Molecular genetic clusters of triple-negative breast cancer and their prognostic significance

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Background. Triple-negative breast cancer is a group of tumors with different clinical and morphological features, prognosis, and response to therapy. There are from 4 to 6 molecular genetic varieties of this type of malignant neoplasm.

Aim. Identification of individual clusters of triple-negative breast cancer that differed in terms of overall and disease-free survival.

Material and methods. On the basis of the Regional Clinical Oncological Dispensary (Ulyanovsk) and “National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov” of the Ministry of Health of Russia (Moscow) in the period from 2017 to 2021, a molecular genetic analysis using a 45-gene signature in 246 patients with triple-negative breast cancer, confirmed by immunohistochemical method, was performed. Using the K-means clustering method, it was possible to form 4 molecular genetic clusters. When comparing clusters according to clinical and morphological features, the Student's t-test, Mann–Whitney U-test, Fisher's exact test, Pearson's χ2 test were used. Survival analysis was performed using the construction of Kaplan–Meier curves (the observation period was 3 years and 8 months). Comparison of clusters in terms of survival was carried out using a long-rank test. Multivariate analysis was used to determine the significance of variables affecting overall and disease-free survival. Differences between groups were considered statistically significant at p <0.05.

Results. Cluster 1 included patients with clinical stage IIA, invasive nonspecific subtype, G3, N0, Ki67 ≥31%, with hypoexpression of most genes, unstable prognostic outcome: high survival rate at stage IV (62%) and zero survival rate at stage IIIB. Patients of the 2nd cluster were associated with stage IIA, medullary histological subtype, G3, N0, Ki67 ≥31%, overexpression of genes for hormone receptors, growth factor receptors and transcription factors and a favorable prognosis: the best indicators of overall (100% in stage I, 66% in stage IV) and relapse-free (75% in stage I, 33% in stage IV) survival. Patients of the 3rd cluster more often had stage IA, invasive lobular and special histological tumor subtypes, N+, Ki67 ≤14%, high expression of genes responsible for the regulation of proliferation, mitosis, spindle formation and regulation of the cell cycle, genes that regulate cell transport, the processes of replication and repair of deoxyribonucleic acid, tumor cell differentiation markers, and genes that regulate immune processes, had a regular prognosis — with an increase in the clinical stage, a decrease in survival occurred. Cluster 4 patients correlated with stage IV, invasive non-specific subtype, G1–G2, N0, Ki67=15–30%, mean values of most genes, and worse overall and recurrence-free survival (64% in stage I, 0% in stage IV).

Conclusion. Based on the data of molecular genetic profiling of triple-negative breast cancer, it is possible to identify individual clusters that are statistically significantly different from each other in terms of survival rates.

About the authors

Ivan S. Panchenko

Ulyanovsk State University; Regional clinical oncological dispensary

Author for correspondence.
Email: pan91ch@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7923-4317
SPIN-code: 3171-5174

PhD Stud., Depart. of Oncology and Radiation Diagnostics, T.Z. Bictimirov′s Medical Faculty; oncologist

Russian Federation, Ulyanovsk, Russia; Ulyanovsk, Russia

Valerij V. Rodionov

Federal State Institution “Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology” Ministry of Healthcare of Russian Federation

Email: dr.valery.rodionov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0096-7126
SPIN-code: 2716-7193

M.D., D. Sci. (Med.), Head, Depart. of Breast Pathology

Russian Federation, Moscow, Russia

Olga V. Burmenskaya

Federal State Institution “Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology” Ministry of Healthcare of Russian Federation

Email: o_bourmenskaya@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0003-2842-3980

D. Sci. (Biol.), Head, Laboratory of Oncological Genetics

Russian Federation, Moscow, Russia

Vlada V. Kometova

Federal State Institution “Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology” Ministry of Healthcare of Russian Federation

Email: v_kometova@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0001-9666-6875

M.D., Cand. Sci. (Med.), Head, Depart. of Oncological Pathology

Russian Federation, Moscow, Russia

Vladimir K. Bozhenko

Scientific Center of Roentgenoradiology

Email: vbojenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8351-8152

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head, Depart. of Molecular Biology and Experimental Therapy

Russian Federation, Moscow, Russia

References

  1. Sporikova Z, Koudelakova V, Trojanec R, Hajduch M. Genetic markers in triple-negative breast cancer. Clin Breast Cancer. 2018;18(5):e841–e850. doi: 10.1016/j.clbc.2018.07.02.
  2. Li X, Yang J, Peng L, Sahin AA, Huo L, Ward KC, O’Regan R, Torres MA, Meisel JL. Triple-negative breast cancer has worse overall survival and cause-specific survival than non-triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2017;161(2):279–287. doi: 10.1007/s10549-016-4059-6.
  3. Kennecke H, Yerushalmi R, Woods R, Cheang MC, Voduc D, Speers CH, Nielsen TO, Gelmon K. Metastatic behavior of breast cancer subtypes. J Clin Oncol. 2010;28(20):3271–3277. doi: 10.1200/JCO.2009.25.9820.
  4. Fornier M, Fumoleau P. The paradox of triple negative breast cancer: novel approaches to treatment. Breast J. 2012;18(1):41–51. doi: 10.1111/j.1524-4741.2011.01175.x.
  5. Lehmann BD, Bauer JA, Chen X, Sanders ME, Chakravarthy AB, Shyr Y, Pietenpol JA. Identification of human triple-negative breast cancer subtypes and preclinical models for selection of targeted therapies. J Clin Invest. 2011;121(7):2750–2767. doi: 10.1172/JCI45014.
  6. Yin L, Duan JJ, Bian XW, Yu SC. Triple-negative breast cancer molecular subtyping and treatment progress. Breast Cancer Res. 2020;22(1):61. doi: 10.1186/s13058-020-01296.
  7. Burstein MD, Tsimelzon A, Poage GM, Covington KR, Contreras A, Fuqua SA, Savage MI, Osborne CK, Hilsenbeck SG, Chang JC, Mills GB, Lau CC, Brown PH. Comprehensive genomic analysis identifies novel subtypes and targets of triple-negative breast cancer. Clin Cancer Res. 2015;21(7):1688–1698. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-14-0432.
  8. Liu YR, Jiang YZ, Xu XE, Yu KD, Jin X, Hu X, Zuo WJ, Hao S, Wu J, Liu GY, Di GH, Li DQ, He XH, Hu WG, Shao ZM. Comprehensive transcriptome analysis identifies novel molecular subtypes and subtype-specific RNAs of triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res. 2016;18(1):33. doi: 10.1186/s13058-016-0690-8.
  9. Cancer Genome Atlas Network. Comprehensive molecular portraits of human breast tumours. Nature. 2012;490(7418):61–70. doi: 10.1038/nature11412.
  10. Saal LH, Holm K, Maurer M, Memeo L, Su T, Wang X, Yu JS, Malmström PO, Mansukhani M, Enoksson J, Hibshoosh H, Borg A, Parsons R. PIK3CA mutations correlate with hormone receptors, node metastasis, and ERBB2, and are mutually exclusive with PTEN loss in human breast carcinoma. Cancer Res. 2005;65(7):2554–2559. doi: 10.1158/0008-5472-CAN-04-3913.
  11. Horiuchi D, Kusdra L, Huskey NE, Chandriani S, Lenburg ME, Gonzalez-Angulo AM, Creasman KJ, Bazarov AV, Smyth JW, Davis SE, Yaswen P, Mills GB, Esserman LJ, Goga A. MYC pathway activation in triple-negative breast cancer is synthetic lethal with CDK inhibition. J Exp Med. 2012;209(4):679–696. doi: 10.1084/jem.20111512.
  12. Prat A, Lluch A, Albanell J, Barry WT, Fan C, Chacón JI, Parker JS, Calvo L, Plazaola A, Arcusa A, Seguí-Palmer MA, Burgues O, Ribelles N, Rodriguez-Lescure A, Guerrero A, Ruiz-Borrego M, Munarriz B, López JA, Adamo B, Cheang MC, Li Y, Hu Z, Gulley ML, Vidal MJ, Pitcher BN, Liu MC, Citron ML, Ellis MJ, Mardis E, Vickery T, Hudis CA, Winer EP, Carey LA, Caballero R, Carrasco E, Martín M, Perou CM, Alba E. Predicting response and survival in chemotherapy-treated triple-negative breast cancer. Br J Cancer. 2014;111(8):1532–1541. doi: 10.1038/bjc.2014.444.
  13. Burmenskaya OV, Trofimov DYu, Kometova VV, Sergeev IV, Maerle AV, Rodionov VV, Sukhikh GT. Development and experience of using the transcriptional gene signature in the diagnosis of molecular breast cancer subtypes. Akusherstvo i ginekologiya. 2020;(2):132–140 (In Russ.) doi: 10.18565/aig.2020.2.132-140.
  14. Pas’ko MA, Zakharenko MV, Trotsenko ID, Kudinova EA, Chkhikvadze VD, Bozhenko VK. Prognostic possibilities of gene expression profiling to identify a risk for recurrent breast cancer after organ-sparing treatment. Onkologiya. Zhurnal im PA Gertsena. 2016;5(3):27–32 (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Рис. 1. Общая выживаемость пациенток с трижды негативным раком молочной железы 4 кластеров (метод Каплана–Мейера, log-rank test р=0,0007)

Download (40KB)
3. Рис. 2. Безрецидивная выживаемость пациенток с трижды негативным раком молочной железы 4 кластеров (метод Каплана–Мейера, log rank test р=0,0021)

Download (36KB)

© 2023 Eco-Vector





Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».