【佳學基因檢測】對曲妥珠單抗靶向藥物建模確定乳腺癌基因檢測指標

為什么要篩選發(fā)現(xiàn)對曲妥珠單抗敏感的基因檢測指標？

曲妥珠單抗療法是 HER2 陽性 (HER2+) 乳腺癌的治療選擇。HER2 擴增是曲妥珠單抗療法少量經(jīng)過驗證的基因檢測生物標志物。然而，一部分腫瘤在治療過程中變得難以治愈。因此，發(fā)現(xiàn)除 HER2 過度表達之外的基因檢測新生物標志物來識別最能從曲妥珠單抗療法中獲益的患者具有重要意義。

通過暴露于曲妥珠單抗生成曲妥珠單抗耐藥或過敏細胞模型。通過蛋白質(zhì)印跡分析細胞表面、總 HER2 和參與細胞周期或細胞凋亡的蛋白質(zhì)。通過細胞計數(shù)分析細胞增殖，通過 FACS 評估細胞周期和細胞凋亡。使用生物信息學在線工具對細胞模型進行轉(zhuǎn)錄組學表征，并使用 PAMELA 臨床試驗數(shù)據(jù)進行臨床基因組學分析。

靶向藥物基因檢測發(fā)現(xiàn)除了對曲妥珠單抗的敏感性不同之外，不同的細胞模型還對臨床使用的其他抗 HER2 藥物（拉帕替尼、來那替尼、帕妥珠單抗和 T-DM1）表現(xiàn)出不同的反應。這種差異效應不是由于細胞表面、總 HER2 或活化 HER2 的變化造成的。曲妥珠單抗在高敏細胞中引起重要的細胞死亡誘導，但在親本或耐藥細胞中則不會。這些細胞模型的轉(zhuǎn)錄組分析以及在線數(shù)據(jù)庫查詢允許識別預測 HER2+ 乳腺癌患者預后和曲妥珠單抗反應的單個基因和基因特征。

乳腺癌用藥指導基因解碼基因檢測的的科學分析表明曲妥珠單抗反應生物標志物的鑒定可用于選擇特別敏感的患者，以促進使用基于曲妥珠單抗的療法，并完善 HER2 + 腫瘤患者的隨訪指南。

靶向藥物基因檢測基因解碼篩選發(fā)現(xiàn)新的乳腺癌靶向藥物敏感性基因檢測指標

乳腺癌的精準用藥指導基因解碼基因檢測明確跨膜酪氨酸激酶 HER2 在 15–25% 的人類乳腺腫瘤中過表達，并且與腫瘤侵襲性生長和不良預后相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促進了以該蛋白為靶點的治療藥物的開發(fā)。兩種針對 HER2 的藥物已經(jīng)進入腫瘤臨床。一方面，抗體可以識別 HER2 的胞外區(qū)。第一個這樣的藥物是曲妥珠單抗，一種抗 HER2 的人源化單克隆抗體。幾項開創(chuàng)性的臨床研究證明了其療效，可提高 HER2 陽性乳腺癌患者的總體生存率。基于這些早期報告，HER2陽性早期乳腺癌的實際標準治療包括曲妥珠單抗聯(lián)合紫杉烷或雙重 HER2 阻斷，使用曲妥珠單抗和化療與另一種針對 HER2 的抗體帕妥珠單抗聯(lián)合使用。轉(zhuǎn)移性患者也可接受 HER2 雙重阻斷加化療作為一線治療。曲妥珠單抗的衍生物，例如曲妥珠單抗-emtansine (T-DM1) 或曲妥珠單抗-deruxtecan，兩種屬于抗體-藥物偶聯(lián)物類抗腫瘤藥物，也被批準作為轉(zhuǎn)移性 HER2 陽性乳腺癌患者的二線或三線治療。此外，針對兩個不同靶點或表位的雙特異性抗體正在被開發(fā)作為克服曲妥珠單抗耐藥性的新策略。雙特異性抗體 M802 將 HER2 識別為曲妥珠單抗并募集 CD3 陽性免疫細胞，增加細胞毒性，消滅 HER2+ 腫瘤細胞。

第二組抗 HER2 藥物包括膜滲透性小分子酪氨酸激酶抑制劑 (TKI)，如拉帕替尼、來那替尼和圖卡替尼。在以曲妥珠單抗為基礎(chǔ)的輔助治療后使用來那替尼治療已證明具有臨床益處。對于對標準療法產(chǎn)生耐藥性的患者，其他治療選擇包括拉帕替尼加卡培他濱、曲妥珠單抗與其他化療藥物（長春瑞濱或吉西他濱）聯(lián)合使用，或曲妥珠單抗和拉帕替尼聯(lián)合使用而不進行化療 。由于基因解碼基因檢測的應用，圖卡替尼已獲批與曲妥珠單抗和卡培他濱聯(lián)合用于三線治療晚期不可切除或轉(zhuǎn)移性腫瘤。

選擇接受 HER2 靶向藥物治療的患者的主要標準是通過基因檢測 HER2 過表達，這通常通過免疫組織化學或原位雜交檢測。然而，雖然大多數(shù)患者對曲妥珠單抗療法有反應，但一些患者表現(xiàn)出對該藥物的內(nèi)在或獲得性耐藥性，疾病復發(fā)，尤其是在晚期階段。因此，除了 HER2 過表達之外，一定還有其他因素決定對曲妥珠單抗療法的敏感性?？紤]到這一點，乳腺癌的精準用藥指導基因解碼基因檢測發(fā)起了一項研究，旨在發(fā)現(xiàn) HER2 擴增以外的其他生物標志物，以識別最有可能從曲妥珠單抗治療中受益的患者并預測病理完全緩解。為此，乳腺癌的精準用藥指導基因解碼基因檢測使用了幾種源自 HER2 陽性乳腺癌細胞系 BT474 的細胞模型。該細胞系已被廣泛用作分析 HER2 在乳腺癌中的病理生理作用的模型，包括研究針對 HER2 的藥物（如曲妥珠單抗）的抗腫瘤作用。以該細胞系為骨干，乳腺癌的精準用藥指導基因解碼基因檢測分離了耐藥和高敏性衍生物，并對其進行了生物學和基因組學基因檢測綜合分析。使用這些模型，結(jié)合查詢包含臨床基因組數(shù)據(jù)的公共數(shù)據(jù)庫，鑒定出與預后和曲妥珠單抗反應相關(guān)的幾個基因。此外，乳腺癌的精準用藥指導基因解碼基因檢測還報告了在從雙重 HER2 阻斷中受益最多的患者中富集的基因集的鑒定結(jié)果。

乳腺癌基因檢測確定更全的基因檢測指標

基于曲妥珠單抗的療法代表了 HER2+ 乳腺腫瘤治療的普遍接受的標準。然而，雖然大多數(shù) HER2+ 腫瘤對這些療法有反應，但它們的反應是可變的。這種情況提出了一個重要的臨床問題，即對這些療法的預期反應。因此，識別反應標記具有非常重要的意義，特別是考慮到要實施的后續(xù)策略。為了朝這個方向取得進展，乳腺癌基因檢測模擬了對曲妥珠單抗的耐藥性和超敏性，以深入了解調(diào)節(jié)曲妥珠單抗抗腫瘤效果的決定因素。這些研究允許識別可用于預測患者對曲妥珠單抗反應的單個基因和基因組。

使用不同的實驗方法，乳腺癌基因檢測能夠分離出對曲妥珠單抗具有不同敏感性的 HER2+ 乳腺癌細胞。在所有分析的細胞系模型中，總 HER2 或細胞表面 HER2 及其酪氨酸磷酸化形式的水平難以區(qū)分。這一事實排除了 HER2 的變化是導致它們對曲妥珠單抗作用具有不同敏感性的原因。這很重要，因為介導曲妥珠單抗耐藥性的機制之一是 HER2 截短形式的表達。

許多 HER2+ 乳腺癌患者無法從多種抗 HER2 療法中獲益。腫瘤用藥敏感性基因解碼認為這一事實可能是由于存在交叉耐藥性，從而導致腫瘤進展。與此一致，乳腺癌基因檢測發(fā)表的一項研究表明曲妥珠單抗與 TKI 拉帕替尼和來那替尼之間存在交叉耐藥性。BTRH 細胞不僅對曲妥珠單抗有耐藥性，而且對兩種 TKI 均有部分耐藥性。相反，乳腺癌靶向藥物選擇與優(yōu)化團隊表明拉帕替尼和來那替尼對 BT474 和 BTSH 細胞存活的影響相似。乳腺癌基因檢測還證明 BTSH 細胞對 T-DM1 治療高度敏感。這可能是因為曲妥珠單抗是這種 ADC 的骨干部分。就帕妥珠單抗而言，乳腺癌基因檢測未觀察到該藥物對所使用的任何細胞模型有顯著作用。這一點尤其值得注意，因為帕妥珠單抗是與曲妥珠單抗聯(lián)合/不聯(lián)合化療的一線治療方案的一部分。

為了深入了解導致它們對曲妥珠單抗產(chǎn)生不同反應的機制，乳腺癌基因檢測進行了細胞周期和凋亡實驗。曲妥珠單抗導致 BT474 和 BTSH 細胞周期停滯在 G1 期。因此，乳腺癌基因檢測發(fā)現(xiàn) S 期細胞數(shù)量減少，這與之前的研究一致。相反，在耐藥細胞系中沒有觀察到這種影響。此外，生化研究表明，在親本細胞系 BT474 和過敏細胞系中，曲妥珠單抗治療后 p27 上調(diào)。據(jù)推測，用曲妥珠單抗治療的細胞中該蛋白水平的增加會介導該藥物對細胞周期進程的抑制特性。親本細胞和 BTSH 細胞對曲妥珠單抗的反應之間的一個明顯區(qū)別是后者細胞系對該藥物誘導的細胞死亡的敏感性。雖然凋亡標志物表明這是曲妥珠單抗作用于過敏細胞的途徑，但曲妥珠單抗促進細胞凋亡的確切機制仍然不清楚。

一旦確定了對曲妥珠單抗敏感性的不同細胞模型，就會生成轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，試圖預測曲妥珠單抗的反應。乳腺癌基因檢測選擇了相對于親本細胞系 BT474 在 BTRH 和 BTSH 中呈逆向調(diào)控的顯著基因。使用 KM Plotter 工具分析了這些已識別基因的預后影響。這些基因解碼結(jié)果表明，在 BTSH 中上調(diào)的 22 個已驗證基因中，有 4 個基因（PDE7B、ELMO1、UPK1A和GRIK2）單獨或作為基因表達特征，都表明 HER2 陽性乳腺癌患者預后良好。在尋找曲妥珠單抗療效的預測性生物標志物時，乳腺癌基因檢測使用了 ROC 繪圖工具。這些研究鑒定出 3 個基因（ELMO1、UPK1A和GRIK2），它們均在 BTSH 細胞中高表達，在對曲妥珠單抗有反應的患者中表達上調(diào)。總之，上述研究鑒定出了幾組基因和單個基因，它們具有潛在臨床應用價值，可作為 HER2+ 乳腺癌曲妥珠單抗療效和良好預后的生物標志物。

臨床結(jié)果和曲妥珠單抗反應的生物標志物。通過微陣列分析確定了 BTSH 和 BTSH 與親本 BT474 細胞系相比的 DEG。為了確定臨床結(jié)果和曲妥珠單抗反應的生物標志物，乳腺癌基因檢測采用了兩種不同的策略。首先，分別通過 KM 繪圖儀和 ROC 繪圖儀評估了具有“反量”的 DEG 對 HER2+ 乳腺癌患者預后和曲妥珠單抗反應的作用。另一方面，將 DEG 與 PAMELA 臨床試驗患者腫瘤樣本的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)重疊，并評估了對雙重 HER2 阻斷的反應。

為了促進乳腺癌基因檢測的研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為臨床應用，乳腺癌基因檢測將微陣列的細胞系表達數(shù)據(jù)與 PAMELA 臨床試驗中 151 名 HER2 陽性患者隊列的腫瘤表達數(shù)據(jù)進行了比較。在 nCounter 平臺中分析了從 BTRH 和 BTSH 的微陣列分析中獲得的失調(diào)基因的存在和數(shù)量，并用其獲得了該臨床試驗患者的基因表達數(shù)據(jù)。按照這種方法，BTRH 和 BTSH 特征由患者基線時的腫瘤表達。乳腺癌基因檢測發(fā)現(xiàn)，在對 HER2 雙重阻斷有反應的患者中，高敏基因表達特征得到了富集。這些結(jié)果表明，BTSH 模型表達的一些基因可以預測良好的曲妥珠單抗反應。評估 BTRH 特征中存在的單個基因的其他研究表明，其中一些基因能夠預測對曲妥珠單抗的反應。一方面，CA12和MYC在沒有反應的患者中上調(diào)。在病理完全反應方面，CA12、ERBB4和MYC在沒有達到該反應的患者中得到了富集。此外，AR和PIP在手術(shù)中未表現(xiàn)出 pCR 的患者中下調(diào)，這與曲妥珠單抗耐藥細胞中 AR 和 PIP 的表達較低一致?？紤]到所有這些發(fā)現(xiàn)，結(jié)果表明，BTRH標記中存在的CA12、MYC、ERBB4、NFIB、PIP和AR基因可能預測 HER2 陽性患者對曲妥珠單抗聯(lián)合拉帕替尼的反應。值得注意的是，PIP也參與了超敏標記，在 BTSH 細胞和對雙重 HER2 阻斷有反應的 HER2 陽性患者中上調(diào)。