數(shù) BRCA2腫瘤顯示出與BRCA1相關(guān)乳腺癌不同的免疫表型。BRCA2相關(guān)腫瘤顯示更高水平的ER－α和PR的表達。此外，這些BRCA2相關(guān)乳腺癌的雌激素受體陽性率隨著年齡的增長而降低。在各種研究報告中，BRCA2相關(guān)乳腺癌中Her－2/neu低或者無表達。此外，最近的研究報道，BRCA2相關(guān)乳腺癌與BRCA1相關(guān)乳腺癌對比，具有更高成纖維細胞生長因子1(FGF1)與纖維母細胞生長因子受體2(FGFR2)的表達。這能幫助從其他乳腺癌中辨別 BRCA2相關(guān)乳腺癌。BRCA2相關(guān)乳腺癌與BRCA1乳腺癌相比，p53突變的發(fā)生率沒有區(qū)別甚至更低。與BRCA1和無BRCA攜帶者相比，BRCA2中表達更高的細胞周期蛋白D1，BAX和 BCL2。然而，有數(shù)據(jù)表明，表皮生長因子受體EGFR在BRCA2相關(guān)腫瘤中表達升高?？傊蠖鄶?shù)BRCA2相關(guān)乳腺癌是所謂的管腔型(luminal type)，伴有 ER、PR、CK8和 CK18過表達。這與在BRCA1有關(guān)乳腺癌觀察明顯不同的，指向不同根源的乳腺細胞腔內(nèi)，而不像在BRCA1相關(guān)乳腺癌，指向乳腺祖細胞。

五、BRCA相關(guān)散發(fā)性乳腺癌的臨床治療意義

對于BRCA相關(guān)性乳腺癌預防性手術(shù)方案，包括雙側(cè)乳腺切除術(shù)和雙側(cè)輸卵管卵巢切除術(shù)(BSO)。預防性雙側(cè)乳腺切除術(shù)，幾乎100% 減少了突變攜帶者患乳腺癌的風險。鑒于其有可能引起影響患者的卵巢癌發(fā)生率，特別是在BRCA1基因突變攜帶者上，專家強烈建議在婦女接受BSO包括拆除完成生育的輸卵管。一項研究的初步結(jié)果表明，BRCA1基因突變的絕經(jīng)后婦女使用激素替代療法與降低乳腺癌的風險相關(guān)。重要的是需要在不同人群中實驗然后經(jīng)過一個較長的研究期加以驗證。

ER/PR/Her－2/neu聯(lián)合不表達狀態(tài)，歸類為BRCA1相關(guān)乳腺癌中的一些被稱為“三陰性”乳腺癌，據(jù)臨床觀察這些癌可能需要一套備用的化療方法。由于BRCA基因在DNA修復過程中起著重要的作用，DNA交聯(lián)劑如順鉑，絲裂霉素－C，將對由于BRCA1和BRCA2基因突變進而功能失調(diào)引發(fā)的疾病具有良好的效果。一項新輔助治療的試驗中發(fā)現(xiàn)，BRCA1突變患者對順鉑的反應性較之對紫杉類藥物的反應性好，PCR分別為83%、8%［15］。通過觀察顯示:與非遺傳性卵巢癌患者相比，BRCA1基因突變的卵巢癌患者對鉑類為基礎(chǔ)的化療有較高的腫瘤反應。

目前出現(xiàn)了一種具有潛力的新方法治療BRCA1和BRCA2相關(guān)腫瘤，那就是使用(ADP－核糖)聚合酶1(PARP1)抑制劑。如前面提到的，BRCA1和BRCA2基因都參與DNA雙鏈斷裂修復。PARP1參與堿基切除修復，這是DNA單鏈斷裂修復的關(guān)鍵途徑。缺失PARP將會導致自發(fā)的單鏈斷裂，損壞自我復制轉(zhuǎn)入雙鏈斷裂，引發(fā)同源重組修復。然而，隨著BRCA1或BRCA2基因功能的喪失，細胞就會抑制PARP活動，顯然導致持久性DNA損傷，其通常是由同源重組修復的。當兩個途徑缺陷時會導致染色體不穩(wěn)定，細胞循環(huán)終止最后死亡。細胞存活實驗表明，相比雜合子突變或野生型細胞，缺乏野生型BRCA1或BRCA2基因的細胞株對PARP抑制劑極為敏感。使用非胚胎干細胞BRCA2基因缺陷也會獲得類似的結(jié)果。這些結(jié)果表明 PARP抑制劑在BRCA1和BRCA2的相關(guān)乳腺癌治療中具有潛在用途。目前正在對患乳腺癌和(或)卵巢癌的BRCA攜帶者進行不同的臨床評估試驗進行探索［16］。就方法學而言，盡管之前的蛋白質(zhì)組學分析在臨床實踐中因為乳腺癌的復雜性而存在技術(shù)壁壘，MALDI－TOF/SELDI－TOF MS等創(chuàng)新型蛋白質(zhì)組學平臺分析工具為蛋白質(zhì)生物標志物的檢測提供了足夠的統(tǒng)計效力和嚴謹?shù)姆治龉δ埽嘈旁诓痪玫膶硭麄儗⒛軌蛟趥€體化藥物的研發(fā)過程中發(fā)揮重要的作用［17］。

總之，隨著乳腺癌在我國呈逐年升高的趨勢以及對BRCA基因結(jié)構(gòu)、功能、病理特征等的認識，不斷探索相應的臨床對策已成為目前研究熱點。我們還應在此基礎(chǔ)上繼續(xù)深入BRCA基因與其他的乳腺癌易感基因的共同作用，進而探究散發(fā)性乳腺癌的演變過程，以便探索診斷線索和新的治療方法。

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