2. 深圳市宝安区妇幼保健院乳腺科
2. Department of Breast Surgery, Bao’an Maternal and Child Health Hospital
乳腺癌是当今全球女性发病率位居第一的恶 性肿瘤,约占女性恶性肿瘤的23%[1]。乳腺癌的发 生发展是环境与遗传两因素共同作用的结果,其 中CpG岛启动子甲基化所致的抑癌基因失活被认 为是主要途径之一[2]。近年来大量的研究表明,视 黄醇受体β(retinoic acid receptor β,RARβ)基因作 用于恶性肿瘤细胞系的反转录过程,抑制肿瘤细 胞的增殖;如果失去了RARβ基因的调节作用就会 诱发恶性肿瘤的发生[3]。因此,RARβ作为乳腺癌 抑制因子备受关注,其甲基化与乳腺癌的发生发 展具有重大的关系[4]。然而,多数研究存在样本量 小或随访资料不全的缺点。本研究拟检测192例乳 腺癌组织中RARβ基因甲基化情况,结合临床病理 及随访资料,探讨RARβ基因甲基化与乳腺癌临床 病理参数及预后的关系。 1 资料与方法 1.1 资料
收集澳大利亚查尔斯爵士盖尔德纳医院手术 并病理确诊的未经化疗和放疗的原发性浸润性乳 腺癌及相应癌旁组织192例,平均年龄60 (18~93) 岁,随访时间(2~78) 月,平均51月。其中乳腺浸 润性导管癌共160例,浸润性小叶癌10例,浸润性 髓样癌9例,浸润性黏液癌1例;高-中分化腺癌96 例,低分化腺癌61例;有淋巴结转移者71例。39 例淋巴结转移情况、35例分化级别、23例组织学 分类、12例肿瘤组织学类型、15例肿瘤大小、5例 雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)表达情 况、77例倍数性及21例HER2表达情况数据缺乏, 具体资料见 表1。另取40例良性乳腺肿瘤患者的瘤 旁正常乳腺组织作为对照组。经西澳大利亚人类 研究伦理委员会批准研究。
用亚硫酸氢钠修饰 DNA,MSP检测基因甲基化状态[5, 6]。1~2 μg DNA用 15 μl水溶解后加入1.7 μl 2M NaOH,混匀。37℃水 浴15 min。加入9 μl对苯二酚(1 mg/ml)和156 μl新 鲜制备的亚硫酸氢钠溶液(380 mg/ml),混匀; 最 后加滴50 μl矿物油,55℃水浴16 h。重亚硫酸盐修 饰后的DNA采用QIAquick PCR纯化试剂盒进行纯 化(Qiagen公司),具体步骤按操作说明进行。经50 μl 10 mM Tris-HCl (pH=8.0)洗涤,和5.5 μl 3M NaOH 脱磺基后,混匀室温下孵育15 min。然后再加入6 μl 3M醋酸钠(pH=5.2)、1 μl糖原(20 mg/ml)和180 μl 无水冰乙醇进行沉淀。随后将样品离心30 min后, 放置在-80℃30 min。小心吸去上清液,让管子在室 温下晾干,之后再加入20 ml Milli-Q水溶解。这种 亚硫酸氢钠修饰后的DNA随即直接用于PCR扩增。 1.2.2 引物设计
RARβ甲基化上游引物:5’-CG AGCGGGCGTAGGCGGAATATC-3’,下游引物: 5’-CAAACAACGAACGCACAAACCGACG-3’,扩 增产物为200 bp,退火温度为67℃,MgCl2浓度为2.5 mM;RARβ非甲基化上游引物:5’-GGTGAGTGGG TGTAGGTGGAATATT-3’,下游引物:5’-AACAAAC AACAAACACACAAACCAACAT-3’,扩增产物为 200 bp,退火温度为67℃,镁离子浓度为2.5 mM。 1.2.3 甲基化特异性PCR检测
Master mix 18 μl, 包括:修饰后的DNA 2 μl,1×聚合缓冲液,1×Q 液,2.5 mM MgCl2,上下游引物各0.4 μM,和Taq 酶0.1 μl (Qiagen公司)。PCR扩增条件::94℃ 预变性5 min,热循环94℃变性30 s,67℃退火45 s ,72℃延伸30 s,RARβ基因非甲基化循环35周 期,RAR基因甲基化循环38周期后,最后72℃延 伸7 min。用经SSS1酶处理的和未处理的正常人外 周血DNA作为甲基化及非甲基化的阳性对照。最 后,用2.0%的琼脂糖凝胶电泳分析PCR产物,如甲 基化引物扩增有条带则说明该样本发生了甲基化。 1.3 统计学方法
所有实验数据,均使用SPSS 17.0软件进行统计学 处理分析。采用χ2检验分析RARβ基因甲基化和乳腺 癌临床病理特点的关联性,Kaplan-Meier分析用来评 估累积生存率,而差异使用Log rank检验进行了评估。 2 结 果 2.1 RARβ基因的甲基化检测结果
40例正常乳腺组织中无一例检测到RARβ基因 甲基化,192例乳腺癌组织中50例有RARβ基因甲基 化(26%),差异有统计学意义(P<0.05)。运用MSP 技术检测乳腺癌RARβ基因甲基化的结果,见图 1。
χ2检验统计结果显示,RARβ基因甲基化率与 患者年龄、PR表达情况、倍数性及TP53突变无明 显相关性(P>0.05)。淋巴结转移、ER阴性及HER2 过度表达的癌组织中RARβ基因甲基化率增高,但 无统计学意义。直径>20 mm、Ⅲ期乳腺癌及浸润 性非导管型乳腺癌的RARβ基因甲基化率明显增高 (P<0.05)。在浸润性非导管型乳腺癌类型中RARβ 基因甲基化率最高(50%),见表1。RARβ基因 甲基化的肿瘤PR平均值(x±s)为(154±262) fmol/μg,高于无RARβ基因甲基化肿瘤PR平均值 (91±154)fmol/μg(P=0.04)。 2.3 RARβ基因甲基化与预后的关系
在本组乳腺癌患者,一些传统指标,如淋巴结 转移(P<0.001)、肿瘤大小(P<0.001)、组织 学分级(P<0.001)、TP53突变(P=0.002),均 与预后显著相关。RARβ基因甲基化与预后亦显示 类似的结果,生命曲线分析显示RARβ基因甲基化 的乳腺癌患者平均生存65.53(59.21~71.85)月,低 于无RARβ基因甲基化患者的69.06(65.84~72.28) 月,然而经Log rank检验,两组生存率曲线的差别 无统计学意义(χ2=1.23,P=0.268),见图 2A。
在淋巴结转移的乳腺癌患者中,RARβ基因甲基化的患者平均生存52.43(40.56~64.30)月,明显低 于RARβ基因无甲基化的患者的73.13(65.12~81.14) 月,经Log rank检验,两组生存率曲线的差别有统计 学意义(χ2=4.230,P=0.040),见图 2B。另外,在肿 瘤直径>20 mm(χ2=3.353,P=0.067)和ER受体阳性 (χ2=3.149,P=0.076)的乳腺癌,RARβ基因甲基化 的患者均显示较差的预后结果,但无统计学意义。 3 讨论
本研究的目的是为了检测RARβ基因的甲基化 是否与乳腺癌的某些特异性表型包括预后相关联。 在大肠癌首次提出这种DNA甲基化特异性表型的发 现,被称为CpG岛甲基化表型(CIMP+)的一类大 肠癌[7]。那么,在乳腺癌是否也存在这种表型呢?
本实验用于检测RARβ基因甲基化的乳腺癌标 本的临床病理资料完整,一些传统的预后指标, 如淋巴结转移、组织学分级、肿瘤大小和TP53突 变,均具有统计学意义[8]。实验标本为新鲜冰冻的 乳腺癌组织,应用甲基化特异性PCR检测甲基化率 可达99.4% (1 343/1 351)。据文献报道,乳腺癌的 单个基因的甲基化率变化很大,可能与DNA的质 量、PCR循环周期和扩增条件有关。而且在不同基 因间甲基化特异性PCR的敏感度因PCR效率及其产 物的大小不同存在差异。因此,在目前研究中,我 们对每个肿瘤DNA标本采用相同的实验条件,以 达到不同标本之间相对甲基化率的有效可比性。
在一项RARβ基因功能性研究的实验中证实[9], RARβ基因具有与TP53基因一样抑制肿瘤生长的作 用。近年来,一些研究阐述了在乳腺恶性组织细胞 中RARβ基因mRNA的表达水平下降,而在正常乳 腺上皮细胞RARβ基因有表达,这些发现都表明了 RARβ基因mRNA表达的缺失可能是乳腺癌发生的 一个重要因素,并且是早期阶段[10]。RARβ基因位于 3p24上,该区域存在着乳腺癌杂合性丢失(loss of heterozygosity,LOH)的高概率(45%)[11]。但 是, LOH不能作为一个独立的因素抑制RARβ基因的表 达,因此,通过其进一步的研究证明,RARβ启动子 5’端区域的甲基化与乳腺癌发生具有重大的关系[12]。
本实验结果表明,乳腺癌组织及其癌旁组织 RARβ基因甲基化检出率差异有统计学意义,且乳腺癌中RARβ基因甲基化与肿瘤分期(P=0.010)、 肿瘤大小(P=0.012)呈正相关。这些发现把DNA 甲基化和乳腺癌的组织学特性关联起来,因而 显得重要。以往的研究结果亦有报道,基因CpG 岛甲基化与恶性程度高的乳腺癌相关,如ER、 E-cadherin、p16等基因[13, 14]。国外已有几个研究组 报道了CIMP+型大肠癌与恶性程度的相关性[15, 16, 17], 这表明这种DNA甲基化特异性表型的出现可能广 泛存在于人类癌症中。因此,我们认为RARβ基因 甲基化与恶性程度高的乳腺癌相关。
本研究还发现在浸润性非导管型乳腺癌中 RARβ基因甲基化率最高(50%),而Fackler等[18] 则认为RARβ基因甲基化对导管型乳腺癌和小叶型 乳腺癌同样重要。由于标本量小,本研究无法确 认RARβ基因甲基化与乳腺癌的某种组织分型是否 存在CIMP+表型。淋巴结转移、ER阴性、PR阴性 及HER2过度表达的癌组织中RARβ基因甲基化率 增高,但无统计学意义。所有这些发现均需要更 大的实验来研究,并且进一步明确乳腺癌的表型 特征是否与甲基化所致的基因失表达或其他机制 相关联。
鉴于RARβ基因甲基化与晚分期及直径>20 mm 乳腺癌的相关性,即RARβ基因甲基化与恶性程 度高的乳腺癌相关,可以推测此基因的甲基化提 示预后差。而且在淋巴结转移的肿瘤中,RARβ 基因甲基化的乳腺癌患者生存率显著下降(P= 0.040)。既往有研究报道CDH1和CCND2基因甲 基化提示乳腺癌患者预后差[19, 20],Widschwendter 等[21]亦发现ER基因甲基化具有相似的预后价值, 而且与内分泌治疗和化疗相关。因此与以往的研 究结果一致,我们认同基因甲基化对乳腺癌的预 后具有重要作用,虽然证据较薄弱,关于乳腺癌 DNA甲基化特异性表型的存在与否需要更多的病 例和其他基因加入研究来进一步明确。
总之,本研究证实,RARβ基因甲基化仅存在 于乳腺癌组织中,正常乳腺组织中无一例。乳腺 癌中RARβ基因甲基化与肿瘤分期和肿瘤大小的 相关性,表明RARβ基因甲基化在判定肿瘤预后起 重要作用。尤其是淋巴结转移的乳腺癌,RARβ基 因甲基化提示预后差。RARβ基因甲基化的研究对 于进一步明确乳腺癌的发病机制、早期诊断和预 后,以及乳腺癌DNA甲基化特异性表型的存在与 否具有重大的理论和临床意义。
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