DNA倍體分析在乳腺癌中研究進展

李洪波，鄭雪松，王文慧

女性乳腺癌(Breast Cancer)已成為全球女性發(fā)病率和死亡率均居首位的惡性腫瘤，對女性生命健康造成極大影響[1]。乳腺癌在我國女性癌癥疾病中位居首位，已成為發(fā)病率和死亡率增長迅速的惡性腫瘤[2]。DNA倍體分析現(xiàn)有數(shù)十年研究發(fā)展史，近十年來隨著科學知識更新，相關學者正在多個領域探索倍體與疾病的關系。本文將對乳腺癌與倍體分析研究現(xiàn)狀進行復習并綜述。

1 乳腺癌與DNA檢測指標關系

正常人體細胞有46條染色體，其DNA含量穩(wěn)定且多恒定不變的稱二倍體細胞。DNA含量是細胞分裂增殖基礎，其含量及倍體與細胞增殖活躍呈正相關，常人為二倍體，若機體發(fā)生癌變，DNA含量會發(fā)生變化，可能會出現(xiàn)非整倍體[3]。當有致癌因素刺激機體時，DNA會遭到損害,基因突變，染色體畸形或斷裂,在細胞增殖過程倍體含量發(fā)生質(zhì)或量的變化,生物學特性發(fā)生改變,可能發(fā)生發(fā)展為腫瘤細胞[3-4]。非整倍體出現(xiàn)可作為惡性腫瘤侵襲標志，多與腫瘤的惡性程度有關，當檢測到非整倍體時，機體內(nèi)可能在發(fā)生腫瘤相關變化，但當病理結果正常，而有非整倍體發(fā)生時，這可能預示著惡化的腫瘤細胞在發(fā)生發(fā)展變化[5]。在腫瘤病理學中，S期細胞比率(SPF)是可以反應DNA合成能力的增殖細胞百分比的指標，通過檢測SPF來反應腫瘤細胞復制以及增值能力[6]。應用DNA指數(shù)值(DNA index DI)來判斷倍體和相對含量及對倍體進行分類[7]。這將有利于倍體的檢測及評估。

2 DNA倍體的檢測手段

目前倍體檢測手段主要有三種，細胞圖像分析(ICM)、流式細胞術(FCM)和激光掃描細胞儀(LSC)。DNA圖像分析(DNA-ICM)是對DNA含量測定來判斷乳腺癌腫瘤細胞發(fā)生發(fā)展程度和遺傳基因變異過程，DNA-ICM具有數(shù)據(jù)客觀、操作簡單、重復試驗、性價比高等優(yōu)點[8]。流式細胞術(FCM)現(xiàn)已廣泛應用臨床與科研中，通過對DI和SPF測定，來判斷乳腺癌腫瘤細胞中染色體狀態(tài)及其增殖活性，非整倍體的出現(xiàn)作為惡性腫瘤重要標志之一，而SPF可以作為一個顯著的預后因素[9-10]。目前FCW已廣泛用于全身腫瘤檢測，主要意義是早期癌變和癌前病變的診斷、對于細胞周期應用的化療方案的選擇及對腫瘤預后評估。特別是對腫瘤細胞倍體及SPF的檢測有著重要意義。非整倍體出現(xiàn)可能早于形態(tài)學變化，即對早期不典型腫瘤有著提示警醒作用，同樣多數(shù)非整倍體出現(xiàn)提示患者預后不是很好，復發(fā)風險較大，死亡風險較高，相反二倍體或近二倍體則狀況較好[11]。FCW用于細胞周期檢測和DNA倍體分析已成為一種成熟的技術，并在腫瘤學的科研和臨床中廣泛應用，為腫瘤的診斷、指導治療和預后可能性提供了重要的參考指標[12]。激光掃描細胞儀(LSC)是發(fā)展較為迅速的一種儀器，由于其對DNA倍體測量的檢測度更好，特別是對腫瘤基因改變的判定有較大優(yōu)勢，LSC顯示出較大的潛力成為未來細胞分析實驗室的主要工具[13]。

3 倍體分析在乳腺癌的臨床應用

乳腺癌作為一類具有多種不同亞型、不同的生物學的異質(zhì)性疾病，其淋巴結狀態(tài)、瘤體大小及分化程度是評估預后經(jīng)典因素，同時加以激素受體狀態(tài)和HER2表達(FISH檢測)來補充評估，上述因素可以合并為預后指標，更好地估計患者復發(fā)或死亡的風險[14]，其他評估預后因素研究一直是學者們研究方向，但是沒有確定的臨床進展。而現(xiàn)在分子醫(yī)學的進步已大大提高了乳腺癌基因表達譜分析的準確性，從而提高了預測患者乳腺癌復發(fā)風險以及對內(nèi)分泌治療和/或化療可能產(chǎn)生反應的能力，這些基因組測定法已協(xié)助醫(yī)生為個體患者量身定制治療方案[15]。在過去的數(shù)十年，國內(nèi)外很多學者均研究倍體分析在乳腺癌中的應用，同時在診斷、治療及預后方面取得一些進展。

3.1 DNA倍體分析在乳腺癌中診斷應用 國外學者Gazic等[16]研究細針穿刺(FNA)活檢取得組織用于FCW分析，結果為：DNA倍性和SPF與腫瘤類型、大小、淋巴結狀態(tài)，尤其是腫瘤等級相關。Xu[17]團隊匯總了29個研究數(shù)據(jù)，共涉及141,163例病例的META分析表明乳腺癌晚期腫瘤、腫瘤>2 cm、淋巴結轉(zhuǎn)移、較差的腫瘤擴散在非整倍體中比例較高，且有統(tǒng)計學意義。一直以來，倍體分析的應用都是通過獲取活體組織細胞進行檢測，這可能會導致早期診斷和最佳治療的延遲及不必要的治療的毒副作用。即使有學者在做局部穿刺相關研究，但是已明確的是在病理形態(tài)發(fā)生改變之前的倍體已改變，現(xiàn)尋求可以無創(chuàng)檢測DNA倍體數(shù)的方法，即在體內(nèi)檢測DNA含量進一步提前進行疾病診斷，這對于癌癥手術前制定術前輔助治療和其他診治計劃是所必需的。Kim 等學者[18]研究乳腺癌18F-氟代脫氧葡萄糖(FDG)攝取與DNA倍體關聯(lián)性，通過對44例乳腺癌患者研究雙時間點正電子發(fā)射斷層顯像(PET)攝取18F-FDG與DNA倍體和SPF的關系發(fā)現(xiàn)：非整倍體18F-FDG攝取和RI高于二倍體人群；此外，高SPF的RI高于低SPF人群；他們認為18F-FDGPET/CT可能是預測DNA倍體含量的一種無創(chuàng)性和有用的工具。這與臨床工作的科研思路不謀而合，是否可以通過無創(chuàng)操作對疾病進行進一步檢查、確診，不用進行組織活檢測定倍體含量，這對醫(yī)患雙方均利大于弊。

3.2 DNA倍體分析在乳腺癌中治療作用 當前新輔助治療逐漸成為乳腺癌重要選擇治療方法，其好處有增加乳房保護、評估腫瘤反應、基于病理反應確定預后及為無反應的患者提供“二次機會”干預等；新輔助化療(NACT)下實現(xiàn)病理完全緩解(pCR)與長期臨床獲益相關，確定療效預測結果是研究熱點[19]。國內(nèi)學者張景臣等[20]對66例NACT患者研究發(fā)現(xiàn)：NACT前，SPF較大者對化療更敏感，這能更好評估腫瘤對化療藥物的反應及敏感性，SPF作為增殖指標是有意義的，NACT可降低癌細胞增殖活性，根據(jù)細胞周期發(fā)生原理合理選擇化療藥物，這對治療重要性不言而喻。NACT療效反應多是通過影像學評估[21]，輔以倍體檢測，取得組織可以行倍體分析和免疫組化分析,Ki-67作為細胞增殖和分裂標志物，可用于腫瘤細胞增殖評估[22],這二者是相輔相成的。同時根據(jù)大數(shù)據(jù)分析的Xu[17]也認為：與非整倍體癌患者相比，患有二倍體腫瘤的乳腺癌患者的臨床療效更好。

3.3 DNA倍體分析在乳腺癌中預后作用 國外學者Gazic等[16]發(fā)現(xiàn)非整倍性和高SPF與較短的總生存期(OS)、無病生存期(DFS)相關，SPF顯示出獨立的預后意義。Pinto等[23]研究了393例乳腺浸潤性導管癌(IDC)患者，中位隨訪134個月，評估DNA倍體、SPF與DFS的關系后發(fā)現(xiàn)，死亡和復發(fā)總人數(shù)中大多數(shù)患者腫瘤為非整倍體，非整倍性與腫瘤更高分化程度、生存期較短有顯著相關性，是預后較差的指標。而較高的SPF有著更高的分化程度、與疾病晚期相關。因此他們認為DNA倍性是IDC長期存活的獨立預測因子。這同樣與Yildirim-Assaf等[24]研究結果一致。在目前臨床治療中，明確的是系統(tǒng)輔助治療可以明顯延長淋巴結陽性乳腺癌患者生存時間，針對淋巴結陰性乳腺癌患者的輔助治療暫無系統(tǒng)規(guī)范，且淋巴結陰性乳腺癌的預后因素尚無定論[25]。因此，對于乳腺癌患者來說，甄別出輔助治療的低風險群體和需要輔助治療的高危群體是重要的，所以Yildirim-Assaf等[24]在做出相關研究后得到結論：DNA倍體含量作為腫瘤侵襲性的客觀指標，可為淋巴結陰性和淋巴結陽性的乳腺癌患者提供預后信息，即根據(jù)情況為低、高風險組，進而指導患者從其他輔助治療中受益。這同樣與Xu[17]、Pinto[23]、Eramah[26]得出結果是相仿的，均認為DNA倍體與腋窩淋巴狀態(tài)有著重要關系,同時更是乳腺癌的預后主要因素，為早期干預提供有價值線索。而組織學分級是作為乳腺癌主要的預后因素，但在中級分化的人群中，患者可能會出現(xiàn)無法預測的結果，因此Pinto等[27]針對684位浸潤性乳腺癌的患者隨訪研究后認為非整倍體可以識別G1.G2腫瘤的人群，這對于不同風險人群的輔助治療起到積極的指導意義。

4 非整倍體的未來價值

近年來有學者著重強調(diào)分子時代非整倍體的價值，染色體不穩(wěn)定性(CIN)作為癌癥的一個中心過程正日益受到關注。CIN，無論過去還是現(xiàn)在，只要腫瘤細胞含有異常數(shù)量的DNA，稱為“非整倍體”。癌癥組織中的非整倍體被認為是預后不良的預測因子[28]。當下對于非整倍體研究多集中在兩點。

中心體異常：中心體異常是導致非整倍體出現(xiàn)繼而引發(fā)腫瘤的普遍特征，其通過多種機制促進腫瘤發(fā)生[29]。中心體異常缺陷導致中心體過多復制，或?qū)е卤扼w的增加。所以進行中心體研究可以控制腫瘤發(fā)生發(fā)展。Cappello等[30]研究發(fā)現(xiàn)：高度侵襲性三陰性乳腺癌暫無有效治療手段，但NK2作為中心體調(diào)節(jié)劑，可以導致癌細胞衰老，誘導非整倍體、細胞周期停滯，促進腫瘤抑制因子的活性，增強化療干預措施。Denu等[31]發(fā)現(xiàn)中心體擴增與腫瘤高倍體有關，與乳腺癌預后有關系，對中心體擴增及下調(diào)進行藥物干預時，可以改善癌癥患者結局。Bilinski 等[32]研究性激素誘導小鼠乳腺癌內(nèi)分泌治療中發(fā)現(xiàn)：非整倍體腫瘤中含有多個中心體，同時這種現(xiàn)象與管腔型乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥性有關。這為下一步內(nèi)分泌耐藥性研究提出新的方向。

染色體不穩(wěn)定性：乳腺癌免疫組化(IHC)Her-2結果為(2+)的情況下，需要做FISH檢測是必要選擇，這樣可以針對患者進行更優(yōu)化的治療。Halilovic等[33]通過FISH分析，發(fā)現(xiàn)17號染色體(CEP17)的擴增與非整倍體有關，非整倍體與不良的臨床結果有關，這提示我們在改善未來的治療策略時有更好的檢測手段。Securin參與細胞周期中染色體完整性的調(diào)控及DNA損害修復凋亡，Karra等[34]發(fā)現(xiàn)高水平的Securin表達預示著DNA非整倍體的幾率的增加，securin顯示出疾病特異性檢測獨立預后價值，這利于乳腺癌預后的評估。Oltmann等[35]認為在二倍體和非整倍體腫瘤患者中，F(xiàn)ISH分析顯示明顯非整倍體腫瘤中基因組不穩(wěn)定性和腫瘤異質(zhì)性增加，所有非整倍體病理中MYC均擴增和TP53突變增強，通過檢測染色體不穩(wěn)定性和基因突變情況去制定合理方案。非整倍體的出現(xiàn)對于研究人員來說，無疑是個巨大的挑戰(zhàn)，可以預料的是，這對于癌癥難關的攻克，同樣是個難得的機會。

近幾十年來DNA倍體分析應用從成熟到落寞，它可以利用細胞周期來提前檢測腫瘤變化，根據(jù)不同周期階段表現(xiàn)，判斷腫瘤發(fā)生發(fā)展，結合臨床指標、病理學參數(shù)可對乳腺癌生物學行為做出更準確評估。近年來NACT治療的興起及非整倍體研究再次將倍體分析推上研究熱潮。在未來的分子生物學發(fā)展的時代中，DNA倍體分析有待于學者們更多的發(fā)掘與應用。