羅 皓,楊 博,何 樂,張詩珩,戴 楠,李夢俠,王 東(陸軍特色醫(yī)學(xué)中心腫瘤中心,重慶400042)
乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤,2012年全球癌癥統(tǒng)計顯示,與2008年相比,全球乳腺癌患者例數(shù)增大20%以上,死亡率增加14%,其中我國乳腺癌患病人數(shù)為69.7萬,死亡人數(shù)為4.8萬[1]。在2011年乳腺癌分型中[2],Luminal型和Her-2過表達(dá)型目前均有成熟的靶向治療藥物,但三陰乳腺癌(TNBC)尚缺少特異性靶向藥物,采用常規(guī)化療不敏感,面臨復(fù)發(fā)早、進(jìn)展快、生存期短的嚴(yán)峻問題。目前,TNBC的5年生存率僅為60%[3],因此,尋找TNBC的治療靶點迫在眉睫。
大多數(shù)TNBC存在BRCA1基因突變,突變率約為70.4%。2009年美國臨床腫瘤學(xué)會(ASCO)報道,抑制聚APP核糖聚合酶1(PARP1)作為DNA修復(fù)相關(guān)的關(guān)鍵酶,可使BRCA1/2基因突變的細(xì)胞選擇性凋亡,以PARP1為靶點的分子治療可能成為TNBC新的治療手段。目前,臨床研究發(fā)現(xiàn),PARP1抑制劑聯(lián)合放化療可明顯提高臨床受益率、無進(jìn)展生存時間和總生存時間,但單用PARP1抑制劑治療TNBC的有效率為41%,其可能存在不敏感或耐藥等問題[4-6]。與傳統(tǒng)放化療耐藥不同的是,單一分子靶向治療可能存在旁路途徑的激活,因此,尋找旁路途徑的分子靶點具有重要作用。
脫嘧啶(AP)核酸內(nèi)切酶(APE1)/氧化還原因子(Ref-1)具有DNA損傷修復(fù)和氧化還原雙功能,是堿基切除修復(fù)(BER)通路中的重要成員之一。在DNA損傷修復(fù)通路中,PARP1與APE1可競爭性參與BER修復(fù)通路,PARP1的抑制可能引起APE1介導(dǎo)的BER修復(fù)途徑的激活,從而影響PARP-1抑制劑的治療療效。本文對本院收治的60例三陰乳腺浸潤性癌患者,采用免疫組化方法檢測BRCA1、PARP1與APE1在三陰乳腺浸潤性癌組織中的表達(dá),分析其相關(guān)性表達(dá)及與腫瘤預(yù)后的關(guān)聯(lián),為TNBC開展PARP-1抑制劑的靶向治療提供參考和依據(jù)。
1.1 一般資料 選取2008年1月至2012年12月就診于第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院大坪醫(yī)院腫瘤中心的乳腺癌患者60例作為研究對象,年齡28~82歲,平均50.06歲,中位年齡47歲。所有患者均有明確術(shù)后病理診斷結(jié)果,所有標(biāo)本來自本院病理科標(biāo)本庫,病理診斷均為乳腺浸潤性導(dǎo)管癌,并且ER、PR、HER-2結(jié)果均為陰性。2014年11月進(jìn)行隨訪,2015年1月完成隨訪,生存期起止時間由手術(shù)當(dāng)日至死亡時間,或末次隨訪時間。所有患者均為漢族,相互間無血緣關(guān)系,本研究設(shè)計、臨床病例資料和標(biāo)本獲得第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),遵循倫理學(xué)要求。
1.2 方法 免疫組化結(jié)果顯示,組織呈棕色或棕黃色顆粒狀為陽性表達(dá),APE1、PARP1和BRCA1表達(dá)均主要集中于細(xì)胞核,偶可見細(xì)胞質(zhì)表達(dá),BRCA1還可出現(xiàn)細(xì)胞膜表達(dá)。免疫組化分級方法采用陽性細(xì)胞數(shù)聯(lián)合染色強(qiáng)度評價方式,光鏡下,取腫瘤組織中癌細(xì)胞較多的5個高倍視野(400×),分別計數(shù)500個細(xì)胞,計算其中陽性細(xì)胞數(shù)量,≤10%計1分,>10%~50%計2分,>50%~75%計3分,>75%則計4分;染色強(qiáng)度分級為:無染色為0分,淡黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分。綜合評分判定標(biāo)準(zhǔn)為:將上述2項得分相乘,結(jié)果 0~2分計為“-”,3~4分計為(+),6~8分計為(++),9~12計為(+++),其中(-~+)定義為陰性表達(dá),(++~+++)定義為陽性表達(dá)。實驗中所需的試劑配置、石蠟切片步驟及免疫組化方法參照張詩珩[7]報道。
表1 3種標(biāo)志物與乳腺癌患者臨床病理學(xué)參數(shù)的關(guān)系
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,采用χ2檢驗分析PARP1、APE1和BRCA1表達(dá)與臨床病理參數(shù)的相關(guān)性;PARP1與APE1表達(dá)的相關(guān)性采用Spearman非參數(shù)等級相關(guān)分析,采用Kaplan-Meier法分析患者生存時間,生存率差別采用Log-Rank檢驗,多變量Cox回歸評估各臨床病理參數(shù)對預(yù)后的相對危險度,所有檢驗為雙側(cè)檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 3種標(biāo)志物在TNBC中的表達(dá)特點 APE1與PARP1表達(dá)定位于細(xì)胞核和(或)胞質(zhì),BRCA1表達(dá)主要位于細(xì)胞核,也可見于細(xì)胞質(zhì)和(或)細(xì)胞膜,其表達(dá)情況見圖1。三者陽性表達(dá)率分別為:APE1陽性35例(58.3%),陰性25例(41.7%);PARP1陽性34例(56.7%),陰性26例(43.3%);BRCA1陽性 21例(35.0%),陰性 39例(65.0%)。
圖1 3種標(biāo)志物在TNBC組織中的表達(dá)(400×)
2.2 3種標(biāo)志物與乳腺癌患者臨床病理學(xué)參數(shù)的關(guān)系 PARP1表達(dá)在腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的分組中明顯有差異,在腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性的癌組織中表達(dá)明顯高于腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.009);而PARP1表達(dá)在發(fā)病年齡、腫瘤大小、組織分化及臨床分期的分組間無明顯差異,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05));APE1和 BRCA1在組織分化的分組間存在統(tǒng)計學(xué)差異,且在分化程度差的癌組織中APE1表達(dá)顯著增高(P=0.027),而 BRCA1表達(dá)顯著降低(P=0.017)。見表1。
2.3 3種標(biāo)志物表達(dá)的相關(guān)性 Spearman等級相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),APE1與 PARP1表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.489,P<0.001),與BRCA1的表達(dá)無相關(guān)性;同樣,BRCA1與PARP1表達(dá)無明顯相關(guān)性(P>0.05)。見表2。
2.4 3種標(biāo)志物表達(dá)與患者生存時間及預(yù)后的關(guān)系 壽命表分析顯示,APE1陽性表達(dá)患者的3年生存率為43%,陰性表達(dá)患者為79%,二者比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.021),見表3,圖 2、3。比較 APE1 和PARP1均陽性患者(27例)生存時間與均陰性患者(18例)3年生存率的差異,壽命表分析顯示,與共表達(dá)陰性患者相比,共表達(dá)陽性患者3年生存率明顯縮短,分別為37%和75%(P=0.032)。通過多因素Cox回歸分析,對60例患者臨床病理參數(shù)的風(fēng)險預(yù)測發(fā)現(xiàn),年齡、腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織分化差及APE1陽性表達(dá)是TNBC獨立的預(yù)后因子,顯著降低患者生存時間,見表4。
表2 3種標(biāo)志物兩兩表達(dá)相關(guān)性
表3 APE1、PARP1及共表達(dá)的3年生存率
圖2 APE1表達(dá)生存曲線
圖3 PARP1表達(dá)生存曲線
表4 多因素Cox回歸分析臨床病理參數(shù)風(fēng)險預(yù)測
續(xù)表4 多因素Cox回歸分析臨床病理參數(shù)風(fēng)險預(yù)測
TNBC即ER、PR、HER2三者均陰性表達(dá),其惡性程度高、侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差、具有獨立的臨床病理類型。有研究表明,大多數(shù)TNBC存在BRCA1基因突變,BRCA1缺陷細(xì)胞其DNA雙鏈斷裂修復(fù)減弱,主要以PARP1通路代償[8]。PARP1廣泛表達(dá)于高等真核細(xì)胞中,介導(dǎo)DNA單鏈及雙鏈損傷修復(fù),PARP1識別DNA缺口,通過N端DNA結(jié)合域中2個鋅指模序結(jié)合于單鏈或雙鏈DNA缺口。識別DNA缺口后活化的PARP1形成同型二聚體并催化NAD分解成ADP核糖與煙酰胺,再利用前者作為主要原料,促使受體蛋白發(fā)生聚ADP核糖化,進(jìn)一步影響相關(guān)蛋白的修復(fù)能力。乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2在同源重組和單核苷酸切除修復(fù)中發(fā)揮重要作用,其突變或缺失可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。當(dāng)BRCA1/2介導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)通路缺失時,PARP1的功能對雙鏈斷裂修復(fù)有重要意義,因此,以PARP1為靶點的分子治療可能成為TNBC的治療希望[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn),在TNBC組織中PARP1陽性表達(dá)率較高,且在發(fā)生腋窩淋巴結(jié)專一的患者中,PARP1表達(dá)增高,生存分析也提示PARP1陽性表達(dá)的患者生存時間更短。上述結(jié)果均提示,PARP1蛋白可能參與TNBC的發(fā)生、發(fā)展,其表達(dá)水平升高可能參與了乳腺上皮細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化及侵襲。
BER是真核細(xì)胞中重要的DNA損傷修復(fù)途徑,其主要負(fù)責(zé)內(nèi)生活性氧物質(zhì)引起的堿基損傷和外源性電離輻射、烷化劑等化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的DNA氧化損傷,糖基化酶又稱糖苷水解酶,可特異性切除受損核苷酸上的N-β-糖苷鍵,形成AP位點,AP核酸內(nèi)切酶切除含有AP位點的脫氧核糖-5-磷酸,再由DNA聚合酶合成新的DNA片斷,最終由DNA連接酶將斷端連接。BER包含長補(bǔ)丁及短補(bǔ)丁2種修復(fù)途徑,PARP-1除了參與DNA雙鏈修復(fù)途徑外,也是BER修復(fù)途徑中的重要參與者[11]。PARP-1 可通過與 polβ、FEN1、DNA 連接酶Ⅰ、XRCC1等相關(guān)修復(fù)蛋白酶作用介導(dǎo)長補(bǔ)丁BER途徑[12]。APE1具有DNA修復(fù)活性,是BER途徑的限速酶,其主要通過2種機(jī)制參與BER修復(fù)途徑[13]:(1)在短補(bǔ)丁BER中,甲基嘌呤DNA糖基化酶切除受損的堿基后,DNA骨架仍然保持完整性,APE1發(fā)揮5'-核酸內(nèi)切酶活性,使DNA鏈出現(xiàn)5'-斷端,然后由polβ發(fā)揮5'-端脫氧核糖磷酸酶活性產(chǎn)生3'-端磷酸基團(tuán),APE1以此3'-端磷酸鹽為底物在AP位點處產(chǎn)生一個3'-端羥基基團(tuán)和一個5'-端脫氧核糖磷酸基團(tuán),最終在polβ、XRCC1/DNA連接酶Ⅲ或DNA連接酶Ⅰ的作用下連接斷端,完成修復(fù)。(2)長鏈修復(fù)在BER途徑中起次要作用,主要對AP位點附近4~8個堿基進(jìn)行替換,糖基化酶切除受損堿基,產(chǎn)生AP位點,再由APE1發(fā)揮5'-核酸內(nèi)切酶活性,使DNA鏈出現(xiàn)5'-斷端,進(jìn)而polβ依賴復(fù)制因子C、增殖細(xì)胞核抗原等完成核苷酸的再次合成,DNA連接酶Ⅰ、DNA連接酶Ⅲ/XRCCl封閉缺口,修復(fù)完成。由此可見,APE1與PARP-1均可介導(dǎo)BER修復(fù)活性,二者可競爭性結(jié)合BER途徑的中間產(chǎn)物,參與BER修復(fù)通路。研究中發(fā)現(xiàn),APE1在TNBC中陽性表達(dá)率高,且與組織分化差相關(guān),生存分析也揭示APE1陽性表達(dá)患者生存時間顯著低于APE1陰性表達(dá)患者,其可作為TNBC預(yù)后的獨立因素[OR=6.853,95%CI(1.648~28.501),P=0.008];進(jìn)一步分析APE1與 PARP1表達(dá)相關(guān)性,我們發(fā)現(xiàn),APE1和PARP1在 TNBC中表達(dá)呈正相關(guān),[R2=0.489,P<0.001),且APE1與PARP1表達(dá)均陽性的患者生存時間更短,上述結(jié)果提示,APE1和PARP1可能存在相互作用,影響TNBC的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。
在TNBC組織中,APE1與PARP1表達(dá)呈正相關(guān),二者聯(lián)合檢測對TNBC的預(yù)后評估具有一定價值。因此,阻斷APE1及PARP1信號通路有望成為TNBC的治療新策略。