預測HER2陽性乳腺癌靶向治療反應性的分子生物標誌物

作者：鄧永春1，江一舟2，邵志敏2

單位：1.重慶大學附屬腫瘤醫院；2.復旦大學附屬腫瘤醫院

乳腺癌是我國女性發病率第1位的惡性腫瘤，2015年我國乳腺癌新發病例及死亡病例分別為26.8萬例和6.9萬例。

特別是針對城市地區女性，乳腺癌所致的疾病負擔日趨加重。

HER2陽性乳腺癌是乳腺癌的一個特殊亞型，約占侵襲性乳腺癌的20%～30%，具有浸潤性強、進展快速、復發風險高和預後差等臨床特點。

早在1987年，Slamon等發現，HER2蛋白質過表達和（或）基因擴增患者的無瘤生存率遠低於HER2表達正常的患者。

隨著各種測序技術的成熟，以及對人類基因組和乳腺癌基因組研究的不斷深入，人們發現一些關鍵性基因的功能異常在乳腺癌的發生和發展過程中扮演重要角色。

而這些由異常功能基因編碼的特殊產物也為靶向乳腺癌細胞的精準治療帶來契機，使傳統的基於臨床病理的治療模式向基於分子病理的個性化精準治療模式轉變。

以HER2陽性乳腺癌為例，靶向藥物曲妥珠單抗的應用極大改善這部分患者的整體預後。

但大量研究表明，在分子水平乳腺癌具有高度的異質性，不同的患者使用相同的靶向藥物臨床獲益不同。

面對高昂的治療費用、多樣的靶向藥物及藥物不良反應，臨床實際應用靶向治療中，如何做到最優選擇、最優搭配，成為當下的研究熱點。

本文旨在綜述各種參與HER2陽性乳腺癌發生和發展的主要分子通路、靶向抑制這些通路的主要靶向藥物以及各種分子生物指標對靶向治療反應性的預測作用，為臨床實際應用提供參考。

1.HER/ErbB信號通路

在HER/ErbB家族信號通路中，HER1/ErbB-1、HER2/ErbB-2、HER3/ErbB-3和HER4/ErbB-4均包含1個細胞外結構域、1個跨膜結構域和細胞內的酪氨酸激酶活性結構域。

一系列與表皮細胞生長因子（EGF）相關的配體均能與ErbB家族蛋白胞外部分結合，導致ErbB分子形成二聚體或與HER2分子形成異二聚體，從而啟動下游複雜的分子信號轉導事件。

主要涉及的信號轉導通路是磷脂醯肌醇激酶3（PI3K）蛋白激酶（Akt）、哺乳動物雷帕黴素靶蛋白（mTOR）和大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Ras）小鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Raf）絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）細胞外調節蛋白激酶（ERK）激酶（MEK）MAPK通路。

信號最終被傳遞至細胞核內，激活轉錄因子啟動相應的基因轉錄，最終調控細胞增殖、分化、遷移、抗凋亡和促進血管生成等過程（圖1）。

近年來研究發現，HER2在整個HER/ErbB家族受體的活化中處於核心位置。

當其蛋白過表達或基因擴增時，均能激活其下游的細胞信號通路，因此靶向治療藥物多以HER2為作用靶點，常用的有曲妥珠單抗、帕妥珠單抗、拉帕替尼、T-DM1等。

2.預測抗HER2靶向治療療效的生物標誌物

2.1 HER2蛋白高表達和（或）基因擴增

大量針對HER2蛋白高表達和（或）基因擴增乳腺癌患者臨床使用抗HER2靶向藥物治療的研究表明，乳腺癌細胞HER2蛋白高表達和（或）基因擴增是靶向治療反應性的有效預測指標。

這就使得對乳腺癌細胞HER2蛋白表達和（或）基因擴增狀態的準確評估顯得至關重要。

2013年，美國臨床腫瘤學會（ASCO）和美國病理醫師學院（CAP）結合以往的研究數據，公布最新的HER2檢測指南，指南推薦使用免疫組織化學法（IHC）檢測HER2蛋白的表達水平。

使用螢光原位雜交（FISH）技術檢測HER2基因擴增水平。

IHC檢測中，+++定義為HER2陽性，0和+為HER2陰性。

IHC++為HER2不確定病例，需進一步行基因檢測或選取不同的組織塊重新檢測或送至條件更好的實驗室進行複測。

FISH檢測中，使用同時含有HER2基因和該基因所在的第17號染色體著絲粒（CEP17）序列的探針檢測，結果HER2/CEP17比值≥2.0時，定義為HER2陽性；HER2/CEP17比值＜2.0，但平均HER2拷貝數/細胞≥6.0時也為HER2陽性。

其中擴增細胞應均質、連續，且占浸潤癌的＞10%。

同時指南中也指出，對於HER2/CEP17比值≥2.0，但平均HER2拷貝數/細胞＜4.0的病例是否應該視為FISH陽性目前尚存在一定爭議。

　　2.2　靶向藥物與HER2分子結合能力改變

曲妥珠單抗發揮抗HER2作用的根本機制是其能夠正確與腫瘤細胞膜表面的HER2分子相結合。

曲妥珠單抗與HER2的結合表位可被腫瘤細胞高表達的黏蛋白4（MUC4）或透明質酸掩蔽，從而抑制曲妥珠單抗與HER2相結合。

另一方面，MUC4與HER2分子形成的複合物可使HER2分子胞內酪氨酸激酶磷酸化，而啟動下游信號通路，最終導致曲妥珠單抗耐藥。

HER2分子可被基質金屬蛋白酶水解為胞外段（ECD）及與膜相連的羧基末端片段（CTF），因與膜錨定的羧基末端片段分子量約為95kD，故也稱為p95HER2。

HER2陽性乳腺癌中，有約30%高表達p95HER2，此部分患者預後較HER2正常表達者更差。

高表達p95HER2的腫瘤細胞，因為沒有與曲妥珠單抗或帕妥珠單抗結合的HER2胞外結構域，從而導致靶向治療效果不良。

針對CLEOPATRA臨床試驗的亞組分析發現，接受曲妥珠單抗與帕妥珠單抗聯用的雙重阻斷HER2方案後，外周血清ECD水平較低患者的臨床預後優於外周血ECD水平較高患者。

　2.3下游信號通路（PI3K/Akt/mTOR）異常活化

研究者針對拉帕替尼耐藥的研究中發現，同源性磷酸酶-張力蛋白（PTEN）的缺失或PIK3CA激活突變（E545K、H1047R）與拉帕替尼的耐藥相關。

Baselga等針對CLEOPATRA臨床試驗的亞組分析和EMILIA臨床試驗的亞組分析發現：（1）接受拉帕替尼治療的患者中，腫瘤攜帶有PIK3CA突變或PTEN蛋白表達下降或缺失者無進展生存及總生存均縮短，但接受T-DM1治療的患者中未發現此現象；（2）腫瘤中HER2mRNA高表達者對拉帕替尼及T-DM1敏感性增加；（3）腫瘤中低表達EGFR或低表達HER3mRNA者接受T-DM1治療後可獲得更長的無進展生存及總生存。

新近的一項針對BOLERO1和BOLERO3臨床試驗的探索性綜合分析結果顯示，HER2陽性的晚期乳腺癌患者中，具有PIK3CA突變、PTEN缺失或其他活化PI3K途徑（AKT1突變）者，在曲妥珠單抗加用紫杉醇或長春瑞濱的治療基礎上，聯用依維莫司，患者的無進展生存可延長。

相對應的，在野生型PIK3CA、正常PTEN或正常PI3K活化途徑的患者中沒有觀察到依維莫司的治療獲益。

2.4周期蛋白E基因擴增

Scaltriti等對34例HER2陽性乳腺癌患者進行全基因組測序發現，曲妥珠耐藥細胞中周期蛋白E基因擴增。

相較於周期蛋白E基因非擴增者，基因擴增患者使用曲妥珠單抗獲益率更低（33.3%比87.5%，P＜0.02），無進展生存更短（6個月比14個月，P＜0.02）。

進一步的體外研究顯示，周期蛋白E基因過表達導致CDK2活化而啟動細胞增殖，最終導致曲妥珠單抗耐藥。

通過敲除周期蛋白E基因或應用CDK2抑制劑可抑制耐藥細胞異種移植腫瘤的生長。

2.5　HER2基因突變

靶向藥物的廣泛使用及基因測序技術的發展顯示，一部分HER2基因非擴增或蛋白低表達的患者HER2基因往往攜帶頻率較低（約為2%）的突變。

此種情況在乳腺癌復發轉移患者中尤為明顯。

且特殊位點的HER2基因突變與乳腺癌的發生、發展及抗HER2靶向治療耐藥有重要關聯。

體外實驗證實，HER2基因在D880N和E837Y的突變與曲妥珠單克隆抗體耐藥相關。

L755S及T798M位點的突變與拉帕替尼的耐藥相關，但L755S突變者對酪氨酸激酶不可逆抑制劑奈拉替尼（來那替尼）敏感。

奈拉替尼是針對HER1、HER2及HER4的不可逆小分子酪氨酸激酶抑制劑，對曲妥珠單抗耐藥的乳腺癌仍有較好的治療效果。

奈拉替尼應用於HER2突變型的轉移性乳腺癌已初顯成果，NCT016708772期臨床研究結果顯示，對於HER2陰性，經循環腫瘤細胞DNA檢測攜帶有HER2基因突變的患者使用奈拉替尼，客觀緩解率（ORR）可達到31%。

提示對於HER2基因不擴增但攜帶HER2突變的乳腺癌患者，使用不可逆酪氨酸酶抑制劑可獲得一定的臨床獲益。

綜合現有的各種研究結果，除HER2蛋白高表達和（或）基因擴增外，仍無明確的可預測靶向治療反應性的分子生物標誌物。

p95HER2上調、血清ECD增多、PIK3CA突變、PTEN缺失、周期蛋白E基因擴增以及特殊位點的HER2基因突變等可用於常規靶向藥物治療發生耐藥後患者選擇其他藥物時的參考。

微小RNA（miRNA）是內源性的非編碼RNA分子。

研究顯示，在腫瘤組織或血漿中異常表達的miRNA也可用作靶向藥物治療反應性的預測生物標誌物，血漿中miR-210的水平升高與曲妥珠單抗耐藥相關。

然而miRNA作為預測性生物標誌物引入臨床實踐，尚需進一步的標準化策略優化。

在個性化醫學時代，未來的研究應該分為2個平行的方向：（1）隨著對癌症信號轉導途徑研究的逐漸深入，可利用的抗腫瘤藥物分子靶標逐漸增多，可提高治療反應和改善藥物耐受；（2）需要更多的轉化研究來發現可以精確預測藥物反應性的生物標誌物，為患者提供最優的靶向藥物方案選擇，以達到個體化精準醫療的目的。

節選自：實用腫瘤雜誌. 2017;32(6):499-502.