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【世和学术成果】ctDNA液体活检在乳腺癌中的应用新进展
发布日期:2020-01-17  浏览次数:


 

近日,浙江省肿瘤医院王晓稼教授团队与世和基因合作,采用世和一号®大Panel检测31例乳腺癌患者血浆样本,探究ctDNA液体活检评估治疗疗效、发现耐药机制及监测疾病进展的临床实用性。相关研究成果发表于Molecular Genetics & Genomic Medicine。

 

正文

 

1、ctDNA突变与乳腺癌治疗疗效和疾病进展相关

该回顾性研究共入组31例(19例HER2+、12例HER2-)女性乳腺癌患者,其中大部分为浸润性导管癌。19例HER2+/HR±患者,除1例接受激素治疗联合化疗外,其余均接受曲妥珠单抗和/或拉帕替尼联合化疗治疗;9例HER2-/HR+患者中,有6例仅接受化疗,另外3例激素治疗联合化疗;3例三阴性患者仅接受化疗。

治疗进展的患者血浆中ctDNA突变数量及中位突变丰度显著高于疾病稳定或部分缓解患者(图1)。此外,曲妥珠单抗治疗获益患者(PR/SD)血浆ctDNA中ERBB2相对拷贝数显著低于耐药进展患者(PD)。证明ctDNA液体活检能够有效监测疾病进展以及评估治疗疗效。

 

图1 临床治疗疗效与ctDNA相关性

 

2、曲妥珠单抗耐药的HER2+乳腺癌患者ctDNA突变图谱

曲妥珠单抗治疗耐药的HER2+患者中,3例为获得性耐药,另外3例为原发耐药。与其他研究报道一致,获得性耐药患者中TP53、SETD2、CDK12、EGFR、NF1突变频率更高。

对获得性耐药患者突变图谱进行分析,发现3例患者均检测到ERBB2扩增和结构变异,以及TP53的DNA结合结构域突变;2例患者检测到ERBB2错义突变,2例患者检测到EGFR错义突变,2例患者检测到NF1错义突变,1例患者检测到SETD2错义突变(图2)。 
 

图2 曲妥珠单抗获得性耐药HER2+患者ctDNA突变图谱(a)及突变丰度(b)

原发耐药患者突变分析,发现1例患者携带热点高丰度TP53 p.(Arg175His)突变;1例患者携带低丰度TP53 p.(Arg175His)和PIK3CA p.(His1047Arg)突变;1例患者携带胚系BRCA2 N1459S突变。

研究显示,DNA损伤修复通路、PIK3CA通路突变可能是曲妥珠单抗原发和获得性耐药的共同机制,而HER2突变、其他酪氨酸激酶或RAS通路相关基因突变更容易导致获得性耐药。

 

3、动态采集血浆并进行ctDNA突变分析可提示疾病进展

为进一步阐明曲妥珠单抗耐药过程,研究者纵向收集了3例(BC1、BC2和BC3)获得性耐药患者的血浆样本进行动态监测(图3)。

1)BC1确诊时为早期(T1N0M0),基线检测到TP53、CDK12、EGFR和PTCH1体系突变。ctDNA动态监测,在SD阶段发现新发低频突变(RNF43、NTRK1、NF1、ERBB2和PAK3),且这些突变在PD阶段突变丰度显著上升(图3b)。

2)BC2接受曲妥珠单抗和拉帕替尼联合化疗治疗,PD阶段监测到NF1、TP53、PIK3CA、CDKN1C、SETD2、CREBBP、MLH1突变丰度升高,但ARAF、CRKL、PRF1、DDR2和KMT2B仅在最后一次采样中检测到(图3c)。

3)BC3的PD阶段突变丰度较低,改变治疗方案后,获得SD且ctDNA监测结果为阴性(图3d)。

 综上,肿瘤突变进化是一个动态过程,疾病进展过程中会出现更多驱动基因变异,与肿瘤组织样本活检相比,ctDNA液体活检能实时反映肿瘤突变克隆变化,提供可靠的疾病进展和预后预测信息。
 

图3 曲妥珠单抗获得性耐药患者血浆ctDNA动态监测提示疾病进程

 

4、ERBB2 L869R突变导致曲妥珠单抗耐药

1例获得性耐药患者检测到ERBB2 L869R突变,在体外对该突变进行功能验证(图4),结果发现携带L869R突变的Ba/F3细胞系对曲妥珠单抗耐药,但对拉帕替尼敏感。且L869R突变导致EGFR下游MEK/ERK信号减弱,但不影响PI3K/AKT通路。因此ERBB2 L869R可能是乳腺癌患者对曲妥珠单抗耐药的潜在机制之一。
 

图4 ERBB2 L869R突变导致肿瘤细胞对曲妥珠单抗耐药

5、HER2-乳腺癌患者化疗PD后出现不同的突变图谱

仅接受化疗的HER2-患者例数较少,突变图谱存在较大差异,其中最常见发生突变的抑癌基因为TP53、NF1和MAP3K1,致癌基因为PIK3CA和NRAS,DNA损伤修复基因为XPC和BUB1B。2例患者出现ctDNA ESR1错义突变,随访发现1例患者氟维司群治疗后进展。
 

结语

本研究证明ctDNA液体活检能有效发现抗HER2治疗或化疗耐药机制;ctDNA动态监测可以提示患者对治疗的响应及疾病的进展状态,ctDNA是一种可用于动态监测的肿瘤液体活检标志物。

 

参考文献:

Chen Z, Sun T, Yang Z, et al. Monitoring treatment efficacy and resistance in breast cancer patients via circulating tumor DNA genomic profiling. Molecular Genetics & Genomic Medicine, 2019 Dec 23: e1079. 

 

来源:世和基因官微