c-erbB-2基因在乳腺癌中的研究进展

时间:2001年4月19日
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步宏  庞宗国

一、概述

c-erbB-2(HER-2/neu)在乳腺癌中过度表达的意义及其检测方法一直是人们关注的热点,近来更取得了突破性进展。1987年,Slamon等人首先报道了HER-2/neu扩增和临床预后不良之间的显著关系,其显著性高于雌素(ER)、孕激素(PR)等指标,并在以后的研究中得到了大量证实[1,2]。以后,c-erbB-2表达水平和乳腺癌治疗效果间的关系得到广泛研究,人胶发现c-erbB-2高表达乳腺癌患者对三苯氧胺(tamoxifin)治疗[4]、单独的激素疗法[3]、以及环磷酰胺、甲氨喋噙、5-氟脲嘧啶(CMF)联合化疗产生耐受[5],而对泰素(taxol)、阿霉素(adriamycin)治疗变的更敏感[6]。近年来,一种针对HER-2的单克隆抗体类药物(Herceptin)研制成功,并已得到美国食品及药物管理局(FDA)许可用于临床治疗三期乳腺癌,它只针对c-erbB-2高表达的肿瘤细胞产生作用,可有效延长患者生存期并使其生活质量得到改善,是一种极有前途的疗法[7]。因此,乳腺癌患者有无c-erbB-2 高表达,如何客观准确地对其加以检测,对患者治疗方法的选择以及预后具有极为重要的意义。

    c-erbB-2原癌基因位于17号染色体长臂,最早Shih 等人用3-甲基胆蒽诱导鼠NIH3T3培养细胞系,并在转变出的神经母细胞瘤瘤细胞中将其检测到。在人类,20% 0%乳腺癌患者癌细胞有过度表达,其原因主要是c-erbB-2基因扩增(95%)或转录增多(5%)。c-erbB-2编码一个185KD跨膜酪氨酸激酶生长因子受体(HER-2或P185HER2).HER-2是表皮生长因子受体(EGFR)家族的一员,当细胞外相应片段与HER-2结合后可激活细胞内酪氨酸激酶,从而活化其它一系列细胞内信息传递途径,最终信号到达核内,导致调控细胞复制和分化的基因发生转录。

二、c-erbB-2检测方法的分类与比较

   检测HER-2/neu表达状况的方法可分为三类:一、反映DNA扩增情况,包括Souther印迹、狭缝印迹、斑点印迹、PCR、原位杂交(ISH)及荧光原位杂交(FISH);二、反映mDNA的过度表达,包括Northern印迹、狭缝印迹及ISH;三、反映HER-2蛋白的过度表达,包括Western印迹、免疫和免疫组织化学法(IHC)。

  对于一个有经验的技术人员,在对足量、新鲜并且不含较多癌旁组织的癌细胞进行检测时,以上各种方法都能取得一致满意的结果。但在实际工作中,存在着多方面因素的影响。印迹技术需要新鲜组织,并须保证一定数量的组织,对组织来源有较高的要求,并且实际取得的乳腺癌组织中常混有较多炎细胞等间质成分(可超过50%),将产生稀释效果,严重影响定量分析结果;其次是在技术上也较为复杂,大多数病理实验室难于常规开展。PCR技术需组织量少,可用于石蜡包埋组织,但在定量分析时,同样遇到癌组织不纯的问题。

  总的来看,FISH和IHC是两种更为适宜的方法,它们都可用于新鲜或石蜡包埋组织,并能保持原有组织结构,在可视条件下原位识别肿瘤与非肿瘤组织,从面免受组织不纯的干扰。在1998年9月,IHC法(HercepTest试剂盒(DAKO Corp,Carpinteria,CA))和FISH法(PathVysion基因检测系统(Vysis Inc,DOWNERS GROVE,IL,US))都得到了FDA许可用于筛选c-erbB-2高表达的乳腺癌患者,指导临床选择Herceptin的治疗对象。在较好控制标本固定等处理条件下,二者检测结果具有较高的协同性。

   两者相比较,FISH虽敏感性较高,但技术上较为复杂,很多实验室缺乏开展条件,观察结果需荧光显微镜且观察者心须具备相当的经验,人员的培训,设施的建立,都需要一段较长的时间。并且其操作时间为IHC的二倍,观察结果时间为IHC的三倍,花费金钱为IHC的二十多倍,切片需-20°C低温保存等。其技术方法的不足还在于,3-7%的HER-2高表达患者并不伴有HER-2/neu 基因扩增[9],对此,FISH法将产生假阴性。而IHC法在以上方面显示了较大的优势。结合我国国情,IHC应为实际工作的首选方法。

三、免疫组化法中应注意的问题

    在IHC法的应用中,仍存在较多问题,以下主要从几个方面加以讨论。

1、待检组织的影响

   新鲜或冰冻的组织:DNA及抗原分子保存好,是理想的检测对象,IHC和FISH结果一致性很高。但组织来源有限且不能进行回顾性研究。

石蜡包埋组织:来源最广,是大量开展IHC的主要对象。但标本的处理对HER-2抗原分子的保存将产生较为复杂的作用,是主要的是受固定剂种类和固定时间影响,Penault-Llorca等的研究认为,使用A-F液 (alcoholic formalin) 充分固定的效果最佳[10]。其次标本保存方法、保存时间等因素也会带来一定的影响。总的来看,将使抗原不同程度的损失而导致偏差。 在不同的实验室,不一致的方法选用,检测结果所受影响程度也将不同。抗原修复法的应用,可提高敏感性,但也使问题变的更为复杂甚至导致假阳性发生。

2、染色试剂的选择

   有多种商业或非商业试剂可供选用。它们可能带来不同的结果。在选择时要注意其敏感性和特异性等情况。

3、评分标准的影响

  FDA推荐的HercepTest结果评分标准为:结果分为0-3+。0,完全阴性;1+,超过10%的癌细胞胞膜染色,染色间断分布,未环绕胞膜;2+,超过10%的癌细胞胞膜弱到中度阳性,染色连续,环绕整个胞膜;3+,超过10%的癌细胞胞膜强阳性,染色连续,环绕整个胞膜;0-1+判为阴性;2+、3+为阳性,2+为弱阳性,3+为强阳性。

IHC依靠肉眼观察判定结果,将受经验及主观因素的影响,因此,目前此评分档准尚存在较大争议。Timothy等人[11]在控制标本处理,采用水浴热致抗原修复法(HIER)条件下,对100例石蜡包埋切片做HercepTest染色,按FDA推荐法判断结果,所得假阳性率为58.4%。另一有趣的发现是,癌旁正常上皮也有不同程度的阳性表达(0-3+),若用肿瘤得分减去癌旁正常上皮得分后的结果来分,假阳性率降为6.8%。因此,他们认为现在的评分标准过宽,会增加假阳性率,并指出用正常上皮染色情况作为内对照也许是可行的纠正办法。

  对c-erbB-2表达状况检测的研究可以说才刚刚起步,今后我们努力的方向有:一、合理选择染色试剂和方法;二、控制和统一标本的固定、保存等处理方法;三、探索更好的结果评分标准;四、提高技术方法的自动化程度。由于c-erbB-2 表达状况对临床乳腺癌患者的治疗和预后具有巨大价值,对它的研究将会愈加必要。

参考文献:

  1. Allred DC, Harvey JM,Berardo M£¬et al.Prognostic and predictive factors in breast cancer by immunohistochemical analysis. Mod Pathol, 1998,11:155-168.
  2. Andrulis DC, Bull SB, Blackstein ME, et al, for the Toronto Breast Cancer Study Group:neu/erbB-2 amplification idetifies a poor-prognosis group of women with node-negative breast cancer.J Clin Oncol, 1998,16:1340-1349.
  3. Yamauchi H, O'Neill A, Gelman R,et al. Predication of response to antiestrogen therapy in advanced breast cancer patients by pretreament circulating levels of extracellular domain of the HER-2/neu protein.J Clin Oncol, 1997,15:2518-2525.
  4. Newby JC, Johnston SRD, Smith IE, et al.Expression of epidermal growth factor receptor and C-erbB-2 during the development of tamoxifen resistance in human breast. Clin Cancer Res, 1997.3:1643-1651.
  5. Berns EM, Foekens JA, vanStaverer IL, et al. Oncogene amplification and prognosis in breast cancer: relationship with systemic treatmetn. Gene, 1995,159:11-18.
  6. Baselga J, SEidman AD, Rosen PP, et al. HER-2 overexpression and paclitaxel sensitivity in breast cancer: theraprutic implcations. Oncology, 1997,11:43-48.
  7. Slamon D,Leyland-Jones B,Shak S, et al. Addition of Herceptin (humanized anti-HER2 anitbody) to first line chemotherapy for HER2 overexpressing metastatic breast cancer (HER+/MBC)markedly increases anticancer activity: A randomized, multinational controlled phase III trail. Prco Am Soc Clin Oncol, 1998,17:98a.
  8. Jacobs TW, Gown AM, Yaziji H,et al. Comparison of fluorescence in situ hybridization and immunohistlchemistry for the evaluation of HER-2/neu in breast caner.J Clin Oncol, 1999,17:1974-1982.
  9. Pauletti G, Godolphin W, Press MF, et al. Detection and quantitaion of HER-2/neu gene amplification in human breast cancerf archival material using fluorescence in situ hybridization. Oncogene, 1996,13:63-72.
  10. Penault-Llorca F, Adelaide J, Houvenaeghel G, et al. Optimization of immunohistochemical detection of ERBB2 in human breast cancer:impact of fixation.J Pathol, 1994,173:65-75.
  11. Jacobs TW, Gown AM, Yaziji H, et al. Specificity of Hercep Test in Determining HER-2/neu status of breast cancers using the United States Food and Drug Adminstration-approved scoring system.J Clin Oncol, 1999,17:1983-1987.

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