循环肿瘤DNA检测HER2阳性复发转移性乳腺癌靶向治疗疗效相关生物标记物的探索性研究

发布时间：2019-02-11 14:16

【摘要】：目的抗HER2靶向药物如曲妥珠单抗、拉帕替尼、帕妥珠单抗等联合化学治疗极大改善了HER2阳性乳腺癌患者的预后和生存。但是即便同为HER2阳性,不同乳腺癌患者对抗HER2治疗的敏感性却不尽相同,而且治疗后的耐药现象难以避免。因而,寻找一种能够准确、便捷的药物疗效预测方法,是克服耐药现象这一肿瘤治疗难题需要首先解决的问题,这不仅能够提高患者预后还能节约医疗资源。目前认为基因组突变是导致肿瘤发生发展的重要原因,因而基因检测被认为是最佳的疗效预测手段。为了克服肿瘤组织学检测的时空异质性,我们应用更为特异、相对无创、实时反映肿瘤基因组信息的循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ct DNA)检测技术,探究其在HER2阳性复发转移性乳腺癌靶向治疗疗效相关生物标志物筛选中的应用价值。方法2014年3月6日至2014年12月10日,入组就诊于我院乳腺肿瘤科,拟接受或接受抗HER2治疗的晚期乳腺癌患者20例,采用二代测序技术检测患者血浆循环游离DNA(circulating-free DNA,cf DNA)在50个肿瘤原癌和抑癌基因热点区域上的突变情况,筛选出肿瘤相关基因的体细胞突变。共检测了24例血液样本,其中有8例血样采集自患者一线抗HER2治疗(即含曲妥珠单抗的联合治疗)疗前且后期随访证实在该线治疗中获益(疗效为CR、PR或SD超过6个月),故将这8例定义为抗HER2治疗敏感组;16例样本采集自患者至少一次抗HER2靶向治疗进展后,故定义为抗HER2治疗耐药组。采集24例血液样本中耐药组有4例患者在治疗中采集了2次血样,其采集时间点分别为二线抗HER2药物拉帕替尼治疗前和进展后。收集患者临床资料,将临床资料与肿瘤相关基因突变情况进行相关性分析。结果1、共入组20例女性患者,中位确诊年龄45岁(27-71岁)。24例血样,15例激素受体阳性(62.5%),9例激素受体阴性(37.5%)。24例样本采集后均接受抗HER2靶向治疗,其中15例接受曲妥珠单抗联合治疗,7例接受拉帕替尼的联合治疗,另2例分别接受曲妥珠单抗联合拉帕替尼的双靶向治疗和T-DM1的靶向治疗。2、24例血细胞和血浆DNA样本在50个基因的目标区域检测覆盖度为100%。血细胞DNA平均测序深度为1870×(1340~2640×),血浆DNA平均测序深度为10800×(4910~12860×)。24例样本血浆DNA样本文库的中位浓度为14.95ng/μL(3.45~45.44 ng/μL),血细胞DNA样本文库的中位浓度为2.22 ng/μL(0.59~6.53ng/μL)。3、24个样本中共检测到46个肿瘤相关基因上的486个非同义单核苷酸变异,未检测到GNA11,CSF1R,ALK和NPM1四个基因上的单核苷酸变异(single nucleotide variants,SNV),其中26个基因的SNV个数少于10,这26个基因分别为FGFR1,GNAQ,RB1,ABL1,BRAF,FGFR3,GNAS,HRAS,FLT3,AKT,RET,CDH1,CDKN2A,ERBB2,EZH2,IDH1,IDH2,MET,MLH1,NRAS,CTNNB1,JAK2,NOTCH1,PEPN11,JAK2和MPL。4、所有样本至少能够检测到1个SNV(中位20个,1~51个),平均突变频率(mutation allele frequency,MAF)为3.9%(2~31.66%)。本研究24例样本在50个肿瘤相关基因的热点区域的突变率由100%至0%不等,其中PIK3CA、KIT、TP53三个基因为本研究样本中突变率最高的三个基因,24例HER2阳性晚期乳腺癌患者cf DNA在50个基因上的突变率具有显著的基因组差异,反映出“长尾效应”的现象。5、通过对比,发现7个耐药组特有的突变基因,这些基因在敏感组均未检测到突变。该7个耐药组特有突变基因分别为EGFR,GNAS,HRAS,MLH1,CDH1,NRAS和NOTCH1。这些突变包括:11个分别在7号外显子、18号外显子、19号和21号外显子上的EGFR突变;7个分别在7号外显子和8号外显子上的GNAS突变;7个发生在2号外显子和3号外显子上的HRAS的突变;4个在8号外显子和3号外显子上的CDH1突变;4个11号外显子上的MHL1突变;3个分别为26号外显子和27号外显子上NOTHC1基因上的突变;以及4个在2号外显子和3号外显子上NRAS基因突变。6、另外,在4例样本的cf DNA中检测到HER2基因突变,其中两例样本存在一个共同的HER2 p.S855I突变,查阅资料发现该突变目前还无文献报道。并且这两例共同存在HER2 p.S855I突变的患者,在抗HER2靶向治疗中获益明显,无进展生存期(free-progress survival,PFS)分别为48个月和35个月。7、将本研究cf DNA中检测的46个肿瘤相关基因突变信息与患者临床治疗资料进行相关性分析显示,ATM、KDR、PDGFRA三个基因突变与患者后一线抗HER2靶向治疗的PFS显著相关。12例血样存在ATM基因的SNV,突变率为50%,Kaplan-Meier生存分析显示ATM突变与患者更长的PFS显著相关,突变型患者中位PFS为10.5个月,野生型患者中位PFS为6.5个月(P=0.04,HR 0.33,95%CI0.11-0.97)。另外,分别有8例和7例血浆样本具有KDR和PDGFRA基因突变,突变率分别为33.3%和29%,Kaplan-Meier生存分析显示这两个基因的突变与患者更短的PFS显著相关。KDR突变型和野生型的中位PFS时间分别为5.5和12.0个月(P=0.015,HR 4.56,95%CI 1.34~15.53);PDGFRA突变型和野生型中位PFS时间为5.0和9.0个月(P=0.036,HR 3.77,95%CI 1.09~13.05)。结论1、扩增子测序技术检测循环游离DNA,测序深度高、敏感性高,检测可信度好,可用于乳腺癌的循环肿瘤DNA的检测。由于仅检测与肿瘤相关的50个基因的热点突变区域,故检测成本大幅降低,有利于临床推广。2、HER2阳性复发转移性乳腺癌的cf DNA在50个肿瘤相关基因热点区域上的突变差异显著,基因组的突变谱显示出“长尾效应”现象。PIK3CA、TP53、KIT是这一类别最常发生突变的三个基因。另有26个基因突变发生率低,可能是HER2阳性乳腺癌治疗中潜在的驱动基因。3、EGFR,GNAS,HRAS,MLH1,CDH1,NRAS和NOTCH1可能与HER2阳性乳腺癌靶向治疗的耐药相关。HER2基因p.S855I突变能够预示患者HER2治疗的长期获益。循环肿瘤DNA检测在监测HER2靶向治疗期间生物标记物的改变具有潜在的应用价值。4、ATM、KDR、PDGFRA三个基因能够预测HER2阳性乳腺癌靶向治疗的敏感性,未来可能指导抗HER2治疗临床实践。
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【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R737.9

【参考文献】