在部分乳腺癌中可观察到HER2阳性细胞的异质性分布,这会带来临床诊疗上的难题。本文介绍了一种可靠且经济高效的方案,用于在大量经过异质性处理的乳腺癌样本中定义、量化并比较HER2肿瘤内的遗传异质性。
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在部分乳腺癌中可观察到HER2阳性细胞的异质性分布,这会带来临床诊疗上的难题。本文介绍了一种可靠且经济高效的方案,用于在大量经过异质性处理的乳腺癌样本中定义、量化并比较HER2肿瘤内的遗传异质性。
针对人表皮生长因子受体2(HER2)的靶向治疗已显著改善HER2阳性乳腺癌患者的预后。然而,少数病例中HER2阳性细胞呈异质性分布,这给临床诊疗带来重大挑战。迄今为止,尚无可靠且标准化的方案用于此类情况的表征与定量分析。 HER2 大规模队列中异质性基因扩增的研究已被提出。本文中,我们介绍一种高通量方法,可同时评估多个乳腺癌不同空间区域的HER2状态。具体而言,我们阐述了构建增强型组织微阵列(TMAs)的实验室操作流程,该流程整合了对肿瘤的靶向定位 mapping。所有TMA参数均针对银染 原位 福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)乳腺组织的杂交(SISH)。预后和预测性生物标志物的免疫组织化学分析(即,ER、PR、Ki67 和 HER2)应采用自动化程序进行检测。本研究已建立一种定制化的SISH方案,可在经历不同固定、处理和储存流程的多种组织上实现高质量的分子分析。本研究提供了原理性证据,表明可通过一种高效且经济的方法,在经不同方式处理的多种乳腺癌样本的不同解剖区域中,同时定位特定的DNA序列。
HER2 是一种原癌基因,在所有浸润性乳腺癌中约有 15 - 30% 存在该基因的过表达和扩增1,2。HER2 过表达通过免疫组织化学(IHC)检测显示强膜阳性染色(3+)的细胞比例超过 >10% 来推断;而基因扩增则需通过原位杂交(in situ hybridization, ISH)计数至少 20 个细胞进行评估,当 HER2/着丝粒比值 ≥2 或基因拷贝数 ≥6 时可判定为扩增3。
肿瘤内遗传异质性在乳腺癌中已有广泛描述,可能对生物标志物评估和治疗反应产生不利影响4。根据美国病理学家学院(CAP)的定义,当HER2在超过>5%且少于<50%的浸润性肿瘤细胞中发生扩增时,即存在HER2异质性5。遗憾的是,乳腺癌中HER2空间异质性的实际发生率在病理学家之间仍存在争议,一些研究者认为这是一种极为罕见的现象,而另一些研究则提示高达40%的病例存在HER2异质性1,5,6,7,8,9,10。尽管该现象背后的生物学机制尚未完全阐明,但肿瘤内HER2异质性对乳腺癌患者的预后和临床意义至关重要11。
近年来,明场分子技术(如显色原位杂交(CISH)和银增强原位杂交(SISH))已成为检测福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织中HER2异质性的可靠方法,在某些方面相较于荧光原位杂交(FISH)具有优势12。遗憾的是,对单个病例进行整体分析在大样本队列研究中仍不切实际。多个研究团队提出,将组织化学、免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)与组织芯片(TMA)技术相结合,可能是在癌症生物学研究中一种有价值的策略13,14,15,16。通过这一广泛应用的方法,可同时分析来自不同患者的组织样本,最大限度地减少组织和试剂的使用,从而促进对大量病例进行一致性分析14。然而,目前尚无可用的方案用于对经过不同处理(如试剂种类、固定时间及保存方法,包括存档蜡块)的多个组织样本进行同步高通量分子表征。
鉴于HER2在乳腺癌中的空间异质性具有重要的预后和临床意义,我们开发了一种整合的分子检测平台,用于在大量经过不同处理的病例中评估这种异质性。本文展示了利用SISH技术在高通量乳腺癌组织微阵列(TMA)中生成并分析HER2基因扩增瘤内异质性的实验室策略。本方案适用于肿瘤大小>5 mm(根据TNM 2017分期标准为>pT1b)的病例17。对于较小的病灶,建议在完整切面的连续切片上进行分析。本方法可同时对多达30例乳腺癌样本进行免疫组化(IHC)和SISH分析,每例样本平均包含6个不同的取样区域(范围为4–8个)。每个TMA切块将总共生成180个直径为1 mm的组织芯,组织芯之间的间距为500 µm,阵列网格与切块边缘之间的距离为2 mm。
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本研究已获得意大利米兰IRCCS卡格兰达基金会综合医院机构审查委员会的批准。
1. 患者与组织标本的选择
2. 基于Kononen技术设计和构建组织芯片
3. 组织化学与免疫组织化学分析
4. HER2 的 SISH 分析
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总体而言,共有444例浸润性乳腺癌被纳入15个专门优化用于原位杂交(ISH)分析的组织微阵列(TMA)中。在采集的2,664个点中,2,651个(99.5%)代表了先前选定的区域,因此被认为适用于后续分析。通过免疫组织化学(IHC)和原位杂交(SIH)评估肿瘤内异质性,特别关注HER2阳性克隆在肿瘤不同拓扑区域中的异质性分布。 表3 展示了所分析病例的生物学特征,重点关注不同组织学类型中ER、PR、Ki67和HER2的表达状态。特别是,18%的病例被发现存在HER2阳性细胞 >10%的肿瘤细胞,因此符合HER2阳性评估的特征。有趣的是,该数值接近于文献报道的HER2阳性乳腺癌发病率范围的下限。另一方面,HER2状态在HER2阳性和HER2阴性乳腺癌的不同区域中均表现出异质性。图3, 表4),进一步支持了乳腺癌在基因组水平上是一种高度异质性疾病的观念。SISH分析的失败率为0.8%,共有2,629/2,651个位点显示二硝基苯酚标记的探针与靶...
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本文详细介绍了在异质性处理的乳腺癌高产出组织微阵列(TMA)中进行HER2基因及其相应着丝粒SISH分析的实验室策略。该方法成本效益高,可在大多数实验室中实施,适用于从病理档案中获取的大样本乳腺癌队列中HER2基因扩增异质性的研究。
由于HER2检测在乳腺癌临床诊疗中的重要性及其异质性表达带来的挑战,我们开发了一种高通量检测方案,用于评估肿瘤内和肿瘤间HER2基因异质性。所分析的区域包括基于特定细胞学、组织结构和免疫组化特征的癌前病变及浸润性病变成分。
在本方案中,有几个关键阶段需要谨慎管理。其中一个关键步骤是感兴趣区域的选择。我们发现,通过多学科方法对不同地形区域进行注释,对于确保最终分子分析的质量至关重要。特别是,由病理学家和技术人员共同复查诊断切片,可极大增加合格位点的数量即,这些点反映了载玻片上识别的区域),从而降低单个点分析的失败率。然而,在进行连续切片以完成多重免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)分析后,部分肿瘤组织点可能丢失。为克服这一问题...
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Surgipath Paraplast | 德国韦茨拉尔,Leica Biosystems,欧盟 | 39601006 | 组织包埋介质,56 °C 熔点 |
| 伊红Y 1% 水溶液 | Bio Optica,意大利米兰,欧盟 | 510002 | 伊红黄,水溶性 |
| Carazzi’苏木精染色 | Bio Optica,意大利米兰,欧盟 | 506012 | 使用碘酸钾成熟的明矾苏木精 |
| 钻石品质 | Laboindustria,意大利阿尔泽尔格兰德,欧盟 | 33533 | 26x76 mm 显微镜载玻片 |
| Leica CV包埋机 | 德国韦茨拉尔,徕卡生物系统公司,欧盟 | 14046430011 | 一种不含单体的封片介质,基于丁基甲基丙烯酸酯聚合物溶于二甲苯 |
| FLEX IHC 显微镜载玻片 | 安捷伦科技(Dako), 美国加利福尼亚州圣克拉拉 | K8020 | 用于免疫组化中福尔马林固定石蜡包埋组织黏附的包被载玻片 |
| BenchMark ULTRA | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | N750-BMKU-FS | 染色片系统 |
| CONFIRM 抗雌激素受体(ER)(SP1)兔单克隆一抗 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 790-4324 | 一抗,即用型 |
| CONFIRM 抗孕激素受体(PR)(1E2)兔单克隆一抗 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 790-2223 | 一抗,即用型 |
| CONFIRM 抗 Ki-67 (30-9) 兔单克隆一抗 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 790-4286 | 一抗,即用型 |
| PATHWAY HER2 (4B5) 兔单克隆一抗 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 790-4493 | 一抗,即用型 |
| ultraView Universal DAB 检测试剂盒 | Ventana医疗系统公司,图森,亚利桑那州,美国 | 760-500 | 用于检测小鼠 IgG、小鼠 IgM 和兔一抗的间接、无生物素系统 |
| INFORM HER2 双重 ISH DNA 探针混合液 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 780-4422 | INFORM HER2 双重 ISH 检测——一种双色原位杂交的 FDA 批准自动化检测方法,用于确定乳腺癌患者的 HER2 基因状态 |
| ultraView Silver ISH DNP 检测试剂盒 | Ventana医疗系统公司,图森,亚利桑那州,美国 | 800-098 | |
| ultraView Red ISH DIG 检测试剂盒 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 800-505 | |
| ISH蛋白酶3 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 780-4149 | 在原位杂交(ISH)过程中用于去除目标DNA序列周围蛋白质的试剂 |
| 苏木精 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 760-2021 | 改良吉尔苏木精复染试剂 |
| 苏木精 II 复染 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 790-2208 | 改良梅耶苏木精复染试剂 |
| 显色试剂 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 760-2037 | 用于玻璃载片上苏木精染色切片返蓝的缓冲碳酸锂水溶液 |
| HybReady | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 780-4409 | 原位杂交实验用甲酰胺缓冲液 |
| EZ Prep (10x) | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 950-102 | 用于免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)反应中去除组织样本石蜡的浓缩溶液,并按1:10比例稀释使用。 |
| SSC缓冲液(10X) | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 950-110 | 氯化钠-柠檬酸钠缓冲液用于杂交后的严格性洗涤、染色步骤间的玻片冲洗,并为原位杂交反应提供稳定的水相环境。使用时按1:5稀释。 |
| ULTRA LCS | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 650-210 | 预稀释(即用型)盖玻片溶液,用于免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)反应中水相试剂与空气之间形成屏障,防止蒸发 |
| 10倍反应缓冲液 | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 950-300 | Tris 缓冲液(pH 7.6) ± 0.2)用于免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)染色步骤之间冲洗载玻片。按1:10稀释。 |
| ULTRA 细胞培养条件优化(ULTRA CC2) | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 950-223 | 免疫组织化学和原位杂交中组织样本处理的预处理步骤。即用型。 |
| ULTRA 细胞培养条件优化(ULTRA CC1) | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 950-224 | |
| ultraView Silver Wash II | Ventana医疗系统公司,美国亚利桑那州图森市 | 780-003 | 即用型溶液,用于免疫组化与原位杂交染色步骤之间的玻片冲洗 |
| 切片机 | 德国韦茨拉尔,徕卡生物系统公司,欧盟 | RM 2255 | 自动旋转切片机 |
| 多染色仪 | 德国韦茨拉尔,徕卡生物系统公司,欧盟 | ST 5020 | 自动染色与封片工作站 |
| 微核心 1 | Alphelys,法国普莱西,欧盟 | 00-MICO-1 | 带有嵌入式 TMA Designer 2 软件的半自动组织芯片阵列仪 |
| Aperio ScanScope CS2 | 德国韦茨拉尔,徕卡生物系统公司,欧盟 | K080254 | 图像采集设备 - 数字病理扫描仪 |
| Tissue-Tek III Uni-Cassette | Sakura Finetek Europe B.V | 4135 | 盒式结构 |
| Tissue-Tek Paraform 标准包埋模具 | Sakura Finetek Europe B.V | 7055 | 不锈钢基底金属模具 |
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