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不同乳腺癌亞型中的特定突變基因有哪些？基因突變與ICI生物標誌物之間有哪些關係？PD-L1與Ki67或TMB的相關性如何？
免疫檢查點抑製劑 (ICI) 作為本世紀腫瘤治療領域的重大突破，目前已在多個瘤種獲批。最近我國葯監局也批准了免疫治療用於三陰性乳腺癌新輔助治療的適應症，正式開啟我國乳腺癌免疫治療的新時代[1]。然而，免疫治療在帶來療效獲益的同時，也存在獲益人群比例較低、毒副反應增加的問題。因此如何篩選真正獲益的人群，是亟需解決的關鍵問題。目前對於免疫治療，PD-L1是一個有用但不完美的生物標誌物，在基因組層面能否尋找到更多線索，是目前研究的方向之一[2]。而在乳腺癌中，既往免疫治療的研究主要集中在三陰乳腺癌，其他亞型在PD-L1及相關的標誌物上表現如何，也值得關注[3]。
廣東省人民醫院廖寧教授帶領團隊開展了一項研究，探索了中國人群中不同乳腺癌亞型的基因改變特徵和PD-L1水平，並評估它們之間的相關性。該研究既揭示了免疫治療不同生物標誌物之間的關聯，也為不同亞型乳腺癌的治療提供更多可能性。近期，該研究正式發表於《Cancer Medicine》權威期刊[4]，現將重點內容梳理如下，以饗讀者。
免疫檢查點抑製劑 (ICI) 正成為晚期乳腺癌的一種新型治療手段，靶向程序性細胞死亡配體 1(PD-L1)的選擇性ICI的發現為乳腺癌治療創造了新的機會。既往研究顯示，PD-L1在不同乳腺癌亞型中的表達具有多樣性，且不同乳腺癌亞型對PD-L1抑製劑的反應不同。然而，PD-L1作為乳腺癌的預測性生物標誌物存在局限性，探討乳腺癌中PD-L1表達水平與其他生物標誌物之間的相關性可能成為一種極具應用前景的策略。此外，鑒於某些基因突變可能影響腫瘤細胞逃避免疫監視的能力，有必要探索乳腺癌中基因組改變是否與現有的ICI生物標誌物（如PD-L1）相關。
研究結果
患者特徵
2017年12月至2019年7月，共入組廣東省人民醫院301例初治中國乳腺癌患者，包括16例導管原位癌（DCIS）、251例浸潤性導管癌（IDC）和34例其他組織學類型。301例乳腺癌患者的臨床特徵見表1。患者的中位年齡為48歲（範圍：23-83歲）。人群由I、II、III和IV期患者組成，分別佔22.92%、41.86%、13.29%和8.64%。有137例 (45.51%）乳腺癌患者為PD-L1陽性，其中32.89%（1≤CPS < 10）定義為PD-L1-L，12.62%（CPS≥10）定義為PD-L1-H，75.08%的病例發現Ki67-H。根據免疫組化染色結果，研究隊列中的乳腺癌患者主要分為HR+/HER2-、HR+/HER2+、HR-/HER2+和HR-/HER2-亞型，分別佔61.46%、15.62%、12.62%和10.30%。
表1. 隊列基線特徵 (N = 301)
中國乳腺癌患者的基因改變特徵
在中國人群的這301份乳腺癌樣本中發現了3892例臨床相關變異。7.64%的病例觀察到TMB-H，而TMB-L為92.36%。在所有改變中，1781(45.76%) 為置換/插入，1426(36.64%) 為基因擴增，404(10.38%) 為截斷，252(6.47%) 為融合/重排，29(0.75%) 為基因純合性缺失。在中國乳腺癌隊列中發現的最常見變異為TP53 突變 (54.5%)，其次為PIK3CA(39.5%)、ERBB2(30.2%)、CDK12(22.9%) 和GATA3(18.3%) 突變。其他排名靠前的突變基因如圖1所示。
圖1.乳腺癌的突變特徵，乳腺癌的基因組改變譜
不同乳腺癌亞型的突變特徵不同，見補充圖1。HR+/HER2-亞型中最常見的突變基因為PIK3CA（40.5%）、TP53（33.5%）、GATA3（24.9%）、CCND1（17.3%）和FGF19（15.7%）（圖2A）。HR+/HER2+亞型中最常見的突變基因為ERBB2（89.4%）、TP53（74.5%）、CDK12（66%）、PIK3CA（34%）和RARA（31.9%）（圖2B）。HR-/HER2+亞型中最常見的突變基因為TP53（97.4%）、ERBB2（94.7%）、CDK12（73.7%）、PIK3CA（55.3%）和NF1（31.6%）（圖2C），TNBC亞型中最常見的突變基因為TP53（96.8%)、PIK3CA（22.6%）、PTK2（22.6%）、KMT2C（19.4%） 和FAT4（16.1%）（圖2D）。TP53（p = 4.81E-23）、ERBB2（p = 1.57E-48）和CDK12（p = 2.67E-30）、TOP2A（p = 1.65E-05）、SPOP（p = 0.00016）、RARA（p = 3.74E-06）、PIK3CA（p = 0.0402）、PTK2（p = 0.00082）、和FAT4（p = 0.0400）在4種乳腺癌亞型中差異有統計學意義（圖3），這4種亞型中的其他基因在補充表1中。而且，研究發現幾個基因在單個亞型中發生突變（補充表1）。DDR2（5.26%）和MYCL（5.26%）僅在HR-/HER2+亞型中發生突變，H3-3A（9.68%）、NRAS（6.45%）與HR-/HER2-亞型相關。不同亞型中的差異突變基因可能為未來的治療方法提供潛在的指導意義。
圖2.在不同乳腺癌亞型中觀察到的突變改變。(A)HR+/HER2-、(B)HR+/HER2+、(C)HR-/HER2+和(D)TNBC亞型中頻率最高的10種突變改變
圖3.乳腺癌亞型之間存在統計學差異的突變基因。(A-I)乳腺癌亞型中顯示TP53、ERBB2、CDK12、TOP2A、SPOP、RARA、PIK3CA、PTK2和FAT4的突變頻率。認為p< 0.05具有統計學顯著性
補充圖1. 不同亞型的突變特徵。(A)HR-/HER2+亞型、(B)HR-/HER2-亞型、(C)HR +/HER2+亞型和 (D)HR+/HER2-亞型的基因組改變特徵
補充表1. 4個乳腺癌亞型的不同突變基因
PD-L1表達與臨床因素和基因組改變的相關性
在入組患者中，164例（54.5%）乳腺癌為PD-L1陰性（CPS<1），而137例 （45.5%）乳腺癌為PD-L1陽性（CPS≥1），包括99例（72.3%）PD-L1-L和38例PD-L1-H（27.7%）（表1）。進一步分析PD-L1陰性、PD-L1-H和PD-L1-L患者在不同乳腺癌亞型中的分布。HR-/HER2-亞組中PD-L1陽性表達的患者百分比更高（70.9% vs 38.4%，p = 0.0037），主要得益於PD-L1-H水平的百分比 （35.5% vs 9.2%，p = 0.0004）。HR+/HER2-亞組患者的PD-L1陽性率最低 （38.4%），而HR+/HER2+患者的PD-L1-H百分比最低（4.26%）（圖4C）。此外，研究比較了整個HR+、HR-、HER2+和HER2-亞組的PD-L1表達（圖4D）。與HR+患者相比，在HR-患者中觀察到PD-L1-H頻率顯著更高（27.5%vs 8.2%，p = 0.0001），而HER2-和HER2+組之間無差異。
研究還確定了PD-L1與臨床病理學特徵之間的關係，並觀察到PD-L1水平與ER、PR狀態和組織學分級顯著相關（表2）。PD-L1陽性（CPS≥1）和PD-L1陰性乳腺癌的突變特徵見圖4A。最常見的突變類型為置換/插入（45.49%），其次為基因擴增（36.69%）、截斷 (11.0%）、融合/重排（6.13%）和基因純合性缺失（0.69%；圖4B）。與PD-L1-L和PD-L1陰性乳腺癌相比，PD-L1-H乳腺癌中突變有更多的置換/插入（p = 1.55E-07），但基因擴增較少（p = 2.48E-08）（圖4E）。在PD-L1-H、PD-L1-L和PD-L1陰性乳腺癌亞群的突變類型和頻率中也觀察到這種差異。PD-L1-H子集中排名前5位的基因依次為TP53、PIK3CA、ERBB2、CDK12和NF1，其次為TP53、PIK3CA、ERBB2、CDK12、和GATA3（補充圖2）。此外， TP53（84.21%vs. 61.62%vs. 43.29%，p=3.778E-06）、MYC（13.16%vs. 3.03%vs. 3.66%，p = 0.047）、FAT4（13.16%vs. 8.08%vs. 1.22%，p = 0.0009）、PBRM1（7.89%vs. 0.0%vs. 0.61%，p = 0.007）、PREX2（7.89%vs. 1.01%vs. 1.22%，p = 0.035）的最高突變頻率，在PD-L1-H隊列與PD-L1-L和PD-L1陰性隊列中存在顯著差異（圖4F）。
表2. PD-L1表達陰性和陽性的患者臨床和分子特徵比較
CPS < 1被定義為Low; 1 ≤ CPS < 10被定義為Middle; CPS ≥ 10被定義為High.
圖4.根據不同PD-L1水平比較突變基因的熱圖。(A) 基於CPS顯示了基因組改變譜。(B、E) 在不同乳腺癌亞型中觀察到特殊變化。(C) 各亞型乳腺癌中PD-L1 陰性、PD-L1-H和PD-L1-L的分布。(D)PD-L1陰性、PD-L1-H和 PD-L1-L在HR-、HR+、HER2-和HER2+隊列中的分布。(F) 基於PD-L1表達水平的組間突變基因頻率的統計學差異。認為p < 0.05具有統計學顯著性
補充圖2. 確定了PD-L1陰性和PD-L1陽性中前10位常見突變基因。(A)PD-L1高表達隊列中前10位常見突變基因（CPS≥10）。(B)PD-L1低表達隊列中前10位常見突變基因。(C)PD-L1陰性隊列中前10位常見突變基因 (CPS < 1)
PD-L1與Ki67和TMB的相關性
TMB已成為真實臨床實踐中指導免疫治療的預測因素，引起了領域學者的極大關注。首先，本研究發現HR+/HER2-和HR-/HER2+亞組中TMB-H的百分比（分別為9.2%和10.5%）略高於HR-/HER2-和HR+/HER2+亞組（分別為3.2%和2.1%），但無統計學差異（圖5A）。然後研究者分析了TMB與臨床因素之間的關係，並證明絕經後狀態與TMB-H明顯相關（p = 0.018，表3）。研究還發現HR+/HER2-隊列 (p = 0.0074)、HR+隊列（p = 0.0046）、HER2-隊列（p = 0.023）和所有乳腺癌（p = 0.007）隊列中TMB和PD-L1呈正相關（圖5B-D、補充圖3A 和補充表2），表明PD-L1陽性乳腺癌中TMB-H乳腺癌的百分比高於PD-L1陰性乳腺癌。在HER2-隊列中，PD-L1-H患者多於PD-L1-L患者（p = 0.032）。
表3. TMB-high和TMB-low患者的臨床和分子特徵比較
表2. PD-L1和TMB的相關性分析
圖5.不同亞型中TMB和Ki67與PD-L1的相關性。在 (A)HR+/HER2-亞型和 (B) 所有具有不同CPS的乳腺癌患者中確定TMB-H患者的百分比。在 (C)HR+亞型、(D) HER2-亞型和(E)所有不同CPS的乳腺癌患者中測定Ki67-H患者的百分比。認為p < 0.05具有統計學顯著性
Ki67指數高（約≥20%）與乳腺癌的惡性表型和不良預後有關。研究證明高Ki67 指數與ER(p = 1.25E-26) 和PR狀態 (p = 3.36E-07) 呈負相關，與HER2狀態 (p = 0.0008) 和組織學分級（p = 0.0005，表4）呈正相關。此外，在HR+/HER2-隊列 (p = 0.001)、HR+/HER2-隊列 (p = 0.002)、HR+隊列 (p = 0.004)、HER2+隊列 (p = 0.001)、HER2-隊列 (p = 0.0003) 和所有乳腺癌患者 (p = 0.0006) 中，PD-L1-H患者中Ki67-H患者的比例較高，但與TMB水平無關（圖5E-I、補充圖3B、補充表3和補充表4）。這些結果可能為不同亞型乳腺癌的治療揭示更多的可能性。
表4. Ki67-H和Ki67-L的患者臨床和分子特徵比較
補充圖3. TMB、Ki67和PD-L1在不同亞型中的關係。(A) 在所有具有不同PD-L1水平的乳腺癌患者中測定TMB-H患者的百分比。(B) 在所有具有不同PD-L1水平的乳腺癌患者中測定Ki67-H患者的百分比。認為p< 0.05具有統計學顯著性
研究討論
本研究系統分析了基因組與PD-L1的相關性，以確定基因突變與ICI生物標誌物之間的關係。研究探索了基於PD-L1水平的突變改變，並確定了不同乳腺癌亞型中的特定突變基因。此外，研究觀察到PD-L1與Ki67或TMB的相關性，有助於引入更多的ICI與其他因素的聯繫。
乳腺癌是一種異質性疾病，不同亞型的臨床結局和治療反應不同。不同的乳腺癌亞型可以通過具有不同臨床特徵的不同生物標誌物來識別，這些生物標誌物將影響患者的治療。癌症基因組圖譜網路觀察到HR+/HER2-亞型中最常見PIK3CA、MAP3K1和TP53突變；HER2+亞型最常見TP53和PIK3CA突變，基底樣型最常見TP53突變。在中國隊列中，HR+/HER2-亞型中最常見PIK3CA、TP53和 GATA3突變；HR+/HER2+亞型中最常見ERBB2、TP53和CDK12突變；HR-/HER2 +亞型中最常見TP53、ERBB2和CDK12突變；TNBC亞型中最常見TP53、PIK3CA和 PTK2 突變。最值得注意的是，TP53、ERBB2和CDK12、TOP2A、SPOP、RARA、PIK3CA、PTK2、FAT4的突變頻率在4種乳腺癌亞型中差異有統計學意義。在不久的將來，分子檢測將有助於更好地理解疾病生物學，並為每個特定的個體量身定製治療策略。
免疫治療是近年來最令人鼓舞的癌症治療發現之一。可能與ICI應答相關的乳腺癌特徵包括較高的突變負荷、較高的PD-L1水平和增強的TIL。免疫調節/免疫治療（PD1或 PD-L1 抗體）是PD-L1陽性狀態患者的良好選擇，PD-L1已被報告為多種癌症（包括乳腺癌）的主動免疫檢查點。本研究比較了PD-L1陽性和 PD-L1陰性患者的基因組改變。在乳腺癌PD-L1-H隊列中觀察到TP53、MYC、FAT4、PBRM1、PREX2的突變頻率顯著高於PD-L1-L和PD-L1陰性隊列。具有這些突變基因的PD-L1陽性患者可能更有效地進行免疫治療或獲得更好的預後。
PD-L1作為生物標誌物存在一些局限性，因為其在腫瘤微環境中的動態和異質性表達、檢測判讀多變以及平台、腫瘤類型之間缺乏標準化。在轉移性乳腺癌中觀察到的TMB高於原發性腫瘤，也顯示與HR-乳腺癌和HER2+乳腺癌相關。然而，TMB對乳腺癌免疫治療的預測價值仍存在爭議。幾項研究觀察到PD-L1和 TMB分別作為免疫檢查點阻斷（ICB）應答的獨立預測因子，在多種腫瘤類型中 PD-L1水平和TMB之間的相關性較低。而具有里程碑意義的IMpassion130試驗顯示，TMB預測PD-L1陽性患者ICB的獲益更好。鑒於PD-L1作為生物標誌物存在局限性，因此確定TMB在預測抗PD-1/PD-L1治療應答方面的作用十分有意義。此外，本研究觀察到HR+/HER2-亞型中TMB和PD-L1呈正相關，並顯示HR+/HER2-和HR+/HER2+隊列中PD-L1-H患者中Ki67-H患者的比例較高，但與TMB水平無關。PD-L1、TMB和Ki67預測值之間的關係可能為不同亞型 乳腺癌的治療提供更多的可能性。重要的是，需要設計更多的臨床試驗來檢驗基於PD-L1水平、Ki67和/或TMB組合的臨床結果，當這些生物標誌物組合使用時，可以識別單獨使用時無法識別的不同人群。
研究結論
本研究分析了HR+、TNBC和HER2+亞型乳腺癌患者的突變改變，並確定了不同亞型之間的特殊變化。此外，研究根據PD-L1水平探索了突變改變，並確定了不同乳腺癌亞型中的特定突變基因。而且，還分析了PD-L1與TMB和Ki67的相關性，有助於引入新的治療方法來治療特定的患者亞群。分子檢測將有助於更好地了解疾病生物學，並為特定個體量身定製治療方案。使用綜合預測性生物標誌物選擇檢查點抑製劑作為乳腺癌聯合治療選擇的驗證探索正在進行中。
專家簡介
廖寧 教授
醫學博士，教授，博士生導師
廣東省人民醫院外科乳腺科行政主任
美國腫瘤外科醫師協會（SSO）國際理事會理事
國際前哨淋巴結協會（ISNS）國際理事會理事
美國NCCN乳腺癌指南（中文版）專家組成員
國家衛生健康委員會醫政司《乳腺癌治療規範》編寫組成員
國家衛生健康委員會《乳腺癌診斷指南》專家組成員
國家衛生健康委員會合理用藥專家委員會《腫瘤藥物組》專家組成員
參考文獻
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https://www.msdchina.com.cn/company_news_2022-11-09
[2].Fountzilas E, Kurzrock R, Vo HH, Tsimberidou AM. Wedding of Molecular Alterations and Immune Checkpoint Blockade: Genomics as a Matchmaker. J Natl Cancer Inst. 2021;113(12):1634-1647.
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Cancer Med. 2022;10.1002/cam4.5314.
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