BRCA 基因与卵巢癌诊治相关的研究进展

陈振波，孟元光

卵巢癌（ovarian cancer）是妇科常见恶性肿瘤之一，由于该病早期临床症状不明显且缺乏有效的筛查方法，约70%的患者就诊时已为晚期。传统的治疗方法主要包括手术及含铂类药物方案化疗，但卵巢癌复发率高，5 年生存率低于40%，死亡率明显高于其他女性生殖系统恶性肿瘤。相关研究表明卵巢癌具有遗传性和家族聚集特征，目前已知的易感基因与遗传相关性卵巢癌的发病、治疗密切相关，其中关于乳腺癌易感基因（breast cancer susceptibility gene，BRCA）的研究及应用最为广泛[1]。现对BRCA 基因的结构、突变概况、发病风险、检测技术及BRCA 基因突变卵巢癌患者的治疗等方面进行综述。

1 BRCA 基因概述

BRCA 基因是重要的肿瘤遗传易感基因，BRCA1 定位于染色体17q21（包含22 个外显子），编码表达含1 863 个氨基酸的多结构域蛋白；BRCA2定位于染色体13q12～q13（包含27 个外显子），编码表达含3 418 个氨基酸的多结构域蛋白，两者具有相似性，但外显子区域却没有显著的同源性，共同参与调节DNA 的损伤修复、细胞生长及凋亡，在维持细胞遗传稳定性方面发挥不可或缺的作用[2-3]。目前已知的与卵巢癌相关的遗传易感基因约有20 个，其中以BRCA 基因影响最为显著，BRCA 突变可导致约80%遗传相关性卵巢癌的发生。通过对BRCA 基因突变进行筛查检测，能有效评估预测卵巢癌发病风险，干预降低发病率并指导精准治疗。

2 BRCA 基因突变概况及携带者发病风险评估

2.1 BRCA 基因突变概况 BRCA 基因突变主要包括错义、无义、重排等突变形式，根据发生细胞的种类不同可分为胚系（亦称生殖系）细胞突变和体细胞突变。前者指突变发生在精子或卵细胞中，会使个体所有体细胞均携带突变，且通过常染色体显性遗传给后代；后者指突变发生在癌变的细胞中，不具有遗传特性。

全世界范围内卵巢癌患者BRCA 突变发生率约为10%～15%，BRCA 突变主要分布在欧洲和北美洲，其中BRCA1 突变发生率显著高于BRCA2[4]。但在检测方法及疾病相同的前提下，人类BRCA 的变异可能在不同种族人群中具有种族特异性和同种族人群的地域特异性，如亚洲人群中BRCA 突变与其他人群中BRCA 突变存在显著差异[5]。墨西哥卵巢癌人群中BRCA1/2 突变发生率约为28%，BRCA1 占比88%，BRCA2 占比12%[6]；关于墨西哥卵巢癌人群的另一项研究发现，BRCA1/2 突变发生率高达33%，BRCA1 占比66.1%，BRCA2 占比33.9%[7]，两者差异可能与所选人群的地理分布有关。西班牙卵巢癌人群中BRCA 基因突变发生率为16%，但BRCA2突变所占比例却高达63%，与大部分研究结果相悖[8]。BRCA 突变的种族特异性尤其值得注意，它将确定以白种人为基础的BRCA 数据是否适用于世界其他非白种人群，以及是否应该开发建立以种族为分类基础的BRCA 突变数据库。我国是人口大国，在亚洲的种群基因突变研究中居于重要地位，但我国BRCA1/2 基因检测相关研究起步较晚且研究成果较少，世界范围内BRCA 基因检测数据很少有基于我国卵巢癌患者的资料。目前我国基于较大样本量的前瞻性研究有Shi 等[9]对916 例上皮性卵巢癌患者进行BRCA1/2 基因检测，结果显示BRCA1/2 基因突变发生率为16.7%，其中BRCA1 突变占比13.1%，BRCA2 突变占比3.9%，两者同时的突变率为0.3%；Wu 等[10]对全国多中心的826 例卵巢癌患者进行BRCA 检测，BRCA1/2 基因突变发生率为28.5%，其中BRCA1 突变占比20.8%，BRCA2 突变占比7.6%；Bu 等[11]研究对547 例卵巢癌患者进行BRCA 检测，BRCA1/2 基因突变发生率为23.6%，其中BRCA1 突变占比15.4%，BRCA2 突变占比8.2%。上述研究结果提示BRCA1/2 突变在中国卵巢癌患者中的发生率高于世界突变水平，同时各个研究结果之间存在差异，缺乏统一的临床特征，今后我国BRCA 基因突变研究需要在更大样本量、多中心且标准统一的基础上进行，才能得到符合中国人群特征的BRCA 基因突变数据库。

2.2 BRCA 基因突变携带者卵巢癌发病风险评估BRCA 基因突变携带者卵巢癌发病风险与家族遗传、年龄及组织学类型密切相关。BRCA1 基因突变卵巢癌患者一级亲属罹患的卵巢癌风险是无BRCA1 基因突变者一级亲属的20.97 倍（RR=20.97，95%CI：11.94～36.81）[12]，发病年龄较卵巢癌平均发病时年龄提前约10 年[13]。BRCA2 基因主要通过与RAD51 结合进而参与RAD51 介导的双链DNA 损伤修复过程[1-2]，这一过程若因BRCA2 基因突变而发生异常，其一级亲属罹患卵巢癌风险是无BRCA2 基因突变者一级亲属的9.57 倍（RR=9.57，95%CI：5.25～17.45），且发病年龄较卵巢癌平均发病年龄提前3～6 年[12]。说明BRCA1/2 基因突变导致的卵巢癌具有明显的遗传性和家族聚集性。另外，BRCA 基因突变个体卵巢癌发病率远高于正常女性，且随年龄增加而递增。一项2008 年的研究表明，除去诊断年龄和家族史等因素，存在BRCA 基因突变女性的卵巢癌发病率大于10%[14]，远远高于普通女性的0.3‰～0.8‰。

除此之外，BRCA 基因突变与卵巢癌的组织学类型亦存在相关性，主要为上皮癌中的浆液性癌，其中高级别浆液性卵巢癌中BRCA 基因突变发生率高达20%～25%[15]。其他组织类型，如交界性上皮肿瘤、性索间质肿瘤、生殖细胞瘤、子宫内膜样肿瘤、透明细胞肿瘤的发病均与BRCA 基因突变无明显相关性[4，16]。

3 BRCA 基因突变检测技术

迄今为止基因测序技术已经历了四代技术变革，最初第一代Sanger 等发明的双脱氧链终止法，因其成本高、通量低、测序速度低、数据分析不满意，逐渐被后来的技术所取代，后续逐步出现的第二、三、四代基因测序技术，统称为二代测序（next generation sequencing，NGS），为基因相关遗传疾病的诊断和治疗提供了巨大帮助。

目前BRCA 基因检测正是通过NGS 技术予以实现，根据检测标本类型分为两种：一种以肿瘤患者血液、唾液或口腔涂片为DNA 样本来源进行基因测序，多用于胚系突变检测；另一种是以肿瘤患者病理组织为检测标本，进行体细胞突变检测，两者相辅相成。在卵巢癌患者中发现的致病性BRCA 突变中，有2/3 为胚系突变，遗传自双亲中的一员；另外1/3 的BRCA 突变为体细胞突变，这种突变的基因检测需要以肿瘤组织为标本进行检测[17]。另一项研究表明，卵巢癌患者中约有7%的BRCA 致病性突变只能通过体细胞突变检测予以明确，以血液为检测样本则无法检测出[18]。Ong 等[19]在NGS 检测卵巢癌肿瘤组织和血液样本BRCA 基因突变的对比研究中指出，2种样本未检出突变的结果一致，其中血液样本检测出BRCA 基因突变共22 例，肿瘤标本共检测15 例突变，7 例未检出突变是因为技术及数据分析方面错误所造成，但是如果扩展NGS 平台生物信息库和优化生物信息算法后，即可纠正解读分析错误；3 年以上的肿瘤标本可能因DNA 质量较差，与血液检测结果一致性较低，当BRCA 突变为大片段缺失、重复或重排时，较旧的肿瘤标本的假阴性率可能更高，这就提示肿瘤标本检测阴性时，如果该患者有肿瘤家族史且满足胚系突变筛查标准时，对血液进行胚系突变检测非常有必要。由此可见两者具有重要的互补性。

目前大部分实验室均是以血液作为基因检测样本，但开展卵巢癌组织的BRCA 突变检测十分必要，且检测时需遵循以下原则：利用肿瘤组织可以检测BRCA 胚系细胞突变，但是对于中、大片段重排或低频率的等位基因突变并不能有效地检测，需要血液样本检测予以补充[20]；术中尽可能取癌细胞较多的组织作为标本，标本中至少有≥20%的肿瘤细胞，当取材标本整体不满意时需要在进一步显微解剖下选取肿瘤细胞较多的区域[21]。肿瘤组织基因检测时除上述的基本标准要求及最佳储存质量的DNA 以外，完整的生物信息库、适当的生物信息算法及专业的数据分析对检测结果的精准分析也是十分必要的[22]。

4 BRCA 基因突变的靶向治疗

目前卵巢癌患者即使采用手术联合化疗为主的综合疗法，治疗效果也并不理想，疾病复发率高、5 年生存率低[23]。细胞DNA 的损伤修复异常是肿瘤发生、发展的重要机制，其途径主要有2 条：①BRCA基因通过同源重组（homologous recombination，HR）参与DNA 双链断裂的修复、调节细胞生长及凋亡，是HR 修复途径中的重要抑癌基因，BRCA 突变可导致肿瘤发生，同时肿瘤细胞也因BRCA 基因突变而导致HR 介导的DNA 双链断裂修复受损，进而引起肿瘤细胞凋亡，即同源重组缺陷（homologous recombination deficiency，HRD）。②聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）主要参与DNA 单链损伤的修复，是细胞DNA 损伤修复的另一途径。以上2 种途径相互补充、代偿，这也是BRCA 突变卵巢癌患者靶向治疗的基本原理，即在肿瘤细胞BRCA 基因突变导致HRD 的基础上应用PARP 抑制剂可以有效地阻断DNA 单链修复，这样肿瘤细胞的DNA 双链及单链修复均被阻断，可有效促进肿瘤细胞的凋亡[24]。进一步研究表明，一些非BRCA 基因突变的HRD 肿瘤对PARP 抑制剂治疗也具有敏感性，患者存在临床获益[25]。

目前PARP 抑制剂主要有奥拉帕利、尼拉帕利和卢卡帕利。基于近年来《柳叶刀》等杂志发表的多项研究，美国食品药品监督管理局（FDA）推荐将奥拉帕利用于铂敏感复发性上皮性卵巢癌、输卵管癌及原发性腹膜癌患者的维持治疗[26-27]。一项Ⅲ期临床研究表明，无论卵巢癌患者是否存在BRCA 基因突变，尼拉帕利均可有效延长患者的无进展生存期（progression-free survival，PFS）[28]。另一项Ⅲ期临床研究结果表明，卢卡帕利也能有效延长铂敏感复发性上皮性卵巢癌患者的PFS[29]。PARP 抑制剂的问世提高了卵巢癌的治疗效果，使一部分患者有显著的临床获益。但并不能忽视PARP 抑制剂在多数患者中疗效仍十分有限，其主要原因可能为治疗期间肿瘤细胞发生二次突变导致其恢复了BRCA 基因功能，进而降低了PARP 抑制剂疗效[30]。需要注意的是，单纯强调BRCA1/2 突变的卵巢癌患者才能从PARP 抑制剂治疗中获益并不可取，许多患者虽然未检出BRCA 基因突变，但经临床试验证实确实能从PARP 抑制剂治疗中获益，甚至延长了生存时间[28]，因此其治疗的适用范围和相关的检测标准需要进一步研究。

5 结语与展望

BRCA 基因突变存在明显的地域及人群差异性，且显著影响卵巢癌发病率及发病年龄，同时也为卵巢癌的治疗提供了新的思路和途径，故BRCA 基因突变将会是今后卵巢癌的研究热点。随着近年来多个高级别证据临床研究的报道，卵巢癌患者BRCA 基因相关的遗传咨询和突变检测越来越受到妇科肿瘤医师重视并已写入指南。但在中国相关研究和临床应用仍处于起步阶段，我国人口众多，病例数量巨大，开展多中心研究、建立相关数据库、制定符合国人的诊治标准是必然趋势，这也需要妇科肿瘤医师、遗传咨询专家以及基础研究领域的科学工作者付出更多努力。