中国HER2低表达乳腺癌患者的异质性：需要对激素受体状态和分子亚型进行更精确的分层

        HER2低表达乳腺癌最近被定义为对新型抗体--药物偶联物敏感的潜在亚型。但其分子异质性和显著特征尚不清楚，尤其是在中国人群中，这限制了该亚型患者在抗体-药物偶联物时代的精确管理。本研究分析了434名HER2低表达患者的多组学队列，揭示了HER2低乳腺癌的异质性，为未来扩大Her2低表达患者的获益，奠定了基础。

 

方法学

        回顾性研究了2013年1月1日至2014年12月31日在FUSCC乳腺外科就诊的773名中国乳腺癌患者。

        收集参与者的人口统计学变量，包括年龄、研究者观察到的性别和更年期状态。原发肿瘤样本在手术过程中采集，进行病理学检查和多组学分析。ER、PR、HER2、Ki67的病理检查由FUSCC病理科进行。在IHC检测中，ER/PR阴性定义为 <1% 阳性染色细胞。

        肿瘤样本进行WES（鉴定出49122个体细胞突变）、CNA检测（鉴定出27100个体细胞基因水平CNA和76个焦点峰）、RNA测序（鉴定出19892个mRNA）、TMT定量蛋白质组学（鉴定出7952个蛋白质、153,441个独特肽和3,430,404个肽谱匹配）和代谢组学（鉴定出669个极性代谢物和1312个脂质）生成多组学数据。

 

结   论

        在本文队列中，HER2低表达与激素受体阴性亚组中的 HER2-0 肿瘤倾向性更为明显。在 HER2 低表达肿瘤中，激素受体阴性亚组也存在显著的患者间异质性：基底样肿瘤类似于 HER2-0疾病，非基底样HER2低表达肿瘤类似于 HER2 阳性疾病。这些非基底样HER2低表达肿瘤具有 PIK3CA 突变、FGFR4/PTK6/ERBB4 过表达和脂质代谢激活。在激素受体阳性肿瘤中，HER2低表达肿瘤在 17q 峰中的缺失比HER2-0肿瘤少。以上首次揭示了中国人群Her2低表达患者的异质性。

 

结果 1：HER2低表达肿瘤患者之间具有很强的分子异质性。

        在多组学数据集中，HER2 低表达肿瘤同时具有低 ERBB2 扩增率 （4.0%）（下图 1b）。HER2低表达肿瘤中ERBB2的RNA和蛋白水平显著高于HER2-0肿瘤，低于HER2阳性肿瘤（下图1c，d）。在队列中按 HR 状态分层后也观察到类似的结果。下图 1e 显示了按 HR 状态和 HER2 IHC 评分分层的 HER2 低乳腺癌的分子景观。对于基因组改变，在HER2低表达的乳腺癌中发现了复发性突变，如PIK3CA、TP53和GATA3，并且在RNA和蛋白质水平上也可以看到拷贝数改变（CNA）的下游效应。此外，在转录组、蛋白质组和代谢组水平上，均显示出HER2低表达乳腺癌的患者间的异质性，HR阴性亚组的HER2 1+肿瘤和HER2 2+肿瘤之间的差异大于HR阳性亚组（下图1e）。

 

结果 2：HER2 低表达患者的临床结局优于Her2-0患者。

        本文研究了HER2低表达和HER2-0乳腺癌患者之间临床结果差异。所有纳入患者和HER2低表达队列的中位随访时间都为6.9年。HER2 低表达患者的远处转移无生存期 （DMFS）在整个队列（P = 0.034）和 HR 阳性队列 （P = 0.011）中具有显着更好的预后，但在 HR 阴性队列中则没有 （P = 0.968）（下图 2a-c）。关于总生存期（OS），根据HR状态，两组之间没有发现显著差异。

 

结果 3：在HR阴性亚组中，脂质代谢基因的蛋白水平和脂质（尤其是鞘脂）的丰度随着HER2 IHC评分的增加而增加。

        研究者发现与 HER2-0 患者相比，HER2 低表达患者包含较少的基底样肿瘤（35.2% vs. 13.8%）（下图 3a）。经HR 分层后，仅在HR阴性亚组中存在显着差异（69.7% vs. 96.3%，P = 0.015）（下图 3b、c），这意味着 HR 阳性和 HR 阴性乳腺癌应分别进行后续分析。同样，在乳腺癌IntClus亚型系统中，HR阴性HER2低表达肿瘤包含的基底样亚型明显少于HER2-0 肿瘤（56.6% vs. 82.6%，P = 0.038）。HR 阴性亚组中 HER2-low 和 HER2-0 乳腺癌之间的这种差异也隐含在几个具有不同分子亚型的TNBC系统中，包括FUSCC-TNBC亚型、Burstein亚型、Lehman亚型和Quist的TNBC 亚型。

        在差异表达基因（DEGs）方面，在HR阴性亚组中，差异表达的基因较多，差异程度也更明显，尤其是脂质代谢相关基因（下图3d，e）。

        为了更深入地了解HER2-low乳腺癌，本文在随后的分析中考虑了HER2 IHC评分。在HR阴性亚组中，与HR阳性亚组相比，在转录组水平上有更多的增加和减少的基因集（分别为161个和2个，285个和11个减少）（下图3f，g）。根据上述差异分析，脂质代谢相关基因集在HR阴性亚组中表现出较强的富集（下图3f，g，用红线表示），并且是倍数变化最大的基因集之一。

 

结果 4：中国HER2 低表达乳腺癌患者的异质性具有独特的分子景观图。

        高达30.3%的 HR 阴性HER2低表达患者患有非基础样疾病，显著高于本文队列中HR阴性HER2-0患者（30.3% vs. 3.7%，P = 0.005）。这一比例也显著高于西方HR阴性HER2低表达队列（30.3% vs. 16.7%，P = 0.041）（下图 4a）。此外，本文队列中HER2 IHC 2+亚组中非基底样肿瘤的比例是西方人群的两倍多（57.1% vs. 21.6%，P = 0.010）（下图4b），这进一步表明了中国HER2低表达乳腺癌患者的患者间异质性。进一步研究了ER2-low乳腺癌的患者间异质性。发现HER2-low基底样肿瘤与HER2-0肿瘤高度相似，而HER2-low非基底样肿瘤与HER2阳性肿瘤更相似，这凸显了HER2-low非基底样肿瘤与其他TNBCs的独特性。

        在这些独特的HR阴性HER2低表达非基底样肿瘤中，进一步评估这些肿瘤的其他潜在驱动机制，观察到PIK3CA突变的高频率（61.5%）;同时还检查了所有参与 PI3K 和 ERBB2 信号转导的基因（下图 4f），发现 FGFR4、PKT6 和 ERBB4基因 在HER2 低表达的非基底样肿瘤中，转录组水平上显著过表达（图 4g-i）。对于这三个基因，在非基底样肿瘤和基底样肿瘤之间没有观察到 CNA 的差异，表明这种差异不是由 CNA 驱动的。对于 PTK6，还观察到其在 ERBB2 信号转导中的作用的基因集评分升高，进一步强调了其重要性。值得注意的是，PTK6、FGFR4 和 ERBB4 的表达水平互不相关，表明它们在非基底样肿瘤中具有独立作用。

        除了潜在的驱动事件外，本文还全面分析了HR阴性HER2-low非基底样肿瘤的分子特征。观察到多种代谢过程的激活，包括脂质代谢。此外，还证明了该亚组患者中PIK3CA突变、FGFR4/PTK6/ERBB4过表达与脂质代谢之间的相关性。这些相关性表明了这些分子特征之间的潜在相互作用，这可能共同促成 HR 阴性 HER2低表达非基底样肿瘤的 HER2 样景观（下图 4k）。

 

结果 5：17q的改变与HR阳性HER2低表达乳腺癌患者的预后改善相关。

        在HR阳性队列中，与HER2-0患者相比，HER2-low乳腺癌患者的DMFS明显改善。HR阳性状态下的HER2-low和HER2-0肿瘤在转录组学、蛋白质组学和代谢组学水平上的差异相对较小。在基因组层面上，HR阳性HER2低表达中最常见的突变癌症相关基因（CAGs）是PIK3CA（45%）、TP53（24%）、GATA3（16%）和MAP3K1（13%）。然而，与HER2-0肿瘤相比，并没有发现CAGs发生差异突变。

        同时本文还发现几个CNA差异：HER2低表达肿瘤的17q12扩增水平显著高于HER2-0肿瘤（28.5% vs. 5.2%），17q11.2缺失/缺失（21.3% vs. 51.7%）和17q21.31缺失/缺失水平（22.3% vs. 51.7%）较低。

        在单因素Cox回归分析中，17q12的增益/扩增与DMFS无关（HR= 1，P = 0.934）（下图5e）。然而，对于17q11.2，其缺失/缺失状态与较差的DMFS相关，并具有临界意义（HR= 1.8，P = 0.077）（下图5f）。17q21.31的缺失/缺失与较差的DMFS显著相关（HR=2.3，P=0.011）（下图5g）。在多变量Cox分析中，纠正HER2状态后，17q21.31和17q11.2的缺失/缺失也与较差的DMFS相关（17q21.31：HR=2.07，P=0.003;17q11.2：HR=1.59，P=0.191）（下图5h）。

 

讨   论

        本文提供了一个全面的多组学 HER2 低乳腺癌数据集，并表明 HER2 低表达乳腺癌的独特性质、患者间异质性以及种族和民族差异取决于 HR 状态，这些特征在 HR 阴性亚组中更为明显。同时还揭示了一种潜在的驱动机制，并提出了一些HER2低表达乳腺癌的可能治疗靶点。这些发现可能有助于根据 HR 状态、分子亚型以及种族和血统信息更精确地对 HER2 低患者进行分层，以便为 ADC 时代未来的研究和实践做好准备。

        同时，该研究也存在一些局限性。首先，本文是回顾性研究，在临床应用之前需要进行更大规模的前瞻性研究来验证研究结果。其次，准确区分特定 IHC评分仍然具有挑战性，尤其是在低范围（IHC 0 或 1+）49。迫切需要更精确或更专业的诊断系统。

 

参考文献

Dai LJ, Ma D, Xu YZ, Li M, Li YW, Xiao Y, Jin X, Wu SY, Zhao YX, Wang H, Yang WT, Jiang YZ, Shao ZM. Molecular features and clinical implications of the heterogeneity in Chinese patients with HER2-low breast cancer. Nat Commun. 2023 Aug 22;14(1):5112. doi: 10.1038/s41467-023-40715-x. PMID: 37607916; PMCID: PMC10444861.