【佳学基因检测】对曲妥珠单抗靶向药物建模确定乳腺癌基因检测指标

为什么要筛选发现对曲妥珠单抗敏感的基因检测指标？

曲妥珠单抗疗法是 HER2 阳性 (HER2+) 乳腺癌的治疗选择。HER2 扩增是曲妥珠单抗疗法少量经过验证的基因检测生物标志物。然而，一部分肿瘤在治疗过程中变得难以治愈。因此，发现除 HER2 过度表达之外的基因检测新生物标志物来识别最能从曲妥珠单抗疗法中获益的患者具有重要意义。

通过暴露于曲妥珠单抗生成曲妥珠单抗耐药或过敏细胞模型。通过蛋白质印迹分析细胞表面、总 HER2 和参与细胞周期或细胞凋亡的蛋白质。通过细胞计数分析细胞增殖，通过 FACS 评估细胞周期和细胞凋亡。使用生物信息学在线工具对细胞模型进行转录组学表征，并使用 PAMELA 临床试验数据进行临床基因组学分析。

靶向药物基因检测发现除了对曲妥珠单抗的敏感性不同之外，不同的细胞模型还对临床使用的其他抗 HER2 药物（拉帕替尼、来那替尼、帕妥珠单抗和 T-DM1）表现出不同的反应。这种差异效应不是由于细胞表面、总 HER2 或活化 HER2 的变化造成的。曲妥珠单抗在高敏细胞中引起重要的细胞死亡诱导，但在亲本或耐药细胞中则不会。这些细胞模型的转录组分析以及在线数据库查询允许识别预测 HER2+ 乳腺癌患者预后和曲妥珠单抗反应的单个基因和基因特征。

乳腺癌用药指导基因解码基因检测的的科学分析表明曲妥珠单抗反应生物标志物的鉴定可用于选择特别敏感的患者，以促进使用基于曲妥珠单抗的疗法，并完善 HER2 + 肿瘤患者的随访指南。

靶向药物基因检测基因解码筛选发现新的乳腺癌靶向药物敏感性基因检测指标

乳腺癌的精准用药指导基因解码基因检测明确跨膜酪氨酸激酶 HER2 在 15–25% 的人类乳腺肿瘤中过表达，并且与肿瘤侵袭性生长和不良预后相关，这一发现促进了以该蛋白为靶点的治疗药物的开发。两种针对 HER2 的药物已经进入肿瘤临床。一方面，抗体可以识别 HER2 的胞外区。第一个这样的药物是曲妥珠单抗，一种抗 HER2 的人源化单克隆抗体。几项开创性的临床研究证明了其疗效，可提高 HER2 阳性乳腺癌患者的总体生存率。基于这些早期报告，HER2阳性早期乳腺癌的实际标准治疗包括曲妥珠单抗联合紫杉烷或双重 HER2 阻断，使用曲妥珠单抗和化疗与另一种针对 HER2 的抗体帕妥珠单抗联合使用。转移性患者也可接受 HER2 双重阻断加化疗作为一线治疗。曲妥珠单抗的衍生物，例如曲妥珠单抗-emtansine (T-DM1) 或曲妥珠单抗-deruxtecan，两种属于抗体-药物偶联物类抗肿瘤药物，也被批准作为转移性 HER2 阳性乳腺癌患者的二线或三线治疗。此外，针对两个不同靶点或表位的双特异性抗体正在被开发作为克服曲妥珠单抗耐药性的新策略。双特异性抗体 M802 将 HER2 识别为曲妥珠单抗并募集 CD3 阳性免疫细胞，增加细胞毒性，消灭 HER2+ 肿瘤细胞。

第二组抗 HER2 药物包括膜渗透性小分子酪氨酸激酶抑制剂 (TKI)，如拉帕替尼、来那替尼和图卡替尼。在以曲妥珠单抗为基础的辅助治疗后使用来那替尼治疗已证明具有临床益处。对于对标准疗法产生耐药性的患者，其他治疗选择包括拉帕替尼加卡培他滨、曲妥珠单抗与其他化疗药物（长春瑞滨或吉西他滨）联合使用，或曲妥珠单抗和拉帕替尼联合使用而不进行化疗 。由于基因解码基因检测的应用，图卡替尼已获批与曲妥珠单抗和卡培他滨联合用于三线治疗晚期不可切除或转移性肿瘤。

选择接受 HER2 靶向药物治疗的患者的主要标准是通过基因检测 HER2 过表达，这通常通过免疫组织化学或原位杂交检测。然而，虽然大多数患者对曲妥珠单抗疗法有反应，但一些患者表现出对该药物的内在或获得性耐药性，疾病复发，尤其是在晚期阶段。因此，除了 HER2 过表达之外，一定还有其他因素决定对曲妥珠单抗疗法的敏感性。考虑到这一点，乳腺癌的精准用药指导基因解码基因检测发起了一项研究，旨在发现 HER2 扩增以外的其他生物标志物，以识别最有可能从曲妥珠单抗治疗中受益的患者并预测病理完全缓解。为此，乳腺癌的精准用药指导基因解码基因检测使用了几种源自 HER2 阳性乳腺癌细胞系 BT474 的细胞模型。该细胞系已被广泛用作分析 HER2 在乳腺癌中的病理生理作用的模型，包括研究针对 HER2 的药物（如曲妥珠单抗）的抗肿瘤作用。以该细胞系为骨干，乳腺癌的精准用药指导基因解码基因检测分离了耐药和高敏性衍生物，并对其进行了生物学和基因组学基因检测综合分析。使用这些模型，结合查询包含临床基因组数据的公共数据库，鉴定出与预后和曲妥珠单抗反应相关的几个基因。此外，乳腺癌的精准用药指导基因解码基因检测还报告了在从双重 HER2 阻断中受益最多的患者中富集的基因集的鉴定结果。

乳腺癌基因检测确定更全的基因检测指标

基于曲妥珠单抗的疗法代表了 HER2+ 乳腺肿瘤治疗的普遍接受的标准。然而，虽然大多数 HER2+ 肿瘤对这些疗法有反应，但它们的反应是可变的。这种情况提出了一个重要的临床问题，即对这些疗法的预期反应。因此，识别反应标记具有非常重要的意义，特别是考虑到要实施的后续策略。为了朝这个方向取得进展，乳腺癌基因检测模拟了对曲妥珠单抗的耐药性和超敏性，以深入了解调节曲妥珠单抗抗肿瘤效果的决定因素。这些研究允许识别可用于预测患者对曲妥珠单抗反应的单个基因和基因组。

使用不同的实验方法，乳腺癌基因检测能够分离出对曲妥珠单抗具有不同敏感性的 HER2+ 乳腺癌细胞。在所有分析的细胞系模型中，总 HER2 或细胞表面 HER2 及其酪氨酸磷酸化形式的水平难以区分。这一事实排除了 HER2 的变化是导致它们对曲妥珠单抗作用具有不同敏感性的原因。这很重要，因为介导曲妥珠单抗耐药性的机制之一是 HER2 截短形式的表达。

许多 HER2+ 乳腺癌患者无法从多种抗 HER2 疗法中获益。肿瘤用药敏感性基因解码认为这一事实可能是由于存在交叉耐药性，从而导致肿瘤进展。与此一致，乳腺癌基因检测发表的一项研究表明曲妥珠单抗与 TKI 拉帕替尼和来那替尼之间存在交叉耐药性。BTRH 细胞不仅对曲妥珠单抗有耐药性，而且对两种 TKI 均有部分耐药性。相反，乳腺癌靶向药物选择与优化团队表明拉帕替尼和来那替尼对 BT474 和 BTSH 细胞存活的影响相似。乳腺癌基因检测还证明 BTSH 细胞对 T-DM1 治疗高度敏感。这可能是因为曲妥珠单抗是这种 ADC 的骨干部分。就帕妥珠单抗而言，乳腺癌基因检测未观察到该药物对所使用的任何细胞模型有显著作用。这一点尤其值得注意，因为帕妥珠单抗是与曲妥珠单抗联合/不联合化疗的一线治疗方案的一部分。

为了深入了解导致它们对曲妥珠单抗产生不同反应的机制，乳腺癌基因检测进行了细胞周期和凋亡实验。曲妥珠单抗导致 BT474 和 BTSH 细胞周期停滞在 G1 期。因此，乳腺癌基因检测发现 S 期细胞数量减少，这与之前的研究一致。相反，在耐药细胞系中没有观察到这种影响。此外，生化研究表明，在亲本细胞系 BT474 和过敏细胞系中，曲妥珠单抗治疗后 p27 上调。据推测，用曲妥珠单抗治疗的细胞中该蛋白水平的增加会介导该药物对细胞周期进程的抑制特性。亲本细胞和 BTSH 细胞对曲妥珠单抗的反应之间的一个明显区别是后者细胞系对该药物诱导的细胞死亡的敏感性。虽然凋亡标志物表明这是曲妥珠单抗作用于过敏细胞的途径，但曲妥珠单抗促进细胞凋亡的确切机制仍然不清楚。

一旦确定了对曲妥珠单抗敏感性的不同细胞模型，就会生成转录组数据，试图预测曲妥珠单抗的反应。乳腺癌基因检测选择了相对于亲本细胞系 BT474 在 BTRH 和 BTSH 中呈逆向调控的显著基因。使用 KM Plotter 工具分析了这些已识别基因的预后影响。这些基因解码结果表明，在 BTSH 中上调的 22 个已验证基因中，有 4 个基因（PDE7B、ELMO1、UPK1A和GRIK2）单独或作为基因表达特征，都表明 HER2 阳性乳腺癌患者预后良好。在寻找曲妥珠单抗疗效的预测性生物标志物时，乳腺癌基因检测使用了 ROC 绘图工具。这些研究鉴定出 3 个基因（ELMO1、UPK1A和GRIK2），它们均在 BTSH 细胞中高表达，在对曲妥珠单抗有反应的患者中表达上调。总之，上述研究鉴定出了几组基因和单个基因，它们具有潜在临床应用价值，可作为 HER2+ 乳腺癌曲妥珠单抗疗效和良好预后的生物标志物。

临床结果和曲妥珠单抗反应的生物标志物。通过微阵列分析确定了 BTSH 和 BTSH 与亲本 BT474 细胞系相比的 DEG。为了确定临床结果和曲妥珠单抗反应的生物标志物，乳腺癌基因检测采用了两种不同的策略。首先，分别通过 KM 绘图仪和 ROC 绘图仪评估了具有“反量”的 DEG 对 HER2+ 乳腺癌患者预后和曲妥珠单抗反应的作用。另一方面，将 DEG 与 PAMELA 临床试验患者肿瘤样本的转录组数据重叠，并评估了对双重 HER2 阻断的反应。

为了促进乳腺癌基因检测的研究结果转化为临床应用，乳腺癌基因检测将微阵列的细胞系表达数据与 PAMELA 临床试验中 151 名 HER2 阳性患者队列的肿瘤表达数据进行了比较。在 nCounter 平台中分析了从 BTRH 和 BTSH 的微阵列分析中获得的失调基因的存在和数量，并用其获得了该临床试验患者的基因表达数据。按照这种方法，BTRH 和 BTSH 特征由患者基线时的肿瘤表达。乳腺癌基因检测发现，在对 HER2 双重阻断有反应的患者中，高敏基因表达特征得到了富集。这些结果表明，BTSH 模型表达的一些基因可以预测良好的曲妥珠单抗反应。评估 BTRH 特征中存在的单个基因的其他研究表明，其中一些基因能够预测对曲妥珠单抗的反应。一方面，CA12和MYC在没有反应的患者中上调。在病理完全反应方面，CA12、ERBB4和MYC在没有达到该反应的患者中得到了富集。此外，AR和PIP在手术中未表现出 pCR 的患者中下调，这与曲妥珠单抗耐药细胞中 AR 和 PIP 的表达较低一致。考虑到所有这些发现，结果表明，BTRH标记中存在的CA12、MYC、ERBB4、NFIB、PIP和AR基因可能预测 HER2 阳性患者对曲妥珠单抗联合拉帕替尼的反应。值得注意的是，PIP也参与了超敏标记，在 BTSH 细胞和对双重 HER2 阻断有反应的 HER2 阳性患者中上调。