今天我要講的內容主要分為三部分：
1.臨床醫生 vs. 生物學家眼中的癌癥；
2.乳腺癌的特點、分類、主流治療方案和預后；
3.基因檢測在乳腺癌的應用，這個主要包括兩個方面：預防中風險篩選，和治療中精確診斷。
首先，我們來問一個問題，癌癥是什么? 在臨床醫生的眼中，癌癥是眾多疾病的一種，而且現在是一種非常常見的疾病。一方面因為現代醫學的發展人活得更長壽，癌癥的檢出率越來越高，另外一方面是因為現代人生活習慣的改變，還有環境污染的影響，也導致人群中癌癥的發病率越來越高。除此之外，癌癥，也是一種系統性的疾病，基本上全身各處的組織和器官都有可能發生癌癥；根據發生部位的不同，分為不同類型的癌癥，比如最常見的肺癌，肝癌，和淋巴癌。但總的來說，不管癌癥發生在哪里，癌癥的控制都需要是一個全身性的系統治療。那么，生物學家眼中的癌癥是什么樣的呢？
在生物學家眼中，癌癥歸根結底，是失控的異常細胞們，也稱為癌細胞。癌細胞在體內不斷進化，持續生長，不受控制，最終破壞整個機體的正常運轉，導致系統崩潰，這是所有癌癥的共性。其次呢，關于癌癥的發生機理：生物學的研究證明，突變的DNA通過癌基因的激活，或者抑癌基因的失活，“煉”成了癌細胞；升高表達的癌基因可以讓癌細胞快速地瘋長，而失去抑癌基因的控制，癌細胞則具備了長生不死的特性。癌基因和抑癌基因這兩個概念可以說是生物學研究對癌癥醫學貢獻最大的地方之一。數不勝數的生物學研究都試圖在搞清楚， 在不同的癌癥中，癌基因是什么，抑癌基因又是什么，他們如何發揮作用讓正常細胞是如何變成癌細胞；在這之后，我們才能試圖找到能殺死癌細胞而不影響正常細胞的治療方法。
接下來我們來說一說乳腺癌，乳腺癌是西方女性發病率最高的癌癥，也是死亡率很高的腫瘤之一。2017年，美國確診了大約25萬例已經發生轉移的乳腺癌病例，大約4萬名女性因患乳腺癌而死亡。乳腺癌也是中國女性主要的癌癥負擔。1990年以前，乳腺癌在中國并不常見，如今已是我國女性腫瘤患者主要的死亡原因之一。中國的乳腺癌患者發病年齡偏低，但數量不低。患者數量的持續增長與中國人口政策有一定關系，如計劃生育獨生子女的政策導致女性生育年齡較晚、母乳喂養偏少，這些因素推高了中國乳腺癌的發病率。2015年中國的數據顯示，新發現26萬例乳腺癌，死亡7萬例。 這些數量龐大的乳腺癌病例，在臨床上具體怎么分類呢？
乳腺癌的分期與分型說起來有點復雜，因為有不同的分類依據：
第一種，是根據癌細胞出現部位來判定惡性程度，被稱為經典的TNM分期：基本架構是根據腫瘤的大小（簡稱T），淋巴結是否轉移及轉移數目（簡稱N），是否有遠端器官轉移（簡稱M）三者綜合分析以決定乳腺癌的分期。TNM這種腫瘤解剖病理分期對于預測腫瘤的復發轉移有重要的意義，是臨床上較成熟的風險評估指標。
第二種是組織病理學的分型：根據腫瘤組織切片的病理分析可以將乳腺癌分為 ：1）非浸潤性癌，指癌細胞未突破導管壁基底膜，或者癌細胞未突破末梢乳管或腺泡基底膜，因此屬早期，預后較好。2）浸潤性癌：指癌細胞突破導管或者乳管壁基底膜，已向間質浸潤，80%乳腺癌案例屬于這種類型，需要分期來判斷預后。
第三種分類方法是：乳腺癌的分子分型，這是最新的一種分型方法，最早通過基因表達檢測，后來通過免疫組化分析來確定乳腺癌的分子類型，主要包括四類：Luminal A 型；Luminal B 型 ，HER-2型和三陰型。這個分型看的分子指標主要是ER，PR，和HER-2三種分子，后面我會再具體展開。 分子分型目前越來越重要，主要原因在于分子分型是透過表象看到本質，可以用來準確地預測患者的臨床治療反應和乳腺癌的復發轉移風險等。 分子分型是從什么時候開始形成的呢？
回顧乳腺癌分子分型的歷史，我們可以看到基因表達檢測的重要性。在2000年，科學家通過cDNA微陣列技術檢測腫瘤樣本，制作了很多病人腫瘤的基因表達譜。通過對基因表達譜的生物信息學分析，總結出了四種主要的分子分型，后來又有越來越多的證據支持這種分型對治療和預后判斷的重要性。PPT左上角展示的是當時發表的論文，目前引用超過一萬次，右邊是這篇論文的Figure1，當時這種Heatmap類型的圖是很新鮮的，現在基本是各類腫瘤研究的標配。十一年之后，在2011年，國際乳腺癌大會達成共識：建議用免疫組化學手段檢測的ER、PR、HER-2的結果直接進行分子分型，這個方法用來替代當時還比較昂貴的基因芯片分型，也可以惠及更多的病人。這篇會議報道的論文也放在了PPT里，大家有興趣可以找時間看一下。今天和未來，可以預見的是，基因測序技術的成本越來越低，基因表達譜的檢測可以看得更多看得更準，分子分型將會做得越來越細，為精準治療提供支持。接下來，我們具體來看一下乳腺癌的分子分型。
分子分型怎么來分？各種亞型有什么特點？ 首先，乳腺癌分子分型中最重要的分子是激素受體，雌激素受體ER和孕激素受體PR，正常乳腺細胞表面這兩種受體的表達水平是低的，ER-PR陽性的癌細胞則是這兩個分子表達量顯著升高的，這類乳腺大概占所有乳腺癌的三分之二，可以采用多種類型的激素治療或者內分泌治療進行控制，一個代表藥是雌激素拮抗劑Tamoxifen。此外，剩下的三分之一是雌激素受體陰性的病例。接下來，第二重要的分子是HER-2，在激素受體陽性的類型中根據細胞表面HER-2，人類表皮生長因子受體2表達是否顯著升高可分為Luminal A 和Luminal B，Luminal A HER-2陰性的占大約一半是預后相對最好的一種，Luminal B HER-2陽性的占15-20%，預后次好。在雌激素受體陰性的乳腺癌病例中，HER-2陽性的一般就直接叫做HER-2型，是比較惡性，預后相對較差的一種類型，好消息是這類患者可以使用赫賽汀進行靶向治療，赫賽汀是一種單克隆抗體，可以非常特異地阻斷HER-2信號通路，從而阻止癌細胞的瘋長。
最后，雌激素受體陰性，HER-2陰性的病例統稱為三陰性，這種類型還可以根據分子標志物EGFR和CK5/6是否高表達進一步分為Basel-like和Normal-like，第一種類型的癌細胞像乳腺基底膜細胞，分化程度較低，惡性程度比較高；后一種類型的癌細胞和正常細胞非常類似。三陰性乳腺癌病例占比10-15%，患者群體中年輕女性比較多，2015年有一位年輕歌手姚貝娜就是因為三陰性乳腺癌去世，去世時才33歲。三陰性乳腺癌，尤其是Basel-like類型的病理預后很差，容易復發，5年生存率只有15%，目前還沒有特別有效的靶向治療手段。
在大的分子分型框架下，乳腺癌還可以根據其他多種分子進行進一步的細分，表中列出了一些比較常見的，還有表中沒有列出的，包括產生激活突變的癌基因：PIK3CA, AKT, USH2A, CDK4/6，產生失活突變的抑癌基因：PTEN, TP53, CDH1, RB1和BRCA1/2等；除此之外還有參與調控腫瘤生長存活的基因：GATA3, FoxA1等。BRCA基因也是乳腺癌領域的一個明星分子，我后面會講兩個關于這個分子的故事。 說完乳腺癌的分子分型，我們來了解一下乳腺癌目前的治療手段。
乳腺癌目前的主流治療手段和大部分癌癥的治療一致，除了手術，放化療之外，比較特別的是激素治療Hormone Therapy，后者更準確地描述叫做內分泌治療，以及現在大家都很熟悉的靶向治療。這兩種治療手段是否有效，取決于對癌細胞進行基因表達譜的檢測結果。也就是后面我會詳細展開的精準診斷，個體化治療的概念。
現在，讓我們回到基因檢測這個話題上來，我在準備內容的時候和講堂的明星講師范珊珊老師溝通過。珊珊老師說醫生們其實最最關心：基因檢測可以幫助醫生和患者解決什么問題？在乳腺癌的例子上，基因檢測可以做兩件事情：
1.預測患病風險，幫助乳腺癌高風險的病人能夠早發現早治療；
2.對乳腺癌的進行分子診斷，透過現象看本質，從而幫助患者選擇有針對性的治療方式，也就是“精準醫療”的概念。我們首先從第一個方面說起。
乳腺癌是少數幾個能夠通過早期篩查而降低死亡率的惡性腫瘤。早期篩查 / 普查發現的早期乳腺癌患者，不僅僅治療效果好，生活質量也會因手術范圍小和放、化療時間較短而大大提高。美國有60% 左右的乳腺癌患者是通過早期篩查發現的，該階段的乳腺癌患者屬于局限性階段，也就是大部分還沒有發生惡性轉移，5 年生存率可高達 89.4%。相比之下，中國僅有 5.2% 的乳腺癌患者通過常規篩查發現的，可以看出，進步的空間還非常非常大。對于有家族遺傳傾向的乳腺癌高風險人群，推薦篩查乳腺癌遺傳易感基因，從而可以提供預防指導意見。對突變基因攜帶者進行乳腺癌監測，實現早期干預和預防種瘤的發生，或者進行預防性的手術干預，這是乳腺癌防控的新方向。這里講一個非常著名的例子，演員安吉麗娜朱莉的故事。
首先，安吉麗娜朱莉的母親和她家里的幾個女性長輩都是因為患乳腺癌或者卵巢癌去世的，所以她有乳腺癌的家族遺傳。其次，她大概在2000年左右做了一個基因檢測，發現她的BRCA1基因上發生了突變， 當時預測她有87%的可能性患乳腺癌或者卵巢癌。因此她在2013年初，做了很大的決定，進行了雙側乳腺切除術，在她切除了乳腺之后，她的乳腺癌患病風險降到了5%以下。2015年，她又再次進行了卵巢和輸卵管的切除手術，相當于通過預防性的手術基本杜絕了她患卵巢癌的可能性。她的選擇在當時包括現在看來都是很轟動社會的，有人會覺得她做這樣的手術過于冒進，畢竟器官的切除對生活質量還是會有一定影響。但是，這件事情帶來了非常好的影響，廣大的人民群眾因此而開始對基因檢測有了一些了解，對基因檢測與癌癥預防有了一些基本的認識。那么，基因檢測測什么呢？除了BRCA1，還有哪些基因的突變和癌癥的風險有關呢？
我們來看一看最近發表在《自然》雜志上的一篇論文，題目為“相關性研究發現65個新的乳腺癌遺傳風險位點”，粗糙地翻譯一下。這是一項由全球合作研究，分析發現了乳腺癌患者中65個新的突變位點，它們可以解釋18%的家族性乳腺癌風險，為乳腺癌的遺傳機制研究提供了新的線索。這項隊列研究涉及全球6大洲，300多個研究所的550名科學家，他們共分析了全球27.5萬名女性的基因數據（以西方女性為主），其中14.6萬名女性被診斷為乳腺癌。該隊列大約2.5萬多名參與者的數據來自亞洲女性。這些信息非常關鍵，可以幫助我們去解讀基因測序數據，從基因序列中預測乳腺癌發生家族遺傳的風險。
這三張PPT展示了2017年美國NCCN ，中文名稱叫美國國立綜合癌癥網絡，總結的乳腺癌和卵巢癌的基因篩查指南，比如BRAC1，BRCA2的突變提示乳腺癌和卵巢癌都出現患病風險升高，而CDH1這個基因只提示一種類型的乳腺癌風險升高。還有著名抑癌基因PTEN，TP53的突變，這里提到不僅和乳腺癌險有關，還跟特殊的癌癥綜合癥有關，簡單說就是同一個人會前后，或者同時得好多種不同的癌癥。
這里多說一句，美國NCCN的網站上，不僅能找到不同癌癥的基因篩查指南，也可以找到不同癌癥的預防指南和治療指南，有給病人看的，也有給醫生看的，所有的信息都可以免費公開下載，如果想了解某種癌癥，以后不要百度了，也不用擔心論文付費下載了，直接到NCCN上學習一下是最好的選擇。 網址很簡單：https://www.nccn.org/
遺傳篩查中基因檢測的技術基礎有：
1. 測什么樣本：血液，口腔上皮 提取DNA；
2. 怎么測：高通量測序篩查，一代測序驗證；高通量的測序測序包括以下幾種，價格由高到低：全基因組，外顯子測序，疾病風險位點測序，最后這個也成為目標序列捕獲高通量測序技術；目前有很多商業化的產品，一般叫做某種Panel；
3. 分析：發現提示患病風險的突變序列，生物信息學：通過把測序結果和正常基因序列進行對比，發現突變，分析DNA突變是否導致蛋白質分子的變化；
4. 大數據：測得越多，信息越多，解讀越準；對于基因測序與分析的公司來說也是這樣，分析的數據越多，發現的各種突變類型越多，得到臨床驗證越多，那么經驗就更加豐富，比如賽福基因在一些疾病比如癲癇病上的積累是非常有優勢的。
講完了基因檢測在預防篩查方面的應用，另一方面，也是更重要的一方面，我們來講講基因檢測在乳腺癌精準醫療上的應用。回顧乳腺癌的四種主要的分子分型如右圖，Luminal A型，Luminal B型，HER-2型，三陰型，檢測標準依賴于基因表達譜或者免疫組化檢測。前面也提到，這個分子診斷可以做得更加細致，把癌細胞的分子類型看得更仔細，從而幫助醫生選擇有針對性的治療。HER-2陽性的患者用赫賽汀治療非常有效，HER-2陰性的患者用赫賽汀則沒有效果，這是已經提到的個體化治療的一個例子。 別的例子還有很多。
再舉一個例子是針對BRCA基因突變患者的靶向治療，但有意思的是這個靶向藥的藥物靶點不是BRCA分子，而是另一個分子PARP。PARP和BRCA是細胞內負責修復DNA突變的兩個主要基因，是保證細胞正常存活和生長的“左右護法”。由于環境的影響，我們身體里隨時隨地都在發生DNA突變，但由于這兩個護法的正常功能，保證了DNA突變后，99.999%以上都能被順利修復，不然癌癥發病率會比現在高得多。所有乳腺癌病例中大概只有1-2%是BRCA突變，但是在40歲以下年輕女性中的比例高得多。這不難理解，癌癥發生需要多個基因突變，因此一般要很多年的積累，但如果BRCA突變，會導致基因突變加快，因此這些人年輕時候得癌癥的幾率更大。使用PARP抑制劑，BRCA突變癌細胞會徹底無法修復DNA，因此崩潰，而正常細胞因為還有BRCA存在，沒有PARP仍然能修復DNA，只是效果差一些，但能夠存活。這就是PARP抑制劑作為靶向藥物，選擇性殺死BRCA突變癌細胞的原因。 目前美國已有三個PARP inhibitor上市，主要治療晚期卵巢癌，還有很多的卵巢癌，乳腺癌的臨床試驗在進行當中。
通過基因檢測得到的更加精確的分子分型，可以通過使用針對性的藥物來提高治療效果。這張PPT展示的是乳腺癌綜合治療中通常會看的基因，比如：
1.化療用藥相關的有：ERCC1/2等主要和細胞的DNAX修復功能相關的基因；
2.和內分泌用藥相關，ESR1雌激素受體等；
3.和靶向治療相關的，除了HER-2，BRCA1以外還有CDK4/6等，這些基因檢測都為選擇合適靶向藥提供一些指導，這些靶向藥除了我們之前提到的還有CDK4/6 inhibitor，EGFR inhibitor，FGFR inhibitor等。
遺傳篩查的基因檢測有所區別：
1. 測什么樣本：腫瘤組織樣本，瘤旁正常組織樣本， 血液樣本（腫瘤循環DNA）；
2. 怎么測：DNA測序和遺傳篩查一樣，信息量更大的是RNA測序（基因表達譜）;
3. 分析：
1）突變來源（對比癌旁正常組織和腫瘤組織，一致的突變是Germline胚系突變），癌細胞特有的一般是somatic突變，體細胞突變一般不遺傳到下一代；
2）癌細胞的基因表達分析，過高表達的癌基因，多低表達抑癌基因；
4.從分子分型到治療方案，和前面提到的很多例子一樣，需要臨床經驗的摸索和積累。
說完了基因檢測，最后我們來聊一聊乳腺癌治療的未來是什么樣的呢？
我認為，未來的發展趨勢會集中在兩個方向上。第一個方向就是尋找新的靶向治療或者是靶向藥聯用；這里舉一個例子，我們實驗室通過對ER+ BC的細胞系進行高通量功能基因組學篩選，發現CSK這個基因的缺失可以讓ER+ BC產生對激素治療的抗性，但是，對ER陽性乳腺癌細胞使用PAK2這個分子的抑制劑，就可以特異性地殺死這一類CSK分子缺失突變，對激素治療產生抗性的細胞，從而起到一種靶向治療的效果。針對HER-2陽性的病人，之前講到過可以使用赫賽汀這種靶向藥，但是赫賽汀不是對所有HER-2陽性的病人都有效，而且這個藥，也比較容易產生抗藥和復發，所以就需要開發新的HER-2靶向藥，比如拉帕替尼，這個藥是HER-1 和 HER-2 這兩種受體的小分子酪氨酸激酶抑制劑，對赫賽汀效果不好的病人這個藥也是一種選擇。或者呢，將作用于HER-2靶向藥和作用于這個PI3K/AKT/mTOR重要細胞信號通路上的抑制劑進行聯合用藥也會有一部分病人產生比較好的效果。
在未來的腫瘤治療當中，另外一個很重要的方向就是免疫治療，免疫治療現在有世界上最多的臨床試驗，光在美國，現在就有超過一千項免疫治療的臨床試驗正在進行。其中比較重要的一類是， PD1/PD-L1的單克隆抗體，剛出來的時候堪稱神藥，為什么呢，這個藥可以激活人體自身的免疫細胞去殺死癌細胞，從而拯救了很多對所有主流療法均失效的癌癥患者，所以，免疫治療被稱為是個革命性的療法，也是很多患者活下去的希望。
免疫治療和化療靶向治療聯合使用，也是一個新的試驗方向。但目前也存在一些問題， 免疫治療雖然效果奇好，但它只有一部分的病人有效，如何精確判斷，對癌細胞和腫瘤微環境的精確診斷，比如說腫瘤細胞是否含有較高的mutation load，基因突變的積累；腫瘤細胞周圍都有什么樣的免疫細胞以及細胞表面PD-1和PD-L1的表達水平。
最后做一下今天講座的總結，希望大家今天聽完這期講座后，能夠充分理解：
1.癌癥是由基因突變導致癌細胞失控生長而發生的，基因檢測就是為了知道正常細胞變成癌細胞的根源。
2.乳腺癌是中西方女性發病率最高的癌癥，死亡率因為治療手段的多樣化和積極地預防和篩查在不斷地降低。
3.乳腺癌根據雌激素受體和人類表皮生長因子受體HER-2是否陽性可分為四種分子亞型，每種類型的治療方案和預后都是不一樣的。
4.基因檢測的篩查可以提示乳腺癌的患病風險，幫助高風險人群做到及時的防控。
5.腫瘤樣本的基因檢測可以幫助對乳腺癌進行精準的分子分型，幫助患者選擇最佳的治療方案。
6.基于精確診斷的靶向治療和免疫治療是癌癥治療的未來。
最后，感謝各位老師的收聽，接下來是問答時間，歡迎大家提問，共同交流。
現場問答
1.乳腺癌的治療在中國與美國是否有差距？
答：整體差別不大，各有優劣，中國的治療會比較及時，目前也是按照通行治療指南來走，能夠滿足基礎需求，現在中國乳腺癌病人治療后的五年生存期和美國同等程度的病人相比沒有顯著的區別。美國看病也不是都好，看病等待的時候有時候會很長，真實的例子是中期的癌癥可能因為不能及時做跟蹤檢測拖成晚期。當然好處是有很多臨床試驗提供選擇，但是臨床試驗的風險是很大的，另外就是很多新藥一般都是最先在美國上市，中國一般會晚2-3年，中國的制藥企業現在也在努力，把這個時間差盡量縮短。
2.基因檢測在幫助治療方面目前有多大的用處？
答：今天有至少三分之一的講座內容詳細闡釋了這個問題。簡單地說，基因檢測現在很重要，今后會越來越重要。現在癌癥主要是按原發癌的組織器官部位來分，未來，對癌癥的診斷很可能不那么關心一開始癌細胞長在哪兒，而是最關心癌細胞的基因型，精準醫療也不僅僅是一開始檢測一下就完了，而是在治療前，治療中，治療后都對癌細胞進行跟蹤檢查，看腫瘤對治療的響應情況，預防再次復發。
3.免疫治療為什么是癌癥治療的未來？
答：這個今天沒有花多少時間講，但簡單說來放化療，靶向治療后患者都容易出現耐藥復發，以前，復發的癌癥患者幾乎就無藥可救了，但現在這些患者中的一部分，對免疫療法有效，免疫治療一旦有效，治療效果是更長期和持續的。 為什么只有一部分病人對免疫療法有效，這是目前研究非常火熱的一個問題。另外，免疫療法具體有很多種不同的策略，針對不同的癌癥，做到極致的免疫療法，每個病人都用的是不同的“藥”。靶向治療中藥物靶點或者藥的數量是有限的，但是免疫治療中制備的“藥”的種類是無限的。 以無窮應萬變，是清除不斷進化的癌細胞的唯一辦法。
下期預告
