HER2陽性復旦分型的揭示，為乳腺癌更加精準的個體化治療策略提供了重要依據。
HER2陽性乳腺癌是一種侵襲性亞型，佔所有乳腺癌的15-20%。最近的研究表明HER2陽性乳腺癌是一組異質性疾病，對標準治療方案有不同的敏感性。揭示HER2陽性乳腺癌的分子異質性可能有助於實現更精確的治療策略。2024年8月26日，Cancer Res權威期刊線上發表了復旦大學附屬醫院團隊針對HER2陽性乳腺癌的復旦分型及其個體化精準治療策略的研究成果[1]，揭示了HER2陽性乳腺癌的4種亞型，包括經典HER2亞型（HER2-CLA）、免疫調節亞型（HER2-IM）、管腔樣亞型（HER2-LUM）、基底/間質樣亞型（HER2-BM），為更加個體化的乳腺癌精準治療鋪平了道路。現將該研究主要內容梳理如下，以饗讀者。
研究方法
本研究納入了191例在復旦大學附屬腫瘤醫院接受手術治療的HER2陽性乳腺癌患者，HER2陽性定義為透過免疫組化（IHC）或熒光原位雜交（FISH）檢測的HER2蛋白過表達。對這些患者的樣本進行了包括RNA測序、全外顯子測序（WES）、複製數變異（CNA）分析和代謝組分析在內的多組學分析。透過非負矩陣分解（NMF）聚類演算法對mRNA資料進行分析，確定了HER2陽性乳腺癌的最佳亞型數量，並將腫瘤分為不同的亞型。共識聚類方法驗證了NMF聚類結果，確定了最佳的聚類數量。利用單樣本基因集富集分析（ssGSEA）和KEGG富集分析，計算了每個亞型的特定通路得分，並評估了不同亞型的生物學特徵，識別了各亞型中顯著富集的生物學通路。跨佇列驗證透過隨機森林模型和IHC標記物，將復旦分型應用於其他HER2陽性乳腺癌佇列，包括I-SPY2、TCGA、METABRIC和GSE243375資料庫中的患者，以驗證亞型的普適性。此外，使用患者衍生的類器官（PDO）和患者衍生的腫瘤片段（PDTF）模型驗證了不同亞型對治療策略的反應。
研究結果
1. 180例HER2陽性乳腺癌患者的多組學分析：
共有191個HER2陽性乳腺癌樣本被用於多組學分析。經嚴格的質量控制後，本研究最終納入180例來自復旦大學附屬腫瘤醫院的HER2陽性乳腺癌患者（圖1）。HER2陽性定義為IHC 3+或FISH陽性。在這些患者中，180例具備RNA測序資料，161例具備複製數變異（CNA）資料，151例擁有原發腫瘤組織與配對血液樣本的全外顯子測序（WES）資料，而124例則提供了原發腫瘤組織的代謝組資料。患者的中位隨訪時長達到84.3個月。此外，本研究還詳細記錄了155例患者的抗HER2靶向治療情況，其中77.4%（即120例）接受了輔助靶向治療。本研究還提供了HER2陽性乳腺癌的多組學資料集以供進一步分析。
圖1. HER2陽性乳腺癌的佇列資訊和非負矩陣分解（NMF）亞型
2.基於轉錄組資料的HER2陽性乳腺癌亞型：
利用NMF聚類演算法和共識聚類方法，研究者針對180例HER2陽性乳腺癌患者的mRNA資料進行了分析，基於2,976個差異表達基因將腫瘤分為四個分子亞型：
經典HER2亞型（HER2-CLA）：佔28.3%，特徵是高ERBB2啟用，對抗HER2治療反應良好。
免疫調節亞型（HER2-IM）：佔20%，以免疫啟用微環境為特徵，可能適合免疫治療。
管腔樣亞型（HER2-LUM）：佔30.6%，與HR+/HER2-乳腺癌相似，可能對內分泌治療和CDK4/6抑制劑敏感。
基底/間充質樣亞型（HER2-BM）：佔21.1%，特徵是RTK訊號通路啟用，可能從酪氨酸激酶抑制劑（TKI）治療中獲益。
這些發現為HER2陽性乳腺癌的個性化治療提供了新的分子亞型分類。
3. HER2陽性乳腺癌亞型的分子特徵：
研究者透過組學分析比較了不同亞型的分子特徵（圖2）。HER2-CLA亞型的非同義突變的腫瘤突變負荷（TMB）顯著高於其他亞型。在不同的NMF亞型中也觀察到突變特徵的異質性分佈，其中HER2-CLA和HER2-IM乳腺癌中APOBEC相關突變特徵比例較高。在該佇列中，TP53（60%）、PIK3CA（36%）、NF1（7%）、GATA3（5%）和ARID1A（4%）是突變頻率最高的癌症相關基因。PIK3CA突變在HER2-LUM亞型中最常見（49%；p=0.031），而ARID1A突變僅在HER2-CLA中發現（13%；p=0.005）。體細胞複製數變異分析顯示了不同亞型間的基因組變化差異。HER2乳腺癌中89%的病例有17q12增益或擴增。HER2-LUM亞型中20q13.2和11q13.3的擴增頻率較高。在代謝組學方面，HER2-CLA腫瘤的碳水化合物代謝物更豐富，而HER2-LUM亞型的脂質代謝相對啟用。
圖2. NMF亞型的多組學特徵圖譜
4.在其他佇列中驗證HER2陽性乳腺癌亞型：
研究人員開發了兩種策略，旨在將HER2陽性乳腺癌的亞型分類方法推廣至其他研究佇列，這兩種策略分別基於RNA表達資料和IHC資料（圖3）。首先，他們構建了一個隨機森林模型，該模型利用來自FUSCC佇列的RNA差異分析結果來預測其他佇列中的NMF亞型。研究者從四個不同的資料庫（包括I-SPY2、TCGA、METABRIC、GSE243375）中搜集樣本，並使用ssGSEA（單樣本基因集富集分析）來驗證每個亞型的關鍵分子特徵。隨後，他們嘗試建立了一個基於IHC的亞型分類方法，透過篩選和文獻綜述確定了每個亞型的潛在生物標誌物。為了驗證這一方法，研究者收集了100個石蠟包埋的組織切片，並進行了IHC染色。透過ROC曲線分析，他們評估了該方法的識別效率。基於ESR1、FOXC1和CD8A的蛋白表達水平，研究者成功識別了HER2-LUM、HER2-BM和HER2-IM亞型。此外，他們還確定了IHC染色的閾值，並據此將HER2陽性乳腺癌細分為四個亞型。該模型的整體Cohens κ係數為0.616，表明mRNA和IHC分類方法之間的一致性達到了72%。隨後，IHC方法被應用於擴充套件樣本的選擇範圍。
圖3.研究中簡化外推方法的概述以及不同佇列的使用
5. ERBB2驅動的HER2-CLA亞型代表了強化抗HER2靶向治療的優選人群：
研究者比較了HER2陽性乳腺癌四個亞型的ERBB2啟用情況，發現HER2-CLA亞型在ERBB2訊號通路方面顯著富集。該亞型的ERBB2及其下游關鍵基因複製數和mRNA表達水平較高，特別是RAS-MAPK和Akt-MTOR通路中的關鍵基因。與其他HER2富集亞型相比，HER2-CLA亞型的這些基因表達水平更高，表明其主要受ERBB2影響。研究還發現HER2-CLA亞型患者對抗HER2靶向治療反應良好，治療後無復發生存（RFS）和總生存（OS）顯著改善。
6.免疫微環境啟用的HER2-IM亞型代表了潛在的降階梯治療人群：
HER2-IM患者的生物學特徵透過GSEA（基因集富集分析）分析揭示了免疫啟用和反應途徑的顯著富集。與其他亞型相比，HER2-IM病例中免疫刺激因子表達顯著上調。研究者使用ssGSEA評估了24種微環境細胞亞群的丰度，發現HER2-IM亞型具有更高丰度的適應性和活性先天免疫細胞，這提示了強烈的抗腫瘤免疫反應。病理評估顯示HER2-IM亞型中sTILs丰度顯著增加，CD8 IHC染色評分支援了這些發現，表明免疫微環境處於啟用狀態。在此基礎上，研究者對HER2-IM的治療反應進行了更為深入的探討。
7. HER2-LUM亞型在分子特徵上類似於HR+/HER2-腫瘤，並對內分泌治療和CDK4/6抑制劑敏感：
作為最常見的亞型（30.6%），HER2-LUM主要由HR+/HER2+腫瘤組成。然而，與非HER2-LUM HR+/HER2+腫瘤相比，HER2-LUM亞型的ER和PR的IHC染色評分和RNA表達水平顯著更高。這些結果表明HER2-LUM可能代表由激素受體途徑驅動的HR+/HER2+腫瘤亞群。進一步的主成分分析（PCA）顯示HER2-LUM的分子特徵與HR+/HER2-腫瘤更為接近。為了確定HER2-LUM亞型是否可能從HR+/HER2-腫瘤的治療策略中獲益，研究者計算並比較了SET指數，這是一個經過驗證的用於預測內分泌治療敏感性的轉錄組演算法。研究揭示了HER2-LUM亞型對內分泌治療具有更高的敏感性，這表明此類患者更有可能從內分泌治療中受益。此外，在不同GISTIC評分背景下，HER2-LUM亞型顯示出相比其他亞型更高的CCND1 RNA表達水平，這提示了其可能針對CDK4/6抑制劑治療敏感。
8. HER2-BM亞型代表了HER2陽性乳腺癌中具有啟用的RTK訊號的獨特亞群：
HER2-BM亞型在乳腺癌中表現出獨特的分子特徵，與HER2-CLA和HER2-IM亞型相比，其針對標準抗HER2治療效果不佳。透過RNA-seq資料分析，研究者發現HER2-BM患者中RTK途徑顯著富集，特別是EGFR基因表達上調。PDO模型實驗驗證了HER2-BM對EGFR靶向抑制劑的敏感性增加。因此，針對HER2-BM亞型，使用包括EGFR靶向在內的TKI可能是一個有效的治療策略。
研究結論
本研究透過對180例HER2陽性乳腺癌患者進行多組學分析，揭示了HER2陽性乳腺癌的分子異質性，並定義了四種具有不同分子特徵和治療反應的亞型。這些亞型的發現為HER2陽性乳腺癌的個體化治療提供了新的視角，強調了根據分子特徵制定治療方案的重要性，以期提高治療效果和患者生存質量。此外，透過在多個獨立佇列中驗證這些亞型，該研究進一步證實了這些亞型的普適性和可靠性，併為未來的臨床應用奠定了基礎。
參考文獻：
[1]Li YW, Dai LJ, Wu XR, et al. Molecular Characterization and Classification of HER2-Positive Breast Cancer Inform Tailored Therapeutic Strategies. Cancer Res. 2024 Aug 26.
審批編號：CN-148662 有效期至：2025-12-03本材料由阿斯利康提供，僅供醫療衛生專業人士參考
*“醫學界”力求所發表內容專業、可靠，但不對內容的準確性做出承諾；請相關各方在採用或以此作為決策依據時另行核查。
