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【摘要】乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA-1)是遗传性乳腺癌特异性抑癌基因，BRCA-1基因突变与乳腺癌的发生具有高度相关性。本文复习了BRCA-1基因与蛋白结構、功能，及其常见的突变方式，包括错义突变、无义突变、缺失突变、插入突变等，对BRCA-1基因变异的乳腺癌癌肿的组织学特征及免疫组化特点做了综述，并对目前的治疗与热点问题进行了展望。随着研究的深入，BRCA-1基因变异的检测可用于乳腺癌发病风险的预测，而纠正基因变异则为其治疗提供了新的途径，也是研究的热点内容之一。
【关键词】乳腺癌；乳腺癌易感基因；基因突变；基因治疗；免疫组化
乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA-1)位于人染色体17q21，以常染色体显性遗传方式遗传，是迄今为止发现的与遗传性乳腺癌、卵巢癌等相关的最重要的特异性抑癌基因，具有抑制细胞过快地或失去控制地生长和分化、参与细胞周期调控、基因转录调节、DNA损伤修复及其凋亡等功能，在维持基因稳定性中具有重要的作用[1-3]。研究发现，35％～40％的家族性乳腺癌与BRCA-1突变有关，而BRCA-1变异携带者发生乳腺癌的风险高达60％～80％[4]。本文在复习国内外文献的基础上，现将近年来BRCA-1在乳腺癌癌肿组织中的表达研究进展综述如下。
1 BRCA-1基因与蛋白的结构
易感癌基因BRCA-1定位于人染色体17q21，长约81 kb，内含高达41.5％的Alu重复序列，具有24个外显子，包括22个编码外显子和2个非编码外显子(91-显子1和4)。BRCA-1有2个不同的启动子promoter-l和promoter-2，与此对应有2个不同的第一外显子exonl-a(1581~1701)、exonl-b(1858~2236)和与之对应的mRNA，两者共同调节BRCA-1的转录活性，两者活性保持一定比例并以promote-1为主[5]。1~1191之间可能包含增强子，而l191~1357之间可能包含沉默子结构。BRCA-1启动子区域内无TATA盒，其CAAT盒位于1433~1437之间，GT盒位于1427~1432之间[6]。另外调控区内存在一转录因子结合构件，如1406~1413之间存在环磷腺苷反应元件结合蛋白(CAMP response element binding protein，CREB)结合位点。1610~1614间有转录因子激活蛋白-1(transcription factor activator ptotein 1，At-1)结合位点。
BRCA-1基因编码一个含有1863个氨基酸残基、分子质量为220 kDa的蛋白质，全长约100 kb，转录7.8 kb mRNA。BRCA-1蛋白主要包括如下结构[7-8]：①蛋白质N-端形成锌指结构域，富含半胱氨酸和组氨酸，与BARD-1蛋白协同发挥转录调节蛋白的作用。②C-末端富含酸性氨基酸，包含16~24外显子、2个长约95个氨基酸残基的BRCA串联重复序列，对细胞周期监控与DNA损伤修复具有重要作用。两个BRCA交界处形成一个疏水沟，能够识别磷酸化的丝氨酸、苏氯酸和苯丙氨酸等，是导致乳腺癌的基因突变好发区域。③核定位区，负责编码2个核定位信号NLS-1(氨基酸501KCKRKRRS07)和NLS-2(607KKNRLRRK 614)，其中NLS-1能与核转运信号受体亚基importin-1相互作用，是BRCA-1核转运所必需的。④Rad51结合区，与DNA损伤修复蛋白Rad51结合。⑤粒素区(granin)，位于1214~1223氨基酸残基之间。⑥转录活性区，具有转录激活作用。
2 BRCA-1的功能及其突变
BRCA-1可以同许多重要的蛋白结合，通过蛋白之间的相互作用发挥转录调控活性及DNA损伤修复功能，其功能主要包括[9]：参与细胞周期调控、参与中心体复制、参与DNA损伤修复、参与转录调控、参与细胞凋亡等。正常BRCA-1蛋白是一种抑癌基因，为正常细胞生长所必须的，但BRCA-1突变则具有导致肿瘤产生的倾向。
研究表明，BRCA-1基因胚系突变和多态达1500多种，突变方式主要有错义突变、无义突变、缺失突变、插入突变等，其中最常见为无义和缺失突变，生成截短蛋白，使BRCA-1功能缺失，容易导致乳腺癌的发生[10]。据报道，BRCA-1的突变与乳腺癌、卵巢癌等疾病的高发生率相伴随，大约2.5％～5.0％的乳腺癌患者存在有BRCA-1突变，35％～40％的家族性乳腺癌与BRCA-1突变有关。
2.1 BRCA-1基因突变截至目前，研究发现100多种BRCA-1基因突变与乳腺癌的发生有关，如错义突变、无意义突变、移码突变、缺失突变等。研究发现，环指结构域的C44S和C61G，BRCA结构域的Rl699W，A1708E，G1738E和Ml775R等6种错义突变与乳腺癌的发生具有较为密切的关系，以密码子l756中的5382 insC，密码子23中的l85del AG和密码子1355中的4l84 del4等较为常见。
2.2BRCA-1甲基化正常情况下，启动子CpG岛处于完全未甲基化状态；而启动子异常甲基化则会改变基因的表达模式，导致抑癌基因的转录失活或沉默，失去负调控细胞周期增殖的作用，从而导致细胞恶性改变，形成癌症。研究认为，乳腺癌BRCA-1基因启动子CpG岛甲基化发生在pl15、16l。研究发现采用敏感的甲基化特异PCR方法检测乳腺癌引流液，其启动子异常甲基化的频率为39.5％，而正常乳腺组织未检出启动子的异常甲基化[10]。
2.3BRCA-1杂合性丢失杂合性丢失是指位点上两个多位点性的等位基因中一个出现缺失，而位于等位基因附近的DNA多态标记也随着共同缺失，杂合性丢失是乳腺癌晚期阶段的改变。研究表明，在晚期乳腺癌，BRCA-1基因杂合性丢失率可达38%~42％，其丢失明显的区域包括5q35.3，5ql4.2，5q33.1等。
3 BRCA-1在乳腺癌的病理学特征
研究发现，BRCA-1的表达与乳腺癌的恶性程度具有正相关性，BRCA-1相关的乳腺癌多为髓样癌、非典型性髓样癌，浸润性导管癌、浸润性小叶癌次之，导管原位癌、小叶原位癌较少见[11]。癌细胞增殖迅速，病理组织学分级一般在3级或以上，细胞分裂像、核多形性、异型性多见，腺管形成较少。这与三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer)具有类似的特征和极高的同源性，三阴性乳腺癌是指ER、PR及HER-2均为阴性表达的乳腺癌。
免疫组化研究表明，BRCA-1基因变异者的乳腺癌癌肿组织中P53和Ki-67呈高表达，cerBb-2、ER、CyclinD1的表达较低；与散发乳腺癌患者比较，Cathepsin D和E-cadherind的表达无显著性差异[12]。对BRCA-1基因变异者的乳腺癌癌肿组织中的淋巴结转移认识，目前尚存在一定的争议。一种观点认为，BRCA-1基因变异者的腋窝淋巴结转移率高。如我国学者研究了30例BRCA-1基因变异者发现其腋窝淋巴结转移率显著高于散发乳腺癌患者，且淋巴结转移率与BRCA-1变异率呈正相关性。但是，Robson、Eisinger小组的研究却未发现类似的结果[13]。
4 展望
研究者通過建立BRCA-1基因变异的乳腺癌小鼠模型，结果发现BRCA-1变异的细胞株对顺铂治疗更敏感，而对紫杉醇更加耐药；而BRCA-1未发生者对顺铂更耐药，而对紫杉醇治疗敏感[14-15]。在临床治疗上，对于BRCA-1基因变异的乳腺癌患者，目前主要采用的是基于化疗的辅助治疗手段，而不是基于内分泌治疗或曲妥珠单抗。而对于BRCA-1基因变异的高乳腺癌发病风险患者，针对乳腺癌的预防性乳腺切除是值得考虑的治疗措施。随着研究的深入，BRCA-1基因变异已经具有可能性作为一个良好的临床指标应用于乳腺癌的早期预测，同时随着基因研究的纵深发展，如何纠正变异的BRCA-1基因已经显现出应用于临床的巨大潜力，也已经成为本研究领域的热点方向之一。
参考文献
[1] Shiozaki EN．Gu L，Yan N．et a1．Structure of the BRCA repeats of BRCA 1 bound to a BACH I phosphopeptide：implications for signaling[J]．Mol Cell，2004，14(3)：405-410．
[2] Tan W，Zheng L，Lee WH，et a1．Functional dissection of transcription factor ZBRKl reveals zine fingers with dual roles in DNA-binding and BRCA l-dependent transcriptional repression[J]．J Biol Chem，2004，279(8)：6576-6587．
[3] Martin SA，Ouchi T． BRCA l phosphorylation regulates caspase-3 activation in UV-induced apoptosis[J]． Cancer Res，2005，65(23)：l0657-10662．
[4] Chenevix TG，Healey S，Lakhani S，et a1．Genetic and histopathologic evaluation of BRCA-1 and BRCA2 DNA sequence variants of unknown clinical sighificance[J]．CancerRes，2006，66(2)：2019-2027．
[5] Julia J Gorski，Richard D Kennedy，Alison M Hosey，et a1．The complex relationship between BRCA-1 and ERa in hereditary breast cancer[J]．Clinical Cancer Res．2009，15(5)：1514-1518．
[6] Keshet I，Schlesinger Y，Farkash S，et a1．Evidence for aninstructive mechanism of de novo methylation in cancercells[J3．Nat Genet，2006，38(2)：149-153．
[7] Cameron S，Michael K，Ee MW ，et a1．BRCA-1 promoter methylation in peripheral blood DNA of mutation negative familial breast cancer patients with a BRCA-1 tumour phenotype[J]．Breast Cancer Res，2008，10(1)：121-126．
[8] Jing F，Jun L，Yong Z，et a1．Multigene methylation in serum of sporadic Chinese female breast cancer patients as a prognostic biomarker[J]．Oneology，2008，75(12)：60-66．
[9] Xu X，Gammon MD，Zhang Y，et a1．BRCA-1 promoter methylation is associated with increased mortality among women with breast cancer[J]．Breast Cancer Res Treat，2009，115(2)：397-404．
[10] Valgerdur B，Oiafur A S，Signdur K B，et a1．Eigenetic silencing and deletion of the BRCA-1 gene in sporadic breast cancer[J]．Breast CancerResearch，2006，8(4)：l-l0．
[11] GregoryRB，CathedneID，VanessaK，et a1．Hypermethylation of the Breast Cancer-Associated Gene l Promoter Does N ot Predict Cytologic Atypia or Correlate with Surogate End Points of Breast Cancer Risk[J]．Cancer Epidemiology，Biomarkers And Prevention，2007，l6(1)：50-56．
[12] Sondes KC，FatmaT，Abdel MK，et a1．Clinical Significance of Epigenetic Inactivation of hMLH1 an d BRCA-1 in Tunisian Patients with Invasive Breast Carcinoma[J]．Journal of Biomedicine and Biotechnology，2009，10(11)：55-60．
[13] Carvalho AL，Carmen J，Michael M，et a1．Evaluation of promoter hypermethylation detection in body fluids as a screening／diagnosis tool for head dan neck squamous cell carcinoma[J]．Clin Cancer Res，2008，14(1)：97-107．
[14] Nowacka ZM，Brys M，Romanowicz MH，et a1．Genetic instability in the RAD5 l and BRCAI regions in breast cancer[J]．Cell Mol Biol Lett，2007，12(2)：l92-205．
[15] Johannsdottir HK Jonsson G，Johannesdouir G，et a1．Chromosome 5 imbalan ce mapping in breast tumors from BRCA-1 and BRCA2 mutation carriers and sporadic breast tumors [J].Int J Cancer,2006，l19f5)：l052-1060．
【关键词】乳腺癌；乳腺癌易感基因；基因突变；基因治疗；免疫组化
乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA-1)位于人染色体17q21，以常染色体显性遗传方式遗传，是迄今为止发现的与遗传性乳腺癌、卵巢癌等相关的最重要的特异性抑癌基因，具有抑制细胞过快地或失去控制地生长和分化、参与细胞周期调控、基因转录调节、DNA损伤修复及其凋亡等功能，在维持基因稳定性中具有重要的作用[1-3]。研究发现，35％～40％的家族性乳腺癌与BRCA-1突变有关，而BRCA-1变异携带者发生乳腺癌的风险高达60％～80％[4]。本文在复习国内外文献的基础上，现将近年来BRCA-1在乳腺癌癌肿组织中的表达研究进展综述如下。
1 BRCA-1基因与蛋白的结构
易感癌基因BRCA-1定位于人染色体17q21，长约81 kb，内含高达41.5％的Alu重复序列，具有24个外显子，包括22个编码外显子和2个非编码外显子(91-显子1和4)。BRCA-1有2个不同的启动子promoter-l和promoter-2，与此对应有2个不同的第一外显子exonl-a(1581~1701)、exonl-b(1858~2236)和与之对应的mRNA，两者共同调节BRCA-1的转录活性，两者活性保持一定比例并以promote-1为主[5]。1~1191之间可能包含增强子，而l191~1357之间可能包含沉默子结构。BRCA-1启动子区域内无TATA盒，其CAAT盒位于1433~1437之间，GT盒位于1427~1432之间[6]。另外调控区内存在一转录因子结合构件，如1406~1413之间存在环磷腺苷反应元件结合蛋白(CAMP response element binding protein，CREB)结合位点。1610~1614间有转录因子激活蛋白-1(transcription factor activator ptotein 1，At-1)结合位点。
BRCA-1基因编码一个含有1863个氨基酸残基、分子质量为220 kDa的蛋白质，全长约100 kb，转录7.8 kb mRNA。BRCA-1蛋白主要包括如下结构[7-8]：①蛋白质N-端形成锌指结构域，富含半胱氨酸和组氨酸，与BARD-1蛋白协同发挥转录调节蛋白的作用。②C-末端富含酸性氨基酸，包含16~24外显子、2个长约95个氨基酸残基的BRCA串联重复序列，对细胞周期监控与DNA损伤修复具有重要作用。两个BRCA交界处形成一个疏水沟，能够识别磷酸化的丝氨酸、苏氯酸和苯丙氨酸等，是导致乳腺癌的基因突变好发区域。③核定位区，负责编码2个核定位信号NLS-1(氨基酸501KCKRKRRS07)和NLS-2(607KKNRLRRK 614)，其中NLS-1能与核转运信号受体亚基importin-1相互作用，是BRCA-1核转运所必需的。④Rad51结合区，与DNA损伤修复蛋白Rad51结合。⑤粒素区(granin)，位于1214~1223氨基酸残基之间。⑥转录活性区，具有转录激活作用。
2 BRCA-1的功能及其突变
BRCA-1可以同许多重要的蛋白结合，通过蛋白之间的相互作用发挥转录调控活性及DNA损伤修复功能，其功能主要包括[9]：参与细胞周期调控、参与中心体复制、参与DNA损伤修复、参与转录调控、参与细胞凋亡等。正常BRCA-1蛋白是一种抑癌基因，为正常细胞生长所必须的，但BRCA-1突变则具有导致肿瘤产生的倾向。
研究表明，BRCA-1基因胚系突变和多态达1500多种，突变方式主要有错义突变、无义突变、缺失突变、插入突变等，其中最常见为无义和缺失突变，生成截短蛋白，使BRCA-1功能缺失，容易导致乳腺癌的发生[10]。据报道，BRCA-1的突变与乳腺癌、卵巢癌等疾病的高发生率相伴随，大约2.5％～5.0％的乳腺癌患者存在有BRCA-1突变，35％～40％的家族性乳腺癌与BRCA-1突变有关。
2.1 BRCA-1基因突变截至目前，研究发现100多种BRCA-1基因突变与乳腺癌的发生有关，如错义突变、无意义突变、移码突变、缺失突变等。研究发现，环指结构域的C44S和C61G，BRCA结构域的Rl699W，A1708E，G1738E和Ml775R等6种错义突变与乳腺癌的发生具有较为密切的关系，以密码子l756中的5382 insC，密码子23中的l85del AG和密码子1355中的4l84 del4等较为常见。
2.2BRCA-1甲基化正常情况下，启动子CpG岛处于完全未甲基化状态；而启动子异常甲基化则会改变基因的表达模式，导致抑癌基因的转录失活或沉默，失去负调控细胞周期增殖的作用，从而导致细胞恶性改变，形成癌症。研究认为，乳腺癌BRCA-1基因启动子CpG岛甲基化发生在pl15、16l。研究发现采用敏感的甲基化特异PCR方法检测乳腺癌引流液，其启动子异常甲基化的频率为39.5％，而正常乳腺组织未检出启动子的异常甲基化[10]。
2.3BRCA-1杂合性丢失杂合性丢失是指位点上两个多位点性的等位基因中一个出现缺失，而位于等位基因附近的DNA多态标记也随着共同缺失，杂合性丢失是乳腺癌晚期阶段的改变。研究表明，在晚期乳腺癌，BRCA-1基因杂合性丢失率可达38%~42％，其丢失明显的区域包括5q35.3，5ql4.2，5q33.1等。
3 BRCA-1在乳腺癌的病理学特征
研究发现，BRCA-1的表达与乳腺癌的恶性程度具有正相关性，BRCA-1相关的乳腺癌多为髓样癌、非典型性髓样癌，浸润性导管癌、浸润性小叶癌次之，导管原位癌、小叶原位癌较少见[11]。癌细胞增殖迅速，病理组织学分级一般在3级或以上，细胞分裂像、核多形性、异型性多见，腺管形成较少。这与三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer)具有类似的特征和极高的同源性，三阴性乳腺癌是指ER、PR及HER-2均为阴性表达的乳腺癌。
免疫组化研究表明，BRCA-1基因变异者的乳腺癌癌肿组织中P53和Ki-67呈高表达，cerBb-2、ER、CyclinD1的表达较低；与散发乳腺癌患者比较，Cathepsin D和E-cadherind的表达无显著性差异[12]。对BRCA-1基因变异者的乳腺癌癌肿组织中的淋巴结转移认识，目前尚存在一定的争议。一种观点认为，BRCA-1基因变异者的腋窝淋巴结转移率高。如我国学者研究了30例BRCA-1基因变异者发现其腋窝淋巴结转移率显著高于散发乳腺癌患者，且淋巴结转移率与BRCA-1变异率呈正相关性。但是，Robson、Eisinger小组的研究却未发现类似的结果[13]。
4 展望
研究者通過建立BRCA-1基因变异的乳腺癌小鼠模型，结果发现BRCA-1变异的细胞株对顺铂治疗更敏感，而对紫杉醇更加耐药；而BRCA-1未发生者对顺铂更耐药，而对紫杉醇治疗敏感[14-15]。在临床治疗上，对于BRCA-1基因变异的乳腺癌患者，目前主要采用的是基于化疗的辅助治疗手段，而不是基于内分泌治疗或曲妥珠单抗。而对于BRCA-1基因变异的高乳腺癌发病风险患者，针对乳腺癌的预防性乳腺切除是值得考虑的治疗措施。随着研究的深入，BRCA-1基因变异已经具有可能性作为一个良好的临床指标应用于乳腺癌的早期预测，同时随着基因研究的纵深发展，如何纠正变异的BRCA-1基因已经显现出应用于临床的巨大潜力，也已经成为本研究领域的热点方向之一。
参考文献
[1] Shiozaki EN．Gu L，Yan N．et a1．Structure of the BRCA repeats of BRCA 1 bound to a BACH I phosphopeptide：implications for signaling[J]．Mol Cell，2004，14(3)：405-410．
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[6] Keshet I，Schlesinger Y，Farkash S，et a1．Evidence for aninstructive mechanism of de novo methylation in cancercells[J3．Nat Genet，2006，38(2)：149-153．
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[8] Jing F，Jun L，Yong Z，et a1．Multigene methylation in serum of sporadic Chinese female breast cancer patients as a prognostic biomarker[J]．Oneology，2008，75(12)：60-66．
[9] Xu X，Gammon MD，Zhang Y，et a1．BRCA-1 promoter methylation is associated with increased mortality among women with breast cancer[J]．Breast Cancer Res Treat，2009，115(2)：397-404．
[10] Valgerdur B，Oiafur A S，Signdur K B，et a1．Eigenetic silencing and deletion of the BRCA-1 gene in sporadic breast cancer[J]．Breast CancerResearch，2006，8(4)：l-l0．
[11] GregoryRB，CathedneID，VanessaK，et a1．Hypermethylation of the Breast Cancer-Associated Gene l Promoter Does N ot Predict Cytologic Atypia or Correlate with Surogate End Points of Breast Cancer Risk[J]．Cancer Epidemiology，Biomarkers And Prevention，2007，l6(1)：50-56．
[12] Sondes KC，FatmaT，Abdel MK，et a1．Clinical Significance of Epigenetic Inactivation of hMLH1 an d BRCA-1 in Tunisian Patients with Invasive Breast Carcinoma[J]．Journal of Biomedicine and Biotechnology，2009，10(11)：55-60．
[13] Carvalho AL，Carmen J，Michael M，et a1．Evaluation of promoter hypermethylation detection in body fluids as a screening／diagnosis tool for head dan neck squamous cell carcinoma[J]．Clin Cancer Res，2008，14(1)：97-107．
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[15] Johannsdottir HK Jonsson G，Johannesdouir G，et a1．Chromosome 5 imbalan ce mapping in breast tumors from BRCA-1 and BRCA2 mutation carriers and sporadic breast tumors [J].Int J Cancer,2006，l19f5)：l052-1060．