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浅谈乳腺肿瘤异质性

来源:肿瘤医学论坛 2017-06-12 14:29

在过去的二十多年里,很少有疾病像乳腺癌一样获得如此多的研究进展,特别是近年来,单细胞研究技术不断进步,掀起了肿瘤异质性研究的热潮。2012年 Gerlinger的研究有力证实了肿瘤异质性的存在。随后,肿瘤异质性问题越来越多地出现在学术杂志的研究和综述之中。对于临床医生而言,肿瘤异质性对临床工作和转化研究有哪些影响?本文就乳腺癌肿瘤异质性问题进行分享。

肿瘤异质性的范围

肿瘤异质性可粗略地分为时间异质性、空间异质性、结构异质性、细胞异质性、蛋白异质性、基因异质性、功能异质性等。

空间异质性 常表现为下述三种情况:①在未扩增的细胞背景中有成簇扩增细胞;②少量扩增背景中有未扩增的细胞;③孤立的细胞扩增。空间异质性表现为免疫组织化学和荧光原位杂交结果不一致或者同一组织中HER-2扩增结果不一致。

时间异质性 表现为HER-2基因扩增在浸润性乳腺癌及转移癌中提示预后不良,而在早期原位癌中没有预后价值。

功能异质性 与HER-2同家族的EGFR在肿瘤中也有异质性的表现。2013年Kreso等发现后代肿瘤细胞虽然具有相同基因组变异,但肿瘤细胞的增殖能力和对化疗药物的敏感性,表现出显著的不一致。由此可见,肿瘤细胞还存在功能异质性。

仅了解瘤内异质性是不全面的,还应当分析扩散及转移的肿瘤细胞,如转移灶与原发灶是否有异质性?术后远期患者复发是来自循环肿瘤细胞(CTCs)还是休眠肿瘤细胞(DTC)?它们与原发灶有无异质性?目前多数研究结果支持原发灶与转移灶的肿瘤细胞之间具有相近的克隆关系,但二者之间同样存在遗传多样性。

肿瘤异质性的产生模式

乳腺癌异质性起源于不同的分子分型,目前认为是不同类型的正常细胞恶性转化的结果。关于恶性转化后产生异质性的原因目前有两种理论:肿瘤干细胞(CSC)假说和克隆进化模型。两个假说不是独立的,是一个共存、动态的过程。肿瘤细胞所处的时空位置不同,周围微环境使肿瘤细胞向不同方向发展。

肿瘤在进展过程中,可能包含了多个CSC群,只有针对所有CSC亚群进行治疗才可能防止肿瘤复发。整个肿瘤是一个复杂的生态系统,其中,即使小部分的亚群细胞,也可以驱动整个肿瘤的进展。正是肿瘤细胞在生态系统的生存优势导致了肿瘤的生长和转移,引起患者的病情恶化。

异质性与多驱动基因

乳腺癌不是单驱动基因疾病,ER阳性患者多是受增殖相关基因调控,而ER阴性患者则多受免疫相关基因调控。如果能对这些常见的驱动基因进行靶向干预,也许可以治疗大部分乳腺癌,这种新理念让临床医生和研究者不再将目光局限在原发和转移器官上,而是按照肿瘤的突变型和表达型来对肿瘤进行治疗,这种分类方式会更精确。

乳腺癌也有高发突变型,如P53、PI3CA、BRCA1/2及PALB2等重要基因。Martins等分析了55例BRCA1相关乳腺癌中的BRCA1、PTEN和P53基因,发现在基底型乳腺癌中,PTEN缺失是较常见的现象,在管腔型乳腺癌患者中P53基因突变多见,PI3CA突变较少。如果加上通过GWAS鉴定出的几百个SNPs,二者加起来也仅占所有基因变异的一半。况且在肿瘤发生发展的不同时期及治疗前后,肿瘤细胞的突变也是呈动态变化的。可以说,乳腺癌是一个多驱动基因、多异质性的肿瘤,具体的病因仍不清楚。

在乳腺癌的这些既多又呈动态变化的基因突变中,许多学者试图区分出哪些突变是“驱动性”,哪些是“乘客性”,但这样的分类有可能造成一种简单化的误导,因为它们只是在特定空间和时间下选择一个适合的表型,随着肿瘤的进展,其选择的价值可能会发生很大的变化,并且大量“乘客突变”的积累也可以影响细胞表型。

标本与数据处理对异质性的影响

瘤内及肿瘤间异质性研究要注意标本的处理和研究数据的解读。细致的标本处理和准确的临床标志物的评估至关重要。目前用单一肿瘤活组织检查标本作为肿瘤的诊断依据及个性化医疗决策的基础也许不可靠,不能代表肿瘤遗传多样性的全貌,甚至会在一定程度上误导治疗。转化和临床研究的成功在于选择均质性的患者。此外,治疗全程取样,储存质量高、随访全面和特点明确的组织样本也至关重要。对于在肿瘤进展过程中所产生的大量“噪音”基因的分析,难免大幅度增加研究成本,需要平衡信噪比来确定研究样本的范围。除单细胞研究之外,如果能将形态学与显微分离技术相结合,分析较小但是有代表性的区域,也会有意义。

肿瘤异质性研究中的热点问题

乳腺癌的早期诊断

一些非常早期的肿瘤,因为肿瘤细胞少、临床上较难检测,而容易引起误诊,影响患者预后。乳腺癌中的低级别导管原位癌,只有5%~10%的患者最终发展到恶性侵袭阶段。如果能用单细胞技术找到肿瘤干细胞或者找到特异的基因特征,以明确其恶性程度,可以避免过度诊疗。

个体化治疗

越来越多的研究表明个体化治疗的基础是分清肿瘤的异质性。基因组改变是乳腺癌的特征,如能根据患者的不同基因组异常而制定出个体化的靶向治疗方案,或许能改善患者的治疗获益。2014年ASCO会议上Andre报道了一项多中心研究,发现在转移性乳腺癌患者中,根据不同基因组改变进行个体化治疗是可行的,包括罕见的基因组改变的患者。

Gerlinger研究发现多基因的重构,即使在同一个肿瘤中包含了不同基因背景的细胞,而这样的异质性在病理检查中检测不到,这也可能是某些治疗失败的原因。而这种治疗抵抗可认为是原发的。当然除了原发抵抗,还有治疗过程中获得性的抵抗,也要考虑肿瘤自身的损伤修复以及肿瘤微环境在肿瘤诊断治疗中的动态变化。可以把肿瘤理解为一个完整的器官,这个器官中有多种细胞,这些细胞的异质性都会影响疗效,特别是免疫细胞和肿瘤之间的“对话”在治疗抵抗中起到重要作用。如果把肿瘤看做一种慢性病,治疗肿瘤不再是你死我活的战斗,也许改善微环境、提高机体防御能力比杀伤更有用,也许分化诱导是更好的策略,也许带“瘤”生存是更智慧的选择。

靶向治疗

乳腺癌的多驱动基因和异质性使得靶向治疗并非是手术之外的不二之选。乳腺癌还是需要多种方法综合治疗,因为靶向攻击只在短期内有效,肿瘤本身在不断进化,消灭掉可治疗的癌细胞,筛选出不易治疗的癌细胞。因此,在靶向治疗时,必须同时确定肿瘤所有可能的变异类型并对其进行治疗,只针对一种类型治疗,或者是对大部分患者用相似的方案治疗往往是徒劳的,应针对性的为患者调制一个混合配方。靶向治疗的另一个问题是如何“修补”,例如靶向HER-2都是针对扩增基因的治疗,但其最大的障碍是针对驱动基因的“功能缺失性变异”,使靶向治疗不仅仅是抑制,也可以修补。

在分子靶向治疗日新月异的今天,仍然需要更有效的化疗,同时要在敏感标志物指导下,正确判断“敏感”与“不敏感”人群,正确应用靶向药物,才能提高疗效,降低不良反应。针对突变的靶向治疗,要想有效,还需要将“靶”精确到它下游的信号通路。

生物谷主办的2017(第二届)肿瘤异质性研讨会,将于2017年9月15-16日在上海举办。本次会议将邀请在癌症领域的领军人物同聚上海,围绕肿瘤异质性来源与机制、肿瘤异质性检测与分子分型、肿瘤异质性的临床应用三个方面进行深入的探讨,并带来权威性的知识和经验。

会议官网:http://meeting.bioon.com//2017TH
大会咨询:庞晖
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