自四十多年前引入他莫昔芬以来,乳腺癌是最早将靶向药物和生物标志物纳入医疗体系的疾病领域之一,随后雌激素受体(ER)表达被确定为内分泌治疗疗效的预测因子,后来又引入了针对HER2阳性乳腺癌的靶向疗法,后续针对ER阳性乳腺癌也开发了靶向疗法如CDK抑制剂等。ER、孕激素受体(PR)和HER2阴性的乳腺癌(三阴性乳腺癌)由于缺乏明确的靶向生物标志物和瘤内异质性,缺乏有效的靶向疗法。随着BRCA1/2突变乳腺癌(多为三阴性乳腺癌)的发现改变了这一现状。基于合成致死机制,BRCA1/2胚系突变的HER2阴性乳腺癌患者能够获益于PARP抑制剂。在卵巢癌中,PARP抑制剂的有效靶点已经从BRCA1/2扩展到同源重组缺陷(HRD)状态,前列腺癌中也扩展到了其它同源重组修复(HRR)相关基因,但在乳腺癌中除BRCA1/2以外,HRR基因突变以及HRD作为PARP抑制剂的疗效预测标志物还尚未明确,本文回顾了HRD及HRR基因在乳腺癌领域的研究进展。
乳腺癌中DNA损伤修复基因突变概况
在三项大型乳腺癌基因组研究(TCGA研究、METABRIC研究和MSK转移性乳腺癌研究)中,均有涉及一些核心DNA损伤修复(DDR)基因的报道,TCGA采用了下一代测序(NGS)全外显子组平台,而另外两项研究则使用了靶向测序平台,METABRIC研究使用包含173个癌症相关基因的靶向平台,MSK转移研究使用包含341至468个基因的MSK-IMPACT平台。
在TCGA队列中,有157例(14%)至少存在一种DDR基因突变,112例(10%)至少存在一种非BRCA1/2 DDR基因突变,27例(2.5%)存在BRCA1突变,35例(3.3%)存在BRCA2突变。其他突变率不低于1%的DDR基因包括ATM、ATR、POLQ和CDK12,其中最常见的是ATM(2.3%)。HER2+亚型中非BRCA1/2 DDR基因突变率最高(21%),其次是Luminal B(15%)和TNBC(12%)亚型。
在METABRIC队列中,共包括2509例乳腺癌患者(大多数为局限性乳腺癌),其中1.7%存在BRCA1突变,2%存在BRCA2突变,Basal-like亚型BRCA1/2突变率最高。其他DDR基因中,ATR和BRIP1的突变率较高,分别为3.7%和1.1%,其中HER2+和luminal B亚型ATR突变率最高,同时Luminal B亚型BRIP1突变率也高。
在MSK转移性乳腺癌队列中,共包含1365例转移性乳腺癌,其中2.7%存在BRCA1突变,4.8%存在BRCA2突变。其他常见DDR基因突变包括ATM(4.2%)、ATR(3.7%)、BRIP1(1.8%)、CDK12(1.7%)和PALB2(1.5%)。
综上,在乳腺癌中除BRCA1/2外,ATM和ATR是最常见的DDR相关基因,其他突变率较高的DDR基因还包括BRIP1、CDK12和PALB2。这些基因可能是乳腺癌治疗的潜在靶标基因。
乳腺癌中评估同源重组缺陷的方法
目前临床上应用最广泛的检测HRD的方法仍然是BRCA1/2的胚系检测,BRCA1/2以及其他HRR基因的体系检测虽然在临床上可以进行,但没有充足的证据表明其与PARP抑制剂的疗效相关。另外一种检测同源重组缺陷的方法是通过检测由于同源重组缺陷造成的分子特征,也就是基因组瘢痕。基于HRD特征的检测方法已经开发出来,其中一些已经得到验证并在临床中使用,例如HRDetect assay,该检测通过微同源介导的缺失、两个替代特征、两个重排特征和HRD指数来预测BRCA1/2是否缺陷,通过HRDetect检测,14%的ER阳性乳腺癌显示存在HRD,可能从铂化疗或PARP抑制剂治疗中获益。
Mychoice HRD则是另外一种检测基因组瘢痕的方法,通过基因组瘢痕的三大标志物(杂合性缺失、端粒等位基因不平衡和大片段迁移)来计算HRD评分(HRD Score)。FoundationFocus CDxBRCA也是一种评估HRD的方法,检测BRCA1/2的胚系和体系突变以及全基因组杂合性缺失(gLOH)。
同源重组缺陷乳腺癌的治疗进展
(一)ProFILER-01研究表明在转移性三阴性乳腺癌中HRR基因突变与铂敏感相关
(二)ProFILER-01研究mTNBC亚组中共有52名患者,使用的是19个HRR基因panel,包含ATM、BARD1、BRCA1、BRCA2、BRIP1、CDK12、CHEK1、CHEK2、FANCA、FANCD2、FANCL、MRE11、NBN、PALB2、PPP2R2A、RAD51B、RAD51C、RAD51D和RAD54L。根据肿瘤的分子特征将患者分为3组:BRCA1/2突变亚组(A组,共7例)、其他非BRCA1/2 HRR基因突变或BRCA1/RAD51C启动子甲基化亚组(B组,共16例)和无HRR基因突变亚组(C组,共29例)。结果表明在接受铂类化疗的27例患者中,A、B、C三组的疾病控制率分别为80%、55%和18%(p=0.049),B组中表现出疾病控制的患者分别具有FANCL、FANCA和RAD51D基因突变或RAD51C甲基化。因此除了BRCA1/2外应考虑对mTNBC进行更全面的HRD评估,以扩大可从铂类化疗中获益的患者。
(三)TBCRC 048研究:奥拉帕利治疗具有HRR基因突变的转移性乳腺癌的II期研究
TBCRC 048研究共入组了54名患者,分为两个队列,队列1为具有非BRCA HRR基因胚系突变患者,队列2为具有HRR基因体系突变患者。87%患者存在PALB2、sBRCA1/2、ATM或CHEK2突变。在队列1中,ORR为33%(90% CI,19%-51%),在队列2中,ORR为31%(90% CI,15%-49%),仅在gPALB2(ORR,82%)和sBRCA1/2(ORR,50%)突变中观察到确认的缓解反应,gPALB2的中位PFS为13.3个月(90%CI,12个月-NA),sBRCA1/2为6.3个月(90% CI,4.4个月-NA),在ATM或CHEK2突变患者或BARD1、RAD50、CDK12、BRIP1、BLM和FANCA突变的少数病例中没有观察到缓解反应。
(三)研究三:奥拉帕利用于携带体细胞BRCA1/2突变或非BRCA1/2 DDR基因突变的转移性乳腺癌患者的回顾性研究
该回顾性研究对7名接受超适应证奥拉帕利治疗的转移性乳腺癌患者进行了报道,结果显示4名体细胞BRCA1/2突变患者获得了部分缓解,中位PFS为6.5个月,3名具有其他突变的患者(1名体细胞ATM突变患者、1名胚系ATM突变患者和1名胚系BARD1突变患者)对奥拉帕利没有反应,中位PFS为3个月。
(四)Talazoparib Beyond BRCA研究:Talazoparib单药治疗非BRCA1/2 HRR基因突变患者的II期研究
Talazoparib Beyond BRCA研究中包含13名乳腺癌患者,13名患者中有4名(31%)部分缓解,6名病情稳定,疾病控制率为77%,临床获益率(完全缓解+部分缓解+至少6个月疾病稳定)为54%,所有4名部分缓解的患者均存在PALB2胚系突变,疾病稳定患者包含胚系PALB2突变患者、胚系CHEK2突变患者(同时携带胚系FANCA突变和体系PTEN突变)、胚系BRIP1突变患者、体系ATM和ATR突变患者。
(五)研究五:HRD Score可预测三阴性乳腺癌患者对含铂新辅助化疗的反应
该研究在三项TNBC新辅助含铂疗法的试验(PrECOG 0105研究、Cisplatin-1研究和Cisplatin-2研究)中评估了HRD Score,探讨了HRD与铂类治疗反应之间的关联(HRD定义为HRD Score>42或存在BRCA1/2突变)。PrECOG 0105研究纳入了93名I-IIIA期(T>1cm)三阴性和/或BRCA1/2突变相关乳腺癌患者,在新辅助治疗中接受4或6个周期的卡铂、吉西他滨和iniparib治疗。两项顺铂新辅助研究(Cisplatin-1和Cisplatin-2)招募了79名II期或III期TNBC患者,Cisplatin-1对28名患者进行了4个周期的顺铂单药治疗,Cisplatin-2则是添加了贝伐单抗。结果显示HRD Score>42的患者比HRD Score低的患者对治疗有更好的反应,无论是否存在BRCA1/2突变。
(六)TBCRC 030研究:HRD Score(≥33分)与TNBC新辅助顺铂疗效无关
TBCRC 030研究旨在探索HRD状态与单药顺铂或紫杉醇病理反应(RCB-0/1)之间的关联,HRD定义为HRD Score≥33分(Mychoice HRD),共对139名患者进行了评估,其中104名患者(74.8%)可获得HRD结果,74名(71.1%)HRD呈阳性。顺铂组的RCB-0/1率为26.4%,紫杉醇组的RCB-0/1率为22.3%,HRD Score与顺铂或紫杉醇之间没有观察到显著相关性,使用更常见的阈值≥42作为HRD阳性的截止值,探索性分析的结果保持不变。
(七)新辅助GeparSixto研究:HRD状态可以作为TNBC患者紫杉醇和脂质体阿霉素中添加卡铂的疗效预测因子
新辅助GeparSixto研究基于在紫杉烷和蒽环类药物的化疗中添加卡铂可改善三阴性乳腺癌(TNBC)患者的病理完全缓解(pCR)率,分析了HRD的潜在疗效预测作用。HRD定义为HRD Score≥42或存在BRCA突变。在193例TNBC中有136例(70.5%)表现出HRD,其中82例(60.3%)表现为BRCA野生型但HRD Score阳性。结果显示在紫杉醇和脂质体阿霉素中添加卡铂可显著提高HRD肿瘤的pCR率,从33.9%提高到63.5%(P=0.001),而在非HRD肿瘤中仅略有提高(从20.0%提高到29.6%, P=0.540)。HRD是pCR的独立预测因子,但不能预测卡铂的获益。
(八)研究五:HRD状态可预测三阴性或BRCA1/2突变相关乳腺癌患者对标准新辅助化疗的反应
该研究评估了TNBC或BRCA1/2突变相关乳腺癌中HRD状态与标准新辅助化疗反应之间的关系,标准化疗由蒽环类药物、环磷酰胺和紫杉烷的某种组合组成。该研究回顾性采集45名TNBC患者和2名BRCA1/2突变、激素受体阳性/HER2阴性乳腺癌患者的肿瘤样本,HRD定义为HRD Score≥42或存在BRCA突变。结果表明与非HRD患者相比,HRD患者更有可能实现pCR(OR 13.06, CI 1.52-11.241, p=0.0028),在BRCA1/2野生型患者中,与非HRD患者相比,HRD患者更有可能实现pCR(OR 16, 95% CI 1.65-160.41, p=0.0041)。此外,HRD Score在治疗前和治疗后高度一致(Spearman相关性>99%)。
(九)BrighTNess研究:HRD Score(≥42或≥33)在卡铂±Veliparib中具有更高的pCR率
BrighTNess研究是一项早期TNBC的随机3期研究,旨在评估HRD状态与卡铂±Veliparib的病理反应。研究共纳入了634名TNBC患者按2:1:1随机分配至:A组(TPV-AC):紫杉醇(T)+卡铂(P)+veliparib(V)->环磷酰胺(AC);B组(TP-AC):T+P+安慰剂->环磷酰胺(AC);或C组(T-AC):T+双安慰剂->环磷酰胺(AC)。438名患者可获得HRD状态,HRD+定义为HRD Score≥42或肿瘤BRCA1/2突变,并且探索性评估了HRD Score≥33的阈值。结果显示所有治疗组中HRD+患者的pCR率均较高,接受P治疗的患者在HRD+和HRD-亚组中的pCR率均较高。探索性HRD Score阈值33似乎为识别添加P+V反应者提供了更高的灵敏度。所有患者接受AC可能导致HRD状态和P+/-V治疗之间缺乏的相互关联。
(十)GeparOLA研究:比较新辅助紫杉醇+奥拉帕利与紫杉醇+卡铂治疗HER2阴性且HRD阳性乳腺癌患者
GeparOLA研究旨在评估奥拉帕利联合紫杉醇治疗HER2阴性伴HRD的早期乳腺癌患者的情况,HRD阳性定义为HRD Score高或存在BRCA1/2突变(MyChoice® HRD assay),共有106名患者接受治疗:紫杉醇(P)+奥拉帕利(O)组69名,P+卡铂(Cb)组37名。主要终点病理完全缓解(pCR)为阴性,PO组pCR率为55.1%[90% CI, 44.5%-65.3%],而PCb组为48.6%(90% CI, 34.3%-63.2%),但该研究报告了紫杉醇+奥拉帕利具有更好的耐受性和非常有希望的pCR率(55%)。有趣的是,亚组分析未能显示BRCA突变患者或BRCA野生型HRD高亚组患者中奥拉帕利和铂类之间pCR率有任何差异。
(十一)EMBRACA研究:gLOH与HER2阴性、胚系BRCA1/2突变乳腺癌患者对Talazoparib的疗效无关
该研究使用FoundationOne CDx对来自III期EMBRACA试验(Talazoparib vs.化疗)中具有gBRCA1/2突变的患者的乳腺癌肿瘤组织进行测序,以评估HRD状态,308名可评估ITT人群中有236名患者(76.6%)可评估gLOH,在任一治疗组中,获得和未获得临床获益的患者之间没有观察gLOH差异,并且基于Jonckheere-Terpstra趋势检验,gLOH与最佳总体缓解之间没有明显关系。
总结
胚系BRCA1/2基因突变作为乳腺癌靶向治疗的重要靶点之一已经在临床上获得了认可,但除BRCA1/2以外的同源重组缺陷相关的生物标志物如非BRCA HRR基因以及基因组瘢痕检测对于乳腺癌靶向治疗的意义还未明确,虽然有诸多的研究在研,某些临床实验也取得了一些积极的效果,但也有阴性的结果出现,表明仍需要进一步的探索,尤其是三阴性乳腺癌,由于异质性,可能需要更为细致分型,探索更有效的生物标志物,期待未来有更多的临床研究。