HER2基因突變在乳腺癌中的研究現狀

作者：趙瑋 邊莉 江澤飛

單位：軍事醫學科學院附屬醫院

江澤飛教授，軍事醫學科學院附屬醫院（中國人民解放軍第307醫院）乳腺腫瘤內科主任

HER2屬於ErbB家族，在許多正常和異常表皮細胞的生長、分化和轉移過程中起著重要的調控作用，許多腫瘤的發生、發展和病情輕重與其活性大小密切相關。

隨著靶向藥物的廣泛使用及精準醫學測序技術的發展，原來被廣泛認為極其穩定的HER2這一「看門基因」也會發生頻率較低的突變現象，而這一突變現象可能會對疾病的發生、發展產生影響，並可能產生新的治療機會。

筆者將從HER2基因突變在乳腺癌中的研究現狀進行綜述。

HER2基因突變概況

1.HER2的基本結構和功能

HER2基因是原癌基因，位於人類第17號染色體長臂（17q21-q22），又稱ErbB2，屬於ERB家族中的一員，其他成員還包括ErbB1（EGFR）、ErbB3（HER3）和ErbB4（HER4），這個家族在許多正常和異常表皮細胞的生長、分化和轉移過程中起著重要的調控作用，許多腫瘤的發生、發展和病情輕重與其活性大小密切相關。

而HER2受體由胞外配體結合域（ECD）、親脂的跨膜域（TMD）和帶有調節羧基末端片段的胞內域（ICD）構成。

HER2至今仍未發現高親和力配體，必須與家族其他成員組成同源或異源二聚體，受體二聚化後構象發生改變，並與ATP結合激活胞內的酪氨酸激酶活性，為多種下游分子提供停泊位點，從而啟動下游信號傳導通路，繼而傳導入細胞核，激活核內一系列轉錄因子，在轉錄水平調控、合成供細胞生長、增殖、分化所需蛋白質。

2.HER2基因突變檢測方法

準確檢測HER2基因突變是了解HER2突變的基礎，臨床上可從組織、體液的臨床樣本中檢測，但目前關於HER2突變檢測方法的文獻較少。

目前主要檢測技術及在其他基因中的應用情況如下：（1）DNA測序法是檢測EGFR基因突變標準可靠的、應用最多的方法，但操作過程步驟繁瑣、時間較長，且對操作技術的要求較高，重要的是由於其方法本身的靈敏度低，僅能檢測含量大於30%的突變基因。

（2）聚合酶鏈式反應-單鏈構象多態性分析（PCR-SSCP）是一種比較經典的基因突變檢測的方法，可以對未知的突變進行檢測。

與測序法相比，PCR-SSCP靈敏性更高，操作簡單，無需特殊儀器，還可以對未知的突變進行檢測，但也有其局限性，如電泳時間較長，操作步驟比較繁瑣，只能進行定性分析，且需要平行的標準對照，受實驗條件影響較大，容易出現假陰性。

（3）探針擴增阻滯突變系統（ARMS），又名等位基因特異PCR，是將ARMS和Scorpions技術相結合的一種新技術。

這種方法較為靈敏，特異性好，可靠性強。

（4）微數字PCR是一種改變生物醫學面貌的新技術，在基因晶片技術基礎上發展出來，敏感度和準確度更高，大大減少了人工操作。

由於晶片在PCR之前密封，有效避免了交叉污染，操作時間短，無需採用標準進行校準。

雖然微數字PCR具有無可比擬的優越性，但基因晶片技術發展還不成熟，應用於臨床檢測基因突變還需要更多的努力。

相對於DNA測序，其他方法儘管敏感度或特異度有所提高，但其本身固有的缺陷很大程度上限制了應用，所以臨床中上可能需兩種或多種檢測方法聯合應用以提高基因突變的檢出率及準確性，另外亟待更為簡便、快速、準確、經濟的HER2基因突變檢測方法出現，從而為腫瘤患者的個體化治療服務。

HER2基因突變在乳腺癌中的研究現狀

乳腺癌是目前危害女性健康最常見的腫瘤，HER2陽性與腫瘤的高侵襲性、高復發風險、快速進展、及不良預後相關。

而抗HER2靶向藥物如曲妥珠單克隆抗體（單抗）、拉帕替尼等具有顯著療效並提高了患者生存率。

但抗HER2靶向藥物的耐藥極大限制了本類藥物的療效，隨著對HER2突變的認識逐漸深入，普遍認為HER2突變在乳腺癌發病、發展及抗HER2靶向耐藥中起著重要作用。

1.乳腺癌患者HER2突變率及突變位點

HER2突變率在原髮乳腺癌組織中較低，為2.0%。

Bose等對1499例HER2陰性乳腺癌患者用二代測序方法檢測HER2體細胞突變率為1.67%（25例），共檢出16種HER2突變，其中11種位於激酶域，並驗證6種突變為激活突變，與乳腺癌的發生髮展密切相關。

這提示HER2突變是導致乳腺癌的一個重要因素，可能作為乳腺癌治療的藥物靶點。

此後，Endo等使用Sanger法檢測了135例HER2陽性乳腺癌患者HER2基因突變率為1.48%（2例）。

對於經多周期治療的乳腺癌患者的轉移組織的HER2基因突變率情況因報導較少，但就為數不多的文獻報導來看，轉移組織的HER2基因突變率較原發組織高。

Fang等對198例經過多周期治療患者的轉移性乳腺癌（MBC）組織的HER2基因全長進行基因測序，其HER2突變率為11.5%（23例），且應用曲妥珠單抗治療後的患者突變率更高為17.7%。

此外，Park等也對36例經多周期、多種藥物治療後的難治性MBC組織用二代測序法檢測HER2突變率為16.7%，值得注意的是6例HER2突變的患者中，5例為HER2陽性，曾接受抗HER2藥物（曲妥珠單抗、拉帕替尼）治療後耐藥的患者。

轉移組織與原發組織HER2突變率有差異的原因可能有：患者種族差異、檢測方法不同及MBC患者經多種治療後誘導HER2突變等。

此外，Ross等報導含有CDH1突變的浸潤性小葉癌的HER2突變率更高達18%（4/22），無CDH1突變的HER2突變率為2%（5/286），差異有統計學意義（P=0.0006）。

所以在不同乳腺癌篩選人群中HER2突變率有所差異（表1），當然目前的研究仍較少，尚需更多的樣本量來驗證。

表1 乳腺癌患者HER2突變情況

對於乳腺癌患者HER2突變的位點，研究提示HER2突變大部分位於酪氨酸激酶域或胞外域，酪氨酸激酶域的突變多為插入突變或錯義突變，胞外域的突變多為錯義突變及跨膜域的突變為截斷突變，見圖1。

註：圖中標註的是基因位點

圖1 HER2基因突變示意圖

HER2激酶域的突變大部分位於其第19～21外顯子，並且由18～23外顯子的鹼基序列編碼。

Bose等檢測出HER2體細胞突變大部分（68%）位於激酶域，與乳腺癌的發生、發展密切相關。

Lee等檢測了378例包括乳腺癌、胃癌及結直腸癌的HER2突變情況，共檢出16種激酶區突變。

值得提出的是，這一區域的HER2突變除了上文提到的激活突變，還包括許多與抗HER2靶向治療耐藥的突變，比如位於第755或798密碼子的突變。

除了酪氨酸激酶域的突變，對胞外域的HER2突變情況也在乳腺癌中進行了大量研究，如其中位於第8外顯子的S310F/Y、G309A/E、S335C的突變具有致癌性，並且S310F/Y通過上調羧基末端磷酸化，而G309E和S335C這兩種突變通過形成分子間的二硫鍵來介導共價二聚體來發揮作用。

另外，對於跨膜域的655位A→G突變導致的I655V突變研究相對較為廣泛，Xie等分別對339例乳腺癌及361例健康者共700名中國漢族人進行了研究，結果提示HER2基因I655V的多態性與乳腺癌特別是年輕乳腺癌的發生密切相關。

也有Meta分析研究這一突變在不同人群中與乳腺癌的發病關係，提示亞洲及非洲人群中I655V的突變可能與乳腺癌發病有關，但在歐洲人群中未見到明顯相關性。

2、乳腺癌HER2基因突變與抗HER2靶向藥物敏感性

HER2陽性晚期乳腺癌患者臨床預後差，死亡及復發風險均較HER2陰性乳腺癌患者更高。

而抗HER2靶向藥物應用於臨床後，改善患者預後，使HER2陽性乳腺癌生存期不斷延長，目前批准用於HER2陽性乳腺癌的抗HER2靶向藥物有4種，分別為曲妥珠單抗、帕妥珠單抗、T-DM1及拉帕替尼。

但這些藥物的耐藥極大限制了本類藥物的療效，除了既往文獻提出的經典的耐藥機制外，HER2基因的內在改變可能也是一個重要的耐藥機制。

3、HER2基因突變與曲妥珠單抗耐藥

曲妥珠單抗是用於HER2陽性乳腺癌的抗HER2靶向藥物，其針對性的結合在HER2蛋白細胞膜外的第4個功能域，在臨床中的應用極大改善了HER2陽性乳腺癌生存，但仍有一部分患者初始治療無效或初始治療有效的患者也在應用一段時間後出現疾病進展，即曲妥珠單抗的耐藥。

Prempree等就曾對乳腺癌HER2突變與曲妥珠耐藥的關係進行過報導，該研究中對14位HER2陽性MBC患者的轉移病灶進行基因測序並未發現HER2基因突變，其中3位初始對曲妥珠單抗治療反應良好的MBC患者，治療1年後出現曲妥珠單抗耐藥，於是對這3位患者的新發轉移病灶再次活組織檢查，檢測出D880N和E837Y的HER2基因突變，提示乳腺癌HER2突變可能是導致曲妥珠單抗原發或繼發耐藥的一個原因。

另外，Park等對36例難治性乳腺癌進行基因測序提示6例患者為HER2基因突變，4例為HER2陽性患者輔助治療中應用曲妥珠單抗，其DFS均為1年左右，即這4例患者均在1年左右對曲妥珠單抗產生耐藥，揭示HER2基因突變可能介導曲妥珠單抗的耐藥。

4、HER2基因突變與拉帕替尼耐藥

拉帕替尼是HER1及HER2雙靶點的小分子酪氨酸激酶抑制劑，NCCN指南推薦對於一線曲妥珠單抗失敗的轉移性乳腺癌的二線治療，首選曲妥珠單抗-安坦辛（T-DM1），還可選擇曲妥珠單抗聯合卡培他濱、拉帕替尼聯合卡培他濱或拉帕替尼聯合曲妥珠單抗雙靶向治療。

目前T-DM1未在中國上市，拉帕替尼在二線抗HER2治療中有著重要地位，而拉帕替尼應用中同樣也會產生耐藥問題，HER2內在基因突變也是導致拉帕替尼耐藥的一個重要原因，體外實驗證實HER2基因在L755S及T798M的突變可導致拉帕替尼耐藥。

Park等入組36例難治性乳腺癌，其中4例患者為一線或二線應用拉帕替尼治療約4個月出現進展，進行HER2基因檢測，均可檢測到HER2基因突變，提示HER2基因突變可能介導拉帕替尼耐藥。

5、HER2基因突變與T-DM1及帕妥珠單抗耐藥

T-DM1是將化療藥物美坦辛（美登素）衍生物（DM1）通過硫醚鍵共價結合到單抗上，目前已批准用於HER2陽性晚期轉移性乳腺癌中，是國際上曲妥珠單抗治療失敗後的二線首選治療方案。

帕妥珠單抗進一步延長了HER2陽性乳腺癌患者的生存期，NCCN指南推薦帕妥珠單抗加曲妥珠單抗聯合紫杉類藥物是一線首選方案。

目前研究也提示HER2突變是T-DM1耐藥的一個原因，因應用時間較短，帕妥珠單抗與HER2基因突變的關係尚未見報導。

6、新型抗HER2的酪氨酸激酶抑制劑

目前對於有HER2突變患者的治療策略，研究較少。

奈拉替尼（來那替尼）是針對HER1、HER2及HER4的不可逆性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作用。

體外實驗證實HER2基因突變種類為L755S的突變可導致拉帕替尼耐藥，但對奈拉替尼敏感。

另外，2期臨床研究（NCT01670877）結果顯示有HER2基因突變的HER2陰性患者，應用奈拉替尼的臨床獲益率（CBR）為36%，提示HER2不擴增但存在HER2突變的乳腺癌患者可能對抗HER2靶向藥物（尤其是不可逆性抑制劑）敏感。

結語

目前HER2基因檢測多基於組織，但臨床工作中腫瘤組織特別是轉移組織的獲取較為困難。

腫瘤的分化增殖是一個動態過程，腫瘤標誌物可能會隨疾病進展或治療發生改變。

HER2突變率在腫瘤轉移組織中可能較原發組織高，對腫瘤標誌物的監測在腫瘤個體化治療中意義重大，而新興的「液體活組織檢查」如腫瘤循環細胞單細胞測序、循環腫瘤DNA測序因其非侵襲性、簡單易行，未來非常有潛力替代腫瘤組織檢測並監測HER2基因突變。

但目前外周血和腫瘤組織中驅動基因突變的一致性仍然存在很大爭議，仍需大量研究來驗證。

總之，HER2是眾多酪氨酸激酶的一個代表，現有研究提示HER2基因突變在乳腺癌等惡性腫瘤的發生髮展中可能具有重要意義。

HER2在不同腫瘤中的研究可窺得當前腫瘤發生、發展機制研究的概貌，也是目前精準醫療的一個體現，目的是實現同一種藥物應對不同腫瘤，為患者實現個體化的治療策略。

HER2基因是否能夠成為治療靶標並不十分明確，尚需繼續進行深入研究。