基因检测在乳腺癌中的进展与应用
Genetic testing in breast cancer of the development and
the application
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摘要：BRCA1和BRCA2基因是与乳腺癌（breast cancer）尤其是遗传性乳腺癌发生发展密切相关的抑癌基因（Tumor-suppressor genes）。研究表明，部分乳腺癌患者存在BRCA1和BRCA2基因突变，而且出现这两个基因突变的乳腺癌表现出不同的病理学特点。通过检测乳腺癌患者BRCA1和BRCA2基因的突变情况，将有助于对乳腺癌患者预后的早期评估。【1】
关键词：遗传性乳腺癌抑癌基因 BRCA1和BRCA2
Abstract:BRCA1 gene and BRCA2 gene are two anti-oneogenes which are correlative with the genesis and progress of breast cancer, especially hereditary breast cancer. Accumulative evidence shows there are BRCA1 and BRCA2 gene mutations in some patients with breast cancer and different elinieo-pathological characteristics in BRCAI-and BRCA2-related breast cancer. Therefore, the detection of BRCA1 and BRCA2 gene mutation will be valuable for the prognosis of breast cancer.
Keywords: breast-cancer Tumor-suppressor genes, BRCA1 and BRCA2 2011年美国CA: A Cancer Journal
for Clinicians杂志(2010年影响因子
94.262)公布的最新统计数据显示，美
国2011年预计将有230480例女性罹患
乳腺癌，占女性新发恶性肿瘤的30%，
排名女性恶性肿瘤发病率第一位。在我
国的统计显示，乳腺癌同样是我国女性
最常见的恶性肿瘤，且发病率呈逐年上
升趋势。有研究者认为大约5%的乳腺
癌是由于基因突变引起的，其中肿瘤抑
制基因BRCA1和BRCA2与乳腺癌发病的关系较为密切。
一、肿瘤抑制基因BRCA1和BRCA2的发展
1995年，科学家首次克隆乳腺癌和卵巢癌敏感基因BRCA1和BRCA2。这两个基因能编码具有多重功能的蛋白，其突变表型往往具有诱发乳腺癌和卵巢癌的趋向。目前所知BRCA1和BRCA2与同源重组、DNA损伤修复、胚胎生长、转录调控等均有关。其中，尤以两者在DNA损伤修复、同源重组和转录调控中的功能最为显著和重要，因为这些功能的确定将有助于探讨和阐明BRCA1和BRCA2的肿瘤抑制功能及其机理，这正是近年来癌症学家致力于研究BRCA1和BRCA2的目的所在。
二、肿瘤抑制基因BRCA1和BRCA2的结构和功能
BRCA1基因是定位于人体第17号染色体长臂上的易感基因【2】，具有24个外显子，编码一个具有18个氨基酸的蛋白质
【3】 ,氨基末端的环指结构以及羧基末端的
两个BRCT功能区是存在于多种蛋白中的保
守功能区。多数与肿瘤相关的点均发生在这
两个保守的功能区内。BRCT功能区由85～
95个氨基酸组成, 中心部分是保守的疏水
氨基酸。此功能区普遍存在于DNA修复和细
胞周期调控相关的蛋白之中。BRCA1中多数
与肿瘤相关的突变均可导致BRCT功能缺失，可见此功能区的重要性。BRCT中多个带负电的残基jo 显示其有转录调节功能。因为在真核细胞转录因子中，这种高度酸性区域通常与转录激活相关。【4】
BRCA1的缺失不但可以直接导致基因组的异常，还可以造成损伤DNA修复障碍以及中心粒的扩增和所有重要的细胞检测点的异常，而这些正是BRCA1突变细胞遗传不稳定性的原因所在。大多数肿瘤都表现出染色体的不稳定性，如染色体结构异常和非整倍体，以及染色体的增加或缺失。DNA损伤修复可以使细胞转化为正常细胞或进入细胞凋亡过程。DNA损伤修复功能和凋亡受抑制是基因突变和肿瘤形成的原因之一，DNA损伤修复功能缺失在凋亡信号转导缺失的细胞中，导致大量的损伤细胞存活从而引起肿瘤的发生。因此DNA损伤修复对维持基因组的完整至关重要【5】。BRCA1还能与Rad50/Mre11/Nibrin复合物相互作用，共同参
与DNA损伤的应急反应【6】。BRCA1非特异性结合DNA的发现为BRCA1参与DNA损伤修复提供了有力的证据。当DNA受损伤后，组蛋白,H2A家族成员快速磷酸化，将BRCA1汇集到损伤位点，结合到DNA断裂处，或与Rad51、BRCA2形成复合物，或与Rad50/Mre11/Nibrin复合物相互作用，对损伤DAN进行修复【7】而细胞周期准确无误的运转对于维持基因组的稳定性非常重要，DNA损伤因子如：紫外线照射、阿霉素、顺铂等都会让细胞停留在G1/S期，S期以及G2/M期,以给细胞一个修复自身的时间。而那些调定细胞步伐的检测点可以确保细胞工作在它准备进下一个期之前的完备性【8】。 BRCA1是调控G/M期关键点的调控因子，是激活Chkl 激酶所必需的，BRCA1是一个抑癌基因，其结构和功能的异常与乳腺癌的发病密切相关。它在调节细胞周期进程、DNA损伤修复、细胞生长与凋亡及转录活化与抑制等多种生物学途径都起重要作用。但目前有研究表明它的异变并不直接导致肿瘤的发生，而是通过造成基因不稳定性，使细胞处于高风险的恶化边缘
BRCA2基因在1994年由
Wooster等发现，定位于13号染
色体q12。全基因组DNA长约
70kb，其中编码区含有10987bp，
且富含AT（约64％），其基因序
列与BRCA1无明显关系。BRCA2
由27个外显子组成，其中第11
个外显子长约4932bp，mRNA长约
10.2kb，编码的BRCA2蛋白含
图为：BRCA2的DNA修复
3418个氨基酸。
正常BRCA2蛋白位于细胞核内,参与DNA 的修复。在细胞周期的扩增期的表达方式和BRCA1相似,即在静止期的细胞中检测不到该基因的转录。在快速增殖的细胞中BRCA2 mRNA的表达明显增多,且表现出细胞周期依赖性,在G0期和G1早期是低的,在G1/S期分界时达到高峰。这些结果表明BRCA2对于细胞生长的调节有着重要作用。许多研究表明：BRCA2蛋白与遗传性乳腺癌、卵巢癌及范康尼氏贫血症的发生具有密切关系，猜测其与双链DNA损伤修复有关，但具体作用模
式与机制仍不清楚。
三、BRCA基因突变与临床病理学的关系
有些研究
发现：BRCA1和
BRCA2基因突变
携带者的乳腺
癌的病理学特
征有一些差异。
例如BRCA1突变
者细胞异型性
明显，腺管形成
少，肿瘤分级
高，有丝分裂指数高，间质淋巴细胞浸润多，其中髓样癌比例较高，通常ER、PR阳性率较低，ｐ53阳性率较高；BRCA2突变者小叶癌和导管癌较多见，肿瘤分级较高，腺管形成较少，大多数病例ER、PR阳性。但此观点尚有待更多观察证实，也不能作为判断有无BRCA突变的依据。国外一些研究表明BRCA1相关的家族性乳腺癌与更高的组织学分级和增殖活性明显相关，提示预后较非家族性乳腺癌更差。
在BRCA相关的乳腺癌中，癌前病变的发生率增加。Kauff等研究24例预防性乳腺切除标本，以48例无已知癌变素质的尸检标本作为对照，发现在有BRCA 突变妇女的预防性切除的乳房标本中有导管原位癌、不典型导管增生、小叶原位癌、不典型小叶增生等高危病变，均比对照组常见。在BRCA突变携带者的乳腺标本中检测到的高危病变的近似值差异率（odds ratio）为12.7%（95%可信限为3.1～52.4%），可见具有BRCA突变的妇女预防性乳腺切除标本中有恶变危险性的病变比较常见，提示遗传性乳腺癌具有浸润前期的阶段，通过积极的检测可以早期发现，加以预防。
具有BRCA突变的妇女发生卵巢癌和腹膜癌等肿瘤的风险增加。BRCA1和BRCA2在家族性乳腺癌卵巢癌综合征中是一种抑癌基因，在家族性乳腺癌患者伴有BRCA突变时，发生卵巢癌、腹膜癌的危险性也增加。Piura等报道1例BRCA1
185 del AG突变携带者，连续发生乳腺癌、卵巢微乳头状浆液性癌和腹膜乳头状浆液性癌3种肿瘤，免疫组化标记证实三者都是原发性的。BRCA2突变也可能与卵巢癌肉瘤有关。Sonada等报告1例卵巢癌肉瘤，发现在癌和肉瘤两种组织成分中都有野生型BRCA2 allele的克隆性丢失，认为遗传性卵巢癌肉瘤可能来源于BRCA2突变，两种组织成分可能起源于相同的祖代细胞（progentitor cell）。BRCA1携带者发生对侧乳腺癌、前列腺癌和结肠癌的比例也较高。因此对于携带BRCA突变的乳腺癌患者应加强随访，警惕卵巢等器官的癌变。
四、BRCA基因在基因检测中的临床意义
有研究表明，BRCA1相关性乳腺癌中髓样癌的比高于非BRCA1相关性乳腺癌，且常伴有边缘清晰和淋巴细胞浸润等特点。很多研究发现，BRCA1相关性乳腺癌中P53基因的突变率高于对照组。这一现象与BRCA1和P53同时失活而导致乳腺癌发生的实验室研究发现是一致的。众所周知，erbB-2阳性的乳腺癌常表现为组织分化差和雌激素受体阴性【9】，这与BRCA1相关性乳腺癌所具备的饿特点吻合。但是，还有研究发现BRCA1相关性乳腺癌中erbB-2阳性率低于非BRCA1相关性乳腺癌。这个结合提示，在BRCA1相关性乳腺中，erbB-2是一个相对独立的预后指标【10】。至于BRCA1是否能作为一个独立的预后指标。这仍是个有争议的问题。
目前, BRCA1、BRCA2与乳腺癌之间的密切关系已经受到越来越广泛的重视,研究也日趋深入。BRCA1、BRCA2主要用于乳腺癌的预测预防，评估患者亲属的患癌风险。【11】BRCA1、BRCA2与家族遗传性乳腺癌的高度相关性已经毋庸置疑。通过对BRCA1的检测，可以反映乳腺癌的发生发展，也可筛检出乳腺癌、卵巢癌及其他相关恶性肿瘤的高危人群，利于该类疾病的早期诊断治疗。虽然BRCA2
抑癌作用的具体机制、途径尚未明了，但是通过对BRCA2检测，可以早期发现乳腺癌及其他几种恶性肿瘤，如前列腺癌、卵巢癌等，并可选择合理有效的治疗方案。
参考文献
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