乳腺导管原位癌浸润转化及预后的研究进展

王肖寒,于理想,余之刚

乳腺导管原位癌(ductal carcinoma in situ,DCIS)是指具有恶性增殖能力的癌细胞局限于乳腺导管的基底膜内生长[1],被认为是浸润性导管癌(invasive ductal carcinoma,IDC)的前驱病变,如果不进行有效干预,20%～50%的DCIS可能发展为IDC[2-6]。随着乳腺X线检查技术的进步及普及,DCIS的检出率逐年升高,占所有新发乳腺癌的20%～25%[7-8]。近年来,DCIS浸润转化机制已成为研究的热点,多种因素影响着DCIS向IDC的转化,包括肿瘤细胞基因突变的内在因素,以及肌上皮等肿瘤微环境改变的外在因素。但目前仍缺乏有效的DCIS浸润转化的评价指标,致使临床实践中对DCIS存在治疗不足或过度治疗。研究发现,30%～60%的IDC伴有共存性DCIS,即伴有导管内癌的浸润性导管癌(DCIS-IDC)[9-10],但其临床特点及对预后的影响仍不明确。本文就DCIS浸润转化发生机制及DCIS-IDC共存状态临床、预后特点的研究进展进行综述。

1 肿瘤基因组及转录改变与DCIS浸润转化

目前观点认为,DCIS与IDC的肿瘤细胞基因序列高度相似,DCIS浸润转化的驱动基因可能存在于癌前阶段[11],但近年来研究显示,肿瘤细胞增殖过程中的基因突变可能为DCIS浸润转化的驱动因素。Casasent等[12]利用空间单细胞测序技术对DCIS-IDC共存状态进行研究发现,部分患者NCOA2、MMP8、RNF182、LTBP2等基因在浸润转化前即低比例存在,并在浸润过程中比例不断增长,这些差异基因可能在DCIS浸润转化过程中发挥重要作用。Kim等[13]研究发现,与正常乳腺上皮细胞相比,纯DCIS的TP53、PIK3CA、AKT1等基因存在拷贝数异常,但与DCIS-IDC中的DCIS成分相比,纯DCIS的驱动基因突变显著减少,同时,DCIS-IDC中的DCIS成分的基因序列更接近浸润癌。Schultz等[14]的研究也发现,从纯DCIS到DCIS-IDC的过程中,MMP11和COL10A1的表达显著增加,可以作为DCIS进展的高危风险因素。研究显示,在DCIS进展为IDC过程中存在一些基因拷贝数的变化,包括MYC[15]、FGFR1[16]、CCND1[17]等基因,并且这些基因扩增在IDC中更加常见。近年来,利用Oncotype DX基因检测技术评估DICS的复发风险,该工具结合7个癌症相关基因及5个对照基因的表达进行综合评分,发现高风险评分的DCIS患者具有较高的10年局部复发风险[18-19]。上述研究说明,DCIS向IDC转化过程中,基因水平的变化及其与目标分子的相互作用是复杂的,需进一步研究进行明确。

表观遗传及转录调控在DCIS浸润转化中亦发挥重要作用。研究发现,纯DCIS和DCIS-IDC中，DCIS成分中抑癌基因的异常高甲基化可能引起DICS浸润转化的发生[20]。Serce等[21]研究发现，组蛋白去甲基化酶LSD1的表达随着DCIS级别的增加而增加,在DCIS浸润转化过程中发挥一定作用。Johnson等[22]发现了与IDC不同的DCIS特有的CpG位点DNA甲基化改变。此外，miRNA作为重要的表观遗传调控组成部分,通过基因转录后调控,发挥肿瘤抑制或促进作用。近年来研究表明,miRNA在IDC中表达失调,而这种变化多数在DCIS阶段就已出现[23],Volinia等[24]通过比较正常乳腺组织、DCIS及IDC中miRNA表达差异,发现多数miRNA表达差异发生于正常组织与DCIS之间,而let-7d、miR-181a、miR-126等在DCIS与IDC间存在表达差异,提示miRNA在DCIS浸润转化过程中存在潜在作用。

尽管目前多数研究结果显示,DCIS在浸润转化发生前就已存在基因组及转录组的变化,但基因及表观遗传改变在DCIS浸润转化过程中的作用仍不能忽视,需要进一步开展相关研究,对判断DCIS浸润风险具有重要意义。

2 肿瘤微环境与DCIS浸润转化

由于缺乏基因组及转录组在DCIS浸润转化过程中作用的可靠证据,近年来研究者开始关注肿瘤微环境等外在因素在DCIS浸润转化中的作用。

DCIS由一层肌上皮细胞(myoepithelial cells,MECs)包围,存在于由多种成分组成并伴有免疫细胞浸润的基质中。肌上皮细胞的缺失是DCIS进展为IDC的标志[25]。近年来，肌上皮等肿瘤微环境改变在DCIS浸润转化中的作用已成为研究的重点。MECs具有天然的肿瘤抑制功能,表达p63等抑癌基因,具有维持基底膜完整和上皮细胞极性的功能[26]。MECs既构成了DCIS进展的物理屏障,又在阻止肿瘤细胞向侵袭性表型转化方面起着不可或缺的作用。与正常组织中的MECs相比,DCIS中的MECs与增殖、迁移、侵袭和血管生成相关基因的表达增强有关[27]。Zubeldia-Plazaola等[28]研究发现，生理应激因素通过增加糖皮质激素的水平而诱导MECs凋亡,从而促进DCIS发展为IDC。Rohilla等[29]研究发现,与正常乳腺组织的MECs相比,DCIS中的MECs的乳腺丝抑蛋白等功能标记物处于抑制状态,可能参与了DCIS浸润转化的发生。Allen等[30]研究发现,MECs中αvβ6整合素的表达在DCIS浸润转化过程中发挥关键作用,αvβ6表达上调后可激活下游的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP),进而促进基底膜降解,促进DCIS浸润事件的发生。

肿瘤相关成纤维细胞(cancer associated fibroblasts,CAFs)作为肿瘤微环境中最重要的成分之一,通过分泌生长因子和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白,刺激细胞生长,调节免疫极化[31]。在乳腺癌中,CAFs通过多种机制发挥作用,包括产生蛋白酶、生长因子和血管生成因子,这些因子能够促进乳腺癌细胞的侵袭[32]。HU等[33]利用DCIS异种移植模型研究发现,间质成纤维细胞可通过上调COX-2的表达增加肿瘤上皮细胞的侵袭性。Osuala等[34]研究发现CAFs通过旁分泌并作用于DCIS细胞的白介素6是启动DCIS向IDC转化的重要因素。此外,Yu等[35]研究发现成纤维细胞激活蛋白-α(FAP-a)能够高度预测DCIS的复发和进展。

免疫细胞浸润是肿瘤发生及转移的早期事件之一,近年来的研究显示,免疫细胞在DCIS浸润转化过程中亦发挥重要作用。高级别DCIS中的肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)、CD4+T细胞、FOXP3+等细胞比例高于低级别DCIS,并且CD8+T细胞数量随着肿瘤的进展而增加[36-37]。Kim等[38]研究发现在激素受体阴性病例中,CD4+T细胞数量随着纯DCIS、DCIS伴微浸润、DCIS-IDC进展逐渐增加,在激素受体阳性的病例中,DCIS-IDC患者中FOXP3+细胞数量明显大于纯DCIS患者。研究发现DCIS中活化的CD8+T细胞数量与DCIS进展为IDC的风险有关[39]。另外,研究还发现病变部位的TIL数量增加与更具攻击性行为的DCIS病例相关,并与复发风险有关[40-41]。Tower等[42]研究也发现，高级别DCIS病变中TIL水平高于中低级别病变,具有高复发风险的癌前病变也表现出T细胞和巨噬细胞增加,提示免疫细胞对DCIS进展的重要作用。免疫抑制蛋白是DCIS进展高风险的潜在标志物[43]。

近年来,越来越多的研究提示,肿瘤微环境等外在因素对DICS浸润转化至关重要,特别是肌上皮细胞及肿瘤免疫微环境的变化,是未来DCIS浸润转化机制研究的重要方向。

3 DCIS-IDC共存状态的临床及预后特点

传统观点认为,浸润性导管癌的发生存在由“导管上皮-普通增生-非典型增生-导管原位癌-浸润性导管癌”的谱带式连续过程[3,44-46]。研究发现,在30%～60%的IDC中存在共存性DCIS,即DCIS-IDC[9-10]。目前有研究提示,DCIS-IDC表现出不同于单纯IDC的生物学行为,IDC患者中DCIS成分的存在与良好的临床病理特征相关[47]。Chen等[48]发现与纯IDC患者相比,DCIS-IDC患者中T1期肿瘤比例较高而组织学Ⅲ级的肿瘤比例较低。Wong等[49]研究发现DCIS-IDC患者组织学分级和Ki-67指数均低于纯IDC患者,并随着DCIS成分的增加而降低,而DCIS-IDC组的淋巴结受累和淋巴管浸润程度随着IDC比例增加而增大。与DCIS-IDC中的DCIS成分相比,HER2扩增在纯DCIS中更加常见,而DCIS-IDC中的DICS具有与浸润性癌相似的生物学特征[50]。

DCIS-IDC与纯IDC相比具有不同的生物学行为,提示着IDC中DCIS的存在与预后存在潜在的相关性。Goh等[51]发现,DCIS-IDC患者的5年无病生存期(disease-free survival,DFS)和总生存期(overall survival,OS)均显著高于纯IDC患者。且在不同分子分型中,两者的预后存在差异,在HER2阳性患者中,DCIS-IDC患者的DFS优于纯IDC患者,但在lunimal亚型和三阴性亚型患者中两者的预后无统计学差异。Carabias-Meseguer等[52]研究发现,DCIS-IDC患者的5年DFS显著高于纯IDC患者,但两组之间的5年OS无统计学差异。Kole等[47]对49万余例Ⅰ～Ⅲ期乳腺癌患者进行分析发现,其中66%的患者为DCIS-IDC共存状态,与纯IDC患者相比,DCIS-IDC患者5年OS较高(89.3%vs.85.5%,P<0.001),进一步亚组分析显示,肿瘤直径小于4 cm、淋巴结阴性及DCIS成分≥25%的患者OS获益更为明显。这些研究提示IDC患者中DCIS成分的存在是乳腺癌的一个独立并且有利的预后因素。

综上所述,DCIS是具有高度异质性的IDC前驱性病变,近年来,随着DCIS检出率的提高,突出了明确DCIS浸润转化机制的重要性。目前研究提示,肿瘤基因组变异等内在因素在DCIS浸润转化中发挥一定作用,且越来越多的研究显示,肿瘤微环境改变以及与肿瘤细胞的相互作用在DCIS浸润转化过程中发挥更为重要的作用,DCIS-IDC共存状态亦表现出不同于单纯IDC的临床及预后特点,然而具体机制仍需进一步明确,也是未来的研究重点。深入了解DICS浸润转化机制及对预后的影响,对乳腺癌患者病情的判断及精准诊疗方案的制定具有重要意义。