ژن HER2: عملکرد، اهمیت و نقش در بیماریها
ژن HER2 یا ERBB2 یکی از ژنهای مهم خانواده گیرندههای فاکتور رشد اپیدرمال (EGFR) است که در کروموزوم 17q12 قرار دارد. این ژن کدکنندهی یک پروتئین گیرندهی سطح سلولی از نوع تیروزین کیناز است که در فرآیند رشد، تمایز، و بقای سلولها نقش کلیدی دارد. پروتئین حاصل از این ژن با نام گیرنده HER2 شناخته میشود و بخشی از مسیرهای سیگنالینگ داخلسلولی است که به رشد و تکثیر سلولها کمک میکند.
پروتئین HER2 بهطور طبیعی روی سطح برخی از سلولها، بهویژه سلولهای اپیتلیال، حضور دارد و زمانی که در تعادل و سطح نرمال بیان شود، عملکرد آن در تنظیم رشد بافتها ضروری است. برخلاف سایر گیرندههای مشابه، HER2 برای فعالسازی به لیگاند مشخصی نیاز ندارد؛ بلکه میتواند از طریق دایمر شدن با سایر گیرندههای خانوادهی خود مانند HER3 یا HER1 فعال شده و سیگنالدهی کند. این ویژگی باعث میشود HER2 در مقایسه با سایر گیرندهها پتانسیل بیشتری برای فعالسازی خودبهخودی یا دائمی داشته باشد.
فعالسازی گیرنده HER2 منجر به تحریک مسیرهای درونسلولی مختلفی میشود، از جمله:
-
مسیر MAPK/ERK: که رشد سلولی را تقویت میکند.
-
مسیر PI3K/AKT/mTOR: که در بقا، متابولیسم و جلوگیری از آپوپتوز (مرگ برنامهریزیشده سلول) نقش دارد.
-
مسیر JAK/STAT: که میتواند در التهاب و تنظیم ایمنی نقش داشته باشد.
در حالت طبیعی، فعالیت این مسیرها tightly regulated (بهطور دقیق تنظیمشده) است؛ اما در صورت تغییر در بیان یا ساختار HER2، تنظیم از بین میرود و منجر به فعالیت دائمی مسیرهای تکثیری میشود که میتواند منبع شکلگیری تومورها باشد.
جهش یا افزایش بیان HER2 و سرطان
در برخی سلولهای بدخیم، ممکن است تعداد نسخههای ژن HER2 افزایش یابد (پدیدهای بهنام amplification) یا در نواحی خاصی از ژن، جهشهایی اتفاق بیفتد که عملکرد طبیعی پروتئین را مختل میکند و منجر به فعالیت دائمی آن میشود. نتیجه این تغییرات، رشد کنترلنشده سلول، مقاومت به مرگ سلولی، و افزایش قابلیت متاستاز است. این تغییرات در ژن HER2 بیشتر در سرطانهای زیر دیده میشود:
1. سرطان پستان HER2 مثبت:
حدود 15 تا 20 درصد از موارد سرطان پستان دارای افزایش بیان HER2 هستند. این نوع از سرطانها عموماً تهاجمیتر، با سرعت رشد بیشتر و احتمال عود بالاتر هستند. در گذشته، این نوع سرطان پیشآگهی بدی داشت، اما با ورود درمانهای هدفمند HER2، پیشرفت بزرگی در کنترل بیماری حاصل شده است.
2. سرطان معده (Gastric cancer) و سرطان محل اتصال مری–معده (GEJ):
در برخی بیماران مبتلا به این نوع سرطانها نیز افزایش بیان HER2 مشاهده شده است. اهمیت این موضوع در تعیین مناسبترین روش درمانی است، چراکه بیماران HER2 مثبت ممکن است از درمانهای اختصاصی هدفمند بهرهمند شوند.
3. سرطان ریه و سایر سرطانها:
هرچند شیوع آن کمتر است، اما در برخی از انواع سرطان ریه (مانند آدنوکارسینوم) و حتی سرطان تخمدان، آندومتر و مثانه نیز جهشهای HER2 گزارش شده است. در این موارد، نوع جهشها بیشتر بهصورت نقطهای یا تغییرات در ناحیهی کیناز هستند که عملکرد گیرنده را تقویت میکنند.
تشخیص جهشهای HER2 با دیجیتال PCR
دیجیتال پیسیآر (dPCR) یک فناوری مبتنی بر واکنش زنجیرهای پلیمراز است که امکان شناسایی کمّی و دقیق از جهشهای نادر مانند جهشهای ژن HER2 را فراهم میکند، حتی اگر فراوانی این جهشها در نمونه بسیار پایین باشد (مثلاً ۰٫۵٪ یا کمتر). این روش برای کاربردهایی چون شناسایی جهشهای مقاوم به درمان، مانیتورینگ تومور، یا غربالگری اولیه سرطان بسیار ارزشمند است.
نوع نمونه:
-
پلاسما خون محیطی که حاوی cfDNA (DNA آزاد در گردش) باشد، بهترین نوع نمونه برای این آزمایش است.
-
خون معمولاً در لولههای مخصوص مانند Streck Cell-Free DNA BCT جمعآوری میشود.
استخراج cfDNA:
-
DNA آزاد از پلاسما با استفاده از کیتهایی مانند QIAamp MinElute ccfDNA Midi Kit استخراج میشود.
-
خلوص و کمیت DNA با دستگاههایی مثل Qubit فلورومتر ارزیابی میشود.
مزایای dPCR در تشخیص HER2
-
حساسیت بسیار بالا: توانایی شناسایی جهشهای با فراوانی کمتر از ۱٪
-
کمی بودن واقعی (Absolute Quantification): برخلاف qPCR نیازی به منحنی استاندارد نیست
-
مناسب برای cfDNA: قابل انجام روی نمونههای خون، بدون نیاز به نمونه تومور
-
تشخیص همزمان چند جهش: بهصورت multiplex در یک چاهک (Well)
راهنمای استفاده از کیت تشخیص چندگانه جهشهای ژن HER2
این کیت برای شناسایی و اندازهگیری چندین جهش در ژن HER2 در یک واکنش منفرد طراحی شده است. حساسیت بالایی دارد (تا حد ۰٫۵٪) و امکان غربالگری سریع و مقرونبهصرفه نمونههای متعدد را فراهم میکند.
اجزای کیت:
-
مخلوط پرایمر HER2 (۴۴۰ میکرولیتر)
-
کنترل منفی HER2 (۱۰۰ میکرولیتر)
-
دفترچه راهنمای استفاده
شرایط نگهداری:
اجزای کیت باید در دمای -۲۰ درجه سانتیگراد نگهداری شوند. تا ۶ بار چرخه انجماد-ذوب مجاز است.
تجهیزات مورد نیاز (تأمین نمیشود):
-
آب فاقد نوکلئاز
-
میکروتیوب ۱٫۵mL، سمپلر، نوک سمپلر، ظرف مخلوط
-
مواد و تجهیزات مخصوص دیجیتال PCR مانند Droplet Generator، روغن قطرهسازی، صفحات PCR و …
-
کیت استخراج cfDNA
-
دستگاههای ترمالسایکلر و دیجیتال PCR
هشدارها و احتیاطها:
-
با نمونهها مانند مواد بالقوه عفونی رفتار شود.
-
استفاده از دو ناحیه مجزا برای قبل و بعد از مرحله تکثیر توصیه میشود.
-
آلودگیهای میکروبی و بیننمونهای باید اجتناب شود.
-
تغییر دستکش در صورت تماس با نمونه یا ترک محل کار ضروری است.
-
تجهیزات باید بهطور منظم با محلول هیپوکلریت سدیم ۳–۲٫۵٪ ضدعفونی شوند.
روند انجام آزمایش:
-
اجزای کیت را به دمای محیط رسانده، مخلوط و سانتریفیوژ کنید.
-
cfDNA استخراجشده از خون بهعنوان الگو استفاده میشود (توصیه: ۱–۵ نانوگرم).
-
مخلوط واکنش با پرایمر و سوپر میکس آماده شود.
-
قطرهسازی (Droplet generation) با دستگاه مخصوص انجام شود.
-
قطرات به صفحه PCR منتقل و واکنش PCR طبق برنامه زیر انجام شود:
| مرحله | دما | زمان |
|---|---|---|
| فعالسازی آنزیم | ۹۵°C | ۱۰ دقیقه |
| ۶۰ چرخه PCR | ۹۵°C/۱۵ ثانیه و ۵۸°C/۵۰ ثانیه | |
| غیرفعالسازی آنزیم | ۹۸°C | ۱۰ دقیقه |
| نگهداری | ۴°C | نامحدود |
-
نمونهها پس از PCR حداقل ۲ ساعت در دمای اتاق نگهداری و سپس روی دستگاه خوانش قرار میگیرند.
تحلیل دادهها:
-
در نرمافزار مخصوص (QuantaSoft یا QIAcuity Suite) دادهها تحلیل میشوند.
-
درصد جهش با فرمول زیر محاسبه میشود:
درصد جهش = مقدار کپی جهشیافته / (مقدار جهش + مقدار نوع وحشی)
محدودیتها:
-
این کیت فقط برای غربالگری طراحی شده و نتیجه آن بهتنهایی نباید مبنای تصمیمگیری پزشکی باشد.
-
فقط جهشهای مشخصشده در راهنما را شناسایی میکند.
-
نیاز به نمونه خون محیطی دارد.
-
حساسیت عملکرد در صورتی مطلوب است که فراوانی جهش حداقل ۰٫۵٪ باشد.
ویژگیهای عملکردی:
حساسیت تحلیلی:
-
تمام جهشهای هدف در غلظت ۰٫۵٪ در ۲۰ تکرار با موفقیت شناسایی شدند (۱۰۰٪ موفقیت).
ویژگی تحلیلی:
-
در نمونههای فاقد جهش، هیچ سیگنالی مشاهده نشد (ویژگی ۱۰۰٪).
عملکرد بالینی:
-
نمونههای مثبت (جهش ۰٫۵٪ در پلاسما انسانی) و منفی مورد بررسی قرار گرفتند.
-
نتایج ۱۰۰٪ مثبت برای نمونههای دارای جهش و ۰٪ مثبت برای نمونههای منفی گزارش شد.
اهمیت غربالگری و بررسی جهشها
در سالهای اخیر با پیشرفت تکنولوژیهایی مانند دیجیتال PCR و توالییابی نسل جدید (NGS)، امکان شناسایی دقیق جهشهای HER2 در نمونههایی مانند خون (cfDNA) فراهم شده است. این تکنیکها حساسیت بالا داشته و میتوانند حتی مقادیر بسیار پایین جهش (مثلاً ۰٫۵٪) را نیز شناسایی کنند، که برای تصمیمگیری درمانی بسیار مهم است.
HER2 یک ژن کلیدی در تنظیم رشد سلولهاست، اما در صورت افزایش بیان یا جهش، میتواند باعث رشد کنترلنشده و تشکیل تومور شود. شناخت وضعیت HER2 در بیماران مبتلا به سرطان نه تنها برای پیشبینی پیشرفت بیماری، بلکه برای انتخاب بهترین گزینه درمانی بسیار حیاتی است. درمانهای هدفمند علیه HER2 توانستهاند تأثیر چشمگیری در بهبود کیفیت زندگی و بقای بیماران HER2 مثبت ایجاد کنند.
در ادامه یک مقاله علمی مربوط به تشخیص ژن HER2 به روش دیجیتال PCR معرفی شده است:

مقاله “Non-invasive detection of HER2 amplification with plasma DNA Digital PCR” با هدف بررسی توانایی دیجیتال PCR در شناسایی تقویت ژن HER2 از طریق DNA آزاد موجود در پلاسما (cfDNA) انجام شده است. این روش، بهعنوان جایگزینی برای نمونهبرداری مستقیم از تومور، امکان ارزیابی غیرتهاجمی وضعیت HER2 را فراهم میکند. برای این منظور، نسبت بین HER2 و یک ژن مرجع به نام EFTUD2، که در همان کروموزوم قرار دارد اما معمولاً دچار تقویت نمیشود، اندازهگیری شد. با استفاده از dPCR این نسبت در نمونههای پلاسما اندازهگیری شده تا مشخص شود آیا میتوان تقویت HER2 را بهطور دقیق شناسایی کرد یا خیر.
در فاز اول مطالعه (cohort توسعه)، ۶۵ بیمار بررسی شدند. نتایج نشان داد که نسبت HER2:EFTUD2 بهخوبی توانست بین بیماران HER2 مثبت و منفی تمایز ایجاد کند. در این گروه، دقت این روش از طریق منحنی ROC بسیار بالا ارزیابی شد (AUC برابر با 0.92)، که بیانگر قدرت تفکیک بالای این روش است. آستانه تشخیص (cut-off) بر اساس این گروه تعیین شد.
در مرحله بعد، این آستانه روی گروه دوم (cohort اعتبارسنجی) که شامل ۵۸ بیمار مبتلا به سرطان پستان متاستاتیک بود، آزمایش شد. در میان ۱۱ بیمار که طبق نتایج بافتی HER2 مثبت بودند، ۷ بیمار با dPCR نیز بهعنوان HER2 مثبت شناسایی شدند، که نشاندهنده حساسیت حدود ۶۴٪ است. در مقابل، در میان ۴۷ بیمار HER2 منفی، تنها در ۳ مورد نتیجه dPCR به اشتباه مثبت بود، که معادل ویژگی حدود ۹۴٪ است. ارزش پیشبینی مثبت این روش حدود ۷۰٪ و ارزش پیشبینی منفی آن حدود ۹۲٪ گزارش شد.
این یافتهها نشان میدهند که دیجیتال PCR، هرچند در شناسایی همه موارد HER2 مثبت محدودیت دارد، اما در رد کردن موارد HER2 منفی بسیار قابل اعتماد است. بنابراین، میتواند بهعنوان یک ابزار غربالگری غیرتهاجمی یا برای پایش وضعیت HER2 در طی درمان استفاده شود، مخصوصاً در شرایطی که نمونهبرداری از تومور امکانپذیر نیست یا پرخطر است.


