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HER2 CISH技术在肿瘤诊断中的应用现状
 


更新时间:2008-03-27 10:25:55 作者: 中山大学附属第一医院 王连唐


HER2基因介绍
一、HER2 基因的结构和功能
二、HER2参与的信号通路和基因调控
三、HER2在靶向治疗中的应用


一、HER2 基因的结构和功能

  HER2/neu是人类癌基因,其表达的蛋白是c-erbB-2(跨膜受体糖蛋白),包括胞内区、跨膜区和胞外区三部分。分子量185 kD,属于人类表皮生长因子受体家族的第2个成员。Her2是一个孤儿受体,尚无专一的配体,但具有较高的基础酪氨酸激酶活性。

HER2的结构

1.胞外区:[an extracellular ligand-binding domain (blue)]
2.跨膜区:[a single transmembrane (TM) domain has an extensive homology to the epidermal grow factor receptor (brown)]
3.胞 内 区: [a cytoplasmic domain with catalityc activity (green)]

HER2在肿瘤细胞中的蛋白表达

转移性乳腺癌(25%-30%)、炎症性乳腺癌(50%)、卵巢癌(18%-43%)、子宫内膜癌(10%-52%)、前列腺癌(5%~46%);

膀胱癌(27%-63%)、肾癌(22%-36%);

胰腺癌(31%-80%)、结肠癌(33%-85% )、胃癌(21% -64% )、食道癌(10%-26%);

非小细胞肺癌(13%-55%)、头颈癌(16%-50%)等;


二、HER2参与的信号通路和基因调控

1.促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK )
2.磷酸肌醇-3(phosphoinositide-3kinase,PI-3K)/丝-苏氨酸激酶(AKT )途径
3.Her2参与的基因调控

1.促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK )
功能: 增强早期反应基因c-fos,c-myc和c-jun的转录活性.

2.磷酸肌醇-3(phosphoinositide-3kinase,PI-3K)/丝-苏氨酸激酶(AKT )途径
功能:介导BAD和半胱天冬酶(caspase)-9等靶分子磷酸化,调节细胞周期蛋白D1(cyclin D1)水平.

3.HER2参与的基因调控
a. 参与细胞增殖基因的调控: 细胞周期蛋白D1(cyclinD1),c—Myc基因,人端粒末端转移酶逆转录酶(hTERT),甲状腺和视黄酸受体激活子(ACTR),过氧化物酶增殖物激活受体(PPARy), 脂肪酸合成酶(FAS).

b. 参与抑制细胞凋亡相关基因的调控: Smad7,环氧化酶-2(COX-2), p21(WAF1/CIP1).

c. 参与肿瘤生长、转移、浸润相关基因的调控:白明胶酶(gelatinases),血管内皮生长因子(VEGF),

三、HER2在靶向治疗中的应用

1. 赫赛汀(Herceptin)
2.帕妥珠单抗 (Pertuzumab)
3.易瑞沙(Iressa)

1. 赫赛汀(Herceptin)
原理:与ErbB2受体结合,并把受体从细胞表面除去,使受体内陷入细胞内,消除或降低受体的活性.

2.帕妥珠单抗 (Pertuzumab)
原理: 与HER2蛋白上二聚化的结构域结合,阻断HER2蛋白的同源和异源二聚化.

3.易瑞沙(Iressa)
原理: 竞争HER2胞内酪氨酸激酶催化区域上Mg-ATP结合位点,阻碍其信号传递.


色素原位杂交(Chromogenicin Situ Hybridization,CISH)
1. CISH的原理
2. CISH操作程序
3. CISH与ISH和FISH的比较
4. CISH的应用

1. CISH的原理
原理: 将癌基因探针用地高辛或生物素标记,利用过氧化物酶或碱性磷酸酶的反应使在光学显微镜下检测石蜡组织mRNA的表达水平。

2. CISH操作程序

3. CISH与ISH和FISH的比较

4. CISH的应用
A. 检测基因扩增(gene amplification)
B. 检测染色体移位(chromosome translocation)
C. 染色体计数(chromosome number)

A. 检测基因扩增(gene amplification)
Fig.CISH analysis of paraffin embedded tissues using HER2 Probe (C-3001).
(a). No HER2 gene amplification;
(b). HER2 amplification >10 dots;
(c). HER2 amplification with clusters and dots.

B.检测染色体移位(chromosome translocation)

Fig.Analysis of a pleomorphic adenoma with a t(5;8) (p13;q12–13).
(a) Representative karyotype;
(b) FISH analysis for chromosome 5 (green) and chromosome 8 (red), confirming the translocation;
(c) FISH analysis with PLAG1 probe (red) with signal on normal chromosome 8 (arrow head) and with two small signals on the der(8) (arrow);
(d) CISH analysis on a paraffin section, there are two adjacent brown spots, and a third spot confirming FISH observations

C. 染色体计数(chromosome number)


HER2 CISH 技术在肿瘤诊断中的应用现状
背 景
2000年Tanner首次报道了采用CISH法检测HER2基因扩增的可行性,研究显示CISH与FISH具有极强的一致性,是一种可替代FISH对HER2基因扩增进行检测的切实可行的方法,可弥补IHC检测结果的不稳定性。随后大量研究均证实了CISH 与FISH 的检测结果具有高度的一致性(85%~100%).且其在各实验室之间重复性良好,具有广泛的实际使用价值.

一.HER2在肺癌中的应用
Diego报道
HER2 ISH阳性的肺癌患者用易瑞沙(Iressa)治疗预后好,五年生存率也高,然而CISH检测阳性的病例对Iressa治疗比ISH阳性更敏感。

二.HER2 CISH在卵巢癌中的应用

Lassus报道
在评价卵巢癌预后方面HER2 CISH检测优于ISH检测.
Fig. CISH:1.(1-2 copy);2.(3-5 copy);3.(>10copy); ISH:4.Normal;5.Low;6.Moderate;7.Strong.

三.HER2 CISH在乳腺癌中的应用
据世界卫生组织估计, 在我国,乳腺癌已成为现代女性的“头号杀手”。一项最新调查结果显示,在上海、北京、广州等城市,乳腺癌已经成为对女性威胁最大的恶性肿瘤。在情况最严重的上海,发病率已经由1972年的17/10万发展到现在的52.98/10万,35年间增幅超过200%。复旦大学附属肿瘤医院外科主任沈镇宙教授表示,每300名上海女性中,就有1名患乳腺癌。压力大、抽烟喝酒、晚睡晚起、缺乏足够运动、使用含雌激素的补品化妆品、晚育以及生育后不哺乳等因素,让职业女性如教师、办公族、企业家成为乳腺癌高发人群。

HER2 CISH国内研究现状(乳腺癌)
张瑰红报道:
●HER2 IHC评分3+的病例CISH扩增率在90%以上;而IHC2+的病例CISH扩增率为56.5%,IHC与CISH检测结果符合率为81.2%.
●对于国内曲妥珠单抗治疗患者的筛选最好以IHC作为初筛,IHC 2+再做FISH或CISH进一步证实.

HER2 CISH国内研究现状(乳腺癌)
郭志强报道:
表. HER2在乳腺癌中的表达

● 两种方法对乳腺癌组织HER2检测有一定的差异性(kappa=O.458,P=0.003)。
IHC是HER2表达初步筛查的首选方法,由于蛋白表达和基因扩增检测结果存在一定的差异性.建议IHCC(+++~+)患者进一步作CISH检测确诊。

HER2 CISH国外研究现状(乳腺癌)
Viale报道:
● HER2 ISH阳性要求30%的肿瘤细胞核膜强阳性; 如果<30%细胞阳性或核膜弱阳性,则需要用FISH或CISH进一步评价.

HER2 CISH国外研究现状(乳腺癌)

Nataša检测了107例乳腺癌患者HER2的表达,发现ISH和CISH有显著相关性,然而CISH对乳腺癌患者的预后评估比ISH更准确.

自1987年Slamon首次报道了乳腺癌中HER2基因及其生物学意义以来。HER2在乳腺癌治疗中的作用越来越受到重视。准确检测HER2状态对于患者预后评估.化疗方案和内分泌治疗的制定密切相关,并且也是靶向治疗药物—Herceptin使用的唯一指标,因此对HER2扩增和过表达的准确检测和正确判读在临床上也越来越受重视。

乳腺癌Her-2检测流程图

 

 

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