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一文探索HER2蛋白表達、基因擴增與突變之間的異質性關聯，以及檢測這些變異的最佳方法。
在非小細胞肺癌（NSCLC）領域，HER2蛋白表達、基因擴增與突變之間的異質性關聯，以及檢測這些變異的最佳方法，目前尚未明確。一項研究[1]旨在闡明HER2變異NSCLC的臨床病理和分子特徵，並探索實際可行的方法，以識別可能從抗HER2靶向治療中獲益的患者群體。結果表明，HER2變異NSCLC患者中，HER2酪氨酸激酶域（TKD）突變與特定臨床病理學特徵相關，並且預示著較差的預後。研究還發現，即使在HER2基因擴增患者中，也存在HER2蛋白表達水平較低的情況，這表明HER2基因的複製數和蛋白表達水平之間可能存在不一致性。而這種不一致性可能與其他驅動基因的變異有關。因此，建議使用NGS檢測HER2變異，並結合臨床病理學特徵來篩選適合抗HER2靶向治療的患者，從而為這一患者群體的治療提供新方向。現將該研究主要內容梳理如下，以饗讀者。
研究方法
案例選擇
在2018年至2023年6月期間，採用NGS針對本機構NSCLC患者進行HER2變異的篩查。在1680例接受NGS檢測的NSCLC患者中，發現105名患者存在HER2基因擴增（複製數[CN]≥4）或致癌性突變。在這些患者中，43名（佔2.5%）表現出HER2基因擴增（CN≥4），另外62名（佔3.6%）則存在HER2基因突變。由於免疫組化（IHC）樣本不足，6名患者未能納入研究。剩餘的99名患者中，HER2變異的確認是基於53名患者的活檢樣本和46名患者的手術樣本。在這些患者中，有49名在進行活檢或手術前未接受任何治療，而另外46名患者則接受了新輔助或明確的化療，其中包括6名接受酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKIs）治療的HER2擴增患者。這6名患者因被認定其HER2基因擴增導致對TKI治療產生耐藥性，故未被納入分析範圍之內。
本研究對照組由2021年1月收集的165名經NGS檢測確認無HER2基因突變的患者組成。其中，97名為接受手術切除腺癌的患者，另外68名則為之前接受過HER2免疫組化檢測的患者。
NGS檢測
HER2基因狀態，包括其擴增與突變情況，透過兩種NGS panel進行檢測：TruSight™ Oncology 500（由美國加利福尼亞州聖地亞哥的Illumina公司生產）和CancerSCAN（由韓國首爾的Geninus公司開發）。
臨床病理學評估
本研究中，臨床及影像學資料均源自患者病歷。臨床資訊的收集涵蓋了患者的年齡、吸菸史、臨床或病理分期、計算機斷層掃描（CT）結果、隨訪時間以及治療歷程。兩位經過認證的病理學家對組織切片進行詳盡審查，並依據2021年世界衛生組織肺腫瘤分類標準，對組織學分級及亞型進行評估。在腺癌的腺泡型和乳頭型分類中，若高分化組織學特徵（如篩狀、複雜腺體、實性和微乳頭狀）所佔比例低於20%，則被判定為中度分化；若該比例達到或超過20%，則被判定為低分化。為探究HER2 TKD突變與不同臨床病理特徵之間的關係，本研究特別評估了微乳頭狀組織學特徵，其表現為腫瘤細胞以乳頭狀叢形式排列，形成缺乏纖維血管核心的花束狀結構，且該特徵的增量為5%。肺轉移的定義為雙肺中存在三個或更多結節的影像學證據。小結節性肺部病變表現為雙側肺部廣泛分佈的微小結節（miliary lungs），以及淋巴血管轉移，均透過CT進行影像學評估，並對每種病變型別進行單獨計數。所有患者的臨床和病理分期均依據第8版美國癌症聯合委員會（AJCC）系統進行評估。
輔助檢測
所有患者都進行了免疫組化（IHC）檢測，其中30名患者進一步進行了銀染原位雜交（SISH）檢測，以評估HER2的表達水平和HER2擴增狀態。HER2 IHC和SISH檢測均需遵循ASCO/CAP指南。
研究結果
在異質性HER2變異和對照組中比較臨床病理和分子特徵
在對1680名患者進行研究時，透過NGS技術檢測出30名（佔1.8%）患者存在HER2基因擴增，而透過SISH技術則識別出59名（佔3.5%）患者具有HER2基因突變。在比較兩組資料時，若複製數（CN）存在差異，則以SISH結果為準。在NGS檢測中，有4名患者的CN值超過4，而經SISH確認為CEP17多體，故將這些病例排除在統計分析之外。
圖1. HER2變異NSCLC的臨床病理學和分子特徵
本研究表明，NSCLC中HER2基因擴增和突變的比例介於2%至4%之間。在這些HER2突變患者中，有48例（佔81.4%）存在外顯子20插入突變，而11例（佔18.6%）則表現為點突變。根據突變的位置，HER2突變被進一步細分為52個TKD突變和7個非TKD突變。在兩個外顯子20插入突變和三個點突變病例中，這些突變與基因擴增同時出現。而同時發生改變的病例在統計學分析中被歸類為突變。
此外，超過96.6%的患者被診斷為TNM分期III期或更高分期。試驗組與對照組在疾病分期上無顯著差異。在67.4%的患者中，HER2變異與TP53突變同時存在，其中包含80%的擴增病例，59.6%的HER2 TKD突變病例，以及71.4%的非TKD突變病例。儘管非TKD突變與擴增同TP53突變共存的頻率高於HER2 TKD突變，但此差異並不顯著（P=0.102）。然而，相較於對照組，這種共存頻率顯著更高（P=0.006）。HER2 TKD突變，包括HER2外顯子20插入，在不吸菸者（75%）和年輕女性患者（78.8%）中更為常見，平均年齡為58.6歲，與非TKD突變（P<0.001和0.032）以及對照組（P<0.001和0.002）相比，差異顯著。HER2 TKD突變與非TKD變異展現出不同的分子和病理特徵。儘管攜帶非TKD突變或擴增的患者通常伴有其他驅動突變，如EGFR、KRAS和SMARCA4，但TKD突變與其他驅動突變呈互斥關係（P<0.001）。攜帶HER2 TKD突變的患者僅表現出腺癌組織學型別，而攜帶非TKD突變或擴增的患者則表現出鱗狀細胞癌（P=0.011）（圖2A-B）。
圖2. HER2變異的組織學和免疫組化（IHC）模式
在HER2基因擴增患者中，通常可以觀察到腫瘤的實體生長伴隨著中心性壞死以及高級別的細胞異型性（圖2C-D）。在HER2基因突變的腺癌病例中，腫瘤細胞往往展現出豐富的細胞質、較大的細胞核以及顯著的細胞間連線（圖2E-F）。此外，區域性微乳頭狀結構的存在也經常被識別出來（圖2G-H和I-J）。HER2 TKD突變病例顯示出相比對照組更高的微乳頭狀模式發生率（P<0.001）。肺部轉移的發生率，包括細小的肺轉移和血淋巴管轉移，在HER2 TKD突變病例中顯著高於對照組（P<0.001）。
與TKD突變相比，非TKD HER2突變表現出不同的特性。男性患者更多見（85.7%），1例患者表現為非腺癌的鱗狀細胞癌。同時伴有EGFR和KRAS突變的兩個HER2點突變被鑑定為非TKD突變：D277H，胞外結構域突變；G660D，跨膜結構域突變。在11個HER2點突變中，4個位於TKD (包括L755P和V777L)，另外7個位於TKD區域外。
HER2變異組的中位總生存期（OS）為30.3個月，對照組為25.9個月。HER2 TKD突變和總HER2變異，包括HER2擴增和非TKD突變，與對照組相比OS更差（圖3A-B）。在HER2變異組內，非TKD突變組的OS低於TKD突變組；然而，該差異不顯著（圖3C）。
圖3. OS分析
HER2變異NSCLC中的HER2表達
在進行SISH檢測的30名患者中，HER2 SISH分析揭示了7名（佔23.3%）患者存在多體性現象，具體表現為染色體17的中心粒（CEP17）數量增加。在這些患者中，4名患者的HER2基因擴增結果為陰性，而另外3名患者的HER2基因複製數增加超過6。在30名HER2基因擴增患者中，21名（佔70%）表現出3+的膜免疫活性（圖2B），而7名（佔23.3%）患者則呈現出1+至2+的膜表達模式（圖2D）。即便在沒有HER2基因擴增的情況下，在52名攜帶TKD突變的患者中，有33名（佔63.5%），包括外顯子20插入突變的患者，也表現出1+至2+的免疫活性評分，並呈現出完全或不完全的膜表達模式（圖2H和J）。在7名攜帶非TKD點突變的患者中，4名（佔57.2%）表現出不同程度的膜染色（圖2F），而與HER2基因擴增共存的一名非TKD點突變患者則顯示出3+的膜IHC評分。儘管HER2變異組中IHC評分為1+和2+的患者比例顯著較高，但在68名對照患者中，也有20名（佔29.9%）患者顯示出1+或2+的免疫活性（圖2K和L）。HER2變異組與對照組的HER2 IHC分析結果在圖4A和B中有詳細總結。
圖4. 免疫組化（IHC）分析
在部分患者中，儘管HER2基因複製數顯著增高（超過7），其免疫活性卻表現不佳，呈現出一種不一致的狀態。在26名經SISH檢測確認為HER2基因擴增的患者中，有6名（佔23.1%）同時存在HER2外顯子20插入或其他驅動基因變異，例如EGFR、KRAS和SMARCA4（P≤0.001）（表1A）。一位處於不一致狀態的患者，儘管其HER2基因複製數極度擴增（達到42.4），但其IHC評分為2+（佔40%）（圖5A和B）。透過NGS檢測發現，該患者同時存在KRAS G13D突變，且之前未接受過任何治療。綜合來看，在7名攜帶HER2點突變的患者中，有4名（佔57%）以及在30名HER2基因擴增的患者中，有10名（佔33.3%）存在其他共存的驅動突變，這可能是導致HER2 IHC染色不一致和HER2基因擴增異質性模式的原因。在26名經SISH檢測確認為HER2基因擴增的患者中，有4名（佔15.4%）在IHC和SISH訊號中表現出異質性模式（表1B）。其中一位患者（佔3.8%）顯示出空間上不同的異質性（圖5C）。微乳頭狀模式（圖5D）顯示出IHC 3+評分（佔60%）和更高的複製數（圖5F），而腺泡模式（圖5E）顯示出IHC 2+評分（佔40%）和輕度擴增（圖5G）。該患者伴隨有SMARCA4突變，瀰漫性BRG1 IHC缺失和HER2基因擴增（複製數9.1）。在擴增患者中，有兩名（佔比6.7%）表現出混合模式，其細胞團IHC評分為2+，並且有30%的細胞呈現染色（圖5H）。這些細胞團中同時存在HER2基因擴增和未擴增的細胞（圖5I）。在兩名攜帶HER2外顯子20插入（p.Y772_A775dup）的患者中觀察到擴增的混合模式，複製數超過7。一位患者顯示出馬賽克型別，有異常IHC 2+（圖5J）和擴增細胞散佈在非擴增細胞之間（圖5K）。馬賽克型擴增模式伴隨著SMARCA4突變和BRG1 IHC缺失。
表1. 在SISH檢測證實的擴增組中，HER2複製數與IHC結果不一致和異質性的患者比例，以及與其他驅動突變的關係
圖5. HER2擴增的異質性SISH模式
比較IHC評分系統
胃癌與乳腺癌HER2評分系統的比較結果，包括擴增與突變方面的分析，已彙總於表2。該評分系統對HER2突變和擴增的1+及2+結果的解讀產生了影響。依據胃癌的評分體系，若存在10%或更多的弱至中等強度的基底側膜染色，則被歸類為2+。相對地，根據乳腺癌HER2評分體系，若未超過10%的完整膜染色，則被歸類為1+（圖2H）。在將2+和3+視為擴增導致過表達的指標時，乳腺癌評分體系展現了更高的特異性（91%）和準確性（90%），儘管此差異在統計學上並不顯著。若僅將3+視為過表達的指標，其敏感性雖低於將2+和3+均考慮在內的情況（70%），但達到了最高的準確性（91%）和特異性（100%）。綜合考慮突變的1+/2+或所有HER2變異的1+/2+/3+，胃癌與乳腺癌HER2評分方法在敏感性、特異性和準確性方面均表現出一致性。
表2. HER2 IHC分析的敏感性、特異性和準確性
接受EGFR-TKI治療的EGFR突變病例的臨床病理學特徵
在43名HER2基因擴增及點突變患者中，有6名（約14%）患者同時存在EGFR基因突變，並接受了EGFR-TKI治療。因此，這些患者未被納入HER2相關分析。這6名患者的HER2基因平均複製數（CN）為22.9。其中3名患者呈現EGFR外顯子21 L858R突變，HER2 IHC評分為3+，而其餘患者則表現為EGFR外顯子19缺失，其中一例患者的HER2 IHC評分為0，另外兩例為1+或2+。後3名攜帶EGFR外顯子19缺失的患者儘管複製數較高（>7），但HER2 IHC表達較低，顯示出不一致的表達狀態。在2名患者中觀察到HER2 IHC結果的異質性，透過SISH分析確認為馬賽克型擴增。在這2個案例中，胃癌和乳腺癌評分系統對IHC結果的解釋存在分歧，分別導致了2+和1+的判讀差異。
研究結論
本研究表明，攜帶HER2 TKD突變的HER2變異NSCLC患者與對照組相比，OS更短，這突顯了識別可能從抗HER2靶向治療中獲益的患者的重要性。研究還發現，HER2 TKD突變和HER2擴增伴隨IHC 3+過表達是主要的驅動突變，而HER2非TKD突變和HER2擴增伴隨較低IHC表達通常是在針對其他驅動變異的治療中出現的耐藥機制。研究強調了HER2變異NSCLC中與HER2 IHC和SISH異質性顯著相關的分子共變異，並提出NGS可能是檢測NSCLC中HER2變異的最優方法，包括識別同時發生的變異。此外，研究還指出，年輕患者、非吸菸者、女性、血淋巴管性粟粒狀肺轉移患者、腺癌患者以及HER2 IHC結果可以作為識別HER2變異NSCLC患者的有價值指標。這些發現對於肺癌領域未來研究方向具有重要意義，特別是在為這一複雜多樣的NSCLC子集開發更有效治療方法的過程中。研究結果還表明，有必要進行更深入的探究，以明確哪些患者群體適合接受抗HER2靶向治療，特別是那些在IHC和SISH檢測中表現出HER2擴增模式異質性的病例。這提示了在治療HER2變異NSCLC時，需要更為精確的生物標誌物以及更為個性化的治療方案。
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參考文獻：
[1]Lee Y, Lee B, Choi YL, Kang DW, Han J. Clinicopathologic and Molecular Characteristics of HER2 (ERBB2)-Altered Non-Small Cell Lung Cancer: Implications for Precision Medicine. Mod Pathol. 2024 Jun;37(6):100490.
審批編號：CN-146148 有效期至：2025-02-12
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