不同HER2蛋白表达水平的HER2阳性乳腺癌，对HER2靶向治疗的反应存在差异
转自：医学界
越来越多的数据表明，HER2阳性乳腺癌受HER2蛋白表达水平、HER2基因拷贝数水平、ER状态等多种因素影响，对HER2靶向治疗表现出不同的应答反应。近期，在线发表于BritishJournalofCancer 的一项研究利用大型乳腺癌队列（n=7390），评估HER2不同免疫组化亚型（IHC3+和IHC2+/ISH+）的临床病理特征和基因表达差异（DGE），并探索HER2表达水平与新辅助/辅助治疗的病理学完全缓解（pCR）率和生存结局的相关性，以及雌激素受体（ER）状态在其中发挥的作用[1]。研究结果显示，HER2阳性乳腺癌中HER2蛋白过表达是致癌通路的驱动因素，也是对抗HER2治疗产生响应的主要预测因子。相比HER2IHC3+人群，ER信号通路的影响在IHC2+乳腺癌中更为显著。提示应考虑基于IHC检测结果实施个体化抗HER2治疗，从而为患者提供更大化的获益。本文撷取该研究重要内容整理如下，以供参考。
研究方法
本研究最初共纳入10,139例侵袭性乳腺癌病例，包括三大队列：
第一队列为诺丁汉大学医院（NUH）的乳腺癌患者（n=7485）。
第二队列来自公开可用的乳腺癌数据库（PABCD），包括癌症基因组图谱（TCGA）乳腺癌队列（n=855）、国际乳腺癌协会的分子分类数据库（METABRIC，n=289）和基因表达综合（GEO）数据库（n=136）。NUH、TCGA和METABRIC有可用的临床病理数据，包括诊断年龄、肿瘤大小、组织学肿瘤分级、腋窝淋巴结（LN）状态、组织学肿瘤类型、淋巴血管浸润、诺丁汉预后指数（NPI）、HER2IHC评分（0-3）、HER2基因扩增、HR状态[包括雌激素受体（ER）和孕激素受体（PR）]，以及长期随访数据。NUH队列提供了辅助治疗方案（化疗和抗HER2治疗）的数据；而TCGA和METABRIC队列通过PAM50分类和IntClust亚型分别提供了内在分子亚型的数据。
第三个队列来自先前发表的关于HER2阳性乳腺癌患者的多中心研究（n=1374）[2]。从该队列中获取有关新辅助治疗、pCR、HER2IHC评分、HER2基因扩增、HER2/CEP17比值、HR状态、核心活检的组织学肿瘤分级和组织学肿瘤类型的数据。该队列中HER2IHC2+/扩增病例的比例较高，可评估新辅助治疗在HER2阳性两种IHC亚型的差异（图1）。
排除没有HER2IHC评分和/或基因扩增状态的病例，最终纳入7390例患者。其中1052例接受了新辅助治疗，751例有pCR数据（图1）。纳入的研究中有六项研究有HER2阳性乳腺癌患者对治疗反应差异的数据，从而评估不同HER2阳性状态对抗HER2治疗的响应情况。通过乳腺癌特定生存（BCSS）和无远处转移生存（DMFS），评估抗HER2辅助治疗后不同HER2蛋白表达水平与结局的相关性。
研究结果
1.人口统计学和病理学特征
在整个队列中，中位HER2基因拷贝数为2.0，中位HER2/CEP17比值为1.5。根据IHC亚型对HER2阳性乳腺癌进行分层时，在IHC3+的患者中，中位HER2基因拷贝数为9.0，中位HER2/CEP17比值为4.0。在IHC2+/扩增的患者中，中位HER2基因拷贝数为4.4，HER2/CEP17比值为2.3。IHC2+的患者中80%为ER阳性，而IHC3+中为60%。
HER2IHC3+与侵袭性肿瘤的生物学行为特征之间存在显著相关性，包括较大的肿瘤大小、较高的肿瘤分级和淋巴结阳性，以及ER和PR阴性（P＜0.001）。将IHC3+肿瘤与IHC2+/ISH+进行比较时，这些相关性仍然存在。
与IHC2+/ISH+肿瘤相比，IHC3+与HER2富集（HER2-E）分子亚型有显著相关性（64%vs25%，P＜0.001）。相比之下，当考虑HER2基因拷贝数或HER2/CEP17比值时，未发现与HER2E分子亚型相关。此外，当HER2基因扩增水平较高（≥9.0拷贝数）的IHC2+与IHC3+肿瘤比较时，HER2-E分子亚型以及HR-与IHC3+的肿瘤类型仍存在显著相关性(P=0.01、ER：P=0.03、PR：P=0.008)。
2.HER2阳性不同IHC亚型对新辅助治疗的反应差异
总体而言，整个乳腺癌新辅助治疗队列中pCR为26%，HER2阳性为36%。基于不同HER2阳性状态进行分层时，IHC3+肿瘤的pCR显著高于IHC2+/ISH+的肿瘤（57%vs22%，P<0.001）。在HER2阳性肿瘤队列中，HER2基因拷贝数水平低（<9.0）和高（≥9.0）的乳腺癌患者的pCR率没有显著差异（P=0.13）；HER2/CEP17比值≥2.0与<4.0或≥4.0的患者间pCR率也没有差异。此外，HER2IHC2+和基因扩增水平高的患者相比HER2IHC3+（无论其基因扩增水平如何）的pCR率更低（17%vs57%，P=0.001）。考虑到整个HER2表达谱系，pCR与HER2/CEP17比值之间存在显著正相关（P=0.0.03），但在IHC2+/ISH+患者中并未观察到这种相关性（P=0.5）。
本研究显示的平均pCR率为46%（与既往发表的研究一致），其中IHC3+和IHC2+/ISH+的平均pCR率分别为56%和23%。HER2阳性患者中，ER阳性与pCR率较低显著相关（pCR率为33%，无反应率为67%）；在IHC3+的乳腺癌患者中，ER状态与pCR率之间无显著相关性，而在IHC2+/ISH+的患者中，ER阴性与pCR率增加显著相关（P < 0.001）。在IHC2+/ISH+肿瘤中，接受新辅助化疗的pCR率为13%，而IHC3+的患者pCR率为39%。在接受抗HER2治疗后，IHC3+患者的pCR率增加至57%，而IHC2 + /扩增患者仅为21%。
多因素逻辑回归模型显示，IHC3+是pCR的独立预测因子，超过HER2基因扩增水平（OR18.00，P = 0.004）。此外，组织学分级为3级（OR3.12，P = 0.001）和ER阳性（OR0.35，P = 0.001）也是pCR的独立预测因子（图2）。
3.不同HER2阳性组的生存结局
在未接受治疗（未接受抗HER2治疗）患者中，IHC3+组的中位BCSS明显短于IHC2+/ISH+组（84个月vs119个月，P=0.01）。在抗HER2治疗后，IHC3+组的中位BCSS增加到110个月，接近IHC2+/ISH+组（P=0.23）。在IHC3+的乳腺癌患者中，抗HER2辅助治疗联合化疗显著提高10年无疾病生存率（BCSS：P<0.001；DMFS：P=0.006）。然而，在HER2IHC2+/ISH+肿瘤中，未观察到显著差异（BCSS：P=0.08；DMFS：P=0.14）（图3-4）。
根据ER表达水平进行分层时，IHC2+/ISH+且ER阴性患者接受抗HER2辅助治疗联合化疗的预后有所改善（BCSS：P=0.02）。但在IHC2+/ISH+且ER阳性患者中未观察到类似的结果（BCSS：P=0.47）（图4）。与此相反，IHC3+的患者中，无论ER表达水平如何，均观察到抗HER2治疗与生存期改善的相关性（BCSS：ER阴性：P<0.001，ER阳性：P=0.005）（图3）。
4.HER2阳性IHC亚型的分子特征及其对治疗反应的影响
通过生物信息学分析确定在HER2两个IHC亚型（IHC3+和IHC2+/ISH+）以及IHC2+/ISH-肿瘤中驱动HER2信号通路和对曲妥珠单抗治疗反应的基因。与IHC2+/ISH+肿瘤相比，HER2信号通路基因在IHC3+肿瘤中显著富集（图5），但这些基因的表达差异在两个IHC亚型之间并不显著。
a：从GEO数据集中提取原始数据，进行生物信息学分析以确定负责HER2致癌通路和对治疗发生反应的基因。b：与HER2IHC2+肿瘤相比，IHC3+肿瘤的HER2信号通路基因显著富集，与扩增状态无关。c、d：无监督聚类分析和热图展示了HER2阳性亚型中HER2致癌通路基因的表达情况。
在IHC3+和IHC2+/ISH+组间对曲妥珠单抗治疗耐药基因进行差异分析，发现了82个基因；其中，50个基因在IHC2+/ISH+组中显著上调。通过在线数据库检测这些基因的预测效度，发现12个基因与HER2阳性乳腺癌抗HER2治疗无病理反应显著相关。与IHC3+相比，ER信号通路基因在IHC2+/扩增组中显著富集（P=0.008，图6）。
a：热图显示了HER2IHC3+和IHC2+/扩增亚型中ER信号通路基因的无监督聚类和分布，其中在IHC2+/扩增亚型中显著表达（P=0.008）。b：主成分分析（PCA）显示大多数ER阳性肿瘤属于HER22+/扩增亚型。c：可视化图表明了ER阳性在HER2阳性IHC分类中的重要性。HER2IHC3+主要依赖于HER2致癌信号通路，因此抗HER2治疗的有效性取决于阻断该通路（如图左侧所示）。相反，在HER2IHC2+扩增肿瘤中（如图右侧所示），ER信号通路仍然活跃，癌细胞逃避了抗HER2干预的抑制作用，维持其增殖
讨论与思考
HER2阳性乳腺癌患者对HER2靶向治疗的应答，无论是考虑蛋白表达还是基因扩增水平，仍有待确认哪个是关键驱动因素。大多数抗HER2靶向治疗是直接与HER2蛋白产生作用，且在IHC0或1+以及ISH阴性的乳腺癌患者中未观察到明显的治疗应答，而IHC结果和HER2基因拷贝数之间存在高度一致性[3]。HER2IHC3+与HER2基因高水平扩增之间存在高度相关性，这可能解释为什么大多数高扩增水平的病例对HER2靶向治疗反应良好。主要分歧发生在HER2IHC2+肿瘤中，这些肿瘤通常表现为基因扩增水平接近临界值。基于IHC与ISH状态的相关性以及这些IHC亚型的分子特征尚未明确，本研究旨在阐明这些亚型中抗HER2治疗反应以及相关的临床生物学特征和分子机制。
在新辅助治疗中，本研究显示，HER2阳性乳腺癌患者使用抗HER2治疗联合化疗的总pCR率为36%。然而，根据IHC进行分层时，IHC3+患者的pCR率显著高于IHC2+/扩增的患者。当比较所有HER2IHC亚型时，高HER2基因扩增状态与高pCR显著相关。然而，当考虑HER2IHC亚组时，HER2基因扩增水平和pCR率的相关性消失。在本研究中，HER2蛋白过表达（IHC3+）是pCR的独立预测因子，而不同蛋白表达水平的HER2基因扩增则不是。这些结果表明，HER2蛋白过表达是抗HER2治疗反应的一个强有力的预测因子。其他研究也表明，相比HER2蛋白过表达患者，HER2非过表达但HER2基因扩增的患者pCR率更低（17%vs66%）[4,5]。
HER2蛋白过表达与抗HER2治疗反应之间的强相关性可能反映了HER2信号通路是由HER2蛋白过表达驱动，而不仅仅是由HER2基因扩增导致。因此，HER2蛋白表达处于临界水平的患者对针对HER2信号通路的治疗反应相对更有限，这些患者接受化疗联合抗HER2治疗的临床反应与HER2IHC2+/ISH-的患者仅接受化疗相比无显著差异。在III期CLEOPATRA研究中，HER2IHC3+与生存率提高相关[6]。这与本研究一致，与HER2IHC2+/ISH+乳腺癌患者相比，HER2IHC3+的患者在延长BCSS和DMFS方面更受益于抗HER2治疗。
与传统抗HER2治疗药物不同，HER2靶向ADC药物通过与肿瘤表面表达HER2的靶抗原结合，将细胞毒药物递送至表达HER2的肿瘤细胞中，抗肿瘤作用并不完全依赖于对HER2信号通路的阻断。III期KATHERINE研究显示，具有HER2表达异质性的患者（主要在HER2IHC2+中明显）在T-DM1组中的IDFS率与均一表达的患者（主要在HER2IHC3+中）相比非常接近（分别为89%和88%），而在曲妥珠单抗组中HER2表达异质性的肿瘤则获益较少[7]。但T-DM1的连接子不可裂解，不能对周围的HER2阴性细胞发挥抗肿瘤作用。而新一代ADC药物T-DXd等部分解决了这一问题，不仅在HER2阳性乳腺癌中展现强效抗肿瘤作用，而且在HER2低表达（IHC1+、IHC2+/ISH-）乳腺癌中也取得良好疗效，且这两种IHC亚型的结局相似[8,9]。
基于这些证据和本研究的结果，支持在治疗决策中考虑HER2IHC亚型对抗HER2治疗的反应差异，并且可在IHC2+/ISH+乳腺癌患者中开展进一步研究探索HER2靶向ADC药物相比曲妥珠单抗或其他HER2靶向药物的差异。
参考文献：
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