乳腺癌预后生物标志物研究进展

韩璐，宋丰举，陈可欣



乳腺癌预后生物标志物研究进展

韩璐，宋丰举，陈可欣

摘要：乳腺癌是世界范围内女性发病率最高的恶性肿瘤，也是导致女性癌症相关死亡的最主要原因。近些年乳腺癌患者数量呈逐年增加趋势，严重威胁女性的生命健康和生活质量。因此，乳腺癌预后的研究对乳腺癌患者意义深远。随着分子生物学的发展，一些分子生物学标志物被发现与乳腺癌患者预后有关，这使得更准确、有效地评估乳腺癌患者的预后成为可能。本文旨在对乳腺癌预后生物标志物的研究进展作一综述。

关键词：乳腺肿瘤；预后；生物学标记；综述；miRNA-21；miRNA-210；CXCR4；ALDH1A1；BCL2；BRCA1/BRCA2

根据世界卫生组织2015年的报道，2012年全球女性新发乳腺癌1 676 600例，死亡521 900例，位居各类癌症的首位［1］。虽然我国乳腺癌发病率相对较低，但人口基数较大，发病率有逐年上升的趋势；乳腺癌发病高峰为45～60岁，并呈年轻化的趋势［2］。随着乳腺癌预后研究的深入，有越来越多的预后标志物被人们发现，部分已经应用于临床作为乳腺癌分子分型的依据，如雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和原癌基因Her2均为阴性的三阴性乳腺癌标志物，往往提示患者预后较差［3］。现根据生物标志物进行分子分型的乳腺癌有十几种，但有关预后标志物的研究尚存有争议，本文就此作一综述。

1　miRNA-21

miRNA-21是第17号染色体（17q23.2）上的一段非编码序列，在常见的脆性位点FRA17B内，参与基因的转录后调控过程。miRNA-21是致癌基因，在多种恶性肿瘤组织中均过表达，其能通过降低其靶基因——肿瘤抑制基因的表达来促进肿瘤的发展。现已发现的靶基因有 PDCD4（proprammed cell death 4）、tpm1（tropomyosin1）和RECK（reversion-inducingcysteine-rich protein with kazal motifs）基因［4］。

Si等［5］研究显示，相对于配对的癌旁组织，miRNA-21在乳腺癌组织中过表达；该研究还通过对乳腺癌细胞MCF-7转染抗miRNA-21寡核苷酸证实，在体外和动物模型中抗miRNA-21寡核苷酸均能抑制乳腺癌细胞的生长。Ozgun等［6］研究显示，miRNA-21高表达与乳腺癌临床分期较晚（Ⅲ期及以上）、淋巴结转移（超过3个腋下淋巴结转移）以及Her2阳性表达相关；miRNA-21高表达的患者比miRNA-21低表达者的无病生存时间要短。Markou等［7］研究表明，排除患者患病年龄的影响，miRNA-21表达与组织学分期、肿瘤大小、淋巴结转移、ER/PR以及Her2状态仍存在相关性，miRNA-21高表达是患者无病生存的独立危险因素。多项Meta分析表明，miRNA-21高表达的乳腺癌患者的总体生存、无病生存和无复发生存均较miRNA-21低表达者差，miRNA-21高表达与较晚的TNM分期、较高的组织学分级、ER阴性和PR阴性均具有相关性；亚洲乳腺癌患者miRNA-21高表达提示其预后较差，但在白人组未发现类似现象［4-8］。上述报道说明miRNA-21与乳腺癌的术后生存状况密切相关，可能是评估乳腺癌患者预后的重要生物标志物。

2　miRNA-210

miRNA-210位于第11号染色体上，在各类细胞中均有表达，是已知的缺氧诱导型miRNA，而缺氧对于实体肿瘤的病理生理学进展有重要影响［9］。miRNA-210是参与细胞增殖、线粒体呼吸作用、DNA修复、血管生物学过程和血管再生的重要因子；其受缺氧诱导因子调控并控制细胞对缺氧的应答，可在一定程度上辅助细胞适应缺氧环境。缺氧驱动因子miRNA-210可以直接靶向调控E2F3（E2F transcription factor 3），由于E2F3基因有调节细胞周期G1到S期以及启动DNA复制的功能，故miRNA-210能通过对其调控来抑制多种癌症细胞系的细胞增殖［10］。此外，HOXA1（Homeobox A1）也是miRNA-210的靶基因之一，HOXA1过表达不仅能诱导P44/42 MAP激酶活性来支持细胞增殖，还能逆转miRNA-210对细胞生长的抑制作用［11］。Wang等［12］研究显示，miRNA-210过表达对于部分实体肿瘤患者的不良预后有提示作用，与乳腺癌、肾癌和头颈鳞状细胞癌等的无病生存、无进展生存和无复发生存有关，但与这些癌症的总生存却没有关联。然而，也有研究认为miRNA-210是三阴性乳腺癌预后的独立预测因子，miRNA-210在三阴性乳腺癌患者中的表达显著高于ER阳性者，在三阴性乳腺癌患者中miRNA-210低表达的无病生存和总生存情况均优于高表达者［13］。通过乳腺癌细胞系的功能研究发现，miRNA-210参与了细胞的增殖、转移和侵袭过程，其表达与肿瘤增殖和分化有关［14］。miRNA-210的生物学特征在一定程度上解释了其与癌症进展之间的联系，miRNA-210很有可能成为评估乳腺癌临床结局的有力指标，但其对于乳腺癌预后的作用还有待进一步研究验证。

3　CXCR4

CXCR4（C-X-C chemokine receptor type 4）在体内大部分组织和实质脏器中都有表达，是由352个氨基酸组成的G蛋白偶联受体（GPCR）。趋化因子受体CXCR4是趋化因子（C-X-C）配体12（CXCL12又称趋化因子基质细胞衍生因子-1）的特异受体；CXCL12对淋巴细胞有强烈的趋化作用，CXCR4在多种生理功能中均起到重要作用，如参与T细胞等免疫细胞的动态平衡。在组织再生中，CSCL12/CXCR4体系对促使干细胞归巢有重要作用［15］。

CXCR4在多种肿瘤细胞中高表达，其与趋化作用、侵袭、血管再生和细胞增殖过程有关，且对乳腺癌的转移和预后有明确的提示作用；已有系统综述结果显示，CXCR4高表达的乳腺癌患者预后较差［16］。综合了15个研究（共计3 104例患者）结果的Meta分析发现，CXCR4在乳腺癌组织中的表达显著高于癌旁组织，全细胞或胞浆中CXCR4高表达往往提示乳腺癌预后较差［17］。另一篇系统综述也证实了上述发现，并且认为CXCR4过表达与淋巴结转移和远端转移显著相关，有着较低的总生存率和无病生存率，但其与乳腺癌临床特征肿瘤分期、ER和PR并无相关［15］。但因Meta分析文献检索过程等难免存在疏漏，且不同研究间人群的差异，所以CXCR4具体的作用机制以及能否通过放化疗来改变其作用尚需要进一步深入研究。

4　ALDH1A1

ALDH1A1（Aldehyde dehydrogenase 1 family，member A1）编码的蛋白质属于醛脱氢酶家族［18］。乙醛脱氢酶是乙醇代谢的主要氧化途径的第2酶，肝酶主要包含胞浆型和线粒体型2种亚型，该基因编码的肝酶主要为胞浆型，胞浆型与线粒体型相比对醛类的亲和力较低；同时ALDH1A1也是角膜晶状体蛋白的重要组成成分，有利于维持角膜的透明性。

在癌症方面，ALDH1A1被视为乳腺肿瘤干细胞的标志物，而肿瘤干细胞有较强的致癌性和自我更新能力，在肿瘤发生、发展和预后中起重要作用。因此，很多学者对ALDH1A1的表达与乳腺癌患者临床特征间的关系进行了研究［19］。Tan等［20］研究显示，ALDH1A1在乳腺癌组织中高表达，但其与预后无关，ALDH1在25%的肿瘤中表达，年轻患者的ALDH1阳性率几乎是高龄患者的14倍；认为ALDH1A1是ER阴性的独立影响因素，但其与乳腺癌复发及相关死亡没有关联。更多的研究认为，ALDH1A1的表达提示乳腺癌预后较差［19，21-22］。一项来自日本的研究发现，26%的浸润性导管癌患者均有ALDH1的表达，其与较大的肿瘤、较高的组织学分级、较晚的TNM分期、Her2过表达以及激素受体阴性相关，ALDH1A1表达组的无复发生存时间和总生存时间较不表达组短［22］。一项纳入15篇研究共计3 274例乳腺癌患者的Meta分析结果与日本研究的结果基本一致；此外，ALDH1A1表达者更容易发生淋巴结转移，证实了ALDH1A1是肿瘤进展和预后较差的标志物［19］。ALDH1A1是提示患者病情进展以及预后较差的重要指标，但其作用机制有待于进一步研究验证。

5　BCL2

BCL2（B-cell lymphoma-2）位于第18号染色体上，有编码完整的线粒体膜外蛋白，可限制淋巴细胞、肿瘤细胞等的凋亡，其编码的蛋白Bcl2是BCL2家族调节蛋白的重要成员，被认为是重要的抗凋亡蛋白，因而BCL2被认为是致癌基因［23］。BCL2是包括乳腺癌在内的多种癌症的促癌基因，可导致癌症治疗抵抗［24］。研究证实，Bcl2阳性的乳腺癌患者较阴性者总生存率和无复发生存时间都较好［23］。Dawson等［25］研究发现，检出BCL2的早期乳腺癌患者预后较好；但较早的研究却发现BCL2表达阳性与较好的预后的关联经过多因素分析后就不存在了［24］。另有研究发现，即使在三阴性乳腺癌患者中Bcl2表达者也会有相对较好的预后，因此，如果BCL2的作用得到证实，可用于评估三阴性乳腺癌的预后［25-26］。

BCL2受miRNA-21的调控，miRNA-21能够抑制BCL2的表达，如果BCL2是乳腺癌预后较好的标志物，那也能间接提示miRNA-21高表达与预后较差相关。因此，BCL2阳性表达很可能提示乳腺癌患者预后较好。

6　BRCA1/BRCA2

BRCA1和BRCA2（BRCA1/BRCA2）是人类肿瘤抑制基因，分别位于17号和13号染色体长臂上，BRCA1和BRCA2的结构不同，但作用相互关联，其编码的蛋白分别为乳腺癌1型和2型易感性蛋白，在DNA的修复过程中发挥着重要作用［27］。BRCA2结合DNA单链能直接影响重组酶促进链的入侵，这是同源重组的关键步骤，而RAD51定位到DNA双链裂解则需要形成BRCA1-PALB2-BRCA2复合物，因此，BRCA1/BRCA2编码的蛋白在维持人类基因组稳定性和防止危险基因重排中的意义重大［28-29］。BRCA1/BRCA2在DNA双链断裂修复过程中起着重要作用：若DNA被损坏BRCA1/ BRCA2则参与DNA修复；当受损的DNA无法进行修复时，它们则会诱导细胞的凋亡；若BRCA1/BRCA2发生突变，则无法完成DNA修复，反而可促使肿瘤的发生发展［30］。

BRCA1/BRCA2发生突变是公认的诱发乳腺癌的危险因素，但对乳腺癌预后的作用还存在争议。现有研究似乎倾向于BRCA1/BRCA2对于乳腺癌的预后影响不大。Bordeleau等［31］研究显示，BRCA相关乳腺癌与散发乳腺癌间的总生存情况并未存在差异。另有Meta分析认为，根据66篇文献所得的证据尚不能支持BRCA1/BRCA2突变携带者预后较差；该研究分析了BRCA1突变携带、BRCA2突变携带以及两者同时突变携带与乳腺癌患者无复发生存、无转移生存以及总生存的关系，经临床因素调整后认为它们并没有关联［32］。因此，BRCA突变对于乳腺癌进展的作用，以及BRCA突变相关乳腺癌的靶向治疗效果还有待于大规模多中心的前瞻性研究来加以证实。

综上所述，乳腺癌的预后相关标志物还处于研究阶段，BCL2和BRCA1/BRCA2是与乳腺癌发病相关的基因，但若将其应用到乳腺癌预后预测尚需更多研究。此外，单一的预后因子对于乳腺癌患者的预后评价较为片面，如三阴性乳腺癌是由3种因子共同判定，但上述叙述都是考虑单一因素对乳腺癌预后的影响。若能综合多种生物标志物的检测以及结合临床指标、流行病学指标，则对乳腺癌预后的评估会更为全面和精准。

参考文献

［1］Torre LA，Bray F，Siegel RL，et al.Global cancer statistics，2012［J］.CA Cancer JClin，2015，65（2）：87-108.doi：10.3322/caac.21262.

［2］Hong W，Dong E.The past，present and future of breast cancer research in China［J］.Cancer Lett，2014，351（1）：1-5.doi：10.1016/ j.canlet.2014.04.007.

［3］Guestini F，McNamara KM，Ishida T，et al.Triple negative breast cancer chemosensitivity and chemoresistance：current advances in biomarkers indentification［J］.Expert Opin Ther Targets，2015，Nov 25.［Epub ahead of print］

［4］Wang Y，Zhang Y，Pan C，et al.Prediction of poor prognosis in breast cancer patients based on microRNA-21 expression：a metaanalysis［J］.PLoS One，2015，10（2）：e0118647.doi：10.1371/journal.pone.0118647.

［5］Si ML，Zhu S，Wu H，et al.miR-21-mediated tumor growth［J］.Oncogene，2007，26（19）：2799-2803.

［6］Ozgun A，Karagoz B，Bilgi O，et al.MicroRNA-21 as an indicator of aggressive phenotype in breast cancer［J］.Onkologie，2013，36（3）：115-118.doi：10.1159/000348678.

［7］Markou A，Yousef GM，Stathopoulos E，et al.Prognostic significance of metastasis-related microRNAs in early breast cancer patients with a long follow-up［J］.Clin Chem，2014，60（1）：197-205. doi：10.1373/clinchem.2013.210542.

［8］Pan F，Mao H，Deng L，et al.Prognostic and clinicopathological significance of microRNA-21 overexpression in breast cancer：a meta-analysis［J］.Int JClin Exp Pathol，2014，7（9）：5622-5633.

［9］Huang X，Zuo J.Emerging roles of miR-210 and other non-coding RNAs in hypoxic response［J］.PLoS One，2014，9（3）：e90952.doi：10.1371/journal.pone.0090952.

［10］Biswas S，Roy S，Banerjee J，et al.Hypoxia inducible microRNA 210 attenuates keratinocyte proliferation and impairs closure in a murine model of ischemic wounds［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（15）：6976-6981.doi：10.1073/pnas.1001653107.

［11］Mohankumar KM，Xu XQ，Zhu T，et al.HOXA1-stimulated oncogenicity is mediated by selective upregulation of components of thep44/42 MAP kinase pathway in human mammary carcinoma cells ［J］.Oncogene，2007，26（27）：3998-4008.

［12］Wang J，Zhao J，Shi M，et al.Elevated expression of miR-210 predicts poor survival of cancer patients：a systematic review and meta-analysis［J］.PLoS One，2014，9（2）：e89223.doi：10.1371/journal.pone.0089223.

［13］Toyama T，Kondo N，Endo Y，et al.High expression of microRNA-210 is an independent factor indicating a poor prognosis in Japanese triple-negative breast cancer patients［J］.Jpn J Clin Oncol，2012，42（4）：256-263.doi：10.1093/jjco/hys001.

［14］Rothe F，Ignatiadis M，Chaboteaux C，et al.Global microRNA expression profiling identifies MiR-210 associated with tumor proliferation，invasion and poor clinical outcome in breast cancer［J］.PLoS One，2011，6（6）：e20980.doi：10.1371/journal.pone.0020980.

［15］Xu TP，Shen H，Liu LX，et al.The impact of chemokine receptor CXCR4 on breast cancer prognosis：ameta-analysis［J］.Cancer Epidemiol，2013，37（5）：725-731.doi：10.1016/j.canep.2013.04.017.

［16］Zhang Z，Ni C，Chen W，et al.Expression of CXCR4 and breast cancer prognosis：a systematic review and meta-analysis［J］.BMC Cancer，2014，14：49.doi：10.1186/1471-2407-14-49.

［17］Parker CC，Kim RH，Li BD，et al.The chemokine receptor CXCR4 as a novel independent prognostic marker for node-positive breast cancer patients［J］.J Surg Oncol，2012，106（4）：393-398.doi：10.1002/ jso.23113.

［18］Otto JM，Hendershot CS，Collins SE，et al.Association of the ALDH1A1*2 promoter polymorphism with alcohol phenotypes in young adults with or without ALDH2*2［J］.Alcohol Clin Exp Res，2013，37（1）：164-169.doi：10.1111/j.1530-0277.2012.01835.x.

［19］Liu Y，Lv DL，Duan JJ，et al.ALDH1A1 expression correlates with clinicopathologic features and poor prognosis of breast cancer patients：a systematic review and meta-analysis［J］.BMC Cancer，2014，14：444.doi：10.1186/1471-2407-14-444.

［20］Tan EY，Thike AA，Tan PH，et al.ALDH1 expression is enriched in breast cancers arisingin youngwomen but does not predict outcome［J］. Br JCancer，2013，109（1）：109-113.doi：10.1038/bjc.2013.297.

［21］Dong Y，Bi LR，Xu N，et al.The expression of aldehyde dehydrogenase 1 in invasive primary breast tumors and axillary lymph node metastases is associated with poor clinical prognosis［J］.Pathol Res Pract，2013，209（9）：555-561.doi：10.1016/j.prp.2013.05.007.

［22］Yoshioka T，Umekita Y，Ohi Y，et al.Aldehyde dehydrogenase 1 expression is apredictor of poor prognosis in node-positive breast cancers：a long-term follow-up study［J］.Histopathology，2011，58 （4）：608-616.doi：10.1111/j.1365-2559.2011.03781.x.

［23］Abd El-Hafez A，Shawky Mohamed Ael-A，Elesawy BH.Different prognostic factors correlate with Bcl-2 expression among triple negative and non-triple negative breast cancers［J］.Asian Pac J Cancer Prev，2013，14（2）：1037-1041.

［24］Bouchalova K，Kharaishvili G，Bouchal J，et al.Triple negative breast cancer-BCL2 in prognosis and prediction.Review［J］.Curr DrugTargets，2014，15（12）：1166-1175.

［25］Dawson SJ，Makretsov N，Blows FM，et al.BCL2 in breast cancer：a favourable prognostic marker across molecular subtypes and independent of adjuvant therapy received［J］.Br J Cancer，2010，103 （5）：668-675.doi：10.1038/sj.bjc.6605736.

［26］Abdel-Fatah TM，Perry C，Dickinson P，et al.Bcl2 is an independent prognostic marker of triple negative breast cancer（TNBC）and predicts response to anthracycline combination（ATC）chemotherapy（CT）in adjuvant and neoadjuvant settings［J］.Ann Oncol，2013，24（11）：2801-2807.doi：10.1093/annonc/mdt277.

［27］Foulkes WD.BRCA1 and BRCA2-update and implications on the genetics of breast cancer：a clinical perspective［J］.Clin Genet，2014，85（1）：1-4.doi：10.1111/cge.12291.

［28］Xia B，Sheng Q，Nakanishi K，et al.Control of BRCA2 cellular and clinical functions by a nuclear partner，PALB2［J］.Molecular Cell，2006，22（6）：719-729.

［29］Wang Y，Sun H，Wang Z，et al.Aurora-A：a potential DNA repair modulator［J］.Tumour Biol，2014，35（4）：2831-2836.doi：10.1007/s13277-013-1393-8.

［30］Park JY，Zhang F，Andreassen PR.PALM2：the hub of a network of tumor suppressors involved in DNA damage responses［J］.Biochim Biophys Acta，2014，1846（1）：263-275.doi：10.1016/j.bbcan.2014. 06.003.

［31］Bordeleau L，Panchal S，Goodwin P.Prognosis of BRCA-associated breast cancer：a summary of evidence［J］.Breast Cancer Res Treat，2010，119（1）：13-24.doi：10.1007/s10549-009-0566-z.

［32］van den Broek AJ，Schmidt MK，van't Veer LJ，et al.Worse breast cancer prognosis of BRCA1/BRCA2 mutation carriers：what's the evidence？A systematic review with meta-analysis［J］.PLoS One，2015，10（3）：e0120189.doi：10.1371/journal.pone.0120189.

（2015-12-08收稿2016-01-07修回）

（本文编辑陆荣展）

Research advances in biomarkers of the prognosis of breast cancer

HAN Lu，SONG Fengju，CHEN Kexin
Department of Epidemiology and Biostatistics，Tianjin Medical University Cancer Institute and Hosipital，National Clinical Research Center for Cancer，Key Laboratory of Breast Cancer Prevention and Therapy，Tianjin 300060，China Corresponding AuthorE-mail:chenkexin@tjmuch.com

Abstract：Breast cancer has become the most common malignant tumor and the major cause of cancer-related death for women around the world.The number of patients shows an increasing trend recently.Breast cancer is a big threaten to women's health and quality of life.With the development of molecular biology，molecular biomarkers have been found assiciated with prognosis in patients with breast cancer，which makes it possible to predict cancer patient survival precisely and practically.This review summarized those new developments of biomarkers on the prognosis of breast cancer.

Key words：breast neoplasms；prognosis；biological markers；review；miRNA-21；miRNA-210；C-X-C chemokine receptor type 4；aldehyde dehydrogenase 1 family，member A1；B-cell lymphoma-2；BRCA1/BRCA2

中图分类号：R737.9，R342.2

文献标志码：A

DOI：10.11958/20150383

基金项目：国家自然科学基金资助项目（81473039，81172762）

作者单位：天津医科大学肿瘤医院，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市“肿瘤防治”重点实验室肿瘤分子流行病与生物统计研究室（邮编300060）

作者简介：韩璐（1989），女，硕士在读，主要从事肿瘤分子流行病学研究

通讯作者E-mail:chenkexin@tjmuch.com