乳腺導管原位癌分子分類和臨床預後標誌物

撰文 | 亦

導管原位癌

（Ductal carcinoma in situ，

DCIS

）是

侵襲性乳腺癌

（

IBC

）最普遍的前體形式。流行病學的癌症進展模型顯示，病人診斷時的年齡、腫瘤等級、荷爾蒙受體表達都有一定預後價值，但在識別DCIS進展到IBC的生物學環境上能力有限。之前人們對於DCIS的分子分析聚焦在兩個方面：對已知預後的純DCIS群體進行分析；對有臨近IBC的部分DCIS群體進行剖面分析

【1-4】

，前者用於檢驗IBC是源於DCIS移除後殘留的癌細胞或完全是獨立發展的，後者表明臨近IBC的DCIS是可能是侵襲細胞的來源，從其同步的損傷中可推斷進展。此外，少數基因組異常可以區分DCIS和IBC

【5,6】

，微環境過程如膠原組織，肌上皮改變和免疫抑制也可能促進IBC發展

【7】

。但以上這些如何促進DCIS進化依然不明晰。

2022年11月17日，來自杜克大學醫學院的

E. Shelley Hwang

和來自斯坦福大學醫學院的

Robert B. West

合作，共同在

Cancer Cell

上發表了題為

Molecular classification and biomarkers of clinical outcome in breast ductal carcinoma in situ: Analysis of TBCRC 038 and RAHBT cohorts

的文章，

繪製了乳腺癌前的空間解析度圖譜，提供了癌前復發和侵襲進展的預後分類，以作為乳腺癌前治療的參考。

文章涉及到了兩個DCIS群體，分別來自轉化乳腺癌研究聯盟（TBCRC）038號研究和乳腺組織檔案資源（RAHBT）。作者首先建立了兩個回顧性對照群體，分別是最初診斷為純DCIS帶有/沒有同側乳腺事件（ipsilateral breast event， iBE，包括DCIS或IBC）的病人。用於預後分析的RAHBT群體有97位在診斷時年齡中位數為53，復發時間中位數為40個月，其中66。0%接受過乳腺腫瘤切除術和放療。TBCRC群體中包括216個病人，中位診斷年齡為52歲，復發時間中位數為48個月，其中55。5%接受過乳腺腫瘤切除術和放療。

圖1 研究群體和方法概覽

為了探究復發的生物決定因素，作者將有繼發的iBE的病人與長期隨訪無任何異常的病人匹配，透過對TBCRC樣本中RNA資料的分析，作者發現了812個差異表達的基因，透過TBCRC和RAHBT群體中FFPE樣本的全基因測序，作者鑑定出29個重複出現的CNAs，但它們都不具有顯著性。於是作者使用812個基因對TBCRC進行隨機森林分類器的訓練，並在RAHBT中加以驗證。這一分類器不僅能夠準確預測兩群體中繼發性的iBE，還能準確預測整個隨訪期內侵襲性iBEs，說明它能特異性地識別進展為IBC的DCIS。進一步的分析發現這一分類器可獨立與臨床指徵，對於DCIS非常特異，優於市場上其他預後檢測。

基因集富集分析顯示增殖、代謝等11條標誌性的途徑與早期復發相關，基因集差異分析也驗證了相關途徑的活化狀態。那麼這些途徑是否由主要的DCIS表型驅動呢？作者對兩群體的RNA-seq資料進行無監督聚類，對所有蛋白編碼基因進行非負矩陣分解，發現了3個類群與生物學亞組對應得很好。基於三群的基因表達特徵，作者分別將其命名為ERlow， quiescent， 和ERhigh，進一步地，作者發現這三群中相關途徑的表達差異很大，與復發有關。作者利用PAM50分類對兩群體中上皮DCIS樣本進行分析並評估其與被指派亞型的相似性，將這一相似性與TCGA資料庫中IBCs比較，發現儘管IBC亞型能夠在DCIS中被識別，但不完全符合DCIS且不具有預後價值。相反，三類群的表型更能說明問題，如ERlow損傷中富集大量的復發相關途徑，這與ER+ DCIS腫瘤復發相關。

隨後，作者評估了DCIS中CNAs對復發相關途徑的促進作用。在29個重複出現的CNAs中（13個獲得，16個缺失），出現最頻繁的異常是染色體1q和17q的獲得，染色體17p， 16q和11q的缺失，基因組複製數異常的比例分佈則與iBEs沒有顯著相關性。對兩群體CNA片段的無監督聚類得到8個類群，有趣的是，儘管這8個亞群都與復發不相關，其中一些卻在IBC分類器——整合群體亞型的CNAs特徵中起作用。後續分析發現在8個類群中富集的途徑是不一樣的，與CNA的狀態相關，如第六群（chr11q13擴增）和第7群（chr8q24擴增）富集復發相關途徑。

腫瘤微環境（TME）對於癌症的發生發展很重要。作者取了DCIS邊緣的基質組織消化，獲得了RAHBT的基質樣本進行TME分析，發現之前鑑定的812個分類器基因，有20%主要在TME細胞中表達。作者對基質的RNA資料進行聚類，鑑定了4群DCIS相關的群體和差異表達的基因。結合途徑分析、蛋白表達、細胞型別分佈等，作者刻畫出每一類群的主要特徵，分別為“免疫緻密”、“促結締組織”、“膠原豐富”和“正常樣”，其中，免疫基質類群是最顯著的。相比於對照組，作者在實驗組中發現更高水平的CD4+ T細胞、骨髓和漿細胞樣樹突狀細胞（mDCs/pDCs）等，它們可以作為治療5年後任何iBE的顯著預後因子。以上說明，

個體免疫細胞的分佈影響高風險預後，但基

質和上皮隔室

（compartments）

的貢獻是複雜且差異性巨大的。

總的來說，

文章對於臨床註釋的樣本群體進行了全面的整合分析，繪製了其分子圖譜，推動了我們對於DCIS中分子改變的理解，鑑定了一系列繼發性事件的腫瘤和基質預後因子，重構了DCIS和IBC間的關係。

原文連結：

https://doi.org/10.1016/j.ccell.2022.10.021.

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