BRCA－1基因与三阴性乳腺癌相关研究进展

王 雷 段秀庆 武欣欣

近20年来乳腺癌的发生率迅速增长，虽然与其他恶性肿瘤相比预后较好，但肿瘤的复发转移以及对治疗药物耐药，乳腺癌仍然是女性恶性肿瘤的主要死因之一［1］。临床上早已经观察到乳腺癌的分子分型与患者预后和药物治疗反应密切相关。根据免疫组化分型的三阴性乳腺癌是指雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体(HER－2)均为阴性的乳腺癌。由于这种乳腺癌不表达激素受体及HER－2，故不能从内分泌治疗及抗HER－2靶向治疗的曲妥珠单抗中受益。“三阴”本身作为高危因素越来越受到国内外学者的广泛重视。乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene，BRCA －1)是现已证实的与遗传性乳腺癌有关的抑癌基因，BRCA－1基因突变者发生乳腺癌的概率是60% ～80%［2］。这种乳腺癌称为BRCA－1基因相关性乳腺癌，根据免疫组化发现这种乳腺癌大多是三阴亚型，提示这两种肿瘤可能存在某些相同的癌变机制或通路，为我们寻找潜在治疗靶点提供了依据。

一、BRCA－1结构及其生物学功能

BRCA－1基因定位于17q21，全长100kb，常染色体显性遗传，并有很高的外显率。人类BRCA－1基因编码的蛋白有3个重要的空间功能片段:①N－端锌指结构:介导蛋白与蛋白和蛋白与DNA之间的相互作用;②C－端BRCT基序:此功能区普遍存在于DNA修复和细胞周期调控相关的蛋白之中，BRCA－1中多数与肿瘤相关的突变均发生在这两个功能区内［3］;③Rad51结合区:此区是 DNA损伤修复蛋白Rad51的结合区。Rad51蛋白是同源重组修复的核心分子，参与搜索同源部位与 DNA配对过程［4］。BRCA－1作为肿瘤抑制基因存在于正常乳腺上皮细胞核，主要通过同源重组参与基因修复，且当损伤严重而无法修复时，BACA－1也可诱发细胞凋亡。

二、BRCA－1基因的作用机制

当BRCA－1基因突变时不能对DNA双链断裂进行修复，这是三阴性乳腺癌的发病机制之一［5］。BRCA－1基因与BRCA－2、RAD51等修复蛋白形成三聚体，这种蛋白丝状体装配于DNA受损伤的部位直接启动同源重组修复，在没有BRCA－1基因表达的乳腺癌细胞中，放射线诱导DNA损伤BRCA1－RAD50－MRE11－NSB1无法发生聚集，而BRCA1与复合体RAD50/MRE11/NSB1聚集在DNA损伤部位，修复过程中激活细胞周期调控点，BRCA－1与DNA结合后抑制MRE11活性，阻断该复合体活性，诱导细胞凋亡。作为负调控因子的BRCA－1基因，维持细胞周期正常运行，以及参与调控细胞周期检查点。G1末期，BRCA－1开始增加高度磷酸化，磷酸化后的基因功能被激活，此时BRCA－1基因的11号外显子以及C－端BRCT区与P53结合，激活了下游细胞周期抑制子p21，引起细胞G1期阻滞。在G2/M期，BRCA－1参与丝分裂中纺锤体组装，使细胞周期停滞。BRCA－1在中心体复制中起负性调节作用，其突变细胞可导致中心体扩增，染色体不对称分离，非整倍体增加，最终导致肿瘤形成。BRCA－1与中心体的重要组成成分γ－微管蛋白(γ－tubulin)相互作用，而γ－微球蛋白负责微管及有丝分裂纺锤体的形成［6］。

三、BRCA－1相关的三阴性乳腺癌临床特征

携带BRCA－1突变的女性发病年龄比一般人群早20多年，且其中的三阴亚型的绝经前女性(＜50岁)占多数。这种肿瘤体积大、恶性程度高、肿瘤侵袭性强，疾病发展迅速，易发生重要脏器的转移。病理学上，组织学分级多为Ⅲ级，核分级高，细胞分裂增殖活跃。免疫组化结果显示，ER、PR失表达。雌激素受体α(ERα)低表达是BRCA－1相关乳腺癌最具特征的免疫表型。BRCA－1变异携带者Ki67多阳性，基底细胞标志CK5/6及表皮生长因子受体EGFR阳性率高，常表达c－myc，p53基因容易突变。陈曲等［7］收集72例三阴性乳腺癌标本结果表明在三阴性乳腺癌中BRCA－1的阳性表达率为76．4%，高于癌旁正常组织及乳腺良性病变中的表达，差异有统计学意义，且三阴性乳腺癌组织中BRCA－1蛋白的表达与淋巴结转移情况、临床分期有关，临床分期越晚表达越高，差异有统计学意义。以上说明，携带BRCA－1基因突变的的这种三阴性乳腺癌恶性程度高，预后生存很差。

四、治疗策略

1．局部治疗:由于三阴性乳腺癌治疗手段较为单一，手术以外加以局部放射治疗在疾病的早期更为重要。放射治疗是通过放射线使DNA双链断裂发挥作用，由于BRCA－1缺失，使得断裂的DNA双链无法正常修复，进而染色体异常而导致细胞凋亡的发生。Baeyens等［8］在BRCA1/2基因突变携带者染色体放射敏感度实验中显示，携带BRCA1/2基因突变的乳腺癌患者比对照组(携带突变基因的健康人)对平均辐射敏感，故乳腺癌患者携带BRCA1/2突变在染色体放射敏感中起重要作用。与其他类型乳腺癌相比，手术切除病灶仍然是治疗的关键。对于早期的患者采取保乳手术，术后采取局部照射可以降低局部复发和远处转移。而大多数三阴性乳腺癌特别是经证实伴有BRCA－1突变的这类患者大部分已处于癌症的中晚期，肿块局部浸润明显，故规范的乳腺癌改良根治术仍然十分必要，术后加以全身化疗以显著降低复发率。

2．全身治疗:(1)细胞毒性药物治疗:现已研究发现作为乳腺癌化疗二线药物的顺铂这种损伤DNA的药物对这类乳腺癌表现出良好的治疗反应。顺铂与DNA双链交叉联结，其中以单链内联接为多，抑制DNA复制、转录，导致双链DNA解离，最终使癌细胞死亡。BRCA－1基因功能失活或缺失，细胞周期内的DNA损伤无法形成修复通路，从而使作用于DNA的顺铂更为敏感而达到抗肿瘤目的。单独应用顺铂即可取得较高的病理完全缓解率［9］。Byrski等［10］曾前瞻性研究了这一问题，10例携带BRCA－1基因突变的乳腺癌患者接受顺铂单药新辅助化疗(75mg/m2，每3周静脉内给药，共4个周期)，病理完全缓解90%。在小样本数据中，铂类为基础的化疗似乎是对BRCA－1相关的乳腺癌患者有效，但我们期待更多的患者纳入此项实验，为我们规范铂类药物化疗方案提供依据。三阴性乳腺癌复发的高峰在治疗后1～3年内，故其间给与密集的细胞毒性药物治疗十分必要。但三阴性乳腺癌没有标准辅助化疗方案，多数实验数据都是来自于晚期三阴性乳腺癌复发转移治疗。由于铂类在新辅助化疗的小型样本中显示出疗效，因而以铂类为基础的联合化疗对转移患者提供了可能的选择。吉西他滨与顺铂有很好的协同作用，对细胞DNA修复基因上调导致的顺铂耐药，吉西他滨的抗代谢效应以达到自我增效，最终导致细胞凋亡。Ozkan等［11］在蒽环类和紫杉类为基础的化疗后进展的33位晚期三阴性乳腺癌回顾实验发现，患者对于吉西他滨联合顺铂方案有良好耐受性，客观缓解率为27．3%，总临床受益率 48．4%。孙义长等［12］分析了36例晚期三阴性乳腺癌(曾经接受过含蒽环类，紫杉类药物方案化疗)口服替吉奥联合顺铂治疗，总有效率41．67%，且不良反应小。(2)靶向治疗:BRCA－1介导的修复通路在三阴性乳腺癌发病中发挥重要的作用，这种类型的乳腺癌存在DNA损伤修复缺陷，使得BRCA－1基因无法利用同源重组修复断裂的DNA双链，故其他DNA修复路径变得更为重要。现已证实抑制聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1(PARP1)可以诱导BRCA－1缺失或突变细胞选择性凋亡。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶［poly(ADP－ribose)polymerase，PARP］是一种 DNA修复酶，其中 PARP1是PARP家族中第1个被发现的。PARP1抑制剂可以通过抑制单链DNA断裂的修复进而导致DNA双链断裂(DSBs)。与三阴性乳腺癌DNA双链断裂修复有关基因BRCA－1缺失时，此时PARP抑制剂作用于这类肿瘤，检测 DNA单链断裂从而导致更多的DSBs，而自身的修复缺陷使DSBs修复也无法完成，肿瘤细胞死亡。所以PARP抑制剂有两大作用方式:①单药通过DNA修复缺陷杀死癌细胞;②化疗药物联合使用以提高治疗效果［13］。目前的药物临床实验显示，PARP1抑制剂这一新药在治疗BRCA－1突变的这种三阴性乳腺癌有着良好前景。PARP1抑制剂包括 Olaparib(AZD2281，KU －0059436)，Iniparib(BSI－201)和Veliparib(ABT888)。Olaparib是一种新型口服制剂，Tutt等［14］报道一项以BRCA1/2基因突变携带者的乳腺癌多中心Ⅱ期临床研究，27例患者均为晚期三阴性乳腺癌，都伴有BRCA1和(或)BRCA2基因突变，给予 Olaparib(400毫克/次，2次/日)口服，其有效率为41%，无进展生存率为5．7个月，且患者表现出良好药物耐受性。没有BRCA突变的三阴乳腺癌患者口服Olaparib最近被证明是无效的［15］。O'Shaughnessy 等［16］在一个随机纳入 123 例晚期转移性TNBC临床实验发现发现，吉西他滨和卡铂联合化疗之外添加Iniparib(剂量为每公斤体重5.6mg)，结果显示联合化疗加入Iniparib组，包括临床获益率，整体反应率，都有显著提高，中位生存期由7．7个月提升至12．3个月，且无显著增加不良反应增加。然而随后的Ⅲ期入组条件相同的519例转移性三阴性乳腺癌的试验发现，Iniparib联合GC未能延长PFS及OS，PFS延长1个月(5．1个月 vs 4．1个月，P=0．027 和 OS 改善 ＜1 个月)［17］。故 Iniparib在三阴性乳腺癌的疗效并不清楚，最佳联合化疗方案也正在试验中。Veliparib与替莫唑胺联合用药治疗转移性乳腺癌是非常有效的，在一项Veliparib联合替莫唑胺治疗转移性乳腺癌的Ⅱ期实验中，41位患者(TNBC23例)，所有研究对象的中位无疾病进展期为1．9 个月，而有 BRCA 突变的为 5．5 个月［18］。与替莫唑胺联合应用于治疗乳腺癌的研究即将进入Ⅲ期临床［19］，是否有更多的三阴性乳腺癌晚期患者从中获益，从而延长生存时间，我们十分期待。

总之，伴有BRCA－1基因突变的这类三阴性乳腺癌乳腺癌具有自身独特的临床病理和分子特征，对于某些化疗药物有着良好反应。随着分子生物学的发展，越来越多的针对这一类型乳腺癌的靶向治疗药物被研发出来并逐步进入临床试验阶段，但是仍没有标准的一线治疗药物。我们对于BRCA－1基因修复作用机制仍所知甚少，仍有许多问题尚须深入研究。检测BRCA－1基因突变人群，对该基因突变携带者进行有效预防，BRCA－1基因在三阴性乳腺癌中化疗药物选择的有效性的关系等尚待进一步阐明，这对于阐明发病机制和改善预后具有重要意义。

1 Jemal A，Bray F，Center MM，et al．Global cancer statistics［J］．CA Cancer J Clin，2011，61:69－90

2 Lose F，Duffy DL，Kay GF，et al．Skewed X chromosome inactivation and breast and ovarian cancer status:evidence for X－linked modifiers of BRCA1［J］．J Natl Cancer Inst，2008，100(21):1519 －1529

3 Huen MS，Sy SM，Chen J．BRCA－1 and its toolbox for the maintenance of genome integrity［J］．Nat Rev Mol Cell Biol，2010，11(2):138－148

4 Hellebrand H，Sutter C，Honisch E，et al．Germline mutation in the PALB2 gene are population specific and occur with low frequencies in familial breast cancer［J］．Hum Mutat，2011，32(6):E2176 － 2188

5 Narod SA．BRCA mutations in the management of breast cancer:The state of the art［J］．Nat Rev Clin Oncol，2010，7(12):702 － 707

6 Stolz A，Ertych N，Bastians H．Loss of tumour－suppressor genes CHK2 and BRCA1 results in chromosomal instability［J］．Biochem Soc Trans，2010，38(6):1704－1708

7 陈曲，哈敏文，包翠芬，等．BRCA－1在三阴性乳腺癌中的表达及意义［J］．数理医药学杂志，2012，25(5):513－515

8 Baeyens A，Thierens H，Claes K，et al．Chromosomal radiosensitivity in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers［J］．Radiat Biol，2003，80(10):745－756

9 Nahleh Z．Neoadjuvant chemotherapy for“triple negative”breast cancer:a review of current practice and future outlook［J］．Medical Oncology，2010，27(2):531－539

10 Byrski T，Huzarski T，Dent R，et al．Response to neoadjuvant therapy with cisplatin in BRCA1 － pisitive breast cancer patients［J］．Breast Cancer Res Treat，2009，115(2):359 －363

11 Ozkan M，Berk V，Kaplan MA，et al．Gemcitabine and cisplatin combination chemotherapy in triple negative metastatic breast cancer previously treated with a taxane/anthracycline chemotherapy;multicenter experience［J］．Neoliasma，2012，59(1):38 －42

12 陆旭，华彬，姜蕾，等．利用1H－MRS早期评估乳腺癌新辅助化疗疗效的研究［J］．中国医刊，2012，47(12):35－37

13 Chan A．PARP inhibitor:its role in treatment of cancer［J］．Chin J Cancer，2011，30(7):463－471

14 Tutt A，Robson M，Garber JE，et al．Oral poly(ADP－ribose)polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations and advanced breast cancer:a proof－ of－ concept trial［J］．Lancet，2010，376(9737):235－244

15 Audeh MW，Carmichael J，Penson RT，et al．Oral poly(ADP－ribose)polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations and advanced breast cancer:a proof－of－concept trial［J］．Lancet，2010，376(9737):245 － 251

16 O'Shaughnessy J，Osborne C，Pippen JE，et al．Iniparib plus chemotherapy in metastatic triple － negative breast cancer［J］．N Engl J Med，2011，364(3):205－214

17 O'Shaughnessy J，Schwartzberg LS，Danso MA，et al．A random －ized phaseⅢ study of iniparib(BSI－201)in combination with gemcitabine/carboplatin(G/C)in metastatic triple negative breast cance［J］．J Clin Oncol，2011，29(suppl):1007

18 Isakoff SJ，Overmoyer B，Tung NM，et al．A phaseⅡ trial of the PARP inhibitor veliparib(ABT888)and temozolomide for metastatic breast cancer［J］．J Clin Oncol，2010，28(15s):1019

19 韩炜，钟俊，王永峰，等．PARP抑制剂用于肿瘤治疗的研究进展［J］．中国新药杂志，2011，20(12):1086－1091