《JNCI: Journal of the National Cancer Institute》:Postpartum breast cancer: evidence for a distinct phenotype
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本刊推荐:为阐明产后乳腺癌(PPBC)的生物学特征,研究者对640例≤40岁年轻女性乳腺癌进行GeoMx Digital Spatial Profiling(DSP)空间蛋白组学分析,发现末次分娩时间(TSLB)与PR、PTEN、CD20、CTLA4等免疫检查点蛋白表达显著相关,多变量分析揭示GZMB、SMA、NF-1等标志物存在高阶交互作用。OPAL多重免疫荧光验证显示PPBC具有独特的免疫抑制微环境特征,且与TCGA数据库中T细胞耗竭特征显著相关,为PPBC的精准防治提供新靶点。
随着现代女性生育年龄的推迟,早发性乳腺癌的发病率呈现上升趋势,这与延迟生育的流行病学趋势存在平行关系。传统观点认为,乳腺癌发病风险在生育后短期内升高,随后缓慢下降,但近年研究发现,产后特定时期诊断的乳腺癌可能具有独特的生物学行为。这类被称为产后乳腺癌(Postpartum Breast Cancer, PPBC)的肿瘤,通常指分娩后5-10年内诊断的乳腺癌,其临床预后较差,但对其分子特征的认识仍十分有限。
目前临床上面临的挑战是,缺乏明确的生物学标志来界定PPBC这一特殊亚型。虽然动物模型研究表明,产后乳腺复旧过程会创造一种免疫抑制、促癌的微环境,类似于伤口愈合反应,但这一过程在人类乳腺癌发生发展中的具体机制尚不明确。此外,末次分娩时间(Time Since Last Birth, TSLB)这一关键临床变量在医疗记录中常常缺失,限制了相关研究的深入开展。
为回答这些问题,由Mark E. Sherman和Lola Etievant共同领导的研究团队在《JNCI: Journal of the National Cancer Institute》上发表了题为"Postpartum Breast Cancer: Evidence for a Distinct Phenotype"的重要研究。该研究提出假说:PPBC是一种独特的乳腺癌亚型,可通过整合TSLB与分子标志物表达进行定义。
研究团队利用年轻女性乳腺癌研究(Young Women's Breast Cancer Study)队列,纳入了640例年龄≤40岁的乳腺癌患者组织样本,其中包括336例有完整TSLB记录的分娩后女性和268例未生育女性。研究采用了几项关键技术:GeoMx Digital Spatial Profiling(DSP)数字空间分析技术同时检测71种蛋白在肿瘤组织不同区域(角蛋白富集区和角蛋白缺乏区)的表达;OPAL多重免疫荧光技术对关键标志物(PR、CD20、PTEN、CTLA4和SMA)进行验证性检测;Sliced Inverse Regression(SIR)多变量统计方法分析生物标志物之间的高阶相互作用;以及利用癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库进行T细胞耗竭特征相关性分析。
研究结果
参与者特征
研究人群的平均诊断年龄为36.6岁,平均TSLB为4.4年。在336例有TSLB记录的分娩后女性中,104例为Luminal A型,148例为Luminal B型,37例为三阴性乳腺癌(TNBC),26例为HER2富集型。与其他亚型相比,TNBC患者更可能报告较早的初潮年龄、未进行母乳喂养以及有一级亲属乳腺癌和/或卵巢癌家族史。
与TSLB相关的生物标志物:角蛋白富集片段
在角蛋白富集(即上皮细胞富集)片段中,单变量分析发现19种生物标志物与TSLB存在名义关联,其中PR(p=1.00×10-4)和PTEN(p=1.00×10-3)在经过多重检验校正后仍显示显著正相关。多变量SIR分析揭示了17种标志物与TSLB存在边际关联,其中GZMB(p=4.00×10-4)和SMA(p=1.00×10-4)显示显著正相关,NF-1(p=1.00×10-3)显示显著负相关。
与TSLB相关的生物标志物:角蛋白缺乏片段
在角蛋白缺乏(即上皮细胞缺乏)片段中,单变量分析发现18种标志物与TSLB存在名义关联,其中四种在经过多重检验校正后仍保持显著:PR(p=2.00×10-4)和PTEN(p=1.00×10-3)呈正相关,CD20(p=3.00×10-4)和CTLA4(p=4.00×10-5)呈负相关。SIR多变量分析中,纤维连接蛋白(p=3.00×10-5)和pan-Akt(p=1.00×10-3)保持显著。
生物标志物验证分析
为验证DSP的关键发现,研究人员对PR、CD20、PTEN、CTLA4和SMA进行了OPAL多重免疫荧光验证。在包含所有女性(未生育者视为最长TSLB类别)的分析中,TSLB与PR(p=0.024)和PTEN(p=0.027)在CK阳性细胞中表达显著相关。按分子亚型分层分析显示,在Luminal B型中,CTLA4(p=0.07)和CD20(p=0.10)有关联趋势;在HER2富集型中,PR(p<0.001)和PTEN(p=0.09)有关联;在TNBC中,PR(p=0.01)和SMA(p=0.02)显著相关。
乳腺癌生物标志物分布
对53种角蛋白富集片段生物标志物残差进行的UMAP聚类分析显示,Luminal A、HER2富集型和TNBC形成明显聚类,而Luminal B亚型区分度较差,部分原因是HER2表达贡献于此类别。
其他分析
在额外调整乳腺癌分子亚型后,CD20的单变量p值仍保持显著,IDO-1、PTEN和STING接近显著。在多变量分析中,纤维连接蛋白、GZMB和SMA在经过多重比较调整后仍保持显著。在TCGA数据库≤40岁女性乳腺癌中,与TSLB相关的多种生物标志物与T细胞耗竭特征在不同乳腺癌分子亚型中均呈现显著相关(范围:r=0.45-0.96),包括PD-1、CTLA4、B2M、IDO1、GZMB、CD45RO、CD20、STING1、CD8和Tim-3。
研究结论与意义
本研究通过系统分析TSLB与蛋白生物标志物表达的关系,为PPBC是一种独特表型提供了有力证据。研究发现,TSLB与多种蛋白标志物之间存在一致且显著的相关性,这些关联在调整分子亚型后仍然存在,且在最短TSLB时最为强烈。
重要的是,与TSLB相关的标志物在TCGA数据库中与T细胞耗竭特征显著相关,这与先前关于年轻parous女性早期乳腺癌中T细胞信号重要的报道一致。研究还发现PR水平(代表雌二醇-ER介导的转录读数)随TSLB增加而增加,这些互补的数据集支持存在产后相关的免疫程序。
与Jindal等人报道的预后特征不同,本研究未发现p53或ER-α水平与TSLB有强关联。这可能反映了不同技术平台(空间蛋白组学vs批量RNA测序)和样本特征的差异。
本研究对PPBC的精准治疗具有重要启示。SMA(在癌症相关成纤维细胞CAFs中表达的生物标志物)在HER2富集型乳腺癌中与TSLB增加相关,而在TNBC中呈负相关。实验模型表明,CAFs产生雌激素、孕激素和生长因子,支持锚定非依赖性生长、肿瘤球形成和干性。PI3K/Akt/mTOR通路的致癌性激活在乳腺癌中很常见。PTEN肿瘤抑制基因功能的丧失可能激活PI3K/Akt/mTOR和ER信号,并与三阴性乳腺癌的不良预后和ER阳性乳腺癌的治疗耐药相关。
尽管本研究通过不同的统计方法、互补的实验验证和详细的流行病学信息确保了结果的稳健性,但仍存在一些局限性,如评估的是一组预设的标志物、标志物测量的技术挑战以及参与者的种族和民族多样性有限。未来的分子分析、单细胞RNA测序、遗传胚系检测和生存结果分析可能扩展本工作的影响。
综上所述,这项研究证明PPBC可以根据临床特征和分子标志物的组合进行区分,定义这一诊断标准可能对预防和治疗具有重要价值。鼓励临床医生常规记录TSLB将促进PPBC的研究进展,为这一特殊乳腺癌亚型的精准防治开辟新的道路。