蔣夢怡，陸言巧，王紅霞

1.南京醫(yī)科大學附屬上海一院臨床醫(yī)學院腫瘤科，上海 200080；

2.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院心內(nèi)科，上海 200030

乳腺癌居于女性癌癥發(fā)病率首位，占美國新發(fā)女性癌癥人群的30%，且呈逐年增長趨勢［1］。由于早期診斷和綜合治療策略的進步，近年來乳腺癌患者的預后得到了極大的改善，但仍有20%～30%的乳腺癌患者在診斷和治療后發(fā)生轉(zhuǎn)移。未轉(zhuǎn)移乳腺癌患者5年總生存率大于80%，遠處轉(zhuǎn)移患者則下降至25%［2］。

乳腺癌由于基因組學、轉(zhuǎn)錄組學和微環(huán)境差異，導致不同表型和生物學行為差異，正確認識這種異質(zhì)性對臨床診斷、治療方案的制訂及預后預判具有重要意義。隨著分子診斷技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)意識到乳腺癌并非單一組織、器官發(fā)生的簡單疾病，而是多種不同分子亞型組成的集合體。本文主要針對乳腺癌異質(zhì)性的研究進展對臨床診斷和治療的影響進行綜述。

1 乳腺癌異質(zhì)性

1.1 時間和空間異質(zhì)性

腫瘤細胞存在異質(zhì)性的先決條件之一就是克隆進化，從正常上皮細胞開始到臨床轉(zhuǎn)移，經(jīng)歷了多步驟和多分子改變，表現(xiàn)為時間和空間異質(zhì)性。時間異質(zhì)性是指在腫瘤發(fā)展過程中，原發(fā)灶在不同時間段內(nèi)腫瘤細胞存在差異，或復發(fā)灶和原發(fā)灶存在分子分型和生物學行為的差異。例如，原發(fā)灶與復發(fā)灶雌激素受體（estrogen receptor，ER）變化率為7%～25%［3］，孕激素受體（progesterone receptor，PR）變化率為25.8%，人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）變化率為14.4%［4］?？臻g異質(zhì)性是指在同一腫瘤中不同組織部位細胞之間的差異。例如，KRAS基因擴增水平不同的細胞在同一腫瘤組織中同時并存［5］。灌注磁共振掃描顯示同一乳腺腫瘤組織內(nèi)存在不同比例高、中、低灌注亞區(qū)［6］。

1.2 表型和基因異質(zhì)性

表型異質(zhì)性是指肉眼可見的形態(tài)學和鏡下觀察到的組織學差異，尤其對于乳腺單側(cè)多源、多灶性腫瘤或雙原發(fā)性癌等。造成表型異質(zhì)性的原因可能是癌細胞位置不一（腫瘤中心或周邊）、含氧量不均等以及腫瘤微環(huán)境中其他細胞（如成纖維細胞、脂肪細胞、巨噬細胞等）的影響［7］?；虍愘|(zhì)性表現(xiàn)在乳腺癌內(nèi)本身具有多個不同基因活化狀態(tài)的起源細胞或基因在特定壓力下（定植轉(zhuǎn)移或化療）發(fā)生突變，例如，剪接體相關(guān)基因SNRNP40突變產(chǎn)生SNRNP40表達減少的細胞亞群，導致腫瘤轉(zhuǎn)移效率增強［8］。2012年Cancer Genome Atlas Network［9］公布了約800例乳腺癌患者的基因表達模式、突變、DNA拷貝數(shù)、DNA甲基化和miRNA表達的分析結(jié)果，表明乳腺癌分子亞型之間存在著巨大差異，不存在單一的乳腺癌致病分子事件。例如，HER2+和基底樣乳腺癌的TP53抑癌基因體細胞突變率高（72%～80%），而其他分子亞型TP53基因突變率只有12%～29%。Luminal A、Luminal B和HER2+亞型的PIK3CA基因突變率分別為45%、29%和39%，而基底樣乳腺癌為9%。與癌癥相關(guān)的DNA甲基化改變包括整體低甲基化和基因特異性高甲基化狀態(tài)［10］。Moelans等［11］研究報道在不同乳腺癌病灶和同一病灶的不同區(qū)域存在TP53、RARB、RASSF1A、FHIT、APC、DAPK1、GSTP1、CDH13及BRCA1等顯著甲基化修飾差異，這些基因表觀修飾變化為乳腺癌異質(zhì)性貢獻了97%的權(quán)重。

2 異質(zhì)性起源

目前有兩種模型闡述了異質(zhì)性起源問題：腫瘤干細胞（cancer stem cell，CSC）模型和克隆進化模型［12-13］。這兩個假說不是獨立的，而是一個共存、動態(tài)的過程。CSC模型認為，腫瘤實際上由一小群具有自我更新及多向分化能力的干細胞樣細胞及其分化程度不均的細胞組成。乳腺癌干細胞具有高度可塑性，能夠通過上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）誘導上皮和間充質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化。EMT不是一個從純上皮細胞向純間充質(zhì)細胞表型轉(zhuǎn)變的“全或無”過程，而是具有多個中間階段的異質(zhì)性狀態(tài)。在這些混合上皮/間充質(zhì)表型中，癌細胞同時具有上皮細胞和間充質(zhì)細胞特征，形成循環(huán)腫瘤細胞簇，從而獲得更高侵襲性和治療抵抗［14］?？寺∵M化模型認為腫瘤細胞異質(zhì)性起源于單個腫瘤細胞群在發(fā)展中的持續(xù)突變。此學說一方面認為腫瘤組織是單克隆起源的，各個腫瘤細胞都擁有一定程度上相同的遺傳變異，另一方面認為在腫瘤演進過程中不同細胞亞群擁有各自變異。這種克隆性的擴大不僅來自于基因突變，還可來自于DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA干擾等表觀遺傳學的變化。

3 乳腺癌異質(zhì)性導致不同分子亞型

浸潤性導管癌是乳腺癌最常見的病理學亞型，占浸潤性乳腺癌的80%，其他包括浸潤性小葉癌（10%）、黏液癌、篩狀癌、微乳頭狀癌、乳頭狀癌、管狀癌、髓樣癌、化生癌和炎性癌等［15］。這些常規(guī)病理學亞型可根據(jù)其分子特征如ER、PR、HER2、人表皮生長因子受體1（human epidermal growth factor receptor 1，HER1）以及各種細胞角蛋白（如CK5/6）表達進一步細分為不同的分子亞型（圖1）。約70%的Luminal型乳腺癌表達ER和（或）PR，所以經(jīng)常觀察到ER和PR的差異表達，如ER+/PR-和ER-/PR+型，這種表型多樣性提示可能伴隨著基因表達模式的相應多樣性。多項研究采用DNA微陣列進行譜學分析乳腺癌分子異質(zhì)性，這些方法通過評估大組隊列中乳腺癌樣本基因表達譜的相似性，并根據(jù)高表達基因進行聚類分析，鑒定了乳腺癌的不同分子亞型，對人類乳腺癌基因表達模式的系統(tǒng)研究為乳腺癌分子分類的改進奠定了基礎(chǔ)［16］。

圖1 乳腺癌各亞型免疫組織化學染色Fig.1 Immunohistochemistry of breast cancer subtypes

3.1 Luminal型乳腺癌

ER+乳腺癌包括兩類：Luminal A型和Luminal B型，通過增殖相關(guān)基因以及HER2基因擴增和（或）過度表達區(qū)分兩者。與HER2+型和三陰性乳腺癌相比，Luminal A型患者具有良好的預后并可獲得長期生存，主要歸因于抗雌激素內(nèi)分泌治療的有效性。內(nèi)分泌治療耐藥是導致患者治療失敗的原因，而腫瘤內(nèi)異質(zhì)性是耐藥性產(chǎn)生的主要原因之一。ER+乳腺癌中部分腫瘤細胞高表達KDM5A/B，激活KDM5去甲基化酶，造成轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性高表達，使部分細胞在內(nèi)分泌治療前便具有對雌激素的抗性，最終產(chǎn)生耐藥性［17］。ESR1突變則是ER+轉(zhuǎn)移性乳腺癌對芳香化酶抑制劑產(chǎn)生耐藥的原因之一［18］。STO-3試驗顯示，腫瘤組織內(nèi)部ER表達異質(zhì)性對內(nèi)分泌治療敏感性是一個獨立的預測因子，高異質(zhì)性ER+患者長期生存率顯著降低［19］。

3.2 HER2+型乳腺癌

HER2+型乳腺癌約占所有乳腺癌患者的17%，與臨床預后較差相關(guān)，抗HER2靶向藥物的出現(xiàn)顯著改善了該類患者的預后。然而在某些情況下腫瘤分類是復雜的［20］，乳腺癌可以表現(xiàn)為混合表型。圖1所示同一患者免疫組織化學染色含有HER2+的組織成分，但也含有HER2-的不同成分。這種混合表型給臨床醫(yī)師帶來了挑戰(zhàn)，抗HER2藥物只能有效地靶向其中的一部分細胞。

3.3 Normal-like型乳腺癌

微陣列研究中該類乳腺癌命名是基于它們傾向于與正常乳腺上皮細胞緊密聚集［21］。目前尚不清楚這是乳腺癌一種獨特的分子亞型，還是因為正常乳腺上皮細胞摻入其中而無法歸類。

3.4 基底樣和claudin-low型乳腺癌

基底樣和claudin-low型代表三陰性乳腺癌亞群（免疫組織化學分類）：ER-/PR-，ERBB2不擴增（HER2-）。Wetzels等［22］首先在免疫組織化學檢測中描述了乳腺癌的基底細胞表型，多項基于轉(zhuǎn)錄組學的分子分型重新提到該種亞型存在［23］?；讟觼喰屯ǔER2-且具有乳腺肌上皮細胞的某些特征，增殖活性高、預后差，約占乳腺癌的15%［24］?；讟尤橄侔┡c基于免疫組織化學定義的其他三陰性乳腺癌區(qū)別在于細胞角蛋白5/6和（或）表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）（HER1）的表達。Claudin-low型乳腺癌約占乳腺癌的10%，富集EMT和干細胞樣和（或）腫瘤起始細胞的標志物［25］，對標準化療不敏感，無復發(fā)生存率和總生存率低。

3.5 乳腺癌臨床分型與分子分型的對應性

盡管基因表達模式的乳腺癌分子分型在病理免疫組織化學分型基礎(chǔ)上提供了乳腺癌分子生物學特征的進一步細分，但一項基于381例乳腺癌患者的免疫組織化學分型與基因分型對比研究［26］表明，基因分型與免疫組織化學分型之間仍存在一定差異：超過一半的ER+/PR+/HER2-免疫組織化學分型類似于預后差的基因亞型（Luminal B型、HER2+型、基底樣和claudinlow型）；39%的基因分型為HER2+型的乳腺癌患者免疫組織化學分型為HER2-亞群，而沒有接受抗HER2治療。HER2+型乳腺癌ER表達異質(zhì)性最強，約56%陽性表達，而基底樣和claudin-low型乳腺癌ER表達分別為17%和35%。一項基于400例乳腺癌患者的研究［24］同樣表明，免疫組織化學分型中的Luminal A型中存在7%ER+/HER2+、5%ER-/HER2-和2%ER-/HER2+，Luminal B型存在20%的ER+/HER2+、7%的ER-/HER2-和1%的ER-/HER2+，HER2+型存在16%的ER+/HER2-和15%的ER-/HER2-，而三陰性乳腺癌中存在2%的ER+/HER2+、7%的ER+/HER2-和8%的ER-/HER2+。

3.6 三陰性乳腺癌異質(zhì)性分型

與其他亞型相比，三陰性乳腺癌表現(xiàn)出更顯著的基因不穩(wěn)定性與異質(zhì)性。2011年Lehmann等［27］將三陰性乳腺癌分為6類：基底樣1型（basal-like 1，BL1），該部分腫瘤具有細胞周期信號增多和DNA損傷反應基因的特征以及高增殖潛能；基底樣2型（basal-like 2，BL2），表現(xiàn)為生長因子受體和肌上皮標記高表達；間質(zhì)型（mesenchymal，M）和間質(zhì)干細胞型（mesenchymal stem-like，MSL)，細胞分化和增殖信號通路相關(guān)基因高表達；免疫調(diào)節(jié)型（immunomodulatory，IM），免疫細胞豐富；管腔雄激素受體型（luminal androgen receptor，LAR），表現(xiàn)為雄激素受體信號通路高表達。此后，2015年Burstein等［28］、2016年Lehmann等［29］、2019年Jiang等［30］又進行了不同的研究與亞型劃分（表1）。這些研究揭示了三陰性乳腺癌各亞型的特異性（表2），推動了該亞型的精準診治。但是由于樣本量的限制以及所研究人群的種族差異，對于三陰性乳腺癌異質(zhì)性的全面揭示仍有很多工作要做。

4 腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性

乳腺癌組織由復雜的生態(tài)系統(tǒng)組成，癌細胞的發(fā)生、發(fā)展受到周圍許多基質(zhì)因子的影響［31］。通過對1 512例公共數(shù)據(jù)庫中三陰性乳腺癌樣本進行基因表達、拷貝數(shù)變異和免疫應答的分析，證明幾乎每個三陰性乳腺癌分子亞型的腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性程度都超過基因組和轉(zhuǎn)錄組的多樣性［30］。乳腺癌細胞分子亞型的異質(zhì)性和腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性共同鑄造不同的基因表型、生物學行為和臨床預后。

4.1 癌相關(guān)成纖維細胞（carcinoma-associated fibroblast，CAF）

CAF是腫瘤微環(huán)境中的關(guān)鍵組成部分，與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。研究［32］報道，CAF細胞調(diào)控乳腺癌的侵襲性生物學行為，促進乳腺癌的復發(fā)和治療抵抗。此外，CAF可引起腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制狀態(tài)，與抗PD-L1免疫治療抵抗相關(guān)［33］。但關(guān)于CAF在人類腫瘤中的異質(zhì)性特征還遠未完全闡明。Mao等［34］根據(jù)CAF的來源對其進行了分類：①活化的常駐成纖維細胞；② 骨髓來源的間充質(zhì)干細胞；③經(jīng)歷EMT的癌細胞；④ 其他未分類的。Pelon等［35］在乳腺癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn)4個CAF亞群（命名為CAF-S1到-S4），其中兩個特殊的亞群CAF-S1和CAF-S4在轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中顯著積聚，并與癌細胞侵襲有關(guān)，這些亞群通過不同方式促進轉(zhuǎn)移，CAF-S1以CXCL12/TGF-β依賴的方式誘導癌細胞遷移和EMT的發(fā)生，具有收縮特性的CAF-S4則通過Notch介導的途徑促進腫瘤細胞的運動，該研究進一步證實腫瘤組織中的CAF細胞是不同亞型細胞的集合體，對不同亞型CAF細胞的精確分型及分子調(diào)控特點的解析有助于未來特異性CAF靶向治療藥物的發(fā)展。

表1 三陰性乳腺癌分子分型Tab.1 Molecular typing of triple-negative breast cancer

表2 三陰性乳腺癌分子亞型特征Tab.2 Characteristics of triple-negative breast cancer molecular subtypes

4.2 腫瘤免疫微環(huán)境及相關(guān)免疫細胞異質(zhì)性

研究［36］表明，不同分子亞型的乳腺癌具有不同的腫瘤微環(huán)境特點，以三陰性乳腺癌為例，基底樣亞型腫瘤微環(huán)境富含代謝過程、低水平的基質(zhì)和淋巴管生成特征，IM亞型中免疫信號表達水平高，M亞型中基質(zhì)和代謝表達水平高，免疫信號表達水平低，而MSL亞型表現(xiàn)為高水平淋巴管生成和低水平代謝，LAR亞型表現(xiàn)為基質(zhì)和代謝表達水平高，免疫信號表達水平低。Gruosso等［37］根據(jù)CD8+的腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）的空間分布將腫瘤免疫細胞微環(huán)境分為3種亞型：完全炎癥型（fully inflamed，F(xiàn)I）、間質(zhì)受限（stroma restricted，SR）和邊緣受限（margin restricted，MR）。BL亞型的免疫微環(huán)境為SR亞型，IM亞型的免疫微環(huán)境為FI，M、MSL和LAR亞型的表現(xiàn)為MR型。各亞型間腫瘤微環(huán)境中的主要免疫應答方式不同，BL和M亞型表現(xiàn)為免疫抑制，預后往往較差，LAR、MSL亞型為固有免疫應答，IM亞型則為較強的獲得性免疫應答，這與IM亞型預后較好有關(guān)。IM亞型中免疫靶點最多，包括免疫激活性受體4-1BB、OX40、IL2-R和配體ICOS、CD40L以及免疫抑制性受體TIGIT、PD-1、CTLA4；其次為MSL亞型，包括GARP、CD39和CD73細胞外酶；M亞型、LAR亞型和BL亞型免疫靶點最少，M亞型的免疫抑制性受體為B7-H3和B7-H4，BL亞型免疫抑制靶點為B7-H4和CD47，LAR亞型的免疫靶點為GARP。染色體高度不穩(wěn)定和染色體5q及15q區(qū)拷貝數(shù)丟失（包括MHC相關(guān)基因的丟失）的腫瘤表現(xiàn)出腫瘤微環(huán)境中免疫細胞的細胞毒活性降低，如BL亞型和M亞型，這可能是一種免疫逃逸機制。

三陰性乳腺癌亞型異質(zhì)性與其腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性相似，顯著的免疫特征和豐富的TIL水平提示較好的無復發(fā)生存率。高表達免疫信號和獲得性免疫應答的分子亞型IM和腫瘤微環(huán)境亞型FI是“熱腫瘤”，使用免疫檢查點抑制劑治療，效果較好。而大多數(shù)MSL、LAR亞型表現(xiàn)為免疫抑制，靶向調(diào)節(jié)性T細胞治療是其特異性治療方案。低表達免疫信號的M和MR亞型是“冷腫瘤”，免疫檢查點抑制劑治療往往無效（表3）［36］。

表3 腫瘤微環(huán)境各亞型的特點Tab.3 Characteristics of tumor microenvironment subtypes

5 總結(jié)與展望

乳腺癌是一種異質(zhì)性疾病，對化療具有不同的敏感性。乳腺癌亞型的多樣性體現(xiàn)了腫瘤的異質(zhì)性。在乳腺癌中存在不同類型的癌細胞群，這種異質(zhì)性使疾病亞型的識別復雜化。研究表明，癌細胞間的相互作用及其與腫瘤微環(huán)境的相互作用對腫瘤的進展和侵襲具有重要影響。了解乳腺癌異質(zhì)性，可以預測癌細胞對藥物的反應、監(jiān)測腫瘤進展、評估患者預后，可以為個體化治療提供參考。