复旦大学附属肿瘤医院乳腺及泌尿肿瘤内科
中国临床肿瘤学会 (CSCO) 会员
中国抗癌协会乳腺癌专业委员会会员·
上海市抗癌协会肿瘤心理学专委会 (筹) 会员
上海市社会医疗机构协会肿瘤学分会委员
上海市优秀住院医师
上海市优秀毕业生
从事有关乳腺癌的临床工作及乳腺癌药物治疗耐药机制的基础研究
主持国家自然科学基金青年项目、CSCO朝阳肿瘤研究基金、上海市抗癌协会青年医生“雏鹰”计划等多项课题
至今已发表SCI论文30余篇，20分以上2篇，10分以上1篇。其中第一/通讯作者12篇，包括MolCancer,Nat Commun，TherAdv Med Oncol，Breast Cancer Res Treat等杂志，累计总影响因子87.2。
授权国家专利1项。
乳腺癌是全世界女性发病率最高的恶性肿瘤，也是引起女性肿瘤相关死亡的重要原因之一1-2。转移性乳腺癌5年生存率仅为30%，其主要治疗目标是延长生存期以及改善生活质量。抗体耦联药物（antibody-drug conjugate，ADC）Trastuzumab deruxtecan（T-DXd）以其卓越的疗效，成为转移性乳腺癌领域里程碑式的药物。T-DXd通过新型可酶解的连接子连接人源化HER2抗体和拓扑异构酶Ⅰ的抑制剂[1]。T-DXd中偶联的载荷为拓扑异构酶抑制剂，有较高的抗肿瘤活性，同时避免了与紫杉醇等抗微管类药物的交叉耐药；T-DXd的药物抗体比为8:1，高载药量具有更强的抗肿瘤作用；T-DXd仍具有ADCC效应，增强了免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用；T-DXd偶联的载药在裂解子裂解后释放，杀灭HER2高表达肿瘤细胞，同时通过跨膜作用，发挥旁观者效应，因此对HER2低表达的肿瘤同样产生杀伤作用[2]。
DESTINY-Breast03研究证实在接受过曲妥珠单抗和紫杉类治疗进展的HER2 阳性乳腺癌患者中，T-DXd较T-DM1显著延长患者的PFS以及OS时间，为患者带来更多获益[3, 4]。
DESTINY-Breast04研究显示在HER2 IHC1+或IHC2+/FISH-的HER2低表达转移性乳腺癌人群中，T-DXd与标准治疗相比，无论HR状态如何，PFS和OS得到显著改善，且安全性总体可控[5]。伴随DESTINY-Breast系列研究结果的相继出炉，T-DXd的治疗范围从HER2阳性乳腺癌扩展到HER2低表达乳腺癌，为转移性乳腺癌的治疗打开了新思路，成为肿瘤治疗领域的新浪潮。
尽管T-DXd在转移性乳腺癌中显示出卓越的疗效，耐药仍不可避免产生。如何寻找疗效预测标志物以及耐药靶点、克服T-DXd耐药是提高T-DXd疗效、改善转移性乳腺癌预后的重要方式。然而，对于T-DXd耐药机制的研究仍有限。近期，Daisy研究对T-DXd耐药机制进行了初探，研究评估了T-DXd在HER2过表达(n=72，队列1)、HER2低表达(n=74，队列2)和HER2零表达(n=40，队列3)的转移性乳腺癌患者中的疗效[6]。其中半数以上的患者(53.1%)在转移阶段接受了≥5线治疗。结果显示，队列1的ORR为70.6%，队列2为37.5%，队列3为29.7% 。在第1和第2组中达到了主要终点。值得注意的是本研究在探索性终点中对耐药机制以及疗效预测分子标志物的探索。
1、HER2表达模式和治疗反应
研究先评估了HER2的空间分布是否能预测队列1患者的T-DXd疗效，根据HER2表达以及算法将细胞聚类成8个簇，发现无效患者其肿瘤中具有更高的第6簇百分比，其特征为弱HER2染色和中等细胞密度，存在的细胞主要是成纤维细胞和免疫细胞（图1）。但在队列2中 (HER2低表达），并未发现与T-DXd疗效显著相关的细胞集群。随后，研究对队列3（HER2零表达）的24例基线的肿瘤样本（肿瘤细胞≥30%）进行了ERBB2 mRNA表达检测，发现ERBB2表达低于中位数的14例患者中有5例(35.7%)对T-DXd有效，而ERBB2表达高于中位数的10例患者中有3例(30%)有效。同时，研究通过免疫组化的方法对HER2表达对队列3进行评估，其中在15个检测到一定水平的HER2表达样本的患者中(8个“超低”和7个IHC 1+)，6例（40%）患者T-DXd有效，未检测到HER2表达的16例患者中有4例(25%)有效。
图1. HER2表达模式和治疗反应。a. 队列1中根据T-DXd敏感性的细胞聚类分析；b. 一对病理切片显示第6簇细胞为红色。T-DXd耐药（左）和敏感（右）。（摘自Mosele et al. Nat Med, 2023）
2、T-DXd作用机制
研究对基线和治疗期间的7对组织标本中T-DXd的分布进行了检测。HER2高表达的肿瘤细胞呈现强烈的T-DXd染色，HER2 IHC 0的3个样本没有或很少出现T-DXd染色(P=0.053)，而这3例低T-DXd分布的患者中有2例证实为PR，PFS分别为17.8个月和12个月。随后，研究对31名患者治疗前后的组织标本中免疫微环境的重要组分进行检测。在给药后第3周或第6周，没有检测到T-DXd对免疫细胞的组分产生调节效应。在队列1的患者中观察到PD-L1表达显著下降(n=18, P=0.002)，可能是由于T-DXd对肿瘤细胞(CK+/PD-L1+)的细胞毒性作用，在队列1中也观察到肿瘤细胞邻近的巨噬细胞的数量减少。
3、T-DXd耐药机制
研究对基线(n=89)和疾病进展时的肿瘤组织 (n=21)进行了全外显子组测序(WES)，其中11对为耐药与基线的配对样本。在基线标本中，除了ERBB2扩增外，并未观察到驱动突变与早期耐药显著相关的基因改变。基线时6例患者(7%)检测到ERBB2杂合缺失，其中有4人患者对T-DXd无效。在对上述11对样本的分析中，发现11个基因在11对中至少2对在耐药时发生突变（图2）。且21例T-DXd耐药样本中有3例(14%)出现SLX4突变。研究进一步评估了下调SLX4表达的乳腺癌细胞对DXd敏感性的影响。在slx4下调的SK-BR-3以及MCF-7细胞中，IC80分别增加了20倍和5倍。研究比较耐药时与基线时HER2表达和T-DXd分布的变化，20例患者中有13例(65%)在耐药后出现HER2肿瘤表达下降。在队列1的6名耐药患者中，有4名患者观察到肿瘤内T-DXd的摄取，这表明T-DXd仍然可以在耐药患者亚群中分布到癌细胞中。所有耐药时肿瘤摄取T-DXd的患者在耐药时活检时HER2 IHC均为3+或2+。
图2. T-DXd耐药时获得性突变情况（n=11）（摘自Mosele et al. Nat Med, 2023）
上述结果提示，HER2表达水平是决定T-DXd疗效以及T-DXd分布的关键因素。HER2 IHC 1+和2+亚组患者的肿瘤缓解率相似，提示IHC可能不是定义HER2表达边界以预测HER2低表达患者疗效的最佳检测方法。尽管HER2高表达时T-DXd的抗肿瘤活性增强，但在HER2 IHC 0患者中也观察到一定的抗肿瘤活性。这表明“极低”水平HER2可能也足以使得T-DXd被肿瘤摄取，和/或T-DXd的疗效可能部分通过HER2非依赖性机制发挥作用。 T-DXd耐药可能涉及多种机制，如HER2表达下降、DXd的细胞毒作用减弱和肿瘤微环境改变。上述结果为后续深入研究T-DXd的细胞内作用机制及获得性耐药的具体机制提供了一定线索，后续研究可通过以下几方面进行进一步探索。
图3. 基因转录调控示意图（中心法则）
一、HER2表达调控机制
迄今为止，HER2表达水平是决定T-DXd疗效的唯一明确的因素，其表达决定患者的有效率、T-DXd的摄取，治疗过程中其表达下调是T-DXd继发耐药的因素之一。对于肿瘤基因的异常表达，主要受DNA拷贝数改变以及突变、转录活性、表观遗传学（DNA甲基化、组蛋白修饰等）、非编码RNA(如miRNA)水平以及蛋白质稳定性等多个水平的调控（图3）。对于继发耐药过程中引起的HER2表达下降的情况，后续研究可在以上水平中进一步探索HER2表达下降的相关机制。根据Daisy研究结果中基线和进展时WES的结果我们大致可以判断出ERBB2在继发耐药时并未发生拷贝数的减少或者突变，因此暂时排除上述因素在继发耐药时对HER2表达的影响[6]。后续研究可在收集T-DXd基线和进展时组织标本的情况下，明确基线和进展时HER2下调的患者ERBB2 mRNA表达是否存在改变。
若ERBB2 mRNA表达下降，进一步明确转录活性、表观遗传学、miRNA水平对HER2表达的影响。1）对于转录活性改变，可在上述配对标本中进行肿瘤细胞转录组测序或单细胞测序，寻找与HER2表达相关的差异基因（如转录因子、激酶等）和/或对HER2表达可能产生影响的肿瘤或微环境中的信号通路，利用相应的激活/抑制剂或ASO/mimics对引起继发耐药的信号进行阻断。同时，上述结果还能进一步明确HER2非依赖性机制以及肿瘤微环境对耐药的影响。2）表观遗传学改变中，对于DNA甲基化可在ERBB2启动子区域寻找相应CpG岛并进行焦磷酸测序，比较基线和耐药时ERBB2启动子甲基化水平是否存在改变。若存在改变，可进一步明确甲基化位点以及甲基化调节蛋白，并利用相应的激活/抑制剂阻断相应的甲基化信号。对于组蛋白修饰，利用常见的组蛋白修饰抗体进行ChIP分析，比较组蛋白对基线和耐药时ERBB2 DNA结合是否存在改变，若存在改变，可进一步明确组蛋白修饰位点以及类型，利用相应的激活/抑制剂阻断相应的修饰信号。3）非编码RNA中，通过高通量测序的方式寻找基线和耐药时的患者标本中的差异表达的miRNA，并与数据库中可与ERBB2 3’UTR结合的miRNA进行比对后取交集，确定目的分子后进一步验证相关miRNA对ERBB2 mRNA的调控作用以及利用ASO/mimics对引起基因表达改变进行阻断。
若ERBB2 mRNA表达未出现改变，进一步明确蛋白稳定性以及降解通路对HER2表达的影响。首先明确HER2蛋白的降解方式，在细胞模型中利用泛素化抑制剂MG132、溶酶体降解抑制剂羟氯喹以及自噬抑制剂氯化铵处理后检测HER2蛋白表达，确定降解方式后在转录组测序结果中对相应降解通路中的关键分子在基线和耐药组织中表达是否存在差异进行确定，明确影响HER2降解的关键分子后，利用相应的激活/抑制剂阻断相应的降解信号。目前本课题组已着手对上述研究方向进行深入探索，结果将为逆转T-DXd耐药提供新的靶点以及联合治疗的可行方案。
二、HER2 PET评估HER2表达的时空异质性，预测T-DXd疗效
多项研究提示HER2表达存在时间和空间的异质性。在时间异质性方面，Daisy研究中我们可以看到患者既往病理评估中HER2的表达与在基线重新活检时的表达在部分患者中出现了变化，以至于患者被重新分配到不同的队列[6]。在2023年的ASCO上我们也同样看到转移性三阴性乳腺癌患者中的HER2低表达状态呈现一种动态变化的状态，重复活检可增加TNBC患者HER2低表达检出率，先前无HER2低表达结果的女性中，大约1/3转化为HER2低表达[7]。2022年SABCS对DESTINY-Breast04中不同样本类型和疗效的分析[8]发现，对于使用不同样本判断的HER2低表达状态进行T-DXd治疗的疗效获益类似。上述结果提示HER2表达的转移能够使这些患者成为T-DXd治疗获益的潜在人群。在空间异质性方面，Daisy研究也提示HER2表达的瘤内异质性会对T-DXd应答产生影响，HER2表达的细胞在空间上距离较远，则应答率较低，但如果距离较近，则应答率较高[6]。在既往研究中也提示在原发灶/转移灶、不同转移部位也存在着瘤间异质性[9]，但不同转移部位的HER2表达异质性对T-DXd疗效的影响尚未有研究报道。因此，ESMO HER2低表达诊疗共识中也指出：对于整个病程中仅HER2零表达状态的患者建议再次活检以重新评估HER2表达水平[10]。目前临床最常用的HER2检测方法为免疫组化法，但该方法为有创、离体的检查，无法动态反映全身所有病灶的HR和HER2表达情况。68Ga-HER2 affibody PET可用于评估全身HER2状态，尤其是特殊位置的病变，例如难以活检的脑，肺，肾上腺和骨骼中的转移灶，且抗HER2治疗并未影响68Ga-HER2 affibody PET成像。该成像方法可用于动态、无创的评估转移病灶HER2状态，能够部分替代有创穿刺，有助于帮助我们发现乳腺癌HER2表达的异质性[11]。我们后续的研究拟：1）分析68Ga-HER2 affibody摄取（SUV）与活检标本中HER2表达的相关性，确定HER2高表达/低表达/零表达的SUV cutoff值；2）评估68Ga-HER2 affibody摄取的瘤内和瘤间的异质性指数（SUVHI）与T-DXd疗效的相关性；3）动态评估T-DXd治疗前、治疗中、耐药时68Ga-HER2 affibody的摄取变化情况，分析SUV变化与T-DXd疗效的相关性。目前，相关研究已在本中心开展（NCT04769050），期待后续结果能为无创新型功能成像技术在评估HER2异质性以及预测ADC药物的疗效方面提供更多有力证据，使其转化为临床实践中可行的检测方式。
图4. 68Ga-HER2 affibody PET/CT成像示意图（摘自Miao et al., Front Oncol, 2022）
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苏公网安备 32059002004080号
