乳腺癌（breast cancer,BRCA）作为一个全球性的公共卫生问题,是女性中最常见的恶性肿瘤之一。它是一种高度异质性疾病,具有不同的病理特征、发病机制和预后结果。因此,研究乳腺癌异质性对于改善诊断和优化治疗至关重要。本文第一章主要概述乳腺癌给全球带来的影响和国内外研究现状,着重论述了表观修饰（DNA甲基化）、激素受体、肿瘤微环境和长链非编码RNA（lnc RNA）在乳腺癌发生发展和分子分型等方面的研究意义和进展。激素受体状态和表观修饰特征差异是影响乳腺癌发生和异质性的重要因素。然而,两者如何交互用于乳腺癌分型和诊断仍需深入研究。因此,我们收集分析了癌症基因组图集数据库（The Cancer Genome Altas,TCGA）中785例乳腺癌组织样本和98例正常乳腺组织样本的DNA甲基化芯片数据（Illumina Infinium Human Methylation 450K）、转录组（RNA-seq）数据和临床诊断信息。研究发现:雌激素受体阳性乳腺癌存在两个甲基化亚型,其中低甲基化乳腺癌亚型具有较好的生存率,该结果在另一独立的乳腺癌甲基化数据集（包含30个雌激素受体阳性乳腺癌样本）中得到验证。此外,我们鉴定出977个Cp G位点的甲基化水平与雌激素受体阳性乳腺癌患者生存率显著相关;尤其是,通过DNA甲基化-基因表达联合分析甄别到多个甲基化位点与基因表达调控的关系,这些位点低甲基化可通过激活具有抑癌潜力的靶基因表达（如cg-SFRP1,cg-WIF1）,进而改善雌激素受体阳性乳腺癌患者生存率（详见“第二章”）。再者,肿瘤生长、侵袭和转移受到肿瘤微环境（tumor microenvironment,TME）的影响,即肿瘤细胞需与宿主基质细胞、浸润免疫细胞和细胞外基质等发生信号交流。同时,肿瘤微环境存在高度的可变性和异质性,与肿瘤不同的发展过程和临床结果存在密切的联系。我们利用ESTIMATE算法,基于TCGA数据库中的RNA-seq数据,推断每个乳腺癌样本的免疫细胞分数（免疫评分）和基质细胞分数（基质评分）,衡量其肿瘤微环境特征差异。整体来说,高免疫评分的乳腺癌患者具有较好的生存率,该结果与早期研究一致。在此,鉴于lnc RNAs在肿瘤发生及肿瘤细胞与微环境细胞信号传导的重要作用,我们筛选高免疫评分和低免疫评分的乳腺癌样本,通过差异表达基因、生存分析等信息学手段鉴定出3个lnc RNAs（MIAT,LOC100130148和LOC100128977）与乳腺癌生存率显著相关,并基于此构建了乳腺癌预后风险评分模型（Area Under Curve,2年生存率AUC=0.732,5年生存率AUC=0.6342;详见“第三章”）。后续,我们着重关注雌性激素受体阳性乳腺癌患者两个甲基化亚型肿瘤微环境的差异。研究发现:低甲基化的雌性激素受体阳性乳腺癌亚型具有较高的免疫评分,提示DNA甲基化可通过重塑肿瘤免疫微环境,影响乳腺癌发展及临床结果。在此,针对雌激素受体阳性乳腺癌患者,我们分析了低甲基化-高免疫分数样本和高甲基化-低免疫分数样本的差异表达基因,并利用加权基因共表达分析方法（weighted gene coexpression network analysis,WGCNA）鉴定出乳腺癌免疫微环境差异的重要共表达基因模块。该模型基因表达水平与样本免疫评分显著正相关,且显著富集于免疫相关生物过程（如白细胞活化、细胞因子生成调控）。此外,我们甄别出该模块中的四个关键基因（即PLEK、CD53、EVI2B和CD4）与雌激素受体阳性乳腺癌样本的肿瘤微环境和生存率密切相关,可作为乳腺癌精细分型和诊断的生物标记物（详见“第四章”）。综上所述,我们在DNA甲基化、激素受体及肿瘤微环境多个分子特征层面对乳腺癌进行更为精细的分型,同时甄别到可用于乳腺癌分型、诊断的早期标志物。