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随着新一代ADC药物的问世，HER2低表达已逐渐成为备受临床重点关注的乳腺癌新分型。并且研究者发现HER2低表达乳腺癌具有与HER2 0不同的临床病理特征，但其遗传特征的差异目前仍不清楚。2022年4月29日，广东省人民医院廖宁教授团队的一篇研究在线发表于BMC Medicine，对HER2高表达、低表达、不表达乳腺癌的临床和基因特征进行了比较，结果证明了HER2低表达乳腺肿瘤独特的临床和分子特征以及临床结局。该研究为更好地了解HER2低表达乳腺癌新分型，促进乳腺癌个体化、精准化治疗步伐的迈进增添了强有力的循证支持。
HER2低表达作为可能的乳腺癌新分型，
需要对其临床和分子特征有全面的了解
大约15%-40%的乳腺癌存在HER2过表达，HER2遗传学改变会导致HER2过表达，与乳腺癌不良预后相关。既往包括曲妥珠单抗、T-DM1和酪氨酸激酶抑制剂（TKI）在内的抗HER2治疗药物大幅改善了HER2阳性乳腺癌患者的临床结局。
目前，临床上仍通过免疫组织化学（IHC）评估HER2蛋白过表达和通过荧光原位杂交（FISH）评估HER2基因扩增的标准方法测定HER2状态，并且判读方法是基于美国临床肿瘤学会（ASCO）和美国病理学家学会（CAP）指南推荐的标准。该标准的最新更新（2018年）将IHC和FISH标准细化为HER2阳性或HER2阴性的二分法系统。然而，将HER2表达中间状态的乳腺肿瘤归类为HER2阴性的临床意义仍不清楚。尽管一些研究证实HER2不明确和HER2阴性/0乳腺肿瘤之间的临床特征和生存结局相似，但其他研究却显示HER2低表达和HER2 0乳腺肿瘤之间的临床、分子特征以及生存结局不同。
不仅如此，目前已经开发了一些新型抗HER2治疗药物，包括奈拉替尼、新一代ADC药物等，可使HER2低表达转移性乳腺癌患者获得约40%的客观缓解率（ORR）。其他靶向HER2蛋白的新型治疗方法包括HER2疫苗和双特异性抗体等也在HER2低表达治疗领域展开了探索。基于此，不仅需要将HER2低表达作为一个单独的实体，并且还强调需要新的方法来全面评价HER2表达及其改变状态，以确定可能从这些新型靶向治疗中获益的患者。因此，阐明HER2 0、HER2低表达或HER2阳性状态乳腺肿瘤的潜在遗传背景，对于更好地了解其独特特征至关重要。
研究方法
该研究招募在广东省人民医院（GDPH）诊断为乳腺癌的女性患者进行基因组研究，患者自愿提交样本进行下一代测序（NGS），通过回顾性分析523例中国乳腺癌女性患者的分子、临床和生存数据，研究HER2 0（IHC 0）、HER2低表达（IHC 1+或IHC 2+/FISH阴性）和HER2阳性（IHC 3+或IHC 2+/FISH阳性）状态的乳腺肿瘤的基因组特征。采用基因大Panel对所有乳腺肿瘤组织进行靶向NGS，以全面阐明其体细胞基因突变状况。并根据HER2表达状态比较乳腺癌亚型、分子特征、病理学完全缓解（pCR）和无病生存期（DFS）数据等。
研究结果
▌ 各HER2亚组的临床病理学特征具有统计学差异
该研究纳入523例乳腺癌女性患者，中位年龄为48岁（范围25-85岁）。大多数队列由早期乳腺癌（72.3%，n=378）、无特殊类型浸润性癌（NST）（92.4%，n=483）和HR阳性乳腺癌（72.7%，n=380）患者组成。基于2018年ASCO/CAP指南，根据HER2状态对队列进一步分层。根据指南，共有321例患者为HER2阴性，包括90例（17.2%）IHC 0患者（定义为HER2 0），231例（44.2%）IHC 1+或IHC 2+且FISH阴性患者（定义为HER2低表达）。其余为202例（38.6%）IHC 3+或IHC 2+FISH阳性患者（定义为HER2阳性）（图1）。表1总结了各队列和患者亚组的临床病理学特征。根据HER2状态分层的患者具有相似的年龄、绝经状态和病理分期分布，但组织学类型、组织学分级、激素受体（HR）状态、Ki67表达水平和基于IHC的分子亚组状态具有统计学差异。
图1.研究设计
表1.各队列的基线临床病理特征
▌ HER2低表达乳腺癌具有独特的临床特征
HER2低表达亚组的临床特征与众不同：（1）HER2低表达亚组的组织学2级占比显著高于HER2 0（59.3%vs.34.4%，p＜0.001）和HER2阳性亚组（59.3%vs.39.6%，p＜0.001）（图2A）；（2）HER2低表达亚组的HR阳性患者明显多于HER2 0（87.4%vs.66.7%，p＜0.001）和HER2阳性亚组（87.4%vs.41.6%，p＜0.001）（图2B）；（3）HER2低表达亚组的Ki67表达水平显著低于HER2 0（p=0.014）和HER2阳性亚组（p＜0.001）（图2C）。HER2 0和HER2阳性亚组在组织学分级（p=0.086）、HR状态（p=0.196）和Ki67表达水平（p=0.28）方面无统计学差异。研究使用中位临界值30%将Ki67分层为低表达（＜30%）和高表达（≥30%）。在HR阴性肿瘤中，HER2 0亚组中Ki67高表达的比例显著高于HER2阳性亚组（99.3%vs.72.3%,p=0.021）。在HR阳性肿瘤中，HER2阳性亚组中Ki67高表达的比例显著高于HER2低表达（72.0%vs.38.1%，p＜0.001）和HER2 0亚组（72.0%vs.40.0%，p＜0.001）（图2D）。而且，在HER2低表达亚组中，HR阳性状态者Ki67低表达的比例显著高于HR阴性状态者（61.9%vs.25.0%，p＜0.001）（图2D）。
基于IHC的分子亚型分布，HER2低表达亚组主要由luminal B型肿瘤（58.9%）和luminal A型肿瘤（28.6%）以及12.5%的三阴性乳腺癌（TNBC）组成，这种分布与HER2 0（p＜0.001）和HER2阳性（p＜0.001）亚组具有显著差异（图2E）。与HER2 0亚组相比，HER2低表达亚组的luminal B型肿瘤比例显著较高（58.9%vs.38.9%，p=0.002），而TNBC肿瘤比例显著较低（12.5%vs.33.3%，p＜0.001）。需要注意的是，HER2低表达和HER2 0亚组的所有luminal B型肿瘤均为HER2阴性。这些发现表明HER2 0、HER2低表达和HER2阳性乳腺肿瘤的临床特征存在差异。
图2.各HER2亚组具有不同的临床特征，包括组织学分级（A）、HR状态（B）、Ki67表达水平（C/D）、基于IHC的分子亚型分布（E）
▌ 基因组层面，各HER2亚组中的体细胞基因突变状况和突变的信号通路存在差异
研究者使用含520个基因的大panel对乳腺肿瘤基因组进行靶向测序分析，并在不同HER2亚组比较了体细胞突变情况。除了HER2基因扩增，与HER2 0（图3A）和HER2低表达（图3B）乳腺肿瘤相比，HER2阳性乳腺肿瘤在包括CDK12（p＜0.001）、RARA（p＜0.001）和SPOP（p＜0.001）在内的基因中检测到更多的拷贝数扩增，并且TP53突变率显著更高（p＜0.001）。HER2低表达乳腺肿瘤PTEN（p＜0.001）、GATA 3（p＜0.001）、CBFB（p＜0.001）和AKT 1（p＜0.001）的突变频率显著高于HER2阳性乳腺肿瘤（图3B）。与HER2 0乳腺肿瘤相比，HER2低表达乳腺肿瘤CBFB（p＜0.05）、PIK3CA（p＜0.05）、MAP3K1（p＜0.05）和ARID1A（p＜0.05）的突变率也显著增高（图3C）。而且，HER2 0乳腺肿瘤TP53（p＜0.01）、TERT（p＜0.05）、GALNT12（p＜0.05）、CARD11（p＜0.05）和TRRAP（p＜0.05）的突变率相比HER2低表达乳腺肿瘤更高（图3C）。
在检测到的TP53突变中，所有HER2亚组中约80%的突变位点位于外显子5-8。总体而言，HER2 0、HER2低表达和HER2阳性乳腺肿瘤的TP53外显子5-8突变率分别为40.0%（36/90）、26.0%（60/231）和67.8%（137/202）。PIK3CA突变分布在功能域中，PIK3CA E545K（n=11）和H1047R/L（n=11）是HER2 0中最常见的PIK3CA突变。PIK3CA H1047R/L在HER2低表达（n=71）和HER2阳性（n=46）乳腺肿瘤中最常见。
研究还探索了各HER2亚组中通常会发生突变的基因和信号通路，并根据HR状态和基于IHC的分子亚型对其进行分析。各HER2亚组和HR状态中的两个常见突变基因是TP53和PIK3CA。HR阴性状态的HER2低表达和HER2 0肿瘤之间基因或信号通路的突变没有差异。与HR阳性状态的HER2低表达肿瘤相比，仅发现HER2 0中RICTOR的突变率显著更高（7%[4/60]vs.0%[0/220]，p=0.011）。尽管TP53突变率在HER2 0亚组中数值较高，但无论HR状态如何，HER2 0和HER2低表达乳腺肿瘤之间TP53突变率均无统计学差异（HR阳性：33.3%vs.26.2%，p=0.325；HR阴性：86.7%vs.72.4%，p=0.209）。HER2低表达亚组中PIK3CA突变率在数值上更高，但HR阴性（23.3%vs.37.9%，p=0.267）或HR阳性状态（43.3%vs.52.5%，p=0.241）的HER2低表达和HER2 0亚组之间未观察到统计学差异。然而，与HR阴性乳腺肿瘤相比，HR阳性状态的患者在HER2 0（33.3%[20/60]vs.86.7%[26/30]，p＜0.001）和HER2低表达（26.2%[53/202]vs.72.4%[21/29]，p＜0.001）中的TP53突变显著减少，但在HER2阳性乳腺肿瘤中并无显著差异（79.7%[94/118]vs.85.7%[72/84]，p=0.351）。
PIK3CA和TP53是基于IHC检测分子亚组中HER2低表达和HER2 0肿瘤中的两个常见突变基因。HER2 0乳腺肿瘤中TP53突变率在数值上较高，但HER2 0和HER2低表达乳腺肿瘤，包括在TNBC（86.7%vs.72.4%，p=0.209）、luminal A（16.0%vs.12.1%，p=0.730）和luminal B（45.7%vs.33.1%，p=0.172）中TP53突变率并没有统计学差异。基于IHC的分子亚组，对于HER2 0和HER2低表达肿瘤，TP53突变在TNBC中更常见，但在luminal A中相对不常见。PIK3CA突变率在HER2低表达乳腺肿瘤中数值较高，但在HER2低表达和HER2 0肿瘤，包括在TNBC（37.9%vs.23.3%，p=0.267）、luminal A（63.3%vs.56.0%，p=0.630）和luminal B（47.1%vs.34.3%，p=0.118）中并无统计学差异。PIK3CA突变在luminal A中更常见，在TNBC中最少见。HER2低表达和HER2 0亚组的TNBC肿瘤之间基因或信号通路的突变没有差异。这些亚组分析中缺乏显著的统计学差异可能是由于分层后每个亚组的样本量较小。在luminal A型肿瘤中，发现HER2 0乳腺肿瘤SF3B1的突变率显著高于HER2低表达亚组（12%[3/25]vs.0%[0/66]，p＜0.05）。在luminal B型肿瘤中，HER2 0乳腺肿瘤TERT（6%[2/35]vs.0%[0/136]，p＜0.05）、GALNT12（6%[2/35]vs.0%[0/136]，p＜0.05）和RICTOR（11%[3/35]vs.0%[0/136]，p＜0.05）的突变率显著高于HER2低表达亚组。
该研究进一步探索了各HER2亚组中通常发生突变的信号通路，除了ErbB/HER通路，与HER2 0（图3D）和HER2低表达（图3E）相比，HER2阳性乳腺肿瘤在参与受体酪氨酸激酶信号（p＜0.001）、同源重组（p＜0.001）、检查点因子（p＜0.01）以及p53信号和细胞周期（p＜0.01）的基因中有更高的突变率。相比之下，与HER2阳性（p＜0.001）（图3E）和HER2 0（p＜0.001）（图3F）相比，HER2低表达肿瘤参与PI3K-Akt信号通路的突变显著更多。HER2 0肿瘤在检查点因子（p＜0.01）、范可尼贫血（p＜0.05）、p53信号和细胞周期通路（p＜0.05）的突变明显多于HER2低表达乳腺肿瘤（图3F）。
图3.各HER2亚组突变的基因（A-C）和分子信号通路（D-F）不同
尽管各HER2亚组的突变检出率不同，但其肿瘤突变负荷（TMB）之间无统计学差异。HER2阳性的中位TMB为3.67（范围0-32.11，突变/Mb），HER2低表达的中位TMB为3.67（范围0-19.27，突变/Mb），HER2 0乳腺肿瘤的中位TMB为2.75（范围0-32.11，突变/Mb）。
上述数据表明HER2阳性、HER2低表达和HER2 0乳腺肿瘤的基因组特征存在显著差异。
▌ 各HER2亚组中HER家族突变情况也不同
研究还探索了ErbB/HER家族其他成员的突变频率，HER家族由4种受体酪氨酸激酶组成，包括表皮生长因子受体（EGFR或ERBB1）、ERBB2（或HER2）、ERBB3和ERBB4。HER2阳性乳腺肿瘤在HER家族中的基因突变率最高（11.9%），但与HER2低表达（8.7%）和HER2 0乳腺肿瘤（7.8%）的突变率无统计学差异。在2例HER2 0患者、4例HER2低表达患者和13例HER2阳性患者中检测到影响ERBB2基因的单核苷酸变化（SNV），如错义突变和剪接位点突变。2例IHC 3+患者同时检测到ERBB2扩增和ERBB2 P122A、D277E错义突变。EGFR突变在HER2阳性肿瘤中更为常见（4.9%）。
在4例（4.4%）HER2 0肿瘤患者中检测到ERBB3突变。HER2低表达（1.7%）和HER2阳性肿瘤（2.0%）各有4例患者检测到ERBB4突变。
▌ HER2低表达肿瘤的临床结局与HER2 0不同，表现为pCR率显著降低，但各随访时间点的DFS率较高
研究进一步分析了149例接受新辅助治疗并具有可评估病理反应数据的患者的治疗结果。HER2低表达亚组的pCR率显著低于HER2 0亚组（15.9%[10/63]vs.37.5%[9/24]，p=0.042）和HER2阳性亚组（15.9%[10/63]vs.51.6%[32/62]，p＜0.001）（图5A）。其中HER2低表达亚组中HR阳性（9.3%vs.20.0%,p=0.358）、HR阴性（55.6%vs.66.7%,p=1）、TNBC（55.6%vs.66.7%，p=1）和luminal B型（10.8%vs.25.0%，p=0.340）的pCR率在数值上均更低，但luminal A型肿瘤在数值上更高（5.9%vs.0.0%，p=1）。并且统计分析显示，HER2低表达和HER2 0亚组在HR状态和基于IHC的分子亚型之间无显著差异可能是由于一些亚组的样本量较低。
研究还分析了所有患者的DFS，不管pCR状态、HR状态和基于IHC的分子亚型如何，HER2低表达和HER2 0亚组的DFS相当（p=0.271）。但是应注意的是，DFS数据仅10.1%（53/523）的成熟度，结果可能不确定。因此，研究者进行了进一步分析，在不同HER2亚组中比较经历过疾病复发患者（n=53）的DFS。正如预期的那样，HER2 0（n=12；p=0.025）和HER2低表达（n=21；p=0.031）女性患者的DFS显著短于HER2阳性患者（n=20）；然而，HER2 0和HER2低表达亚组之间的DFS相当。但有趣的是，在各随访时间点，HER2低表达亚组复发/进展患者的比例显著低于HER2 0亚组（p=0.031；图5B）。
图5.HER2低表达乳腺肿瘤的临床结局与HER2 0乳腺肿瘤不同。HER2低表达亚组的pCR率较低（A）。在各随访时间点，HER2低表达亚组中复发/进展患者的比例较低。下表总结了各HER2亚组在每个时间点（以年为单位）的复发患者数/纳入患者总数。箱形图中的灰色连接线表示对应于左侧点图中数据点的每年随访数据（B）
总体而言，尽管DFS相当，但这些结果表明HER2低表达肿瘤的临床结局与HER2 0肿瘤不同，表现为pCR率显著降低，但各随访时间点的DFS率较高。
总结：
该研究结果表明与HER2 0和HER2阳性乳腺肿瘤相比，HER2低表达患者具有不同的临床和分子特征。其中从临床角度来看，HER2低表达患者HR阳性的可能性明显高于HER2 0患者，但Ki67表达水平以及新辅助化疗的pCR率明显低于HER2 0患者。从分子角度来看，HER2低表达肿瘤表现出不同的体细胞突变状况和突变的信号通路，如PIK3CA突变率高于HER2 0肿瘤，TP53突变率低于HER2 0肿瘤。研究揭示了不同HER2状态的乳腺肿瘤之间复杂的遗传异质性，并确定了驱动HER2低表达乳腺肿瘤的潜在致癌机制。此外，随着越来越多的研究证据支持HER2低表达作为新的乳腺癌分型，有必要探索新的诊断技术和个性化治疗方法，以促使HER2低表达乳腺癌患者获益最大化。
参考文献：
[1]Zhang G,Ren C,Li C,et al.Distinct clinical and somatic mutational features of breast tumors with high-,low-,or non-expressing human epidermal growth factor receptor 2 status.BMC Med.2022 Apr 29;20（1）:142.
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审批编号：CN-96149有效期至：2023-5-18
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