c-erbB-2基因在乳腺癌中的研究进展

c-erbB-2基因在乳腺癌中的研究进展

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，其显著性高于雌激素（ER）、孕激素（PR）等指标，并在以后的研究中得到大量证实[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，人们发现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、甲氨喋呤、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%—30%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检测方法的分类及比较
    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mRNA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，从而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(INFORM基因检测系统（Ventana Medical System,Tucson,AZ）)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[8]。
    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必须具备相当的经验，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-200C低温保存等[8]。其技术方法的不足还在于，3—7%的HER-2/neu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与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，最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，目前此评分标准尚存在较大争议。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评分，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.Prediction of response to antiestrogen therapy in advanced breast cancer patients by pretreatment 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 cancer.Clin Cancer Res,1997,3:1643-1651.
5. Berns EM,Foekens JA,vanStaveren IL,et al.Oncogene amplification and prognosis in breast cancer:relationship with systemic treatment.Gene,1995,159:11-18.
6. Baselga J,Seidman AD,Rosen PP,et al.HER-2 overexpression and paclitaxel sensitivity in breast cancer:theraprutic implications.Oncology,1997,11:43-48.
7. Slamon D,Leyland-Jones B,Shak S,et al.Addition of Herceptin(humanized anti-HER2 antibody) to first line chemotherapy for HER2 overexpressing metastatic breast cancer (HER+/MBC)markedly increases anticancer activity:A randomized,multinational controlled phase III trail.Proc Am Soc Clin Oncol,1998,17:98a.
8. Jacobs TW, Gown AM, Yaziji H, et al. Comparison of fluorescence in situ hybridization and immunohistochemistry for the evaluation of HER-2/neu in breast cancer. J Clin Oncol,1999,17:1974-1982.
9. Pauletti G,Godolphin W,Press MF,et al.Detection and quantitation of HER-2/neu gene amplification in human breast cancer 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 HercepTest in Determining HER-2/neu status of breast cancers using the United States Food and Drug Administration–approved scoring system. J Clin Oncol, 1999,17:1983-1987.