بخشی از مقاله
ژنتیک مولکولی، تشخیص و درمان سرطان پستان: مقاله مروري
چکیده
سرطان پستان رایجترین سرطان در میان زنان است و از هر 8 تا 10 زن، یک نفر دچار سرطان پستان میشود. این سرطان یک بیماري به شدت ناهمگن است که به انواع متعددي چون (Lobular carcinoma in situ) LCIS، (Ductal carcinoma in situ ) DCIS، و کارسینوم مهاجم تقسیم میشود. دو ژن BRCA1 و BRCA2 با خطر بالایی همراه بوده و مرتبط با سرطان ارثی پستان هستند. جهش در ژن CHEK2 نیز به بخش عمدهاي از سرطانهاي خانوادگی منجر میشود. آللهاي مستعد کننده ژنهاي دیگر نیز جزء علل نادر سرطان پستان می-باشند. بیش از 1000 جهش در BRCA1 و BRCA2 گزارش شده است و امروزه آزمونهاي مولکولی براي یافتن جهشهاي این دو ژن استفاده میشوند. جهش در BRCA1 و BRCA موجب عدم ثبات ژنوم میشود که خود به تغییرات در ژنهاي کلیدي دیگري شامل ژنهاي سرکوبگر تومور و یا انکوژنها منجر میشود. این امیدواري وجود دارد که در آیندهاي نزدیک، امکان طراحی برنامههاي درمانی براي هر فرد وجود داشته باشد. یکی از نامزدهاي جدید نشانگرهاي تشخیصی و پیش آگهی و هدفهاي درمانی، miRNAs به عنوان تنظیم کنندههاي بیان ژن میباشند. یافتن نقش miRNAs در ایجاد و پیشرفت بدخیمیهاي انسانی، امکان بهبود راهکارهاي فعلی در زمینه تشخیص و درمان بیماران مبتلا به سرطان فراهم آورده است. شناسایی miRNAs جدید، مشخص کردن mRNA هدف آنها و تعیین اثرات کارکردي آنها، آگاهی ما را درباره نقش این نشانگرها در ایجاد سرطان به ویژه سرطان پستان بهبود خواهد بخشید و امکانات نوي را براي مداخلههاي درمانی فراهم خواهد کرد. (مجله دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی سبزوار، دوره/17شماره / 2صص.(74-87
واژههاي کلیدي: سرطان؛ پستان؛ ژنتیک مولکولی؛ تشخیص؛ درمان.
مقدمه:
سرطان پستان رایجترین سرطان در میان زنان است. بر اساس آمارهاي سازمان جهانی بهداشت از هر 8 تا 10 زن، یک نفر دچار سرطان پستان میشود. بر اساس آمارهاي ایران، در کشور ما از هر10 تا 15 زن، احتمال ابتلاي یک زن به سرطان پستان وجود دارد اما سن بروز سرطان پستان در زنان ایران دست کم یک دهه کمتر از زنان کشورهاي توسعه یافته است. میانگین سن تشخیص سرطان پستان در کشورهاي غربی 56 سال و در ایران 45سال است .(1) سرطان پستان، دومین علت رایج مرگ ناشی از سرطان است 2)،.(3 سرطان پستان از نظر ویژگیهاي بالینی، به سه رده تقسیم میشود:((1 کارسینوم لپکی درجا Lobular Carcinoma In Situ (LCIS)، که نوعی تکثیر سلولهاي معمولاً کوچک و با اتصالات شلاست که از واحد مجرایی- لپکی انتهایی، با یا بدون درگیري مجراهاي انتهایی منشأ میگیرد. در پی این ضایعه، خطر سرطان پستان به شکل دو سویه افزایش می- یابد که بروز آن در زنان پس از یائسگی نیز در حال افزایش است. تعیین بروز واقعی LCIS به دلیل آن که اختلالات بالینی یا پرتونگاري پستانی((mammography ویژه مرتبط با این ضایعه وجود ندارد، دشوار است 5)،.(6 (2) کارسینوم مجرایی درجا Ductal Carcinoma In Situ (DCIS) که نوعی تکثیر سلولهاي اپیتلیال مجرایی پستانی با ظاهر بدخیم، بدون وجود شواهدي از تهاجم به وراي غشاي پایه میباشد. حدود 15 تا 30 درصد سرطانهاي یافته شده در برنامههاي پرتونگاري پستانی براي غربالگري، رده DCIS هستند و بیشترین افزایش در بروز DCIS در زنان 49 تا 69 سال گزارش شده است (3).(6)
کارسینوم مهاجم پستان نیز شامل گروه ناهمگنی از ضایعات هستند که بر اساس تظاهرات بالینی، ویژگیهاي پرتونگاري، مشخصات آسیب شناختی و رفتار زیستی با هم متفاوتند. عقیده بر این است که منشأ بیشتر سرطان- هاي مهاجم پستان از واحد لپکی مجراي انتهایی (terminal duct lobular unit) است. سرطان مجرایی نفوذ کننده یا مهاجم رایجترین نوع بافت شناسی سرطان پستان است که 70 تا 80 درصد موارد را در برمیگیرد .(7)
سرطان پستان یک بیماري به شدت ناهمگن است که در اثر تأثیر متقابل عاملهاي خطر وراثتی و محیطی ایجاد میشود و به تجمع پیشرونده تغییرات ژنتیک و اپی- ژنتیک در سلولهاي سرطان پستان منجر میشود. اگرچه شواهد اپیدمیولوژیک بر وجود عاملهاي خطر ویژه (مانند سن، چاقی، مصرف الکل، برخورد با استروژن در طول زندگی) تأکید دارد، وجود سابقه خانوادگی سرطان پستان قويترین عامل خطر براي این بیماري به شمار میآید.
تقریباً 20 درصد همه سرطانهاي پستان را انواع خانوادگی تشکیل میدهند و از نظر بیماريزایی، وابستگی خاصی به ژن مستعدکننده ویژه آن بیماري دارند (8) (شکل .(1 اگر چه ژنهاي مسؤول اغلب سرطانهاي خانوادگی پستان هنوز کشف نشدهاند، حدود نیمی از سرطانهاي خانوادگی در اثر جهشهاي دودمان زایشی در ژنهاي سرکوبگر تومور (Tumor suppressor genes) (TSGs) رخ میدهند که نقش اغلب آنها حفظ درستی و تمامیت ژنوم است. این ژنها مشتمل بر موارد زیر است:
شکل :1ژنتیک سرطان ارثی پستان: سرطانهاي ارثی پستان معمولا در چندین عضو یک خانواده به دلیل جهش در رده سلولی زایا در ژنهاي با خطر بالا رخ میدهند و با الگوي غالب اتوزومی به ارث میرسند.
الف) ژنهاي BRCA1 ،BRCA2
ب) دیگر TSGs مرتبط با نشانگانهاي سرطان خانوادگی نادر مانند TP53 ، PTEN و ATM
ج) ژنهاي دیگر با خطر کم تا متوسط مانند CHEK2،BRIP1، PALB2، NBS1، RAD50
د) ژنهاي ترمیم باز ناجور جفت (mismatch) مانندMSH2 و .(9) MLHاخیراً مطالعات همباشی ژنومیGenomic
که گوناگونیهاي ژنتیکی (چندشکلی تک نوکلئوتیدي) را در وضعیت سرطان پستانخانوادگی بررسی میکنند و مطالعات مورد شاهديسرطان پستان، گوناگونیهاي ژنتیکی رایج و با نفوذ کم را در دست کم 120 ژن نامزد مشخص کردهاند. در میان این ژنهاي نامزد، موارد تأثیرگذار اصلی که ارتباطی با خطر سرطان پستان دارند، ژنهاي دخیل در کنترل چرخه سلولی، متابولیسم هورمونهاي استروئیدي و مسیرهاي انتقال پیام سلولی هستند. آللهاي مستعدکننده رایج CASP8، TGFβ1، FGFR2، TNC9، MAP3K1 و LSP1 قويترین و باثباتترین شواهد ارتباط با سرطان پستان را دارند .(10-12)
ژنهاي BRCA1 و BRCA2 ژنهاي BRCA1 و BRCA2 به ترتیب بر رويکروموزوم 17 q 12-21 و 13 q 12-13 قرار دارند و جزء ژنهاي مرسوم سرکوبگر تومور به شمار میآیند، زیرا وجود یک نسخه از ژن معیوب به ارث رسیده براي مستعد شدن به سرطان کافی است، اگرچه از دست دادن آلل سالم براي ایجاد تومور لازم است. این ژنها پروتئین- هاي بزرگ چند کارهاي را رمزدهی یکنند که مکانهاي متعدد اتصال براي ارتباطات متقابل پروتئین - پروتئین دارند. ژن BRCA1 سه قلمرو کارکردي عمده دارد و در چندین مجموعه پروتئینی شرکت دارد. هنوز مشخص نیست که کدام یک از کارکردهاي پرشمار BRCA1 به نقش ویژه آن به عنوان یک ژن مستعدکننده سرطان پستان و تخمدان منجر میشود. پژوهشها نشان داده است که یک قلمرو انگشت حلقه (RING finger domain) در انتهاي آمینی با پروتئین BRCA1 associated ) BARD1 (ring domain تشکیل هترودیمر میدهد. این ارتباط موجب میشود که BRCA1، فعالیت لیگازي E3 ubiquitin پیدا کند .(11-13) مطالعات اخیر نقش BRCA1 در تغییرات ubiquitin را در پاسخ به آسیب به DNA و کنترل پویایی سانتروزوم مرتبط میدانند.
همچنین، یک ناحیه مهم دیگر مشتمل بر دو علامت متمرکزکننده هستهاي و یک ناحیه اتصالی براي P53، MYC ،Rb ، Zinc finger and BRCA1 ) ZBPK1 (interacting protein with a CRAB domain 1 میباشد که با BRCA1 براي سرکوب رونویسی همکاري میکند. افزون بر این، یک ناحیه بــزرگ در نیمه انتهاي کربوکسی پروتئین است که براي کنترل چرخه سلولی، تغییرات کروماتین و فعالیتهاي مرتبط با ترمیم DNA لازم است.
قلمرو اتصال بهDNA در بخش مرکزي این ناحیه، با شماري از پروتئینها شامل MSH2- MSH6، MRE11- RAD50-NBS1 ،BLM ،MDC1 ،ATM ،ATR، CDK2،CHK2 ،RAD51، مجموعه مراقبت و نظارت مرتبط با BRCA1 را تشکیل میدهند. قلمرو خوشه SQ مکانهایی هستند که با ATM-ATR فسفوریله میشوند.
یک جفت قلمرو (BRCA1 C-terminal) BRCT، موتیف اتصال به فسفولیپید با تمایل بالا براي فسفوسرین و فسفو ترئونین دارند. قلمروهاي BRCT در بسیاري از پروتئین- هاي درگیر در مسیرهاي ترمیم DNA یافت میشوند. قلمرو به مجموعه هیستونداستیلاز (HDAC)(Histon Deacetylase)، عاملهاي تغییر الگوي کروماتین SWI/SNF، RNA پلی مراز2، P300، BACH1، CtIP و BRCA2 متصل میشود و مکانهاي اتصال ثانویه براي P53 و Rb دارند. واکنش متقابل تکرارهايBRCA1 BRCT با CHK1 و کیناز شبه پولو ( polo-like (PLK1) (kinase نقاط کنترلی G1/S و G2/M را تنظیم میکند و آپوپتوز را کنترل میکند. به نظر میرسد کهBRCA1 به شکل مجموعهاي با پروتئینهاي دیگر، در بسیاري از فرآیندهاي سلولی شامل نوترکیبی همساخت،پاسخ به آسیب به DNA ،کنترل نقاط کنترلی چرخه سلولی، ubiquitination، تنظیم رونویسی، تغییر الگوي کروماتین، دو برابر شدن سانتروزوم و غیر فعال شدنکروموزوم x مؤثر است .(14-18) اگر چه BRCA2 هم دو علامت متمرکز کنندهي هستهاي دارد، وجود موتیف اتصال به RAD51 درون هشت تکرار BRC مرکزي، این فرضیه را تقویت میکندکه BRCA2 در ترمیم شکستهاي دورشتهاي و نوترکیبی میتوزي و میوزي نقش دارد. قلمرو اتصال به DNA انتهاي کربوکسی BRCA2، ناحیهاي است که هم به DNA تک رشتهاي و هم به یک پروتئین DSS1 متصل میشود. این ناحیه یک موتیف اتصال به RAD51 اضافه دارد که از تکرارهاي BRC متمایز است و با فسفوریله شدن وابسته به CDK تنظیم میشود. تشکیل این مجموعه براي کنترل مناسب نوترکیبی و دو برابر شدن سانتروزوم مهم است.
اگرچه میان BRCA1 و BRCA2 از نظر توالی شباهتی وجود ندارد، این دو از نظر کارکرد با هم دیگر مرتبط هستند. فعالیتهایی که به BRCA2 نسبت داده میشود شامل همانند سازي DNA و ترمیم همساخت، رونویسی، تغییر الگوي کروماتین، دو برابر شدن سانتروزوم و سیتوکینز میباشد .(14-16)
بیش از 1000 جهش در BRCA1 و BRCA2 گزارش شده است که بیشتر آنها به قطع شدن این پروتئینها منجر میشوند. امروزه فنون آزمایش ژنتیک مولکولی براي یافتن جهشهاي BRCA1 و BRCA2 به نحو گستردهاي استفاده میشوند و فنون متنوعی نیز براي بررسی فعالیت پروتئین معیوب نیز ابداع شده است.
جهش در BRCA1 و BRCA موجب عدم ثبات ژنوم میشود که خود به تغییرات در ژنهاي کلیدي دیگري شامل ژنهاي سرکوبگر تومور یا انکوژنها منجر میشود .(9,20-21) در مقایسه با سرطانهاي پراکنده پستان، سرطان- هاي خانوادگی پستان ویژگیهاي خاصی دارند. مطالعات اخیر با استفاده از دورگه سازي ژنومی مقایسهاي (comparative genomic Hybridization) و تجزیه و تحلیل ریزآرایه (DNA microarray) DNA به همراه ایمنی- بافت شیمی (IHC) و فن FISH ویژگیهاي ژنتیک و فنوتیپ ایمنی ویژهاي را براي این تومورها نشان دادهاند .(22) آسیبشناسی و زیستشناسی مولکولی تومورهاي ناشی از جهش در BRCA1 و BRCA2 با هم دیگر متفاوت است. تومورهاي مرتبط با جهش BRCA1 ویژگیهاي تهاجمی، شامل بروز زودرس، درجه بالاي تومور، گیرنده استروژن (ER) و گیرنده پروژسترون (PR) منفی و سرعت تکثیر بالا را نشان میدهند .(23-24) فنـوتـیپBRCA1، بـا نـشانگـرهاي شبیـه بـازال (basal-like) یا سرطان پستان سه گانه منفی، بر اساس نیمرخ (profile) بیان ژن تعریف میشود. تومورهاي مرتبط با BRCA1 با به دست آوردن یا حذفهاي کروموزومی ویژه، بیان بیش از حد انکوژنهاي ویژه (- MYC و (C-MYB، پروتئینهاي چرخه سلولی ( cycin (E و نشانگرهاي IHC براي فنوتیپ اپیتلیال بازال (سیتوکراتینهاي بازال، گیرنده عامل رشد اپیدرمی FGFR، (P-Cadherin مشخص میشوند. ویژگیهاي مهم دیگر شامل از دست دادن TP53، تنظیم کاهشی p27 و منفی بودن HER2 میباشد. هر دو نوع سرطان پستان با جهش BRCA1 و BRCA2، انکوژن TBX2 را بیش از حد بیان میکنند و معمولاً درجه تومور آنها بالاتر از سرطانهاي پراکنده پستان است .(6)
ژنهاي BRCA1 و BRCA2 و ترمیم DNA شماري از سرطانهاي پستان میزان بالایی از ناپایداري ژنومی از خود نشان میدهند. این ناپایداريها با آنیوپلوئیدي، حذف شدن یا اضافه شدنهاي بزرگ کروموزومی، ناپایداري ریز ماهوارهها (microsatellites)، ناهنجاريهاي کروموزومی، تکثیر و سانتروزومها و تشکیل هستههاي بسیار ریز (micronuclei) مشخص می-شوند. این تغییرات DNA ریشه در تغییر در مسیرهاي مولکولی تنظیم کنندهي تکثیر سلولی، تمایز، آپوپتوز و ترمیم DNA دارد .(25-26) ترمیم شکستهاي دو رشته- اي DNA به دنبال نوترکیبی همساخت بدون خطا، با استفاده از شبکهاي از پروتئینهایی که در نشانگانهاي سرطان پستان دخیل هستند، شامل ATM/ATR، TP53 ،CHK2، NBS1،BRCA1 و BRCA2 رخ میدهد. این مسأله نشان میدهد که نقص در ترمیم شکستهاي دو رشتهاي DNA با استعداد ژنتیکی به سرطان پستان مرتبط است 27)،12،.(6 یافتههاي متقاعد کنندهاي وجود دارد که نشان می- دهد BRCA1 بخش اساسی روند ترمیم میباشد. اختلال قابل توجه در نوترکیبی همتا و افزایش در فراوانی اتصال انتهایی غیرهمساخت در سلولهاي بنیادي رویانی موش فاقدbrca1 مشاهده شده است. سلولهاي توموري فاقد موشBRCA1 و فاقد BRCA1 انسانی به میزان قابل توجهی عدم ثبات ژنومی، ناهنجاري هاي کروموزومی فاحش و تکثیر سانتروزوم ها را نشان میدهند .(28)
