用来那替尼(Neratinib)腺癌患者的液体活检中的疾病表征

　　转移性乳腺癌 (mBC) 患者的进展风险很高，总体预后较差，约三分之一 (34%) 的患者存活五年或更长时间。在极少数情况下（2-4% 的病例），mBC 患者具有ERBB2(HER2) 激活突变，但ERBB2非放大。来那替尼（Neratinib）是一种有效的、不可逆的抑制剂，可结合 HER2 并抑制下游信号传导。我们使用先前验证的高清单细胞测定 (HDSCA) 工作流程来研究液体活检在 ERBB2 突变、非扩增、绝经后 mBC 患者开始来那替尼（Neratinib）和氟维司群联合治疗中的临床意义。使用综合液体活检方法 (HDSCA) 进行表征包括对游离 DNA (cfDNA) 和单个循环肿瘤细胞 (CTC) 进行基因组分析，以监测肿瘤进化并识别患者临床反应所特有的潜在突变变异。

　　患者在入组前平均接受了 5.4 线治疗，可变激素受体状态和ERBB2诊断和治疗期间的突变。仅 CTC 计数不足以预测临床反应。治疗压力被证明会导致 CTC 形态和基因组不稳定性 (GI) 的可观察变化，表明这些参数可能会影响预后。单细胞拷贝数改变 (CNA) 分析表明，治疗期间 CTC 克隆群的持续或发展与较差的反应相关。对所有患者和时间点的单细胞进行分层聚类分析，确定了患者之间共有的不同异常区域，由 26 个受到类似影响且可能与耐药性有关的基因组成。此外，cfDNA 的基因组分析确定了ERBB2、PIK3CA和TP53可能是由于对反应不佳的患者的治疗压力引起的，进一步提供了有关癌症基因组在治疗过程中的动态的见解。这项小型队列研究中提供的数据证明了使用 HDSCA 方法对液体活检的细胞和非细胞部分进行实时分子分析的可行性。需要进行额外的研究来确定形态测量和基因组分析作为推进个性化肿瘤学的预后工具的潜在用途。

　　肿瘤之间和肿瘤内的遗传异质性是决定癌症进展和治疗反应的主要因素。在临床中使用全面的液体活检可以检测动态肿瘤异质性、将患者分层到靶向治疗、监测对治疗的反应以及识别对治疗的获得性耐药。这在精准肿瘤学时代特别有用。基因组测序的重要性在识别罕见的癌症遗传亚型时显而易见，例如这里介绍的患有ERBB2突变、非扩增 mBC 的患者。ERBB2最常见的突变区域在所有癌症类型中是激酶结构域 (66%)，其次是细胞外结构域 (26%)，最后是跨膜/近膜结构域 (8%)。在入组时，这些区域突变分别在患者 2/4/5、患者 1 和患者 3 中出现。HER2突变的特定位置可能是靶向HER2治疗效果的良好生物标志物。我们观察到患者 2、4 和 5 对来那替尼（Neratinib）治疗的平均反应，所有患者都在酪氨酸激酶结构域中存在突变，证实了先前在其他研究中报告的敏感性。此外，患者 1 出现 S310F 突变，被发现对来那替尼（Neratinib）有很好的反应，这支持了细胞外结构域中的 S310F/Y 突变对含有来那替尼的抗 HER2 治疗敏感的假设。与对患者 3 观察到的结果相反，在不同肺癌细胞系的ERBB2I655V 跨膜结构域突变中报告了来那替尼的疗效，表明 S653C 突变可能在功能上不同于 I655V 突变。总之，这表明来那替尼的功效是突变特异性的，通过描述每位患者的动态基因组景观来探索作用机制可以促进我们对 HER2 遗传学及其与特定抗 HER2 治疗功效的关系的理解。

　　液体活检是多种分析物的来源，可用于临床监测治疗敏感性和耐药性。HDSCA 工作流程提供了分析 CTC 和 cfDNA 以表征与特定 BC 子集相关的异质性的机会。此处提供的数据表明，当在形态学和基因组学上进行表征时，在重度治疗的肿瘤中存在很大程度的肿瘤异质性。尽管在本研究中测序的 CTC 的 cfDNA 存在一些差异，但我们想强调一个事实，即 CNA 谱具有相似性，这表明检测到的 CTC 确实是对 cfDNA 有贡献的克隆群体的一部分，但单次的分辨率更高CTC 的细胞水平提供了查看特定差异的能力。尽管 cfDNA 分析可以为靶向药物选择提供有价值的见解，它缺乏关于蛋白质表达的信息以及单细胞分辨率来表征 CTC 提供的基因组异质性。基于这些观察结果，很明显，要了解这种疾病在整个治疗过程中的复杂性，将需要一种全面的液体活检表征方法，并结合对 CTC、cfDNA 和其他血液分析物的分析。通过 CTC 和 cfDNA 的基因组测序，我们可以实时监测由于先天性耐药而导致的耐药性或缺乏治疗效果的演变，这可能有助于临床医生排除不会从这种靶向治疗中受益的患者。虽然目前可能只存在有限的替代方案，但它也使药物开发界能够更有效地启动针对此类疾病的新发现计划。

　　马等人证明来那替尼（Neratinib）治疗 HER2 突变、非扩增的转移性 BC 患者的临床获益率为 31%。通过利用回顾性 ctDNA 测序检测 HER2 突变，他们发现具有靶向效应的患者 HER2 突变等位基因频率降低，而那些进展的患者突变等位基因频率增加。在这里介绍的研究中，我们提出了与进展性疾病患者 cfDNA 肿瘤分数增加相关的类似发现。此外，汉克等人的一项研究。使用下一代血浆测序来揭示对来那替尼（Neratinib）具有获得性耐药的患者的ERBB2L869R 和 T798I 突变等位基因频率，显示了cfDNA在临床进展时鉴定亚克隆耐药突变中的效用。通过使用血浆作为基因组改变的储存库，我们可以监测响应治疗的整体肿瘤演变。除了 cfDNA，这里介绍的研究的独特之处在于对单个 CTC 的相应基因组分析，虽然单个病变的常规组织活检可能不会产生完整的突变谱，但液体活检可以提供大量的细胞和非细胞信息和单细胞 ctDNA 比较。

　　GI 是大多数癌症的特征，其中与正常细胞相比，肿瘤细胞中的染色体结构和数量随时间而变化。全面的液体活检提供了利用 CTC 基因组事件跟踪疾病进展并推断有关实际机制的一些提示的机会。例如，患者 3 在 11q13 号染色体上获得了编码细胞周期蛋白 D1 的癌基因CCND1，这是一种参与乳腺组织发育和癌变的细胞周期调节蛋白。他们还具有与预后不良相关的许多 BC 特征性染色体的基因组丢失，例如染色体 8p 的丢失，这与具有晚期肿瘤阶段和高肿瘤等级、快速细胞增殖和临床结果不佳。患者 3 的 11q 号染色体远端也有可观察到的改变，其中包含许多 DNA 修复基因，例如共济失调毛细血管扩张症突变 (ATM) 和检查点激酶 1 (CHK1)，其中损失导致修复机制缺陷。此外，抑癌基因TP53受到损害，这也会影响 DNA 损伤修复机制。综合来自患者 3 的 CTC 克隆群体的基因组图谱，表明缺乏细胞周期限制和修复 DNA 损伤的能力降低，这可能是导致来那替尼（Neratinib）和氟维司群联合治疗缺乏临床益处的原因。有趣的是，由TP53突变驱动的细胞周期检查点同时出现异常的患者以前与缺乏来那替尼（Neratinib）的临床益处有关。这表明对患者 CTC 的基因组分析可以确定那些将从替代治疗方案中受益的人。

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