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乳腺癌术后病理报告,除了能够告诉临床医师肿瘤的大小、组织学分类、切缘情况、有无脉管癌栓、有无组织侵犯、淋巴结转移情况外,还包含一些免疫组织化学指标,这些分子标志物有的用于乳腺癌诊断,有的可以提示肿瘤的侵袭、转移能力及疾病的预后,有的可以指导后续的治疗决策。
笔者总结了可以用于评估乳腺癌组织的分子标志物,大多数可以通过免疫组织化学方法检测,并对其临床意义进行了解读。
用于乳腺癌的诊断、鉴别的诊断指标
病理医师利用HE染色法确定乳腺肿瘤切片中有无浸润性癌时,经常遇到难以判断的病例。特殊情况下的高级别原位癌、特定排列的瘢痕组织、分化良好的浸润癌等,常出现相似的形态学表现。
乳腺导管和终末导管小叶单位(terminal ductal lobular units,TDLU)的终末导管衬覆上皮细胞有2种,即位于近基膜侧的肌上皮细胞和近腔侧的腺上皮细胞。
自从2002年Bocker等提出乳腺定向干细胞(committed stem cell)的概念以来,腺上皮还是肌上皮来源,不再作为乳腺肿瘤良、恶性之分的标志。
Bocker等认为正常乳腺组织存在以下5种细胞:
(1)定向干细胞(祖细胞、CK5/6 阳性、CK14 阳性);
(2)腺中间细胞(表达CK5/6、CK14、CK8/18/19);
(3)腺上皮终末细胞(表达CK8/18/19);
(4)肌上皮前体细胞(表达CK5/6、CK14、SMA);
(5)肌上皮终末细胞(表达SMA)。
乳腺腺上皮和肌上皮细胞具有共同的祖细胞,这种细胞具有双向分化潜能,既能沿着腺上皮系分化,又能沿着肌上皮系细胞分化。
CK5/6
CK5/6是一种基底细胞型细胞角蛋白,在正常乳腺组织中主要表达于乳腺的肌上皮和腺上皮,而在DCIS和浸润性导管癌中腺上皮和肌上皮的标志物表达率均降低。
与乳腺普通型导管增生(usual ductal hyperplasia,UDH)相比,不典型导管增(atypical ductal hyperplasia,ADH)中CK5/6表达明显减少,而在低级别DCIS中,CK5/6阳性细胞基本消失。
绝大部分小叶原位癌和非典型小叶增生CK5/6为阴性。基底样乳腺癌(basal-like breast cancer,BLBC)是一种高级癌,大部分为浸润性导管癌,来源较为原始,所以CK5/6表达阳性。
34βE12、CK8/18
34βE12是一组包括角蛋白1、5、10、14的高分子质量细胞角蛋白。在正常乳腺组织、乳腺良性增生性病变中CK34βE12表现为高表达,非典型导管增生、DCIS中小部分表达,而在浸润性导管癌中低表达。另外,80%~100%的小叶原位癌明显表达34βE12,阳性物质常常位于核周。
CK8/18为一种小分子细胞角蛋白,主要表达在乳腺腺上皮细胞,CK19和(或)CK8/18阳性、CK5/6和(或)CK34βE12阳性时倾向于UDH;CK19和(或)CK8/18阳性、CK5/6和(或)CK34βE12阴性时倾向于ADH、DCIS。
E-钙黏蛋白
E-cadherin是钙黏蛋白家族成员,在上皮细胞中连接细胞骨架与细胞外环境,参与细胞信号传导。在正常乳腺组织中,E-cadherin在肌上皮中呈颗粒状膜阳性,在腺上皮细胞中呈细胞膜强阳性,是区分DCIS和小叶原位癌的标志物;E-cadherin几乎在所有的DCIS细胞上呈线状膜染色,而小叶原位癌的细胞膜大多不表达E-cadherin。
在鉴别诊断中,E-cadherin经常与34βE12联用,DCIS中E-cadherin阳性而34βE12染色阴性或减弱,小叶原位癌E-cadherin染色阴性而34βE12染色阳性。
核蛋白P63、SMA及钙调理蛋白
核蛋白P63是P53的同系物,在多个器官的基底层上皮表达。P63也是较好的乳腺肌上皮细胞标志物,特异性和敏感性较强,常被用于乳腺良、恶性肿瘤的辅助诊断。
P63常与SMA联用:一般而言,P63/SMA双标记的肌上皮细胞呈簇状或与上皮细胞联结呈团状时可初诊为乳腺良性肿瘤;P63/SMA双标记肌上皮细胞分布间断、呈细索条状时初诊为可疑癌细胞;
P63/SMA双标记肌上皮细胞散在、稀少或肌上皮消失时可诊断为癌细胞。calponin是肌动蛋白、钙调蛋白和原肌球蛋白的结合蛋白,为细丝结合蛋白,调节平滑肌收缩,表达于分化成熟的平滑肌细胞。
calponin在UDH、ADH、DCIS的肌上皮胞中的表达均为强阳性,管腔上皮可见calponin弱表达。与SMA相比,calponin特异性强,但敏感度差。
其他蛋白
CK7与CK14为高分子细胞角蛋白,意义与CK5/6相似。细胞周期蛋白D1 (cyclinD1)是一种原癌基因,定位于llql3,cyclinD1翻译的蛋白在乳腺癌组织中的表达显著高于正常乳腺组织和良性腺瘤组织。
另外,S-100、CD10、CK14、P40、平滑肌肌球蛋白重链、SMA为常用的乳腺肌上皮标志物,对于乳腺疾病诊断具有重要作用。
预测侵袭、转移及预后的标志物
肿瘤的侵袭和转移是复杂的级联过程,包括肿瘤生长、浸润、新血管生成、肿瘤细胞进入血管或淋巴管,再从循环中侵入新器官形成继发肿瘤。乳腺癌可向腋窝淋巴结、骨髓、肺和脑等多处转移。
目前,依照ER、PR、HER-2和Ki67的表达情况,可将乳腺癌划分为4种分子亚型,基本代表了乳腺癌不同的侵袭能力、复发转移风险、治疗反应和预后信息。但是,还有许多基因及蛋白标志物影响着乳腺癌的侵袭、转移和预后,有助于精确判断肿瘤的转归,也是治疗的潜在靶点。
β-连环蛋白(β-catenin)
β-catenin是一种细胞骨架蛋白,主要位于细胞膜,在乳腺上皮中,β-catenin游离量较少,通过介导与E-cadherin的相互作用,将细胞外黏附因子与细胞质内细胞骨架相互连接,以保持质膜的完整性,并参与细胞的黏附、迁徙与转移等过程。
β-catenin异常表达时脱离细胞间连接进入细胞质或细胞核,将失去介导细胞间链接、黏附的功能,并引起某些癌基因的表达,导致细胞癌变、转移。
β-catenin还是介导Wnt信号传导的关键分子,其在细胞核中决定着Wnt信号通路的开放或关闭,通过调节基因表达过程,在乳腺发育以及肿瘤发生的调控中起到了重要的作用。
细胞膜中β-catenin的丢失以及细胞质、细胞核中β-catenin的高表达都可以经过不同的调节途径独立发生,诱导乳腺癌的发生,并影响乳腺癌的预后。
cyclinD1
Guo等认为cyclinD1表达与HER-2表达呈负相关。乳腺癌组织中cyclinD1表达明显增高,促进肿瘤细胞增殖,从而使得肿瘤持续生长。
Li等认为cyclinD1的表达与乳腺癌的组织学分级及腋窝淋巴结转移正相关,cyclinD1过表达可能导致ER阳性乳腺癌患者雌激素抑制治疗失败。
E-cadherin等
细胞间连接、细胞外基质等结构都是阻滞肿瘤细胞活动、侵袭、转移的自然屏障。在上皮细胞中,E-cadherin将细胞外环境与细胞骨架相连接,并通过其保守的细胞质结构域与连环蛋白的相互作用参与细胞信号的传导。
E-cadherin表达下调使肿瘤细胞失去接触性抑制,细胞间连接松散,肿瘤细胞更易增长、脱落,从而获得很强的侵袭能力。在多种上皮源性肿瘤中,E-cadherin表达明显减少或功能缺陷,黏附功能减弱是肿瘤细胞侵袭力强的关键因素。
但是,Tang等认为在三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, TNBC)中E-cadherin的表达常为缺失或下调,E-cadherin表达阳性的患者临床预后好,DFS和OS都长。
P120是一种细胞黏附分子及细胞内信号传导分子,正常情况下表达在细胞膜,维持细胞黏附和发育过程。
P120控制着E-cadherin的表达水平,通过与E-cadherin的相互作用实现其生物学效应,P120的异位表达下调了E-cadherin表达,细胞间黏附减少,肿瘤细胞易于扩散。
Liu等认为分化差、恶性程度高的肿瘤患者,往往出现P120的异常表达,促进肿瘤细胞的运动和浸润转移。
细胞外基质由蛋白、蛋白多糖和胶原等组成,是阻止肿瘤侵袭和转移的重要屏障。乳腺癌细胞可分泌多种蛋白水解酶降解细胞外基质成分,促进癌细胞转移。
MMP-2、MMP-9等蛋白水解酶高表达的乳腺癌患者,复发和转移的风险增加,DFS和OS都相应地降低,预后较差。
BCL-2等
BCL-2是一种凋亡蛋白,可存在于良性乳腺组织及恶性实体瘤(如胃癌、乳腺癌及卵巢癌)的细胞质及细胞膜,直接控制着细胞的分化生长及凋亡。
不论是在激素受体阳性乳腺癌还是TNBC中,BCL-2阳性的患者复发转移更晚、对于激素抑制治疗及化疗的反应更好、生存期更长。
Min等认为Ki67/BCL-2高表达的早期浸润性导管癌患者,预后较差,不论是PFS还是OS,都有所降低。nm23基因是一种肿瘤抑制基因,在多种实体瘤中的变化主要表现为等位基因的丢失。
人类nm23基因分为nm23H1和nm23H2,其中nm23-H1可以抑制人类肿瘤细胞的转移能力。nm23基因表达阳性的乳腺癌患者预后较好,其分期较早,淋巴结转移晚,生存率明显高于nm23阴性的患者。
AR在正常乳腺上皮细胞及60%~80%的乳腺癌细胞中均有表达。研究显示,AR在ER阳性乳腺癌中的表达明显高于TNBC,且在AR表达阳性患者中,未发生远处转移组较发生远处转移组肿瘤内AR的表达水平更高,AR表达阳性的患者肿块较小,肿瘤分级相对较低,淋巴结及远处转移的发生相对较晚,为预后较好的指标。
但是,也有学者认为雄激素及AR参与并促进了乳腺癌的进展及转移,异常高表达AR的患者预后较差。
BLBC的相关分子标志物
BLBC由Brenton等提出,其绝大部分为TNBC,BLBC在TNBC中大约占50%~60%,而在所有类型乳腺癌中占15%~20%。
BLBC常表达CK5/6、CK17、CK14等一种或几种基底或肌上皮标志物,同时常伴EGFR的过表达,此外,P53也是基底细胞样型常见的突变基因。
在所有乳腺癌分子分型中,BLBC的患者中位年龄较小、组织学分级较差、总体预后不良。CK5/6在TNBC中的阳性率约为50.5%,其表达阳性与乳腺癌组织学分级、淋巴结转移、病程发展、OS及复发生存率密切相关,高表达CK5/6的乳腺癌有着较高的内脏转移率、脑转移率及局部复发率。
EGFR参与正常乳腺组织生长与发育的调节,高表达则抑制凋亡和促进肿瘤进展和侵袭转移。
P53基因在维持细胞的正常生长和分化中起着重要的调控作用,分为野生型和突变型2种,其中野生型P53基因为抑癌基因。
而突变型P53抑制野生型P53活性,引起细胞转化,促进细胞癌变。通常免疫组织化学检测到的P53主要为突变型P53,而野生型P53因半衰期太短而无法检测到。
P53高表达的乳腺癌细胞增殖旺盛,分化较差,与淋巴结转密切相关,具有较强的转移和侵袭力,对乳腺癌预后的判断具有重要的指导意义。
影响治疗决策的分子标志物
目前关于乳腺癌治疗方案的选择,大多是参考分子分型及组织病理学指标制定。但是,仍然有相同组织学分期、相同分子分型的乳腺癌患者,对化疗及内分泌治疗等的反应不同,其原因可能是乳腺癌表达不同的基因、分子标志物,对其治疗反应造成一定的影响。
TOP2A基因编码DNA拓扑异构酶域琢,是核基质成分之一,在核内发挥作用,能调节核酸空间结构动态变化,参与DNA的复制、转录、重组及修复过程,不仅是肿瘤细胞增生的一个指标,也是蒽环类药物的治疗靶点。
TOP2A高表达的乳腺癌恶性程度较高,蒽环类单药或蒽环类联合化疗疗效较好。Tau蛋白低表达的晚期乳腺癌患者,其紫杉类化疗的临床效果优于Tau高表达患者,以紫杉类为主的新辅助化疗方案更易使这部分患者获得pCR。
Yunokawa等认为CK5/6可以作为有效的指标来评价mTOR抑制剂依维莫司对于TNBC的治疗效果,在预测BLBC的治疗效果上也可能发挥作用。
确定转移癌来源于乳腺的分子标志物
当有乳腺癌病史或乳腺肿瘤隐匿的患者发生肺部肿瘤,难以判断原发灶时,常用标志物是巨囊性病液体蛋白15(grosscystic disease fluid protein-15,GCDFP-15)和甲状腺转录因子1。
GCDFP-15主要在乳腺癌和皮肤附属器肿瘤中表达,其他恶性肿瘤的阳性率非常低,其阳性提示乳腺为原发灶。乳腺珠蛋白是一种分泌蛋白,属于子宫球蛋白基因家族的一员,在乳腺组织中的表达具有特异性。
结语
乳腺癌诊治离不开准确、严谨、详实的病理学报告,而细针穿刺、新辅助化疗后肿瘤组织量少、组织形态不典型,单纯阅读HE染色的病理切片,往往难以得到准确诊断。
目前,乳腺肿瘤机制研究日渐成熟,许多相关的分子标志物被发现,明确这些分子标志物的表达情况,结合组织、细胞学特征,可以准确地得出病理诊断。
乳腺癌规范化诊治理念推广以来,为了体现肿瘤的预后与治疗导向,ER、PR、HER-2、Ki67是病理报告要求的最基本的免疫组织化学检测项目,从而将乳腺癌分为4种分子分型。
然而,即使相似甚至相同的检测结果,也时常出现不同的生物学行为及治疗反应。随着精准医学时代的到来,为了更精确地认识肿瘤特征,还有很多有意义的分子标志物可用于预测乳腺肿瘤的预后和可能的治疗反应。
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