我们以前没有做过乳腺癌方面的研究，但最近打算启动这个项目，重点关注的是著名的肿瘤抑制基因BRCA突变型乳腺癌发生的分子病理学机制。众所周知，BRCA突变基因来自家族性遗传，而突变的BRCA不能修复DNA双链缺刻（DSB），易导致染色体不稳定和细胞癌变。如此看来似乎没有研究这类遗传性乳腺癌起源问题的必要。比如，安吉丽娜朱莉的外祖母、姨妈和妈妈均死于乳腺癌或卵巢癌，其病因正是源于家族性BRCA突变的遗传。假如想揭开朱莉祖上BRCA基因突变的成因，恐怕是一件比登天还难的事！

不过，BRCA突变型乳腺癌仍然充满神秘感，而这正是激起我的好奇心的原因所在。为什么BRCA突变致癌是雌性激素高度依赖性的？为什么BRCA突变会导致雌性激素受体阴性？为什么BRCA1突变主要在经期中青年女性中致癌，而BRCA2突变主要在绝经期老年女性中致癌？

一、质疑BRCA1突变致癌的“定论”

我曾一度认为BRCA1的家族性遗传导致乳腺癌是毋庸置疑的科学“定论”，但最近看过两篇有关BRCA1的多能性研究的论文后，我开始怀疑BRCA1突变是乳腺癌起源的直接原因。这两篇论文是分别由美国Salk研究所的Inder M. Verma课题组和加拿大多伦多大学的S. Verma课题组发表的，一篇说BRCA1突变可以让大脑变小（PNAS-2014-Pao-E1240-8.pdf），另一篇说BRCA1突变有损心脏功能（ncomms1601.pdf）！

从上述论文揭示的机理来看，之所以BRCA1突变使大脑变小与心脏受损，是因为神经细胞与心肌细胞DNA双链损伤无法修复，结果被TP53依赖的细胞凋亡大量清除。按此机理，凡是携带家族性BRCA1突变基因的人，其大脑和心脏功能必定有缺陷。可是，一个显然无法解释的悖论是，安吉丽娜朱莉不仅是一位心智健全的人，而且更是当今世界上声名显赫、事业辉煌的旷世奇女！

其次，BRCA突变仅占全部乳腺癌病例的5%-10%，以及乳腺癌基因突变的40%，表明BRCA突变引发乳腺癌并非孤立事件，肯定还存在其他基因突变的协同作用，如TP53、PTEN、STK11、CHEK2、ATM、BRIP1、PALB2。其中，TP53突变引起了我的注意，因为很多乳腺癌细胞系都带有这个突变（下表）。

上表还标示了雌二醇受体、黄体酮受体和表皮生长因子受体的状态（阳性或阴性），但没有标示是否携带BRCA突变。不过，一般认为雌二醇受体阴性为BRCA1突变所致。

二、家族性BRCA1突变并非致命而可能仅仅是功能减弱

BRCA1基因的单核苷酸多态性（SNP）现象十分普遍，目前已经发现数百种不同的分子类型，有些有害，有些无害。假定朱莉家族携带的是多态性BRCA1基因，虽然其功能不全，但并非完全缺陷，加上仍有一个功能正常的等位基因，那么就能解释上述“朱莉悖论”，即她没有因为先天性BRCA1突变出现情志障碍和并发心脏病，其体内的BRCA1基因可能只是表达偏低（启动子突变）或活性不足（编码序列突变）。

由于BRCA1突变基因功能不足，导致DNA双链损伤的修复效率不同程度地降低，故能留下少量突变，从而可被TP53识别而诱导细胞凋亡。为什么在TP53如此严格的监控下，仍然能保留携带突变基因的细胞呢？唯一的答案就是TP53基因也发生了突变！

如果朱莉确实携带TP53突变基因，那么TP53诱导的细胞凋亡将受阻，这样由BRCA1修复功能不足导致的DNA损伤加剧，突变基因不断积累，经过长时间演变，最终才会致癌。这个假设或许能解释为什么乳腺癌患者都能活过50岁甚至拥有更长的寿命。

当然，也不能排除是除TP53（1%以下）以外的其他肿瘤抑制基因发生突变，如CHEK2，它在乳腺癌中的突变率为5%。不过，CHEK2突变携带者的乳腺癌发生率仅为20%，而TP53突变携带者成年后乳腺癌发生率高达90%。

三、BRCA1与雌二醇受体的相互作用

BRCA1是雌二醇响应基因，BRCA1又反过来通过翻译后机制调节雌二醇受体α（ERα）的活性。BRCA1与BARD1复合体可使ERα泛素化，而泛素化ERα处于转录失活状态。由于p300催化ERα乙酰化，而BRCA1抑制p300表达，故ERα乙酰化突变体对BRCA1引起的ERα活性抑制不敏感。

雌二醇-ERα可影响BRCA1的表达，而BRCA1又能抑制ERα的活性，因此在乳腺癌细胞中似乎存在一种负反馈调节机制，用于调节BRCA1与ERα之间的功能性相互作用（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3565105/?report=reader）。

四、ERα失活加剧炎症损伤，雌二醇促进基因突变

现在知道，在PGC-1α作用下，ERα可以抑制缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的活性，对饱和脂肪酸的致炎性具有抑制作用（1-s2.0-S2211124714008080-main.pdf）。然而，在BRCA1基因突变后，由于ERα缺陷，使这种抗炎作用减弱甚至丧失，由此促进了组织的炎性浸润与细胞癌变。

同时也发现，突变的BRCA1导致细胞呈现ERα缺陷表型，ERα缺乏又使雌二醇分泌增加。雌二醇产生的大量羟基化产物，可显著促进DNA损伤，常见的是A-T到G-C的点突变（emss-57482.pdf）。也就是说，由于BRCA1功能不全，使得雌二醇分泌失调，因此促进了基因突变。

据此推测，朱莉家族携带的多态性BRCA1最初并非致命性突变，但进入青春期后雌二醇大量分泌，而功能不全的BRCA1导致雌二醇受体缺陷，使得雌二醇过量分泌，而雌二醇羟基化产物又促进DNA损伤。此时若存在其他肿瘤抑制基因（如TP53）突变，则突变细胞无法清除而不断积累，这可能就是乳腺增生及癌变的分子病理学机制。

至于BRCA1突变为何能导致雌激素受体阴性，目前的解释并不圆满，而且充满矛盾。我认为很可能是因为突变的BRCA1因无法修复DNA损伤，于是被TP53启动细胞凋亡程序所清除。细胞没有了，细胞内外的受体当然也检测不到了，这就叫“皮之不存，毛将焉附”。

五、雌二醇-ERα信号转导使BRCA1基因启动子甲基化

临床证据表明，很多BRCA1沉默是由于启动子甲基化所致，但目前还不清楚这种表观遗传修饰是如何调节的。最近有人假定雌二醇-ERα信号转导可能直接或间接促进BRCA1启动子的过度甲基化，因为已经发现细胞代谢状态可以发挥表观遗传效应，而雌二醇-ERα信号转导恰恰可以促进细胞增殖和分解代谢（ijbsv10p0563.pdf）。

假如这个假说得到证实，那么BRCA1弱表达型乳腺癌的发生机理就变得异常简单了：雌二醇使BRCA1弱表达，导致DNA修复功能不全，基因突变极易发生，这样乳腺细胞癌变就只是一个时间问题了。

总之，就目前来看，TP53突变后失去诱导BRCA1缺陷细胞凋亡的能力，可能是导致乳腺癌发生的根本原因，而ERα失活及雌二醇过量分泌又起着推波助澜的作用。假如我们能设法模拟以上过程，就有可能解开BRCA1突变型乳腺癌起源的未解之谜。