基于循环肿瘤DNA的乳腺癌腋窝淋巴结转移分子标记物研究

Breast cancer is one of the most common cancer in Chinese women, and the sixth in mortality. For breast cancer, axillary lymph node metastasis (ALNM) is proved to be associated with poor prognosis. However, there is no the noninvasive technology can meet the needs of clinical assessment of axillary lymph node metastasis. Recent advances in circulating tumor DNA (ctDNA) have laid a solid foundation for the development of a non-invasive access to somatic mutations with highly sensitivity and accuracy. We have previously confirmed patients with ALNM breast cancer have a greater amount of ctDNA. And the genetic characteristics in ctDNA conclude genetic variants from both the primary tumor and ALNM. Based on this, we assumed that ctDNA contains biomarkers to evaluate the risk of ALNM. The purpose of this study was to assess the value of serum ctDNA on the risk of ALNM in patients with breast cancer.

乳腺癌是我国女性最常见的恶性肿瘤，其发病率仍保持逐年升高趋势。申请人团队前期研究证实腋窝淋巴结转移与乳腺癌预后不良存在显著关联，然而目前技术难以满足评估乳腺癌腋窝淋巴结转移的临床需要，亟需发现一种能够准确提示腋窝转移状态的生物标志物。循环肿瘤DNA（ctDNA）是一种微创、高通量、连续性和高敏感性的肿瘤标志物，其突变来自肿瘤细胞的体细胞突变，能反应肿瘤全部异质性。我团队前期研究证实腋窝淋巴结阳性乳腺癌患者具有更大量的ctDNA，其中兼有肿瘤原发灶及腋窝转移的遗传特性。本项目将紧密围绕“乳腺癌患者血浆ctDNA与腋窝淋巴结转移状况存在重要关联”这一科学假说，通过筛选淋巴结病理阳性乳腺癌患者转移腋窝淋巴结含有的特异性突变，并在其血浆ctDNA中验证，探寻ctDNA中能够反映乳腺癌腋窝淋巴结状态的特异性突变，有望发现评估乳腺癌患者腋窝淋巴结转移的特异性标志物，为乳腺癌的精准治疗提供新的思路。

乳腺癌是我国女性最常见的恶性肿瘤，其发病率仍保持逐年升高趋势。申请人团队前期研究证实腋窝淋巴结转移与乳腺癌预后不良存在显著关联，然而目前技术难以满足评估乳腺癌腋窝淋巴结转移的临床需要，亟需发现一种能够准确提示腋窝转移状态的生物标志物。本研究首先通过对乳腺癌患者术前血液ctDNA进行靶向panel测序，在ctDNA检测出的突变兼有原发肿瘤和腋窝淋巴结转移中存在的遗传变异。进一步我们探索了中国汉族女性乳腺癌及转移腋窝淋巴结热点突变及遗传学特征，证实了乳腺癌腋窝淋巴结转移的多克隆转移模型的概念，在该模型中，有多个克隆迁移建立了转移至腋窝淋巴结的转移，因此仅通过ctDNA检测难以区分突变的来源。进一步，我们将研究拓展至新型液体活检标志物外泌体上。我们对来自10位乳腺癌患者（其中4例患者存在腋窝淋巴结转移）和10位年龄相匹配的健康女性外周血中循环的外泌体miRNA进行检测，通过差异表达分析表明外泌体中miR-363-5p的异常表达与肿瘤发生和腋窝淋巴结转移转移显着相关。接着，通过外部独立数据集验证，血清外泌体miR-363-5p在腋窝淋巴结转移的患者中显著下调，在预测淋巴结转移方面具有很高的诊断性能。此外，生存分析证实miR-363-5p表达水平与预后显著相关。进一步，我们通过细胞功能实验证实miR-363-5p在抑制乳腺癌细胞的迁移能力发挥重要作用。通过生物信息学分析，我们确定了血小板衍生生长因子亚基B（PDGFB）可能是miR-363-5p的下游靶标，并在细胞实验中得到证实。miR-363-5p降低可以通过上调PDGFB表达而促进乳腺癌转移。以上研究首次提出了外泌体miRNA介导乳腺癌腋窝淋巴结转移的理论和实验证据，为腋窝淋巴结的早期诊断提供了生物标志物，为乳腺癌治疗提供了潜在靶点。