Objective The authors report the feasibility and accuracy of intraoperative lymphatic mapping with sentinel lymphadenectomy in patients with breast cancer. Summary Background Data Axillary lymph node dissection (ALND) for breast cancer generally is accepted for its staging and prognostic value, but the extent of dissection remains controversial. Blind lymph node sampling or level I dissection may miss some nodal metastases, but ALND may result in lymphedema. In melanoma, intraoperative lymph node mapping with sentinel lymphadenectomy is an effective and minimally invasive alternative to ALND for identifying nodes containing metastases. Methods One hundred seventy-four mapping procedures were performed using a vital dye injected at the primary breast cancer site. Axillary lymphatics were identified and followed to the first (“sentinel”) node, which was selectively excised before ALND. Results Sentinel nodes were identified in 114 of 174 (65.5%) procedures and accurately predicted axillary nodal status in 109 of 114 (95.6%) cases. There was a definite learning curve, and all false-negative sentinel nodes occurred in the first part of the study; sentinel nodes identified in the last 87 procedures were 100% predictive. In 16 of 42 (38.0%) clinically negative/pathologically positive axillae, the sentinel node was the only tumor-involved lymph node identified. The anatomic location of the sentinel node was examined in the 54 most recent procedures; ten cases had only level II nodal metastases that could have been missed by sampling or low (level I) axillary dissection. Conclusions This experience indicates that intraoperative lymphatic mapping can accurately identify the sentinel node–i.e., the axillary lymph node most likely to contain breast cancer metastases–in some patients. The technique could enhance staging accuracy and, with further refinements and experience, might alter the role of ALND.

Context

Sentinel lymph node dissection (SLND) accurately identifies nodal metastasis of early breast cancer, but it is not clear whether further nodal dissection affects survival.

Objective

To determine the effects of complete axillary lymph node dissection (ALND) on survival of patients with sentinel lymph node (SLN) metastasis of breast cancer.

Design, Setting, and Patients

The American College of Surgeons Oncology Group Z0011 trial, a phase 3 noninferiority trial conducted at 115 sites and enrolling patients from May 1999 to December 2004. Patients were women with clinical T1-T2 invasive breast cancer, no palpable adenopathy, and 1 to 2 SLNs containing metastases identified by frozen section, touch preparation, or hematoxylin-eosin staining on permanent section. Targeted enrollment was 1900 women with final analysis after 500 deaths, but the trial closed early because mortality rate was lower than expected.

Interventions

All patients underwent lumpectomy and tangential whole-breast irradiation. Those with SLN metastases identified by SLND were randomized to undergo ALND or no further axillary treatment. Those randomized to ALND underwent dissection of 10 or more nodes. Systemic therapy was at the discretion of the treating physician.

Main Outcome Measures

Overall survival was the primary end point, with a noninferiority margin of a 1-sided hazard ratio of less than 1.3 indicating that SLND alone is noninferior to ALND. Disease-free survival was a secondary end point.

Results

Clinical and tumor characteristics were similar between 445 patients randomized to ALND and 446 randomized to SLND alone. However, the median number of nodes removed was 17 with ALND and 2 with SLND alone. At a median follow-up of 6.3 years (last follow-up, March 4, 2010), 5-year overall survival was 91.8% (95% confidence interval [CI], 89.1%-94.5%) with ALND and 92.5% (95% CI, 90.0%-95.1%) with SLND alone; 5-year disease-free survival was 82.2% (95% CI, 78.3%-86.3%) with ALND and 83.9% (95% CI, 80.2%-87.9%) with SLND alone. The hazard ratio for treatment-related overall survival was 0.79 (90% CI, 0.56-1.11) without adjustment and 0.87 (90% CI, 0.62-1.23) after adjusting for age and adjuvant therapy.

Conclusion

Among patients with limited SLN metastatic breast cancer treated with breast conservation and systemic therapy, the use of SLND alone compared with ALND did not result in inferior survival.

Trial Registration

clinicaltrials.gov Identifier: NCT00003855

Purpose To develop a guideline for the use of sentinel node biopsy (SNB) in early stage breast cancer. Methods An American Society of Clinical Oncology (ASCO) Expert Panel conducted a systematic review of the literature available through February 2004 on the use of SNB in early-stage breast cancer. The panel developed a guideline for clinicians and patients regarding the appropriate use of a sentinel lymph node identification and sampling procedure from hereon referred to as SNB. The guideline was reviewed by selected experts in the field and the ASCO Health Services Committee and was approved by the ASCO Board of Directors. Results The literature review identified one published prospective randomized controlled trial in which SNB was compared with axillary lymph node dissection (ALND), four limited meta-analyses, and 69 published single-institution and multicenter trials in which the test performance of SNB was evaluated with respect to the results of ALND (completion axillary dissection). There are currently no data on the effect of SLN biopsy on long-term survival of patients with breast cancer. However, a review of the available evidence demonstrates that, when performed by experienced clinicians, SNB appears to be a safe and acceptably accurate method for identifying early-stage breast cancer without involvement of the axillary lymph nodes. Conclusion SNB is an appropriate initial alternative to routine staging ALND for patients with early-stage breast cancer with clinically negative axillary nodes. Completion ALND remains standard treatment for patients with axillary metastases identified on SNB. Appropriately identified patients with negative results of SNB, when done under the direction of an experienced surgeon, need not have completion ALND. Isolated cancer cells detected by pathologic examination of the SLN with use of specialized techniques are currently of unknown clinical significance. Although such specialized techniques are often used, they are not a required part of SLN evaluation for breast cancer at this time. Data suggest that SNB is associated with less morbidity than ALND, but the comparative effects of these two approaches on tumor recurrence or patient survival are unknown.

MicroRNAs (miRs) are a class of small noncoding RNAs whose expression changes have been associated with cancer development and progression. Current techniques to isolate miRs for expression analysis from blood are inefficient. We developed a reverse-transcription quantitative real-time PCR (RT-qPCR) assay for direct detection of circulating miRs in serum. We hypothesized that serum concentrations of miR-21, a biomarker increased in breast tumors, would correlate with the presence and extent of breast cancer.The RT-qPCR applied directly in serum (RT-qPCR-DS) assay for circulating miR-21 was tested in sera from 102 patients with different stages of breast cancer and 20 healthy female donors.The assay was sensitive for detection of miR-21 in 0.625 μL of serum from breast cancer patients. For differentiation of samples from patients with locoregional breast cancer from those from healthy donors, the odds ratio was 1.796 and the area under the curve was 0.721. In a multivariate analysis that included standard clinicopathologic prognostic factors, high circulating miR-21 concentrations correlated significantly (P < 0.001) with visceral metastasis.A novel RT-qPCR-DS can improve the efficiency of miR assessment. Use of this assay to detect circulating miR-21 has diagnostic and prognostic potential in breast cancer.

Objective To determine the likelihood of nonsentinel axillary metastasis in the presence of sentinel node metastasis from a primary breast carcinoma. Summary Background Data Sentinel lymphadenectomy is a highly accurate technique for identifying axillary metastasis from a primary breast carcinoma. Our group has shown that nonsentinel axillary lymph nodes are unlikely to contain tumor cells if the axillary sentinel node is tumor-free, but as yet no study has examined the risk of nonsentinel nodal involvement when the sentinel node contains tumor cells. Methods Between 1991 and 1997, axillary lymphadenectomy was performed in 157 women with a tumor-involved sentinel node. Fifty-three axillae (33.5%) had at least one tumor-involved nonsentinel node. The authors analyzed the incidence of nonsentinel node involvement according to clinical and tumor characteristics. Results Only two variables had a significant impact on the likelihood of nonsentinel node metastasis: the size of the sentinel node metastasis and the size of the primary tumor. The rate of non-sentinel node involvement was 7% when the sentinel node had a micrometastasis (≤2 mm), compared with 55% when the sentinel node had a macrometastasis (>2 mm). In addition, the rate of nonsentinel node tumor involvement increased with the size of the primary tumor. Conclusions If a primary breast tumor is small and if sentinel node involvement is micrometastatic, then tumor cells are unlikely to be found in other axillary lymph nodes. This suggests that axillary lymph node dissection may not be necessary in patients with sentinel node micrometastases from T1/T2 lesions, or in patients with sentinel node metastases from T1a lesions.

The early results of the American College of Surgeons Oncology Group (ACOSOG) Z0011 trial demonstrated no difference in locoregional recurrence for patients with positive sentinel lymph nodes (SLNs) randomized either to axillary lymph node dissection (ALND) or sentinel lymph node dissection (SLND) alone. We now report long-term locoregional recurrence results.ACOSOG Z0011 prospectively examined overall survival of patients with SLN metastases undergoing breast-conserving therapy randomized to undergo ALND after SLND or no further axillary specific treatment. Locoregional recurrence was prospectively evaluated and compared between the groups.Four hundred forty-six patients were randomized to SLND alone and 445 to SLND and ALND. Both groups were similar with respect to age, Bloom-Richardson score, Estrogen Receptor status, adjuvant systemic therapy, histology, and tumor size. Patients randomized to ALND had a median of 17 axillary nodes removed compared with a median of only 2 SLNs removed with SLND alone (P < 0.001). ALND, as expected, also removed more positive lymph nodes (P < 0.001). At a median follow-up of 9.25 years, there was no statistically significant difference in local recurrence-free survival (P = 0.13). The cumulative incidence of nodal recurrences at 10 years was 0.5% in the ALND arm and 1.5% in the SLND alone arm (P = 0.28). Ten-year cumulative locoregional recurrence was 6.2% with ALND and 5.3% with SLND alone (P = 0.36).Despite the potential for residual axillary disease after SLND, SLND without ALND offers excellent regional control for selected patients with early metastatic breast cancer treated with breast-conserving therapy and adjuvant systemic therapy.

Purpose ACOSOG Z0011 established that axillary lymph node dissection (ALND) is unnecessary in patients with breast cancer with one to two positive sentinel lymph nodes (SLNs) who undergo lumpectomy, radiotherapy (RT), and systemic therapy. We sought to ascertain RT coverage of the regional nodes in that trial. Methods We evaluated case report forms completed 18 months after enrollment. From 2012 to 2013, we collected all available detailed RT records for central review. Results Among 605 patients with completed case report forms, 89% received whole-breast RT. Of these, 89 (15%) were recorded as also receiving treatment to the supraclavicular region. Detailed RT records were obtained for 228 patients, of whom 185 (81.1%) received tangent-only treatment. Among 142 with sufficient records to evaluate tangent height, high tangents (cranial tangent border ≤ 2 cm from humeral head) were used in 50% of patients (33 of 66) randomly assigned to ALND and 52.6% (40 of 76) randomly assigned to SLND. Of the 228 patients with records reviewed, 43 (18.9%) received directed regional nodal RT using ≥ three fields: 22 in the ALND arm and 21 in the SLND arm. Those receiving directed nodal RT had greater nodal involvement (P < .001) than those who did not. Overall, there was no significant difference between treatment arms in the use of protocol-prohibited nodal fields. Conclusion Most patients treated in Z0011 received tangential RT alone, and some received no RT at all. Some patients received directed nodal irradiation via a third field. Further research is necessary to determine the optimal RT approach in patients with low-volume axillary disease treated with SLND alone.

Purpose Cell-free DNA circulating in serum is a candidate molecular biomarker for malignant tumors. Unlike uniformly truncated DNA released from apoptotic cells, DNA released from dead cancer cells varies in size. Serum DNA integrity, the ratio of longer fragments to total DNA, may be clinically useful for detecting breast cancer progression. Patients and Methods Serum samples from 51 healthy females and 83 females with primary breast cancers (eight American Joint Committee on Cancer stage 0, 24 stage I, 27 stage II, 21 stage III, and three stage IV) were assessed preoperatively. Serum DNA integrity was assessed by fragment length-dependent quantitative real-time polymerase chain reaction of ALU DNA repeats. Results Mean serum DNA integrity was significantly higher in patients with stage II, III, and IV breast cancers than in healthy females (P = .005, P < .0001, and P = .002, respectively). The receiver operating characteristic (ROC) curve for discriminating patients with stage II or more advanced breast cancers from healthy females had an area under the curve (AUC) of 0.79 (95% CI, 0.70 to 0.86). Mean serum DNA integrity was positively correlated to size of invasive cancers (r = 0.48; P < .0001) and significantly higher in the presence of lymphovascular invasion (LVI; 0.25 ± 0.02 v 0.17 ± 0.02; P < .0001) or lymph node (LN) metastasis (0.27 ± 0.02 v 0.14 ± 0.02; P < .0001). The ROC curve for discriminating LN metastasis had an AUC of 0.81 (95% CI, 0.72 to 0.89). Serum DNA integrity and LVI were significant for predicting LN metastasis in a multivariate analysis (P = .0002 and P < .0001, respectively). Conclusion Integrity of serum circulating DNA is a promising molecular biomarker for detecting breast cancer tumor progression and regional LN metastases.

Immunochemical staining of sentinel lymph nodes (SLNs) and bone marrow identifies breast cancer metastases not seen with routine pathological or clinical examination.To determine the association between survival and metastases detected by immunochemical staining of SLNs and bone marrow specimens from patients with early-stage breast cancer.From May 1999 to May 2003, 126 sites in the American College of Surgeons Oncology Group Z0010 trial enrolled women with clinical T1 to T2N0M0 invasive breast carcinoma in a prospective observational study.All 5210 patients underwent breast-conserving surgery and SLN dissection. Bone marrow aspiration at the time of operation was initially optional and subsequently mandatory (March 2001). Sentinel lymph node specimens (hematoxylin-eosin negative) and bone marrow specimens were sent to a central laboratory for immunochemical staining; treating clinicians were blinded to results.Overall survival (primary end point) and disease-free survival (a secondary end point).Of 5119 SLN specimens (98.3%), 3904 (76.3%) were tumor-negative by hematoxylin-eosin staining. Of 3326 SLN specimens examined by immunohistochemistry, 349 (10.5%) were positive for tumor. Of 3413 bone marrow specimens examined by immunocytochemistry, 104 (3.0%) were positive for tumors. At a median follow-up of 6.3 years (through April 2010), 435 patients had died and 376 had disease recurrence. Immunohistochemical evidence of SLN metastases was not significantly associated with overall survival (5-year rates: 95.7%; 95% confidence interval [CI], 95.0%-96.5% for immunohistochemical negative and 95.1%; 95% CI, 92.7%-97.5% for immunohistochemical positive disease; P = .64; unadjusted hazard ratio [HR], 0.90; 95% CI, 0.59-1.39; P = .64). Bone marrow metastases were associated with decreased overall survival (unadjusted HR for mortality, 1.94; 95% CI, 1.02-3.67; P = .04), but neither immunohistochemical evidence of tumor in SLNs (adjusted HR, 0.88; 95% CI, 0.45-1.71; P = .70) nor immunocytochemical evidence of tumor in bone marrow (adjusted HR, 1.83; 95% CI, 0.79-4.26; P = .15) was statistically significant on multivariable analysis.Among women receiving breast-conserving therapy and SLN dissection, immunohistochemical evidence of SLN metastasis was not associated with overall survival over a median of 6.3 years, whereas occult bone marrow metastasis, although rare, was associated with decreased survival.clinicaltrials.gov Identifier: NCT00003854.

Breast cancer is the most common cancer in women and a leading cause of cancer-related deaths for women worldwide. Various cell models have been developed to study breast cancer tumorigenesis, metastasis, and drug sensitivity. The MCF10A human mammary epithelial cell line is a widely used in vitro model for studying normal breast cell function and transformation. However, there is limited knowledge about whether MCF10A cells reliably represent normal human mammary cells. MCF10A cells were grown in monolayer, suspension (mammosphere culture), three-dimensional (3D) "on-top" Matrigel, 3D "cell-embedded" Matrigel, or mixed Matrigel/collagen I gel. Suspension culture was performed with the MammoCult medium and low-attachment culture plates. Cells grown in 3D culture were fixed and subjected to either immunofluorescence staining or embedding and sectioning followed by immunohistochemistry and immunofluorescence staining. Cells or slides were stained for protein markers commonly used to identify mammary progenitor and epithelial cells. MCF10A cells expressed markers representing luminal, basal, and progenitor phenotypes in two-dimensional (2D) culture. When grown in suspension culture, MCF10A cells showed low mammosphere-forming ability. Cells in mammospheres and 3D culture expressed both luminal and basal markers. Surprisingly, the acinar structure formed by MCF10A cells in 3D culture was positive for both basal markers and the milk proteins β-casein and α-lactalbumin. MCF10A cells exhibit a unique differentiated phenotype in 3D culture which may not exist or be rare in normal human breast tissue. Our results raise a question as to whether the commonly used MCF10A cell line is a suitable model for human mammary cell studies.