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作者丨Chemo 来源丨医学界肿瘤频道 乳腺癌一直是世界女性之痛，我国最新癌症数据统计显示，乳腺癌是我国女性发病率最高的肿瘤，红颜杀手名副其实了。不过随着医学的进步，尤其是Ⅰ、Ⅱ期乳腺癌，5年生存率已经十分可观。但5年远远不够，很多乳腺癌患者相对年轻，乳腺癌的高复发转移仍然是患者治愈路上的拦路虎。 尽管内分泌治疗、靶向治疗、化疗也带来了一定的获益，但是新的问题又出现了，肿瘤耐药了。耐药就要面临换药喽？尴尬的是，我们目前对乳腺癌耐药后出现的新的基因突变图谱还跟雾里看花一样，这有一朵，那有两朵？虽然饶有兴味，但“猜”并不能解决问题、推动医学进步。 那有没有人能干点正事，绘一绘中国人的乳腺癌基因突变图谱，造福一下广大乳腺癌患者嘛！ 真的有。 4月10日，Nature communications就在线发表了一项由复旦大学附属肿瘤医院乳腺外科主任兼复旦大学肿瘤研究所所长邵志敏教授、胡欣副教授领衔，陈力及杨柳博士等合力完成的历时5年的研究，首次绘制出PI3K/AKT通路在中国乳腺癌人群中的基因突变谱，并对该通路基因中“功能性突变”进行了系统化地解读与鉴定。 乳腺癌“精准诊疗”又向前大跨了一步！ 邵志敏 教授 一 揭开乳腺癌基因突变神秘面纱 人体中存在着千千万万条信号通路，每条通路上都汇聚着许许多多基因，这些基因在和外环境的相互作用下，或多或少会发生基因突变。其中，有的基因突变后激活成为癌基因，变成细胞中的“坏分子”，破坏人体机能、加速肿瘤的发生与发展以及耐药。 PI3K通路作为调控细胞生长、分化和凋亡的重要通路，在肿瘤中通常异常高表达。综合癌症基因组分析结果揭示，在人类癌症中，PI3K通路存在频繁的基因突变，包括PIK3CA和PIK3R1。其中，美国肿瘤和癌症基因组图谱（TCGA）以及肿瘤体细胞突变目录数据库均显示，乳腺癌中PIK3CA突变率高达36%。 由于测序技术的加持，西方国家已经对其乳腺癌患者的PI3K通路中存在的体细胞突变进行了系统性分析，然而在中国，讲真，这块还是空白。
所以该项研究可以说是迎头赶上。研究共纳入149名25-72岁、于复旦大学附属肿瘤医院病理确诊的乳腺癌患者，其中21.5% 为Luminal A 型，50.3% 为Luminal B 型，11.4% 为HER2-enriched亚型，还有16.8%为三阴性乳腺癌（TNBC ）。
研究选取PI3K信号通路上的PIK3CA，PIK3R1，AKT1，AKT2，AKT3，PTEN和PDK1 七个重要基因突变，进行了基因外显子组测序。 图1 PI3K信号通路七个基因突变的基因外显子组测序 结果显示： PIK3CA是突变频率最高的基因，达到43.6%，与美国肿瘤和癌症基因组图谱（TCGA）突变频率相当。在四种乳腺癌亚型中，突变频率略有不同，Luminal A 型占50.0%，Luminal B 型占46.7%，HER2-enriched亚型占41.2%，TNBC占28%。 PIK3R1基因的突变频率为17%，明显高于西方人群。其中luminal B型PIK3R1突变频率最高（25.3%）。 PIK3CA突变和PIK3R1突变同时存在的比例占到了9%。 AKT1突变(10.1%)、AKT2突变(10.1%)、AKT3突变(14.8%)和PDK1突变(4.7%)，均高于TCGA突变频率。 从以上结果可以看出，PIK3CA和PIK3R1堪称乳腺癌PI3K通路上两大高频突变基因。为进一步弄清楚哪些位置上的PIK3CA和PIK3R1突变将导致乳腺细胞癌变和耐药情况产生，研究团队自主研发了一套名为ReMB功能性突变筛选系统，并针对两个基因的大部分突变点位进行系统化的功能性研究和鉴定。 首先简单介绍下ReMB功能性突变筛选系统的设计。ReMB系统得益于高通量筛选强大的技术支撑，研究者将长30-bp的独特寡核苷酸对插入到逆转录病毒中，形成重组的逆转录病毒表达系统，产生一系列包含各种条形码样信息的载体。随后将所有入组患者的的PIK3CA 和 PIK3R1全长编码序列克隆到供体载体上，进而获得PIK3CA和PIK3R1的突变信息。 ReMB系统设计成熟，能够快速筛选出与细胞增殖能力和药物反应性相关的驱动突变基因，即功能性突变基因。 图2 PIK3CA突变表型特征分析结果 在对PIK3CA突变进行表型特征分析后发现，PIK3CA中共存在11个非同义有效突变，即E39K、N345K、N345I、E453K、E542K、E545K、M1043V、H1047R、H1047T、H1047L、G1049R。 其中8个与乳腺细胞恶性转化相关，分别为E39K、N345I、E453K、E542K、E545K、H1047R、H1047L、G1049R。 9个与化疗药物阿霉素耐药相关，分别为N345I、N345K、E453K、E542K、M1043V、H1047R、H1047T、H1047L、G1049R。 8个与通路抑制剂BKM120耐药相关，分别为E39K、N345I、E453K、E542K、E545K、H1047R、H1047L、G1049R。 图3 PIK3R1突变表型特征分析结果 同样对PIK3R1突变进行表型特征分析后，共发现6个非同义有效突变，分别为E160D、Q329L、D560Y、N564D、R574T和K674R。 其中5个与乳腺细胞恶性转化相关，分别为E160D、Q329L、D560Y、N564D、K674R。 6个与化疗药物阿霉素耐药相关，分别为E160D、Q329L、D560Y、N564D、R574T、K674R。 5个与通路抑制剂BKM120耐药相关，分别为E160D、Q329L、D560Y、N564D、R574T。 此外，研究者还分析了突变状态与临床病理特征之间的关系，在对977名患者进行基因检测后发现，317名患者（32.4%）存在PIK3CA错义突变，年龄＞50岁的患者PIK3CA突变率显著高于年轻患者，且PIK3CA突变患者多为ER+和PR+乳腺癌患者。 由于有些突变对机体功能无影响，研究者又将突变分为三类：有效突变、无效突变和无突变。 在317名患者中，共262名患者存在有效突变，55名患者为无效突变。研究者进一步分析发现，PIK3CA有效突变与患者激素受体状态（ER，PR）存在相关性，而在PIK3CA无效突变中则未观察到相关性。 这些研究结果提示，PIK3CA的高频有效突变更倾向于引起 luminal 亚型乳腺癌中PI3K信号的激活，从而恶化肿瘤。 二 研究棒棒哒，期待临床转化咯！ 整个研究看下来，乳腺癌的突变谱图确实清晰不少！ 该研究首次找到了参与调控肿瘤恶性转化和耐药的PI3K/AKT通路中，直接导致患者预后变差的关键基因、及突变位点，为临床用药及未来针对这些靶点的药物研发提供了重要支持，同时也为未来推动乳腺癌的“精准诊疗”的全面实施奠定了扎实基础。 邵志敏教授指出：“通过这项研究，我们能够成功地预测导致乳腺肿瘤细胞快速增殖和耐药的‘坏分子’。这是一项重要的转化性研究，它对于未来实施乳腺癌的精准治疗以及新型药物研发的意义不言而喻。” 好的研究一定是能被有效转化的，研究的最终目的是要能够指导临床，突破现有诊疗过程中的瓶颈和难点，有效给患者带去生存获益。 不管怎么说，至少PIK3CA和PIK3R1突变两条大鱼已经能看出影子了，下一步就是准备调配调配，找到大鱼爱吃的鱼饵（靶向药），静等上钩了！ 想要原文献的朋友们，可以文末留言哦！ 参考文献 Li Chen, Liu Yang, Ling Yao， et al. Characterization of PIK3CA and PIK3R1 somatic mutations in Chinese breast cancer patients. Nature communications. DOI: 10.1038/s41467-018-03867-9
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