高通量基因檢測系統(tǒng)MammaPrint與乳腺癌預(yù)后預(yù)測

王波 綜述 李洪勝 審校

廣州醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院乳腺腫瘤外科，廣東 廣州 510095

乳腺癌是高度異質(zhì)性疾病，臨床分期及病理分級相同的患者對治療的反應(yīng)和預(yù)后大不相同。如何準(zhǔn)確預(yù)測患者復(fù)發(fā)風(fēng)險及對治療的反應(yīng)，采取適當(dāng)?shù)闹委煷胧?，從而避免治療不足或治療過度，是臨床醫(yī)師尤為關(guān)心的重要課題。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)及基因組學(xué)研究不斷深入，越來越多的研究結(jié)果證實：盡管乳腺癌是“一種”疾病，但實際上是許多細(xì)胞、組織功能異常的總和。與傳統(tǒng)的TNM分期、臨床病理指標(biāo)相比，基因水平的多基因檢測系統(tǒng)能提供更準(zhǔn)確的預(yù)后預(yù)測信息，用于指導(dǎo)個體化治療，合理利用有限醫(yī)療資源。在目前眾多的多基因檢測系統(tǒng)中，MammaPrint是首個經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于臨床的多基因檢測系統(tǒng)。

1 MammaPrint 介紹

MammaPrint是2002年由荷蘭癌癥研究院開發(fā)的一種乳腺癌多基因檢測系統(tǒng)［1］。其運用cDNA微陣列技術(shù)，檢測78例臨床Ⅰ期或Ⅱ期的乳腺癌患者(淋巴結(jié)陰性，年齡<55歲，腫瘤直徑<5 cm)新鮮冰凍組織的RNA。所有患者至少隨訪5年，運用系統(tǒng)聚類統(tǒng)計方法，從25 000個候選基因中，篩選出與預(yù)后最相關(guān)的70個基因，組成MammaPrint檢測系統(tǒng)。根據(jù)基因表達(dá)與臨床結(jié)果的相關(guān)性，將患者分為預(yù)后良好組及預(yù)后不良組。預(yù)后良好組44例患者中位隨訪7.8年，無一例復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移；預(yù)后不良組34例患者5年內(nèi)均出現(xiàn)了復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。研究者將預(yù)后良好組作為參照，計算患者M(jìn)ammaPrint檢測的基因表達(dá)譜與預(yù)后良好組的Pearson相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)>0.4為低危組，≤0.4為高危組，其誤判率<10%。

2 有關(guān)MammaPrint 的回顧性臨床研究

2.1 MammaPrint對淋巴結(jié)陰性患者預(yù)后預(yù)測

高通量基因檢測系統(tǒng)MammaPrint建立后，不少研究者對其不斷加以驗證， Buyse等［2］對307例來自歐洲5個中心的腋窩淋巴結(jié)陰性患者進(jìn)行獨立樣本的MammaPrint檢測和臨床病理指標(biāo)分析，中位隨訪13.6年，終點事件為遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時間、無病生存和總生存。研究結(jié)果顯示，MammaPrint對于各終點事件的預(yù)測要優(yōu)于臨床病理指標(biāo)，其中對于遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時間和總生存的預(yù)測優(yōu)勢更明顯，風(fēng)險比(HR)分別為2.32和2.79。由于腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)是臨床治療及預(yù)后判斷的重要指標(biāo)之一，MammaPrint能較為準(zhǔn)確判斷腋窩淋巴結(jié)陰性患者的預(yù)后，因而再次驗證了MammaPrint對于腋窩淋巴結(jié)陰性患者預(yù)后預(yù)測的準(zhǔn)確性和其他臨床病理指標(biāo)所不具備的優(yōu)越性。

2.2 MammaPrint對淋巴結(jié)陽性患者預(yù)后預(yù)測

腋窩淋巴結(jié)陽性的乳腺癌患者，傳統(tǒng)的臨床病理指標(biāo)評價意味著預(yù)后不良，按照現(xiàn)時的臨床治療方案絕大多數(shù)會給予系統(tǒng)化療。然而Joensuu等［3］發(fā)現(xiàn)，部分腋窩淋巴結(jié)陽性患者，單行合理的局部治療也能長期無轉(zhuǎn)移生存。那么，基于腋窩淋巴結(jié)陰性患者建立的MammaPrint檢測系統(tǒng)可否較準(zhǔn)確劃分這兩類患者，Mook等［4］對241例淋巴結(jié)1～3枚臨床分期Ⅰ～Ⅲ期的可手術(shù)乳腺癌患者冰凍標(biāo)本進(jìn)行MammaPrint檢測，99例(41%)患者被評為低危組，142例(59%)患者被評為高危組。結(jié)果顯示：低危組和高危組的10年無轉(zhuǎn)移生存率和乳腺癌特異性生存率分別為91%、96%和74%、74%。與Adjuvant！Online系統(tǒng)預(yù)測的結(jié)果比較顯示：87%的患者被Adjuvant！Online系統(tǒng)預(yù)測為預(yù)后不良。而在這87%的患者中，MammaPrint系統(tǒng)評價其中的34%患者預(yù)后良好，其10年生存率為94%。這充分證明，用這一基因檢測系統(tǒng)，可準(zhǔn)確判斷淋巴結(jié)陽性患者的預(yù)后，并避免對部分可長期無風(fēng)險生存的患者實施過度治療。

2.3 MammaPrint對新輔助化療療效預(yù)測

病理完全緩解率與患者生存期長短關(guān)系密切。Straver等［5］2009年在荷蘭進(jìn)行了一項旨在評價MammaPrint預(yù)測的低危及高危組與新輔助化療病理完全緩解率相關(guān)性的研究。這一研究共納入167例患者，接受MammaPrint檢測后分為低危組23例(14%)，高危組144例(86%)。Her-2陰性患者化療方案為：多柔比星+環(huán)磷酰胺或多西他賽及多西他賽+卡培他濱；Her-2陽性患者化療方案為：紫杉醇+曲妥珠單抗+卡鉑。結(jié)果顯示低危組無病理完全緩解，高危組的病理完全緩解率為20%，總的病理完全緩解率為17%。對于化療的敏感性，低危組為9%，高危組為37%(P=0.008)。這一研究提示，通過MammaPrint篩選出來的高危組有較高的化療敏感性及病理完全緩解率，可積極實施新輔助化療。

2.4 MammaPrint對輔助化療療效預(yù)測

雖然蒽環(huán)類、紫杉類化療藥的聯(lián)合方案在乳腺癌術(shù)后輔助化療中的療效已被證實，但仍有約20%～30%的患者不能從中獲益。Knauer等［6］進(jìn)行的臨床研究共納入1 637例淋巴結(jié)陰性的乳腺癌患者，其中90%激素受體陽性。按照MammaPrint檢測結(jié)果，將患者分為低危組及高危組，分析兩組患者對輔助化療的獲益程度。共有226例患者接受了輔助化療，絕大多數(shù)是基于蒽環(huán)類的聯(lián)合化療方案。研究的終點是乳腺癌BCSS和DDFS。中位隨 訪7.6年，低危組和高危組隨訪5年的BCSS及DDFS分別為97% vs 87%，95% vs 82%，低危組BCSS及DDFS明顯優(yōu)于高危組。這一研究結(jié)果顯示，MammaPrint預(yù)測的低危組輔助化療不能獲益，而高危組輔助化療獲益顯著。Albain等［7］進(jìn)行的研究也得出相似的結(jié)果，提示MammaPrint對于淋巴結(jié)陰性、激素受體陽性患者輔助化療療效預(yù)測有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性。

2.5 MammaPrint對不同雌、孕激素水平者的預(yù)后預(yù)測

雌、孕激素受體水平是乳腺癌患者的獨立預(yù)后因素。雌、孕激素受體陽性者預(yù)后遠(yuǎn)優(yōu)于陰性者。Bueno-de-Mesquita等［8］對701例乳腺癌患者激素受體水平分層后發(fā)現(xiàn)，淋巴結(jié)陰性激素受體陽性患者低危組、高危組的比例分別為55%(76/139)和45%(63/139)，這與臨床觀察到的雌、孕激素受體陽性者內(nèi)分泌治療40%～60%的有效率相吻合，提示MammaPrint對于激素受體陽性患者預(yù)后預(yù)測的價值是肯定的。同一組患者中，激素受體陰性患者低危組只有6%(10/156)，高危組的比例卻高達(dá)94%(146/156)，這一研究提示Mammaprint對于激素受體陰性患者預(yù)后預(yù)測有相當(dāng)大的局限性。

2.6 MammaPrint對絕經(jīng)后患者的預(yù)后預(yù)測

MammaPrint最初設(shè)計是用于預(yù)測淋巴結(jié)陰性年輕患者的預(yù)后。然而多數(shù)乳腺癌是絕經(jīng)后患者，身體狀況總體比絕經(jīng)前患者差，如何準(zhǔn)確判斷這部分患者的預(yù)后從而對化療進(jìn)行取舍更有實際意義。Wittner等［9］對100例中位年齡62.5歲絕經(jīng)后淋巴結(jié)陰性患者進(jìn)行MammaPrint檢測，中位隨訪11.3年。MammaPrint低、高危組預(yù)測值分別為27%(27/100)和73%(73/100)。所有患者均接受了乳房切除術(shù)或保乳術(shù)及必要的腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)，根據(jù)病情，術(shù)后行放療、化療或內(nèi)分泌治療。隨訪10年，預(yù)測低危組的27例患者無一例出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移；而高危組73例患者中只有9例發(fā)生復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。這一系統(tǒng)對于低危組10年遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的陰性預(yù)測值(真陰性值/預(yù)測陰性值)×100%，10年遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的陽性預(yù)測值(真陽性值/預(yù)測陽性值)為12%。這項針對絕經(jīng)后患者的研究說明，MammaPrint系統(tǒng)能較準(zhǔn)確地區(qū)分不需要化療可長期生存的患者，從而避免過度治療。

3 有關(guān)MammaPrint的前瞻性研究

3.1 RASTER實驗

RASTER實驗是Bueno-de-Mesquita等［10］于2004年—2007年進(jìn)行的前瞻性臨床研究，共納入16家荷蘭醫(yī)院的585例患者，其中158例由于樣品不符合要求而排除，最后入選427例并成功提取新鮮冰凍組織的RNA進(jìn)行MammaPrint檢測，低、高危組預(yù)測值分別為51%(219/427)和49%(208/427)，與 Mook等［4］的研究結(jié)果相仿。所有患者至少隨訪5年。研究者同時也進(jìn)行了對比分析：Adjuvant! Online系統(tǒng)69%的患者被評為高危組；St Gallen系統(tǒng)高危組的比例達(dá)到83%；而MammaPrint預(yù)測的高危組只有49%。這一前瞻性的臨床研究說明，MammaPrint檢測系統(tǒng)可提供更精確的預(yù)后信息。這項實驗證實了臨床多中心大規(guī)模進(jìn)行MammaPrint檢測的可行性，為接下來的MINDACT實驗奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2 MINDACT實驗

由于RASTER實驗旨在論證MammaPrint臨床應(yīng)用的可行性及對患者術(shù)后輔助化療決策的影響，卻不能評價MammaPrint預(yù)測低危組不使用輔助化療對于患者生存的影響。于是Mook等[11]設(shè)計了MINDACT試驗。這是一項多中心前瞻性隨機(jī)對照臨床實驗，始于2007年，計劃3年內(nèi)入組6 000例淋巴結(jié)陰性的乳腺癌患者。所有患者均行MammaPrint與臨床病理指標(biāo)(本研究采用Adjuvant! Online)雙重評價。如兩者均評價患者預(yù)后良好(預(yù)計13%)，則不行化療；如兩者均評價患者預(yù)后不良(預(yù)計55%)，則行化療；對于兩者預(yù)后評價不一致的患者(預(yù)計32%)，將被隨機(jī)分為兩組：臨床病理指標(biāo)評價預(yù)后組，MammaPrint評價預(yù)后組，并按照各自的預(yù)后預(yù)測結(jié)果決定是否行輔助化療。這一研究的核心分組是臨床病理指標(biāo)評價高危組而MammaPrint評價低危組被隨機(jī)分配到MammaPrint組，對這一組患者長期隨訪的結(jié)果將最終明確MammaPrint與臨床病指標(biāo)的相關(guān)性。關(guān)于MINDACT臨床試驗眾說紛紜［12-13］，針對這種基于高通量基因檢測技術(shù)的臨床實驗所引起的道德、法律等問題現(xiàn)在尚沒有定論。但這一研究對于MammaPrint檢測系統(tǒng)由基礎(chǔ)研究、臨床驗證到臨床應(yīng)用是最具說服力的，相信最終結(jié)果將對乳腺癌的治療產(chǎn)生積極影響。

4 MammaPrint成效分析

Retèl等［14］從3個MammaPrint的回顧性研究中305例淋巴結(jié)陰性激素受體陽性乳腺癌患者，用構(gòu)建的馬爾科夫數(shù)學(xué)模型分析MammaPrint、St Gallen及Adjuvant！Online 3種預(yù)測模型用于指導(dǎo)患者治療的成效比：成本項目包括患者檢查、治療及護(hù)理等總費用；以10年生存、質(zhì)量調(diào)整生存及生活質(zhì)量作為效益指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)3者在總生存方面沒有明顯差異，但在質(zhì)量調(diào)整生存方面差異顯著：用MammaPrint作預(yù)后預(yù)測并指導(dǎo)治療組，質(zhì)量調(diào)整生存率最高，同時成效比也是最優(yōu)化。Tong等［15］針對MammaPrint和Adjuvant！Online的成效比研究得出類似的結(jié)論：MammaPrint使35%的患者重新分組，9%的患者避免化療。與Adjuvant！Online相比，MammaPrint增加了0.13的壽命年和0.16的質(zhì)量調(diào)整壽命年。

5 其他一些主要基因預(yù)后預(yù)測系統(tǒng)及與MammaPrint 的比較

5.1 乳腺癌分子分型

Perou等［16］利用cDNA微陣列技術(shù)分析65個手術(shù)切除乳腺癌標(biāo)本，從8 102個基因中篩選出456個差異較大的基因，定義為“固有基因型”。研究者進(jìn)一步分析這456個差異基因，將乳腺癌分為4個不同的亞型：Luminal型［雌激素和(或)孕激素受體陽性］；Her-2陽性型(激素受體陰性)；基底細(xì)胞型(Her-2及激素受體均陰性)及正常乳腺型。Luminal型又進(jìn)一步分為Luminal A和Luminal B型［17］。Yu等［18］的研究首次證實了這5種分子分型同樣適用于亞洲乳腺癌患者。Rouzier等［19］認(rèn)為乳腺癌的分子分型不僅預(yù)示患者的預(yù)后不同，且對治療的反應(yīng)也不同，基底細(xì)胞型及Her-2陽性型預(yù)后最差，但這兩組亞型對化療的敏感性卻最高。

5.2 21-gene(Oncotype DX)

Paik等［20］用RT-PCR方法檢測福爾馬林固定石蠟包埋組織的DNA，從250個候選基因中選出與患者預(yù)后最相關(guān)的21個基因，以此計算患者10年復(fù)發(fā)風(fēng)險評分(RS)。低危組RS＜18，中危組18≥RS＜30，高危組RS≥30。多個臨床驗證證實了Oncotype DX對乳腺癌患者的預(yù)后預(yù)測優(yōu)于臨床病理指標(biāo)［21］。

5.3 其他

除了分子分型、MammaPrint及Oncotype DX外，用于檢測新鮮或冰凍組織mRNA的由60個雌激素陽性基因及16個雌激素陰性基因組成的76基因檢測系統(tǒng)［22］，檢測4%的甲醛溶液固定石蠟包埋組織的2基因檢測系統(tǒng)(HOXB13：IL17BR)［23］，結(jié)合基因等級指數(shù)預(yù)測預(yù)后(GGI)的97基因［24］、188基因系統(tǒng)［25］及92基因系統(tǒng)［26］等都顯示對患者預(yù)后預(yù)測有一定的價值。

眾多的基因檢測系統(tǒng)，到底哪種預(yù)測模型更好？Fan等［27］對295個樣本進(jìn)行檢測，對比研究分子分型、MammaPrint、Oncotype DX及2基因(H:I)系統(tǒng)對于相同病例預(yù)后預(yù)測的一致性。研究者發(fā)現(xiàn)，除了2基因系統(tǒng)對預(yù)后預(yù)測無統(tǒng)計學(xué)意義外，對于同一個體大多數(shù)預(yù)測系統(tǒng)對患者預(yù)后預(yù)測結(jié)果相類似。基底細(xì)胞型、Her-2陽性型、激素受體陰性及Luminal B型的MammaPrint評價預(yù)后不良，Oncotype DX評價同樣為高復(fù)發(fā)風(fēng)險。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，MammaPrint與Oncotype DX只有一個重疊基因SCUBE2，兩者的檢測方法、算法不同，但對大多數(shù)患者的預(yù)后預(yù)測結(jié)果是較一致的，全部試驗組中，兩者預(yù)測一致性的比例為81% 。研究者推測不同的基因檢測系統(tǒng)預(yù)測預(yù)后相似度較高的原因，與不同個體、不同分組之間共同的生物學(xué)特點有關(guān)，有必要進(jìn)行深入地研究，以提供更優(yōu)化的預(yù)測模型。

6 MammaPrint與個體化治療

目前臨床常用NCCN(national comprehensive cancer network)指南或St.Gallen評估患者是否需要接受輔助化療，但這兩種系統(tǒng)都是基于傳統(tǒng)的臨床病理指標(biāo)(患者年齡、腫瘤大小及分級、激素受體水平、腋窩淋巴結(jié)等)進(jìn)行評估。Ebctcg［28］的研究指出，60%～70%的腋窩淋巴結(jié)陰性乳腺癌患者，單用局部治療也能獲得較好的10年總生存，只有30%～40%的患者會出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。使用臨床病理指標(biāo)進(jìn)行評估使得這些患者中的大部分接受了不必要的輔助化療。MammaPrint是基于基因水平的多基因檢測系統(tǒng)，上述涉及的多個回顧性的臨床驗證已初步證實了其對患者預(yù)后預(yù)測明顯優(yōu)于臨床病理指標(biāo)，可較為準(zhǔn)確地區(qū)分高危及低危患者，據(jù)此可給予相應(yīng)的個體化治療，最大限度避免過度治療及治療不足。

7 結(jié)語

MammaPrint是基于cDNA的高通量多基因檢測技術(shù)，需要從新鮮冰凍組織提取RNA，而RNA又容易在體外降解。故其對標(biāo)本的質(zhì)量、轉(zhuǎn)運、儲存等有極高的要求，4%甲醛溶液固定石蠟包埋的標(biāo)本無法行MammaPrint檢測，這是其無法大規(guī)模進(jìn)行臨床驗證、應(yīng)用的最主要原因。較高的檢測費用(約4 000美元/例)，也限制了其在大多數(shù)國家開展研究與臨床應(yīng)用。另外，多項回顧性的臨床驗證均顯示MammaPrint對患者預(yù)后預(yù)測的優(yōu)越性，并且前瞻性的臨床研究(RASTER)已證實了臨床實施的可行性，正在進(jìn)行的大規(guī)模前瞻性的臨床研究MINDACT實驗會最終明確MammaPrint對于患者預(yù)后預(yù)測的準(zhǔn)確性及相對于臨床病理指標(biāo)的優(yōu)越性。相信隨著預(yù)測模型的不斷優(yōu)化，更準(zhǔn)確、簡便、費用更適合的預(yù)測模型將對乳腺癌的個體化治療發(fā)揮更大的指導(dǎo)作用。

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