一种乳腺癌预后的标记物及应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种乳腺癌预后的标记物及应用。

背景技术

在美国，一生中将有12％的女性被诊断出患有乳腺癌，2017年在美国诊断出超过25万例新的乳腺癌病例。根据雌激素或孕激素受体和人类表皮生长因子2(ERBB2；以前称为HER2)的分子标记物的存在与否，乳腺癌可分为3种主要的亚型：激素受体阳性/ERBB2阴性(占患者的70％)，ERBB2阳性(15％-20％)，三阴性(肿瘤缺乏所有3种标准分子标记；15％)。在诊断时超过90％的乳腺癌未转移。对于没有转移性疾病的患者，治疗目标是根除肿瘤和预防复发。三阴性乳腺癌比其他两种亚型更可能复发，I期三阴性肿瘤的8年5年乳腺癌特异性存活率高于激素受体阳性和ERBB2阳性的94％至99％。非转移性乳腺癌的全身治疗由亚型决定：激素受体阳性肿瘤患者接受内分泌治疗，少数患者也接受化学疗法；患有ERBB2阳性肿瘤的患者接受ERBB2靶向抗体或小分子抑制剂治疗并联合化疗；三阴性肿瘤患者仅接受化疗。所有非转移性乳腺癌患者的局部治疗均包括手术切除，如果进行了肿块切除术，则应考虑术后放疗。越来越多的手术前需要进行全身治疗。正在根据术前治疗反应量身定制术后治疗。根据亚型治疗转移性乳腺癌，目标是延长生命和缓解症状。转移性三阴性乳腺癌的总体中位生存期约为1年，而其他2种亚型的总体生存期约为5年。

不同的患病率，预后和全身治疗方法可表征3种乳腺癌亚型：HR+，ERBB2+或三阴性。三阴性乳腺肿瘤更可能发生在年轻，黑人或西班牙裔女性中，而HR+肿瘤更可能发生在老年女性中。乳腺癌分I-IV期，其中IV表示远处转移性疾病。I期乳腺癌在解剖学上定义为小于2cm且无淋巴结受累的乳腺癌，HR+，ERBB2+和三阴性的5年乳腺癌特异性生存率至少为99％，至少94％和至少85％。IV期乳腺癌的HR+或ERBB2+亚型的中位总生存期约为5年，三阴性的总生存期为1年。

乳腺癌是根据标准化病理标准做出的组织学诊断。最常见的乳腺癌组织学是浸润性导管癌(占患者的50％-75％)，其次是浸润性小叶癌(占患者的5％-15％)，混合性导管/小叶癌和其他罕见的组织学，已经确定了乳腺癌发病机理中的两个主要分子靶标：一种是雌激素受体α(ERα)，它在大约70％的浸润性乳腺癌中表达。ERα是类固醇激素受体和转录因子，当被雌激素激活时，可以激活乳腺癌细胞中的致癌生长途径。密切相关的类固醇激素孕激素受体(PR)的表达也是ERα信号的标记。在至少1％的肿瘤细胞中表达雌激素受体(ER)或PR的肿瘤被归类为HR+。使用内分泌药物下调ER信号传导是ER阳性或PR阳性乳腺癌的主要系统治疗方法；第二个主要的分子靶标是表皮生长因子2(ERBB2，以前称为HER2或HER2/neu)，是表皮生长因子受体家族中的跨膜受体酪氨酸激酶，在大约20％的乳腺癌中被扩增或过表达，并且在没有全身治疗的情况下预后差。具有ERBB2基因扩增或过表达的肿瘤是ERBB2+。患有ERBB2扩增或过表达乳腺癌的患者受益于ERBB2靶向治疗，包括抗ERBB2抗体(如曲妥珠单抗和帕妥珠单抗)和小分子酪氨酸激酶抑制剂(例如lapatinib和neratinib)。其中，三阴性乳腺癌约占所有乳腺肿瘤的15％，其特点是分子靶标ER，PR或ERBB2缺乏表达。三阴性肿瘤在诊断后的前3至5年内有远端复发的高风险。但是三阴性乳腺癌的具体分子病理生理学仍然知之甚少。

而在早期研究报告中，在不进行辅助全身治疗的情况下，10年无复发生存率(RFS)高于90％，但最近的一些数据表明预后较差。高肿瘤等级是与不良预后相关的最一致因素。其他不良预后因素包括年龄较小，淋巴管浸润(LVI)，高Ki-67以及T1a，b亚组内较大的肿瘤。在没有全身治疗的情况下，患有高级别肿瘤和/或LVI的患者的10年RFS率可能低于75％。激素受体状态的预后意义尚不清楚。对于大多数患有3级肿瘤和/或淋巴管浸润(LVI)的T1a，bN0M0期乳腺癌患者，建议进行全身辅助治疗。其他T1a，bN0M0病例应根据具有已知预后意义的临床病理因素并评估风险获益比，考虑进行全身治疗。但是需要更可靠的工具来评估T1a，bN0M0期乳腺癌患者的预后及其从特定治疗药物中获益的潜力。

从分子和临床的角度来看，乳腺癌是一种异质性疾病。早期乳腺癌患者接受激素辅助治疗的复发风险各不相同。ER+/HER2-乳腺癌仍缺乏有关辅助细胞毒性治疗的经过验证的预测指标，总体上预后良好。这可能会导致化疗指征无效。乳腺癌的分子分类报告了有关激素依赖性乳腺癌的异质性及其对具有不同特征的不同人群的分层的证据。很多研究从基因表达，变异，表观修饰等方面预测乳腺癌的预后。例如，TGFBR2变异体在辅助化疗治疗的ER阴性乳腺癌患者中可能具有预后和预测价值；也有研究表明，乳腺癌的预后是遗传的。涉及人类免疫学和炎症的基因的单核苷酸多态性(SNP)，这些基因是乳腺癌生存预后标志物的候选者。其中，有研究发现rs4458204与乳腺癌生存之间的关联更为明显(HR更高)；再者，FOXP3+调节性T细胞向浸润性肿瘤的浸润据报道与多种癌症的存活有关。FOXP3+调节性淋巴细胞浸润进入乳腺肿瘤的预后随ER，HER2和同时发生的CD8+T细胞浸润的表达状态而异。FOXP3+TILs与缺乏细胞毒性T细胞浸润的ER+乳腺癌的不良存活率显著相关，相反，肿瘤调节性T细胞浸润是患有HER2+/ER-乳腺肿瘤且CD8+T细胞浸润的乳腺癌患者生存的独立且有利的指标。但是，FOXP3+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)在乳腺癌中的预后意义仍然存在争议。虽然多基因的测定在分子水平上起作用，其目的是为患者提供风险分层和治疗效果预测，但是，多基因测定在临床实践中的位置尚不稳定。关键的问题是与患者预后解释相关的证据水平不统一以及检测结果比较困难，这阻碍了其广泛的临床应用。其中还有对乳腺癌的预后研究采用了乳腺癌MRI图像预测ki67分数，而ki67分数可以作为乳腺癌预后评估的指标，但是MRI图像作为临床预测预后指标仍然备受争议。也有发现热休克蛋白(HSP)在蛋白质折叠过程中起着至关重要的作用，有着很重要的预后意义。然而，需要更多的实验研究来阐明热休克蛋白与其他常规标记物的组合和可靠性，以用于癌症的诊断和预后。

发明内容

本发明的目的是为了寻找乳腺癌预后的标记物，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种乳腺癌预后的标记物，所述标记物为甲基化的SLC16A5基因。

进一步地限定，所述SLC16A5基因在NCBI的登录号是GenBank:9121。

进一步地限定，所述甲基化的位点为cg15190451。

本发明还提供了SLC16A5基因在制备乳腺癌预后检测试剂盒中的应用。

本发明还提供了SLC16A5基因在制备治疗乳腺癌药物中的应用。

本发明还提供了SLC16A5基因在制备检测乳腺癌预后效果的试剂盒中的应用。

本发明还提供了SLC16A5基因在制备预测乳腺癌患者生存期的试剂盒中的应用

有益效果：本发明提供的乳腺癌预后标记物，提高乳腺癌预后的检出率，节约成本，适于推广应用，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为总生存期生存分析的结果，其中，横坐标为时间，纵坐标为概率；

图2为无进展生存期生存分析的结果，其中，横坐标为时间，纵坐标为概率。

具体实施例

实施例1.

深入分析了肿瘤中心与肿瘤边缘差异表观等位(CPDEs)的功能，发现CPDEs参与肿瘤乏氧相关的生物学过程。进一步通过整合TCGA和GEO数据(包括疾病组和正常对照组的基因表达谱、DNA甲基化谱)，揭示出肿瘤中心相比与肿瘤边缘处于乏氧的状态。最终研究发现肿瘤中心甲基化低于肿瘤边缘的CPDEs产生的瘤内异质性与乏氧微环境有关，肿瘤的乏氧微环境可以改变瘤内的表观遗传状态。通过构建随机森林模型，表明瘤内异质性的DNA甲基化标记可以预测肿瘤乏氧，并且发现它们与患者的预后相关。乏氧在肿瘤进展、侵袭及放化疗抵抗中扮演了重要的角色，与肿瘤中的基因表达、表型、生长方式以及转移与否等生物学特点密切相关。已有研究表明肿瘤的乏氧微环境与肿瘤中血管生成、氧气供应及能量代谢等机制密切相关。肿瘤乏氧会引起其对化疗和放疗的耐受性，增加了肿瘤的转移能力。同时乏氧微环境是形成肿瘤异质性的重要特征。肿瘤微环境的异质性提高了肿瘤对环境的适应性，因此改善肿瘤微环境的乏氧状态是肿瘤治疗成功的关键因素。目前一些乏氧或者表观遗传学的靶向治疗方法已经成功地应用在临床上，并且发现通过补充氧气可以阻止激活乏氧驱动的通路，以补充癌症免疫治疗阻碍肿瘤细胞增殖。

为了探究识别到的乏氧标记(SLC16A5基因)是否能预测乳腺癌患者的预后，对每个标记分别进行无进展生存期(PFS)的生存分析。在PFS分析中，首先随机将患者(673人)分为训练集和检验集，按照7：3(TCGA和GEO数据)的比例，保证两个集合患者的人数相同并且患者的临床特征没有显著差异。接下来只使用训练集的样本检验乏氧标记是否与总生存期相关。对每个CpG位点分别进行了单变量cox回归分析和多变量cox回归分析。在多变量cox回归中，将患者的年龄及分期作为协变量。结果显示cg15190451、cg08120511、cg27413290、cg10169763和cg15891447在排除了临床因素的影响后仍然与患者的总生存期相关(p<0.05)。使用这5个位点作为甲基化特征，构建了风险评分系统用于计算每个患者的风险得分PI：

PI＝(-1.875×cg15190451)+(-1.669×cg08120511)+(-2.307×cg27413290)+(-5.451×cg10169763)+(-2.51×cg15891447)

取PI的中值(-11.1)作为阈值将训练集中的患者分为两组，PI值高于阈值的为高风险患者，PI值低于阈值的为低风险患者。结果如表1所示，显示高风险组患者比低风险组患者具有更差的生存(p＝0.015，log-rank检验)。按照训练集得到的PI公式分别了计算了检验集中每个患者的PI值，并使用相同的阈值将检验集患者分为高风险组和低风险组。同样地，结果显示检验集中高风险组比低风险组也具有更差的生存(p＝0.045)

表1PFS分析中的单变量及多变量cox回归

CpG位点cg15190451的HR(风险比)小于1为保护因素，表明乳腺癌进展的风险随着甲基化水平的升高而降低，甲基化水平越高，患者的预后越好。cg15190451位点位于基因SLC16A5上，基于SLC16A5的表达水平在HER2阳性的乳腺癌样本中进行生存分析，结果显示低表达SLC16A5组，总体生存(p＝0.047)和无进展生存(p＝0.0058)均更好。其他四个位点Multivariate analysis的显著性没有达到p值小于0.01。

结果如图1和图2所示，生存分析的结果，根据SLC16A5基因甲基化的均值把患者分为高风险和低风险组，两组在总生存期和无进展生存期均有着显著的差别，表明SLC16A5的甲基化位点是乳腺癌预后评估的标志物。