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目的:乳腺癌(Breast cancer,BC)是女性最常见的恶性肿瘤之一,乳腺癌相关基因的功能学异常与乳腺癌发生发展有关已得到广泛认可。早期研究多关注编码基因的单核苷酸多态(SNP),这是人类可遗传变异中最常见的一种,被认为是人类疾病易感性和药物敏感性的决定性因素之一。随着分子生物学研究的深入,人们发现DNA序列以外的调控异常在肿瘤发生、发展过程中更为普遍,这种不依赖于DNA序列变化的可遗传调控称为表观遗传(Epigenetics)改变,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和micro RNAs等。与传统的蛋白类生物标志物相比,DNA甲基化改变常常是细胞癌变过程中更为早期的事件,可能在肿瘤早期诊断中具有更大的价值,有望成为乳腺癌患者诊断和预后的潜在生物标志物。本次研究旨在(1)探讨乳腺癌相关基因的异常甲基化频率及应用于乳腺癌诊断的临床价值;(2)系统评价与乳腺癌相关的BRCA1基因启动子甲基化和乳腺癌患者临床预后之间的关系。方法:本研究分两部分,第一部分,采用病例对照研究设计和分子流行病学研究方法,分析BRCA1,GSTP1,P16INK4A,MGMT,PTEN,RARβ2和CCND2基因甲基化与乳腺癌的关联。共纳入70例临床确诊的乳腺癌患者为病例组,并以20例罹患乳腺良性疾病(Benign breast disease,BBD)的患者作为对照。采用甲基化特异性PCR(Methylation-specific PCR,MSP)方法检测候选基因的启动子区甲基化情况,并应用免疫组化实验检测相关基因的蛋白表达。采用灵敏度、特异度和受试者工作特征(Receiver operator characteristic,ROC)曲线下面积(Area under the curve,AUC)表示DNA甲基化生物标志物应用于乳腺癌诊断的价值。第二部分,根据PRISMA指南,应用meta分析系统评价乳腺癌相关基因BRCA1甲基化与疾病预后的关联。文献来源于Pub Med,Web of Science和Embase数据库,文献检索截止日期为2014年12月。采用合并风险比(Hazard ratio,HR)及其95%可信区间(Confidence interval,CI)来评价对预后的效应。根据异质性检验结果来选择随机效应模型或固定效应模型进行分析。结果:(1)分子流行病学研究显示,94.3%的乳腺癌患者至少有一个基因发生甲基化,乳腺癌组织中BRCA1,GSTP1,P16INK4A,MGMT,PTEN,RARβ2和CCND2的甲基化率分别为24.3%,31.4%,40.0%,27.1%,48.6%,55.7%和67.1%,均高于对照组(0%,0%,20.0%,25.0%,40.0%,40.0%和40.0%)。免疫组化研究证实BRCA1和GSTP1高甲基化与基因表达下降低有关。诊断试验发现BRCA1和GSTP1联合使用诊断乳腺癌的AUC为0.721(95%CI:0.616-0.827),诊断界值确定为1,即任一基因发生甲基化时,灵敏度和特异度分别为44.3%和100.0%。7个基因联合分析AUC为0.741(95%CI:0.631-0.850),诊断界值为3,即有3个基因发生甲基化时,灵敏度和特异度分别为58.6%和80.0%。(2)Meta分析共纳入11篇文献,3374名患者。BRCA1基因高甲基化与乳腺癌患者总生存期(Overall survival,OS)缩短有关,合并HR(95%CI)为2.11(1.42-3.13);应用Cox回归模型调整混杂因素后合并HR(95%CI)为1.83(1.08-3.09)。当采用无病生存期(Disease free survival,DFS)作为结局指标时,单因素和多因素分析得到合并HR(95%CI)分别为2.30(1.35-3.93)和3.72(1.65-8.38)。按样本类型分层分析OS与BRCA1甲基化关系,使用福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-fixed paraffin-embedded,FFPE)组织检测甲基化时合并HR(95%CI)为1.75(1.25-2.46),采用新鲜冷冻组织检测甲基化时合并HR(95%CI)为1.38(0.16-11.84),采用血浆样本检测甲基化时合并HR(95%CI)为5.97(2.35-15.13)。按样本类型分层分析DFS与BRCA1关系,采用FFPE样本的合并HR(95%CI)为1.85(0.99-3.49),采用新鲜冷冻组织的合并HR(95%CI)为2.78(1.47-5.28)。BRCA1基因高甲基化能缩短三阴乳腺癌(Triple-negative breast cancer,TNBC)患者的DFS(合并HR:0.38,95%CI:0.24-0.62),在非TNBC患者中,合并HR(95%CI)为1.58(1.20-2.07)。结论:乳腺癌组织中BRCA1,GSTP1,P16INK4A,MGMT,PTEN,RARβ2和CCND2基因发生不同程度的甲基化改变,且这种异常甲基化与多种临床病理特征相关。BRCA1和GSTP1基因高甲基化在乳腺癌中更为常见,具有潜在的乳腺癌诊断价值。Meta分析进一步说明BRCA1基因甲基化与乳腺癌患者不良预后存在关联。本研究次结果提示以特定基因DNA异常甲基化作为生物标志物在乳腺癌诊断和预后方面具有重要价值。