【佳學(xué)基因檢測(cè)】對(duì)曲妥珠單抗靶向藥物建模確定乳腺癌基因檢測(cè)指標(biāo)

為什么要篩選發(fā)現(xiàn)對(duì)曲妥珠單抗敏感的基因檢測(cè)指標(biāo)？

曲妥珠單抗療法是 HER2 陽(yáng)性 (HER2+) 乳腺癌的治療選擇。HER2 擴(kuò)增是曲妥珠單抗療法少量經(jīng)過驗(yàn)證的基因檢測(cè)生物標(biāo)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(dá)之外的基因檢測(cè)新生物標(biāo)志物來(lái)識(shí)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(xì)胞模型。通過蛋白質(zhì)印跡分析細(xì)胞表面、總 HER2 和參與細(xì)胞周期或細(xì)胞凋亡的蛋白質(zhì)。通過細(xì)胞計(jì)數(shù)分析細(xì)胞增殖，通過 FACS 評(píng)估細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡。使用生物信息學(xué)在線工具對(duì)細(xì)胞模型進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)表征，并使用 PAMELA 臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行臨床基因組學(xué)分析。

靶向藥物基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)除了對(duì)曲妥珠單抗的敏感性不同之外，不同的細(xì)胞模型還對(duì)臨床使用的其他抗 HER2 藥物（拉帕替尼、來(lái)那替尼、帕妥珠單抗和 T-DM1）表現(xiàn)出不同的反應(yīng)。這種差異效應(yīng)不是由于細(xì)胞表面、總 HER2 或活化 HER2 的變化造成的。曲妥珠單抗在高敏細(xì)胞中引起重要的細(xì)胞死亡誘導(dǎo)，但在親本或耐藥細(xì)胞中則不會(huì)。這些細(xì)胞模型的轉(zhuǎn)錄組分析以及在線數(shù)據(jù)庫(kù)查詢?cè)试S識(shí)別預(yù)測(cè) HER2+ 乳腺癌患者預(yù)后和曲妥珠單抗反應(yīng)的單個(gè)基因和基因特征。

乳腺癌用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)的的科學(xué)分析表明曲妥珠單抗反應(yīng)生物標(biāo)志物的鑒定可用于選擇特別敏感的患者，以促進(jìn)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(cè)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(cè)指標(biāo)

乳腺癌的精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)明確跨膜酪氨酸激酶 HER2 在 15–25% 的人類乳腺腫瘤中過表達(dá)，并且與腫瘤侵襲性生長(zhǎng)和不良預(yù)后相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了以該蛋白為靶點(diǎn)的治療藥物的開發(fā)。兩種針對(duì) HER2 的藥物已經(jīng)進(jìn)入腫瘤臨床。一方面，抗體可以識(shí)別 HER2 的胞外區(qū)。第一個(gè)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(xiàng)開創(chuàng)性的臨床研究證明了其療效，可提高 HER2 陽(yáng)性乳腺癌患者的總體生存率。基于這些早期報(bào)告，HER2陽(yáng)性早期乳腺癌的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)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(duì) 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(zhǔn)作為轉(zhuǎn)移性 HER2 陽(yáng)性乳腺癌患者的二線或三線治療。此外，針對(duì)兩個(gè)不同靶點(diǎn)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(shí)別為曲妥珠單抗并募集 CD3 陽(yáng)性免疫細(xì)胞，增加細(xì)胞毒性，消滅 HER2+ 腫瘤細(xì)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(lái)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(lái)那替尼治療已證明具有臨床益處。對(duì)于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)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(jìn)行化療 。由于基因解碼基因檢測(cè)的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)是通過基因檢測(cè) HER2 過表達(dá)，這通常通過免疫組織化學(xué)或原位雜交檢測(cè)。然而，雖然大多數(shù)患者對(duì)曲妥珠單抗療法有反應(yīng)，但一些患者表現(xiàn)出對(duì)該藥物的內(nèi)在或獲得性耐藥性，疾病復(fù)發(fā)，尤其是在晚期階段。因此，除了 HER2 過表達(dá)之外，一定還有其他因素決定對(duì)曲妥珠單抗療法的敏感性。考慮到這一點(diǎn)，乳腺癌的精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)發(fā)起了一項(xiàng)研究，旨在發(fā)現(xiàn) HER2 擴(kuò)增以外的其他生物標(biāo)志物，以識(shí)別最有可能從曲妥珠單抗治療中受益的患者并預(yù)測(cè)病理完全緩解。為此，乳腺癌的精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)使用了幾種源自 HER2 陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞系 BT474 的細(xì)胞模型。該細(xì)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(duì) HER2 的藥物（如曲妥珠單抗）的抗腫瘤作用。以該細(xì)胞系為骨干，乳腺癌的精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)分離了耐藥和高敏性衍生物，并對(duì)其進(jìn)行了生物學(xué)和基因組學(xué)基因檢測(cè)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(kù)，鑒定出與預(yù)后和曲妥珠單抗反應(yīng)相關(guān)的幾個(gè)基因。此外，乳腺癌的精準(zhǔn)用藥指導(dǎo)基因解碼基因檢測(cè)還報(bào)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(cè)確定更全的基因檢測(cè)指標(biāo)

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(biāo)準(zhǔn)。然而，雖然大多數(shù) HER2+ 腫瘤對(duì)這些療法有反應(yīng)，但它們的反應(yīng)是可變的。這種情況提出了一個(gè)重要的臨床問題，即對(duì)這些療法的預(yù)期反應(yīng)。因此，識(shí)別反應(yīng)標(biāo)記具有非常重要的意義，特別是考慮到要實(shí)施的后續(xù)策略。為了朝這個(gè)方向取得進(jìn)展，乳腺癌基因檢測(cè)模擬了對(duì)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(shí)別可用于預(yù)測(cè)患者對(duì)曲妥珠單抗反應(yīng)的單個(gè)基因和基因組。

使用不同的實(shí)驗(yàn)方法，乳腺癌基因檢測(cè)能夠分離出對(duì)曲妥珠單抗具有不同敏感性的 HER2+ 乳腺癌細(xì)胞。在所有分析的細(xì)胞系模型中，總 HER2 或細(xì)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(shí)排除了 HER2 的變化是導(dǎo)致它們對(duì)曲妥珠單抗作用具有不同敏感性的原因。這很重要，因?yàn)榻閷?dǎo)曲妥珠單抗耐藥性的機(jī)制之一是 HER2 截短形式的表達(dá)。

許多 HER2+ 乳腺癌患者無(wú)法從多種抗 HER2 療法中獲益。腫瘤用藥敏感性基因解碼認(rèn)為這一事實(shí)可能是由于存在交叉耐藥性，從而導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展。與此一致，乳腺癌基因檢測(cè)發(fā)表的一項(xiàng)研究表明曲妥珠單抗與 TKI 拉帕替尼和來(lái)那替尼之間存在交叉耐藥性。BTRH 細(xì)胞不僅對(duì)曲妥珠單抗有耐藥性，而且對(duì)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(tuán)隊(duì)表明拉帕替尼和來(lái)那替尼對(duì) BT474 和 BTSH 細(xì)胞存活的影響相似。乳腺癌基因檢測(cè)還證明 BTSH 細(xì)胞對(duì) T-DM1 治療高度敏感。這可能是因?yàn)榍字閱慰故沁@種 ADC 的骨干部分。就帕妥珠單抗而言，乳腺癌基因檢測(cè)未觀察到該藥物對(duì)所使用的任何細(xì)胞模型有顯著作用。這一點(diǎn)尤其值得注意，因?yàn)榕镣字閱慰故桥c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(dǎo)致它們對(duì)曲妥珠單抗產(chǎn)生不同反應(yīng)的機(jī)制，乳腺癌基因檢測(cè)進(jìn)行了細(xì)胞周期和凋亡實(shí)驗(yàn)。曲妥珠單抗導(dǎo)致 BT474 和 BTSH 細(xì)胞周期停滯在 G1 期。因此，乳腺癌基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn) S 期細(xì)胞數(shù)量減少，這與之前的研究一致。相反，在耐藥細(xì)胞系中沒有觀察到這種影響。此外，生化研究表明，在親本細(xì)胞系 BT474 和過敏細(xì)胞系中，曲妥珠單抗治療后 p27 上調(diào)。據(jù)推測(cè)，用曲妥珠單抗治療的細(xì)胞中該蛋白水平的增加會(huì)介導(dǎo)該藥物對(duì)細(xì)胞周期進(jìn)程的抑制特性。親本細(xì)胞和 BTSH 細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗的反應(yīng)之間的一個(gè)明顯區(qū)別是后者細(xì)胞系對(duì)該藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的敏感性。雖然凋亡標(biāo)志物表明這是曲妥珠單抗作用于過敏細(xì)胞的途徑，但曲妥珠單抗促進(jìn)細(xì)胞凋亡的確切機(jī)制仍然不清楚。

一旦確定了對(duì)曲妥珠單抗敏感性的不同細(xì)胞模型，就會(huì)生成轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，試圖預(yù)測(cè)曲妥珠單抗的反應(yīng)。乳腺癌基因檢測(cè)選擇了相對(duì)于親本細(xì)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(shí)別基因的預(yù)后影響。這些基因解碼結(jié)果表明，在 BTSH 中上調(diào)的 22 個(gè)已驗(yàn)證基因中，有 4 個(gè)基因（PDE7B、ELMO1、UPK1A和GRIK2）單獨(dú)或作為基因表達(dá)特征，都表明 HER2 陽(yáng)性乳腺癌患者預(yù)后良好。在尋找曲妥珠單抗療效的預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物時(shí)，乳腺癌基因檢測(cè)使用了 ROC 繪圖工具。這些研究鑒定出 3 個(gè)基因（ELMO1、UPK1A和GRIK2），它們均在 BTSH 細(xì)胞中高表達(dá)，在對(duì)曲妥珠單抗有反應(yīng)的患者中表達(dá)上調(diào)。總之，上述研究鑒定出了幾組基因和單個(gè)基因，它們具有潛在臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為 HER2+ 乳腺癌曲妥珠單抗療效和良好預(yù)后的生物標(biāo)志物。

臨床結(jié)果和曲妥珠單抗反應(yīng)的生物標(biāo)志物。通過微陣列分析確定了 BTSH 和 BTSH 與親本 BT474 細(xì)胞系相比的 DEG。為了確定臨床結(jié)果和曲妥珠單抗反應(yīng)的生物標(biāo)志物，乳腺癌基因檢測(cè)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(píng)估了具有“反量”的 DEG 對(duì) HER2+ 乳腺癌患者預(yù)后和曲妥珠單抗反應(yīng)的作用。另一方面，將 DEG 與 PAMELA 臨床試驗(yàn)患者腫瘤樣本的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)重疊，并評(píng)估了對(duì)雙重 HER2 阻斷的反應(yīng)。

為了促進(jìn)乳腺癌基因檢測(cè)的研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，乳腺癌基因檢測(cè)將微陣列的細(xì)胞系表達(dá)數(shù)據(jù)與 PAMELA 臨床試驗(yàn)中 151 名 HER2 陽(yáng)性患者隊(duì)列的腫瘤表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。在 nCounter 平臺(tái)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(yàn)患者的基因表達(dá)數(shù)據(jù)。按照這種方法，BTRH 和 BTSH 特征由患者基線時(shí)的腫瘤表達(dá)。乳腺癌基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在對(duì) HER2 雙重阻斷有反應(yīng)的患者中，高敏基因表達(dá)特征得到了富集。這些結(jié)果表明，BTSH 模型表達(dá)的一些基因可以預(yù)測(cè)良好的曲妥珠單抗反應(yīng)。評(píng)估 BTRH 特征中存在的單個(gè)基因的其他研究表明，其中一些基因能夠預(yù)測(cè)對(duì)曲妥珠單抗的反應(yīng)。一方面，CA12和MYC在沒有反應(yīng)的患者中上調(diào)。在病理完全反應(yīng)方面，CA12、ERBB4和MYC在沒有達(dá)到該反應(yīng)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(xì)胞中 AR 和 PIP 的表達(dá)較低一致?？紤]到所有這些發(fā)現(xiàn)，結(jié)果表明，BTRH標(biāo)記中存在的CA12、MYC、ERBB4、NFIB、PIP和AR基因可能預(yù)測(cè) HER2 陽(yáng)性患者對(duì)曲妥珠單抗聯(lián)合拉帕替尼的反應(yīng)。值得注意的是，PIP也參與了超敏標(biāo)記，在 BTSH 細(xì)胞和對(duì)雙重 HER2 阻斷有反應(yīng)的 HER2 陽(yáng)性患者中上調(diào)。