中國抗癌協(xié)會腫瘤標(biāo)志專業(yè)委員會遺傳性腫瘤標(biāo)志物協(xié)作組,中華醫(yī)學(xué)會病理學(xué)分會分子病理學(xué)組
同源重組修復(fù)(homologous recombination repair,HRR)是DNA雙鏈斷裂(double strand break,DSB)的首選修復(fù)方式。同源重組修復(fù)缺陷(homologous recombination deficiency,HRD)通常指細(xì)胞水平上的HRR功能障礙狀態(tài),可由HRR相關(guān)基因胚系突變或體細(xì)胞突變以及表觀遺傳失活等諸多因素導(dǎo)致,常存在于多種惡性腫瘤中,其中在卵巢癌、乳腺癌、胰腺導(dǎo)管癌、前列腺癌等腫瘤中尤其突出。HRD會產(chǎn)生特定的、可量化的、穩(wěn)定的基因組改變,可通過建立基于基因組特征分析的評估體系來預(yù)測腫瘤HRD狀態(tài)及其程度,已成為晚期卵巢癌患者臨床應(yīng)用聚腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]抑制劑的新型生物標(biāo)志物,也可能對乳腺癌、前列腺癌等腫瘤的PARP抑制劑和鉑類藥物的臨床用藥具有指導(dǎo)價值。本共識圍繞HRD定義描述、HRD腫瘤臨床病理與分子特征、HRD檢測的臨床應(yīng)用價值、HRD檢測樣本選擇、HRD檢測技術(shù)選擇與確認(rèn)、HRD算法標(biāo)準(zhǔn)化及HRD臨床檢測和應(yīng)用的問題等關(guān)鍵點,結(jié)合國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀,為臨床提供7條HRD臨床檢測與應(yīng)用專家共識。希望本專家共識可以提高臨床醫(yī)師及檢測等相關(guān)人員對HRD臨床意義及檢測規(guī)范的認(rèn)識,從而更加準(zhǔn)確合理地開展HRD檢測及結(jié)果解讀,為患者提供更優(yōu)質(zhì)的臨床服務(wù)。
DNA損傷是通過相互關(guān)聯(lián)的多種途徑修復(fù)的,其中,HRR是負(fù)責(zé)修復(fù)DSB與DNA鏈間交聯(lián)(inter-strand crosslinks)最為準(zhǔn)確且高保真的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)。HRD通常指細(xì)胞水平上的HRR功能障礙狀態(tài),當(dāng)HRD存在時,DSB會過度依賴非同源末端連接(non-homologous end joining,NHEJ)、微同源末端連接(microhomology mediated end joining,MMEJ)和單鏈退火途徑(single-strand annealing,SSA)等低保真、高易錯的替代性DNA損傷修復(fù)途徑[1-4],從而極可能造成核酸序列的插入/缺失,拷貝數(shù)異常,并引起染色體交聯(lián),造成基因組和染色體不穩(wěn)定[5-6]。
HRD可由HRR相關(guān)基因胚系突變或體細(xì)胞突變以及表觀遺傳失活等諸多因素導(dǎo)致。HRR是一條涉及多個步驟的復(fù)雜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,其中關(guān)鍵蛋白為乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene,BRCA)。有研究報道,胚系BRCA1/2基因變異的攜帶者罹患乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌的風(fēng)險增加[7]。BRCA1/2與多種其他DNA修復(fù)蛋白相互作用,形成DNA損傷修復(fù)的復(fù)雜系統(tǒng),這些蛋白包括ATM、RAD51、PALB2、MRE11、RAD50、NBN、CDK12和 FA蛋白等。當(dāng)前仍不斷有新基因或機(jī)制被發(fā)現(xiàn)參與HRR調(diào)控,如UBQLN4、RBBP8等基因[8-9]。HRD的存在會使腫瘤細(xì)胞對誘發(fā)DNA交聯(lián)的鉑類藥物高度敏感,同時應(yīng)用PARP抑制劑可促發(fā)腫瘤細(xì)胞合成致死[10]。目前HRD正逐步發(fā)展成為新型生物標(biāo)志物并用于腫瘤精準(zhǔn)治療,HRD臨床檢測也日益受到重視。
HRD會產(chǎn)生特定的、可量化的、穩(wěn)定的基因組改變,其中包含可被鑒別的基因突變、插入/缺失模式,以及染色體結(jié)構(gòu)異常、基因拷貝數(shù)變異等,這也是當(dāng)前構(gòu)建HRD臨床檢測方法的理論基礎(chǔ)。HRD臨床檢測所描述的腫瘤基因組特定改變,也被稱為“基因組瘢痕”。自2012年以來,雜合性缺失(loss of heterozygosity,LOH)、端粒等位基因不平衡(telomeric allelic imbalance,TAI)、大片段遷移(large-scale state transition,LST)等被作為基因組瘢痕標(biāo)志物,以量化基因組瘢痕的程度。LOH定義為大于15 Mb且小于整個染色體長度的雜合性缺失;TAI定義為延伸到其中一個亞端粒但不超過著絲粒且大于11 Mb的等位基因不平衡的染色體片段;LST定義為兩個相鄰區(qū)域(兩個區(qū)域長度均大于等于10 Mb,且區(qū)域間距小于3 Mb)之間的染色體斷裂位點,腫瘤基因組截斷點的總數(shù)可以用來描述基因組的不穩(wěn)定性[3]。LOH、TAI和LST等 3個指標(biāo)都有獨特的定義,在一定程度上都能描述細(xì)胞HRD狀態(tài)的程度。然而,相較單個指標(biāo)描述,三者組合綜合計算評分能更全面反映基因組瘢痕狀態(tài),進(jìn)而對基因組不穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評估。在已批準(zhǔn)的檢測中,以BRCA1/12的致病性變異狀態(tài)加上基因組不穩(wěn)定評分(genomic instability score,GIS)來評價HRD狀態(tài)。
HRD臨床檢測旨在建立基于基因組特征分析來預(yù)測腫瘤HRD狀態(tài)及其程度的評估體系,但是當(dāng)前臨床檢測結(jié)果僅能代表腫瘤細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生或者正在發(fā)生的基因組不穩(wěn)定性,因為即使腫瘤細(xì)胞恢復(fù)HRR活性,HRD所導(dǎo)致的腫瘤基因組歷史痕跡依然不會消失。因此,鑒于HRR通路以及細(xì)胞信號通路的復(fù)雜性,通過臨床檢測方法實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞HRD全面而準(zhǔn)確的評估仍具挑戰(zhàn)。
專家共識:HRD通常指細(xì)胞水平的HRR障礙狀態(tài),HRD會產(chǎn)生可量化的、穩(wěn)定的基因組改變,目前主要通過LOH、TAI和LST 3個指標(biāo)的綜合檢測得出GIS,臨床實踐中以BRCA1/2基因致病性突變與GIS評估腫瘤HRD狀態(tài)。鑒于HRR通路以及細(xì)胞信號通路的復(fù)雜性,通過臨床檢測方法實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞HRD全面而準(zhǔn)確的評估仍具挑戰(zhàn)。
惡性腫瘤中HRD的發(fā)生率與腫瘤部位、組織學(xué)類型及其所采用的檢測方法密切相關(guān)。對轉(zhuǎn)移性(n=3 504)和原發(fā)性(n=1 854)泛癌種隊列的全基因組測序(whole genome sequencing,WGS)通過CHORD算法分析,結(jié)果顯示,在轉(zhuǎn)移性癌中,HRD的發(fā)生率為6%,其中在卵巢癌中的發(fā)生率(30%)最高,在乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌中發(fā)生率(12%~13%)相當(dāng),而在其他腫瘤中少見;HRR相關(guān)基因突變頻率為6%,以卵巢癌(30%~50%)和乳腺癌(12%~24%)最常見,其次是胰腺癌(7.3%~13.0%)和前列腺癌(5.3%~13.0%)[11]。TCGA計劃研究組整合分析高級別漿液性卵巢癌中的316例全外顯子組和489例表達(dá)譜數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)22%存在BRCA1/2胚系和(或)體細(xì)胞致病性或可能致病性突變,11%因啟動子甲基化發(fā)生BRCA1 mRNA表達(dá)缺失,高達(dá)50%的卵巢癌可能存在HRR通路異常[12]。整合分析150例轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer,mCRPC)患者的全外顯子與全轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)12.7%的患者存在BRCA1/2雙等位基因失活,高達(dá)19.3%的患者存在HRR相關(guān)基因突變[13]?;?1 842例胰腺癌患者的回顧性研究顯示,經(jīng)多基因二代測序(next-generation sequence,NGS)檢測有14.5%~16.5%的患者存在HRD,而經(jīng)全基因組或全外顯子組檢測并優(yōu)化算法分析則發(fā)現(xiàn)24%~44%的患者存在HRD,其發(fā)生率高于有限的HRR基因突變率[14]。另外,還有研究報道,極少數(shù)小細(xì)胞肺癌患者會攜帶RAD51D、CHEK1、BRIP1、BRCA1/2等HRR相關(guān)基因胚系突變,可發(fā)生LOH,并可能對PARP抑制劑產(chǎn)生治療應(yīng)答[15]。
HRD陽性卵巢癌更多見于高級別漿液性癌,初診時常伴有更高水平的血清CA125,其臨床預(yù)后較好[16]。約25%的卵巢高級別漿液性癌與BRCA1/2基因胚系突變有關(guān)。BRCA1/2基因胚系突變相關(guān)性卵巢高級別漿液性癌的典型組織學(xué)改變包括推擠性和浸潤性生長,腫瘤細(xì)胞排列呈裂隙樣、乳頭狀或腺樣結(jié)構(gòu),細(xì)胞核異型性大,核分裂象易見;免疫表型特點為p53異常表達(dá)(多為細(xì)胞核彌漫強陽性或完全表達(dá)缺失,少數(shù)可表現(xiàn)為胞漿陽性表達(dá)),ER和p16也通常表現(xiàn)為彌漫強陽性表達(dá),同時可表現(xiàn)為間質(zhì)大量淋巴細(xì)胞浸潤、地圖樣壞死以及實性、假子宮內(nèi)膜樣、移行上皮樣(solid pseudo-endometrioid transitional-like,SET)等組織學(xué)特點。此外,轉(zhuǎn)移性高級別漿液性卵巢癌如表現(xiàn)為轉(zhuǎn)移灶呈髓樣浸潤、圓形、推擠樣或SET排列方式,也高度提示可能存在BRCA1/2基因胚系突變[17-18]。然而,上述組織學(xué)特征并不具備足夠的BRCA基因突變診斷特異性,BRCA基因突變尚需通過基因水平檢測方法明確。
HRD陽性乳腺癌具有更高的組織學(xué)分級,更高的Ki-67指數(shù),也更傾向于PR陰性,更多見于三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC),對其亞型進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),腔型/雄激素受體亞型(luminal/androgen receptor,LAR)相較其他亞型的HRD評分低[19]。一項關(guān)于日本青少年和年輕成人乳腺癌的研究也發(fā)現(xiàn),HRD陽性更多見于三陰性乳腺癌,且有更高的TP53突變率以及更高的組織學(xué)分級[20]。BRCA1/2基因胚系突變是導(dǎo)致乳腺癌HRD最常見的原因。BRCA1基因胚系突變相關(guān)性乳腺癌通常表現(xiàn)為邊界清楚,易發(fā)生出血壞死,臨床行為更具侵襲性,易發(fā)生肺、腦轉(zhuǎn)移。主要的組織學(xué)特征包括高級別腫瘤和顯著的淋巴細(xì)胞浸潤等;BCL2低表達(dá),多見于三陰性和基底樣亞型乳腺癌。BRCA2基因胚系突變相關(guān)性乳腺癌則常表現(xiàn)為推擠性生長方式,多發(fā)生骨和軟組織轉(zhuǎn)移,免疫表型多為ER/PR陽性,HER-2陰性,BCL2高表達(dá),腫瘤組織內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤不如BRCA1基因胚系突變相關(guān)性乳腺癌顯著,常伴有鈣化[18-21]。
HRD是較穩(wěn)定的惡性腫瘤分子標(biāo)記。對來自32例早期乳腺癌的81個穿刺活檢小標(biāo)本進(jìn)行HRD評估,同一腫瘤不同穿刺活檢標(biāo)本間HRD評分具有高一致性(R2=0.98)[22]。配對分析來自50例患者的原發(fā)性以及復(fù)發(fā)性卵巢癌組織的HRD狀態(tài),發(fā)現(xiàn)同一患者的原發(fā)和復(fù)發(fā)組織的HRD評分也具有高一致性(R2=0.93),但需要注意的是,其中有1例患者的復(fù)發(fā)腫瘤組織內(nèi)檢測到新的BRCA1回復(fù)性突變,且其可能與鉑類化療抵抗有關(guān)[23]。
專家共識:HRD是惡性腫瘤較為常見的分子標(biāo)記,卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌發(fā)生率較高;HRD陽性卵巢癌、乳腺癌表現(xiàn)出一定的臨床病理學(xué)特征,BRCA相關(guān)的遺傳性乳腺癌和卵巢癌表現(xiàn)更顯著。HRD是較穩(wěn)定的惡性腫瘤分子標(biāo)記,其評估通常不受腫瘤取材部位(同一部位不同病灶或原發(fā)和轉(zhuǎn)移病灶)影響。
目前全球已有多種PARP抑制劑獲批上市,如由FDA批準(zhǔn)的奧拉帕利(Olaparib),魯卡帕利(Rucaparib),尼拉帕利(Niraparib),他拉唑帕利(Talazoparib)以及近期由NMPA批準(zhǔn)的氟唑帕利(Fluzoparib)和帕米帕利(Pamiparib)等,已相繼在卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌等腫瘤中獲批諸多適應(yīng)證,與此同時,HRD臨床檢測作為PARP抑制劑重要的療效預(yù)測標(biāo)志物也得以迅速發(fā)展。
在QUADRA研究中,HRD陽性隊列的98例患者接受尼拉帕利治療的客觀緩解率(ORR)為24%,中位預(yù)期緩解持續(xù)時間(DOR)為8.3個月[24]。PAOLA-1研究中HRD陽性患者接受奧拉帕利+貝伐珠單抗或貝伐珠單抗單藥一線維持治療的中位PFS分別為37.2個月和17.7個月,而HRD陽性且BRCA突變陰性患者的中位PFS分別為28.1個月和16.6個月[25]。在PRIMA研究中,HRD陽性/BRCA突變型組的疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險降低60%,HRD陽性/BRCA野生型組疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險降低50%[26]。上述3項研究均采用Myriad myChoice?CDx確認(rèn)腫瘤HRD狀態(tài),HRD陽性定義為腫瘤BRCA1/2突變和(或)GIS評分≥42分。FDA也相繼批準(zhǔn)HRD用于尼拉帕尼后線治療復(fù)發(fā)的高級別漿液性上皮性卵巢癌、輸卵管癌或原發(fā)性腹膜癌成人患者,一線維持治療新診斷的Ⅲ~Ⅳ期高級別漿液性或子宮內(nèi)膜樣卵巢癌患者,以及奧拉帕利聯(lián)合貝伐珠單抗維持治療晚期高級別漿液性或子宮內(nèi)膜樣卵巢癌、輸卵管或原發(fā)性腹膜癌患者的伴隨診斷。
ARIEL3研究采用FoundationOne CDx(F1CDx)檢測LOH確定HRD狀態(tài),其中LOH高的閾值為≥16%,HRD陽性定義為BRCA突變型或BRCA野生型但LOH高。探索性分析結(jié)果顯示,魯卡帕利維持治療組LOH高的患者較LOH低的患者中位PFS延長(9.7個月vs6.7個月,P=0.0338),而安慰劑組中,LOH高組與LOH低組患者的中位PFS均為5.4個月[27]。基于上述研究結(jié)果,F(xiàn)oundationFocusTMCDx BRCA LOH(已整合入F1CDx)被FDA批準(zhǔn)用于魯卡帕利維持治療復(fù)發(fā)高級別漿液性或子宮內(nèi)膜樣卵巢癌患者的補充診斷,以期篩選出更多可能獲益的HRD陽性患者。
PROfound研究結(jié)果顯示奧拉帕利可降低攜帶BRCA、ATM致病性或可能致病性突變的mCRPC患者66%的疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險,經(jīng)獨立評審委員會評估攜帶BRCA、ATM、BARD1、BRIP1、CDK12、CHEK1/2、FANCL、PALB2、RAD51B/C/D和RAD54L等其他HRR基因致病性或可能致病性突變的患者PFS均可改善[28]?;谠撗芯?,F(xiàn)DA于2020年5月批準(zhǔn)奧拉帕利用于經(jīng)恩雜魯胺或醋酸阿比特龍治療進(jìn)展后,HRR基因存在致病性或可能致病性突變的mCRPC成人患者;同時批準(zhǔn)F1CDx作為其伴隨診斷,以篩選更多可能獲益的攜帶HRR基因變異的mCRPC患者。
BRCA基因檢測已被批準(zhǔn)作為奧拉帕利治療經(jīng)含鉑化療的攜帶BRCA胚系突變、HER2陰性轉(zhuǎn)移性乳腺癌的伴隨診斷,以及奧拉帕利用于攜帶BRCA胚系基因突變胰腺癌患者的一線含鉑化療維持治療的伴隨診斷;HRR基因突變檢測則用于經(jīng)恩雜魯胺或醋酸阿比特龍治療進(jìn)展后mCRPC奧拉帕利治療的伴隨診斷;也有報道BRCA或PALB2基因檢測能較好地預(yù)測魯卡帕利維持治療鉑敏感晚期胰腺癌患者的療效[29]。除此之處目前基于Myriad myChoice?CDx、FoundationFocusTMCDx或類似方法進(jìn)行乳腺癌、胰腺癌HRD狀態(tài)評估的臨床應(yīng)用也還在不斷探索中。現(xiàn)已有研究探討HRD狀態(tài)評估對新發(fā)HER2陰性和(或)三陰性乳腺癌PARP抑制劑新輔助治療或一線治療療效的預(yù)測價值,但均為小樣本研究,尚未取得確切性結(jié)論[30-31]。另有報道應(yīng)用MSK-IMPACT檢測結(jié)合特定算法分析262例晚期胰腺癌患者的HRD狀態(tài),結(jié)果顯示HRD陽性患者一線接受含鉑化療患者較未接受含鉑化療患者具有更長的 PFS(P<0.01)[32]。
專家共識:HRD臨床檢測在PARP抑制劑治療晚期卵巢癌療效預(yù)測中具有重要的應(yīng)用價值,可對卵巢癌患者進(jìn)行分層,優(yōu)化相應(yīng)治療決策,最大限度擴(kuò)大PARP抑制劑臨床獲益人群;在乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌中,其對PARP抑制劑或含鉑類藥物的臨床應(yīng)用可能也具有潛在的指導(dǎo)價值,相關(guān)研究尚在探索中。另外,我國尚無獲批的HRD檢測試劑,臨床實施檢測時應(yīng)依據(jù)患者腫瘤類型、分期與診療史,并在患者充分知情同意前提下,選擇與適應(yīng)證和(或)擬應(yīng)用的PARP抑制劑種類最匹配且經(jīng)嚴(yán)格性能驗證的商業(yè)試劑盒。
對于擬開展HRD項目檢測的實驗室,應(yīng)參照《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》(國務(wù)院令第739號)相應(yīng)要求,并遵照衛(wèi)生行政部門的管理規(guī)定,滿足高通量測序的硬件和規(guī)范要求。
3.1.1 檢測樣本選擇 HRD檢測樣本為腫瘤組織,分為甲醛固定石蠟包埋組織和新鮮組織,建議優(yōu)先選擇石蠟樣本。石蠟包埋組織樣本:建議送檢3年以內(nèi)(1年之內(nèi)更好)的石蠟切片,厚度4~5 μm,10張左右;應(yīng)由病理醫(yī)師確定腫瘤類型,并觀察腫瘤細(xì)胞的含量和數(shù)量(腫瘤細(xì)胞占比≥30%),以保證有足夠的腫瘤細(xì)胞用于HRD檢測;若腫瘤細(xì)胞含量不足,應(yīng)標(biāo)記腫瘤細(xì)胞區(qū)域,并富集腫瘤細(xì)胞,盡可能避免出血和壞死區(qū)域,以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。新鮮組織樣本:手術(shù)樣本不小于米粒大?。ā?0 mg),穿刺樣本不少于肉眼可見的1條。樣本離體30 min內(nèi)轉(zhuǎn)移至液氮或置于?80℃冰箱保存,亦可先保存于樣本保護(hù)劑中,然后盡早轉(zhuǎn)移到?80℃冰箱保存,防止核酸降解。新鮮組織因評估腫瘤細(xì)胞比例困難,故不推薦作為常規(guī)檢測樣本類型,如需使用可采用冷凍切片染色評估腫瘤細(xì)胞含量。此外,建議提供患者配對外周血樣本作為非腫瘤對照樣本,這有助于了解胚系BRCA1/2和HRR基因突變情況,也有助于HRD評分時進(jìn)行倍性矯正。方法為采集2~5 mL血液樣本于EDTA抗凝管中,充分顛倒混勻8~10次,避免血液凝固,常溫運送至檢測實驗室;待測樣本置于4℃冰箱保存,并在2 h內(nèi)處理。如需長期保存,應(yīng)置于?20℃冰箱保存,避免反復(fù)凍融。
3.1.2 核酸提取與質(zhì)控建議 檢測前需評估核酸純度、濃度和核酸片段化程度。腫瘤組織DNA文庫質(zhì)量至關(guān)重要,臨床基因檢測實驗室可以選擇合適的平臺對核酸進(jìn)行質(zhì)控。核酸濃度建議采用微量核酸熒光定量計測定,片段化程度建議采用瓊脂糖凝膠電泳或核酸生物分析儀等評估?;诖驪anel基因檢測完成的相應(yīng)檢測所需核酸樣本量,根據(jù)測序方法不同所需核酸量為20~200 ng不等,其中基于全外顯子組測序(whole exome sequencing,WES)檢測所需的核酸量建議不少于250 ng。
專家共識:HRD檢測優(yōu)先選擇3年以內(nèi)的石蠟包埋腫瘤組織,并觀察腫瘤細(xì)胞的含量和數(shù)量,以保證有足夠的腫瘤細(xì)胞用于檢測;若含量不足,應(yīng)進(jìn)行富集,盡可能避免出血和壞死區(qū)域。新鮮組織不推薦作為常規(guī)檢測樣本類型,若使用需先評估其腫瘤細(xì)胞含量。建議提供患者配對外周血作為非腫瘤對照樣本,這有助于了解胚系BRCA1/2以及其他HRR相關(guān)基因突變情況。
HRD的臨床檢測方法可分為三大類:HRR相關(guān)基因突變檢測,基因組瘢痕與突變譜系分析以及HRD功能性檢測。其中,HRD功能性檢測通常是通過評估RAD51在DNA損傷時形成功能性同源重組所需核焦點的能力,實時反饋腫瘤細(xì)胞的HRD狀態(tài)。然而,HRD功能性檢測預(yù)測PARP抑制劑的臨床有效性尚未被證實,且在樣本選擇、分析體系建立上也存在一定局限性,因此尚難以在臨床上規(guī)范應(yīng)用。
3.2.1 HRR相關(guān)基因檢測BRCA1/2基因突變是引起HRD最明確的HRR基因,也是迄今為止最理想的PARP抑制劑療效預(yù)測標(biāo)志物。卵巢癌BRCA胚系突變與體細(xì)胞突變對PARP抑制劑的療效預(yù)測具有同等效力[33-34]。除BRCA1/2基因外,如RAD51B/C/D、BRIP1、PALB2、NBN、ATM、CHK1/2、CDK12等HRR相關(guān)基因胚系和(或)體細(xì)胞突變也會導(dǎo)致腫瘤發(fā)生HRD?;赟tudy19研究的回顧性分析發(fā)現(xiàn),攜帶CDK12、RAD51B、BRIP1等基因突變與攜帶BRCA1/2基因突變的患者接受奧拉帕利維持治療獲得類似的PFS獲益[35]。但是,由于攜帶上述基因突變的個體較為罕見,相應(yīng)結(jié)果仍需更多前瞻性研究證實。其中,在前列腺癌中尤其重視HRR相關(guān)基因檢測,在經(jīng)恩雜魯胺或醋酸阿比特龍治療進(jìn)展后的mCRPC成人患者的奧拉帕利治療決策中,NCCN指南推薦進(jìn)行BRCA1、BRCA2、ATM、BARD1、BRIP1、CDK12、CHEK1、CHEK2、FANCL、PALB2、RAD51B、RAD51C、RAD51D、RAD54L以及PPP2R2A等15個HRR相關(guān)基因檢測,且檢測變異類型應(yīng)包括點突變、插入/缺失、擴(kuò)增等[36]。BRCA1和RAD51C啟動子甲基化也會導(dǎo)致HRD,通常在腫瘤組織內(nèi)與BRCA基因突變互斥,但目前尚缺乏足夠證據(jù)表明HRR基因啟動子甲基化與PARP抑制劑的臨床療效有關(guān),甚至存在相互沖突的研究結(jié)果[37-38]。
3.2.2 基于SNPs的“基因組瘢痕”分析 目前也可以基于SNPs分型評估整個基因組層面的3種“基因組瘢痕”現(xiàn)象(LOH、TAI、LST)的總體情況,并進(jìn)行HRD評分[39]。HRD基因組瘢痕檢測可采用芯片或NGS平臺,當(dāng)前大多已從芯片平臺轉(zhuǎn)移至NGS平臺。有研究利用TCGA數(shù)據(jù)庫中乳腺癌的SNP-array和WES檢測數(shù)據(jù),評價不同檢測平臺數(shù)據(jù)在HRD數(shù)值計算中的差異,結(jié)果3個數(shù)值均表現(xiàn)出顯著相關(guān)性[40-41]。其中,Myriad myChoice?CDx和FoundationFo-cusTMCDx BRCA LOH是當(dāng)前經(jīng)諸多前瞻性研究驗證的應(yīng)用最為廣泛的商業(yè)化試劑盒。Myriad myChoice?CDx包含BRCA1/2基因編碼區(qū)和54 091個人群SNPs,綜合計算LOH、TAI和LST 3個指標(biāo),當(dāng)患者BRCA基因突變陽性或HRD評分超過42分時判定為HRD陽性。FoundationFocusTMCDx BRCA LOH通過覆蓋22條染色體上324個基因的3 500個SNPs,計算發(fā)生LOH的片段占整個基因組的比例,LOH高的截斷值為≥16%,HRD陽性定義為BRCA突變型或BRCA野生型但LOH高。目前我國尚未見批準(zhǔn)基于SNPs的“基因組瘢痕”的HRD臨床檢測試劑盒,Myriad myChoice?CDx和FoundationFocusTMCDx BRCA LOH也缺乏應(yīng)用于中國人群的大樣本前瞻性臨床研究數(shù)據(jù),未來亟待推進(jìn)相應(yīng)試劑盒的開發(fā)與臨床驗證工作。此外,相應(yīng)Panel設(shè)計應(yīng)符合我國人群的分子遺傳學(xué)特征,SNPs位點的選擇應(yīng)注意把握2個要點:一是位點的分布需相對均勻,以避免某些區(qū)域出現(xiàn)未覆蓋的情況;二是需要盡可能地覆蓋更多的雜合位點。要確保實現(xiàn)上述2個目標(biāo),HRD Panel設(shè)計上應(yīng)優(yōu)先選擇中國健康人群頻率在0.4~0.6之間的SNPs位點;同時需避免覆蓋嚴(yán)重偏離哈迪-溫伯格平衡以及探針無法穩(wěn)定覆蓋的位點。
3.2.3 基于突變譜系特征的分析 基于全基因組的突變譜系分析可完整反映腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性與外源性的突變進(jìn)程,且每個突變進(jìn)程包含了DNA損傷、修復(fù)以及復(fù)制等各組件,通過生物信息學(xué)技術(shù)還可以得到與其對應(yīng)的突變譜系特征。單堿基突變特征3(single base substitution Signature 3,SBS Signature 3)已被證實與乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌等腫瘤的BRCA突變、BRCA1啟動子甲基化高度相關(guān),然而其存在診斷特異性較低,缺乏確切的閾值等不足,因此尚不足以作為PARP抑制劑療效預(yù)測標(biāo)志物[42-43]?;赪GS,通過納入更多類型基因與染色體結(jié)構(gòu)改變優(yōu)化算法分析的檢測方法也在不斷發(fā)展中,其中應(yīng)用開發(fā)的HRDetect預(yù)測腫瘤BRCA功能缺陷,在乳腺癌中檢測敏感性為86%,對卵巢癌、胰腺癌的檢測敏感性達(dá)100%,優(yōu)于 GIS相應(yīng)的檢測敏感性[43-44],但尚缺乏應(yīng)用于PARP抑制劑療效預(yù)測的臨床證據(jù)支持,此外臨床檢測通常采用石蠟包埋樣本客觀上也限制了其應(yīng)用。
專家共識:基于SNPs的“基因組瘢痕”分析是當(dāng)前最具應(yīng)用前景的HRD臨床檢測方法,能從BRCA野生型腫瘤患者中有效篩選出PARP抑制劑治療的潛在獲益人群。當(dāng)前亟待推進(jìn)我國相應(yīng)合規(guī)試劑盒的開發(fā)與驗證工作,其SNPs位點選擇與Panel設(shè)計應(yīng)著重把握我國人群的分子遺傳學(xué)特征,并積極倡導(dǎo)聯(lián)合開展PARP抑制劑前瞻性多中心臨床研究驗證。
HRD評分是反映腫瘤樣本因HRR通路異常而導(dǎo)致的腫瘤樣本基因組不穩(wěn)定的情況,目前主要通過2個步驟計算HRD評分:⑴通過檢測關(guān)鍵的HRR基因變異評估產(chǎn)生HRD的原因;⑵通過檢測基因組損傷的程度計算基因組不穩(wěn)定狀態(tài)的評分;然后綜合上述2個步驟的結(jié)果評估HRD的狀態(tài)。前者可通過NGS測序檢測發(fā)生在HRR通路上的特定基因的變異情況評估,后者主要通過分析腫瘤樣本基因組上的SNPs計算基因組不穩(wěn)定狀態(tài)的評分[45-46]。
3.3.1 基于全基因組范圍內(nèi)高密度SNP位點檢測的HRD評分計算 目前在臨床檢測中HRD評分主要應(yīng)用基于高密度全基因組SNP-array或NGS基因組SNP骨架探針檢測結(jié)果,并結(jié)合與HRD相關(guān)基因變異與基因組不穩(wěn)定的程度進(jìn)行分析。首先,檢測BRCA1/2有害突變、BRCA1啟動子甲基化等指標(biāo),再通過高密度的SNP位點信息,分析由這些分子機(jī)制導(dǎo)致的基因組不穩(wěn)定情況,匯總LOH、LST、TAI等拷貝數(shù)變異指標(biāo)計算HRD評分,然后進(jìn)一步通過PARP抑制劑治療療效劃定HRD評分的閾值,從而建立完整的HRD檢測分析流程。
Myriad myChoice?CDx采用的HRD評分算法是通過患者腫瘤樣本中的體細(xì)胞拷貝數(shù)變異(somatic copy number variants,SCNV)程度來反映患者HRD程度,簡要的生信分析及HRD評分計算方法有以下幾個步驟:⑴對腫瘤樣本和對照樣本檢測范圍內(nèi)的SNP位點的覆蓋度進(jìn)行預(yù)處理;⑵將相近的SNP位點合并成同一區(qū)段;⑶根據(jù)上一步的分段結(jié)果確定每個區(qū)段的SCNV,確定LOH、LST、TAI分值,進(jìn)一步匯總為HRD評分。由此可見,HRD評分算法的準(zhǔn)確性主要基于患者腫瘤樣本SCNV檢測的準(zhǔn)確性。ASCAT軟件計算SCNV時可將腫瘤細(xì)胞純度和整體腫瘤倍性作為重要參數(shù),并將其帶入計算,從而得到每個區(qū)段的拷貝數(shù),以增加區(qū)段拷貝數(shù)的檢測準(zhǔn)確性[30,43,47-51]。針對WGS測序的Sequenza軟件通過標(biāo)準(zhǔn)化SNPs覆蓋度減少高通量測序帶來的噪音[52],ABSOLUTE和Sclust軟件還可以根據(jù)患者的體細(xì)胞突變情況,通過不同模型的聚類分析展現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的亞克隆情況,進(jìn)一步調(diào)整SCNV的準(zhǔn)確性[48,53]。
3.3.2 基于WGS或WES的HRD評分計算 基于高密度全基因組SNP-array或NGS基因組SNP骨架探針的檢測結(jié)果可以對基因組瘢痕進(jìn)行檢測及計算而得到基因組不穩(wěn)定狀態(tài)的評分,基于基因組全面覆蓋的WGS或WES方法的檢測結(jié)果還能同時分析得到高HRD評分腫瘤樣本所具有的微同源缺失、COSMIC突變特征結(jié)構(gòu)變異等基因組學(xué)特征。有證據(jù)表明綜合基因組不穩(wěn)定狀態(tài)的評分以及HRD相關(guān)基因組學(xué)特征獲得的 HRD 評分結(jié)果準(zhǔn)確度更高[11,41,50]。然而,WGS檢測所需的高DNA上樣量、高測序數(shù)據(jù)量以及無法涵蓋HRR信號通路的體細(xì)胞突變等缺點限制了其在臨床上的應(yīng)用。因此,綜合檢測所需樣本量、數(shù)據(jù)量、體細(xì)胞突變,可采用高深度WES加高密度SNPs方法,對腫瘤樣本中HRR信號通路中的遺傳性突變、體細(xì)胞突變及基因組不穩(wěn)定性狀態(tài)同時進(jìn)行全面檢測。隨著WES檢測成本降低及檢測技術(shù)不斷成熟,WES檢測有可能成為準(zhǔn)確評估HRD的檢測方法,為患者接受PARP抑制劑治療提供精確指導(dǎo)。
3.3.3 人工智能模型輔助HRD評估分析 基于統(tǒng)計學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法,充分利用基因組的變異、表達(dá)及表觀遺傳等信息特征,結(jié)合預(yù)后、鉑類敏感等指標(biāo)建立HRD評估的人工智能分析模型,可有效解決傳統(tǒng)HRD評分計算方法存在的準(zhǔn)確性和泛化性不足等問題。有研究報道,不論是根據(jù)體細(xì)胞替換、插入/缺失和重排、結(jié)構(gòu)變異以及突變特征,采用LASSO回歸模型擬合BRCA1/2缺陷[43],還是使用隨機(jī)森林方法對BRCA1/2缺陷進(jìn)行分類[48],在BRCA-EU數(shù)據(jù)集(包含560例乳腺癌患者)上進(jìn)行測試都發(fā)現(xiàn)曲線下面積達(dá)0.98。使用機(jī)器學(xué)習(xí)代替單一指標(biāo)閾值的方法展現(xiàn)出較大優(yōu)勢,未來可考慮開展統(tǒng)計回歸或SVM、決策樹、隨機(jī)森林等機(jī)器學(xué)習(xí)方法,根據(jù)基因組測序數(shù)據(jù)、甲基化數(shù)據(jù)、基因表達(dá)數(shù)據(jù)等多維度信息提取特征,并結(jié)合BRCA1/2缺陷、鉑類藥物敏感度、預(yù)后等情況,以提高HRD檢測性能,為后續(xù)治療提供有效依據(jù)。
專家共識:在HRD臨床檢測中,基于SNPs位點信息進(jìn)行HRD評分計算的準(zhǔn)確度主要依賴于對SCNV的準(zhǔn)確分析;同時,通過WGS、WES等檢測技術(shù)獲取更多的基因組信息,有助于進(jìn)一步提升HRD評分計算的準(zhǔn)確度;應(yīng)用人工智能技術(shù)輔助分析HRD的多維度特征,已展示出高效識別HRD陽性人群的潛在優(yōu)勢。必須強調(diào)的是,任何一種檢測方法、評分計算方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)在臨床正式應(yīng)用前,都需要經(jīng)過嚴(yán)格的性能分析與臨床效能驗證。
3.4.1 HRD報告應(yīng)包含的內(nèi)容 ⑴基本信息:①受檢者信息,包括姓名、性別、年齡、臨床診斷、病理診斷、基因檢測史、家族史和臨床治療史等;②樣本信息,包括樣本類型、病理號、樣本采集時間、送檢機(jī)構(gòu)、送檢醫(yī)生、送檢日期和報告時間等;③項目簡介,包括檢測方法、檢測平臺、檢測內(nèi)容(包括基因數(shù)量、Panel大小等)、文庫構(gòu)建和參考基因組,數(shù)據(jù)分析流程、軟件及版本等。④樣本質(zhì)量情況,如腫瘤細(xì)胞占比。⑵檢測結(jié)果:①質(zhì)控結(jié)果,包括Q30、測序深度、覆蓋度等;②BRCA1/2突變狀態(tài)、HRR相關(guān)基因突變狀態(tài)、HRD評分和結(jié)果釋義等。⑶檢測結(jié)果注釋:①HRD評估,包括BRCA1/2致病性變異、其他涉及HRR信號通路的相關(guān)基因變異,表征基因組不穩(wěn)定性的HRD評分及閾值判定規(guī)則,以及聯(lián)用BRCA1/2有害變異與HRD評分進(jìn)行HRD狀態(tài)判定的規(guī)則。②結(jié)果解讀,包括是否有明確的閾值說明,不同癌種、不同PARP抑制劑應(yīng)列明不同閾值與用藥的相關(guān)性臨床試驗證據(jù)支持,伴隨診斷的藥物推薦。③基于BRCA基因突變陽性患者涉及胚系遺傳的提醒,建議其直系親屬檢測是否攜帶該突變。⑷簽字:檢測技術(shù)人員及審核人員簽字,最終報告應(yīng)由中級職稱或碩士以上學(xué)歷且具有病理學(xué)專業(yè)背景、經(jīng)培訓(xùn)合格的本單位執(zhí)業(yè)醫(yī)師或授權(quán)簽字人(高級職稱或醫(yī)學(xué)博士學(xué)位)審核。⑸局限性說明:根據(jù)腫瘤類型、受檢樣本類型、檢測Panel以及相關(guān)臨床研究結(jié)果等信息對HRD臨床應(yīng)用的局限性進(jìn)行說明。
3.4.2 HRD報告臨床解讀建議 HRD判定閾值應(yīng)依據(jù)藥物療效,目前有2種HRD檢測產(chǎn)品Myrial myChoice?CDx和FoundationFocusTMCDx BRCA LOH獲得FDA批準(zhǔn)。Myrial myChoice?CDx主要基于高加索人群基因數(shù)據(jù)進(jìn)行HRD分析,是否適用于中國患者還需更多的臨床試驗證據(jù)[48]。當(dāng)HRD評分閾值設(shè)為42分時,分析TCGA、Timms和Hennessy數(shù)據(jù)庫中的HRD評分發(fā)現(xiàn)BRCA功能缺陷組僅包含BRCA突變和BRCA1甲基化陽性的樣本[45]。因此,需通過優(yōu)化HRD評分閾值,對患者進(jìn)行分層,以更好地評估鉑類藥物或 PARP抑制劑的治療效果[39-40]。FoundationFocusTMCDx BRCA LOH檢測的閾值通過鉑類的REAL3及魯卡帕利的ARIEL2、ARIEL3等臨床試驗不斷調(diào)整,最終確定≥16% 為LOH評分閾值[22,40-41]。但中國人群中的HRD評分閾值應(yīng)基于中國人群的基因組損傷狀態(tài)與BRCA等HRR相關(guān)基因的分子變異狀態(tài)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行優(yōu)化開發(fā),然后根據(jù)PARP抑制劑療效確定中國人群的HRD評分閾值。此外,HRD閾值也與腫瘤類型有關(guān),甚至還會受合并突變的影響,例如前列腺癌HRD評分顯著低于卵巢癌,而前列腺癌BRCA2基因突變的HRD評分顯著高于ATM、CHEK2基因突變;無HRR相關(guān)基因突變時,TP53體細(xì)胞突變顯著影響HRD評分[54]。
專家共識:HRD臨床檢測報告內(nèi)容除重點描述BRCA1/2等HRR相關(guān)基因變異情況以及GIS計算數(shù)值外,還應(yīng)針對相應(yīng)癌種的PARP抑制劑療效預(yù)測價值進(jìn)行解讀;HRD評分閾值判定與不同癌種、不同PARP抑制劑及其相應(yīng)適應(yīng)證有關(guān)。同時,目前尚缺乏HRD評分應(yīng)用于中國人群PARP抑制劑療效預(yù)測的大樣本臨床研究數(shù)據(jù),報告應(yīng)著重闡述其檢測的局限性。
目前臨床上主要通過檢測基因組瘢痕或HRR基因突變間接評估HRD的狀態(tài),但哪些生物標(biāo)志物應(yīng)納入HRD狀態(tài)評估尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),在HRD評估中也還有許多問題亟待解決:⑴HRR通路基因分布廣泛,與其他通路有交叉情況,國內(nèi)外對HRR基因的定義不明確,缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);⑵不同HRR基因的功能不同,其在HRD評估中的作用缺乏量化指標(biāo);⑶HRD發(fā)生的機(jī)制復(fù)雜,單純HRR通路基因突變檢測可能造成HRD結(jié)果假陰性,因此檢測結(jié)果陰性不能排除HRD;⑷大片段缺失等變異類型需要在HRD評估中充分考慮并進(jìn)行驗證;⑸基因組瘢痕是HRD的表現(xiàn)形式,只能反映某段時間的基因組不穩(wěn)定狀態(tài),而不能準(zhǔn)確評估回復(fù)突變導(dǎo)致的同源重組功能重建情況;⑹不同的HRD評估方法及HRD評分算法是非等效的,各種評估方法的預(yù)測效能和檢測結(jié)果一致性等尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)化驗證方案;⑺HRD檢測的標(biāo)準(zhǔn)品選擇及性能驗證方法有待完善;⑻不同腫瘤類型的HRD評分閾值可能不同,因此需要通過臨床試驗評估不同腫瘤類型HRD閾值對鉑類藥物或PARP抑制劑的療效預(yù)測效能。
HRD作為泛癌種生物標(biāo)志物在臨床應(yīng)用中還處于起始階段,泛癌種中HRD與免疫檢查點抑制劑的相關(guān)性值得進(jìn)一步研究。目前國內(nèi)外有多個研究機(jī)構(gòu)正在多癌種中開展HRD評分狀態(tài)與HRR相關(guān)基因,以及與免疫檢查點抑制劑單藥或聯(lián)合用藥療效相關(guān)性的臨床試驗[55]。在2021年的美國婦科腫瘤學(xué)會(SGO)年會上公布了一項Ⅲ期臨床試驗,該研究首次探索了免疫檢查點抑制劑在BRCA1/2突變和HRD卵巢癌患者中的療效,以及BRCA1/2突變和HRD與腫瘤突變負(fù)荷的相關(guān)性[56]??傊琀RD檢測和臨床應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化仍任重而道遠(yuǎn),但其應(yīng)用前景值得期待。未來隨著基因檢測技術(shù)的飛速發(fā)展,HRD評估方法的不斷完善,以及越來越多臨床醫(yī)師、病理醫(yī)師、分子檢測人員、臨床藥師和腫瘤生物學(xué)專家更深入和廣泛地參與腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療,相信HRD的精準(zhǔn)評估將會進(jìn)一步提高腫瘤診療水平,讓更多腫瘤患者獲益。
專家組成員
編寫專家組學(xué)術(shù)顧問(按姓氏拼音排序)
梁智勇 北京協(xié)和醫(yī)院
邢金良 空軍軍醫(yī)大學(xué)
編寫專家組組長(按姓氏拼音排序)
輦偉奇 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
歐陽能太 中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院
周曉燕 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
執(zhí)筆專家(按姓氏拼音排序)
陳 銳 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
紀(jì) 元 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院
申 鵬 南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院
于津浦 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
張海偉 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
趙偉鵬 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
編寫專家(按姓氏拼音排序)
陳 銳 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
陳 剛 福建省腫瘤醫(yī)院
高雨農(nóng) 北京大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
黃建圍 洛陽市中心醫(yī)院
胡建軍 貴州省人民醫(yī)院
紀(jì) 元 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院
康 玉 復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院
李 昱 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
李 悅 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
李亞卓 解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心
劉成林 廣州燃石醫(yī)學(xué)檢驗所有限公司
劉 紅 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
婁越亮 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
馬 杰 河南省腫瘤醫(yī)院
輦偉奇 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
歐陽能太 中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院
全雪萍 上海桐樹生物科技有限公司
屈武斌 艾吉泰康生物科技(北京)有限公司
申 鵬 南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院
師 怡 福建省腫瘤醫(yī)院
史業(yè)輝 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
唐萬燕 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
唐 源 四川大學(xué)華西醫(yī)院
王宏偉 解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心
王 玲 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
王 珂 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
王學(xué)良 志諾維思(北京)基因科技有限公司
溫 灝 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
吳煥文 北京協(xié)和醫(yī)院
謝榮凱 陸軍軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院
徐 菲 中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
嚴(yán)志祥 上海鼎晶生物醫(yī)藥科技股份有限公司
楊興升 山東大學(xué)齊魯醫(yī)院
應(yīng)建明 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院
袁 睿 重慶大學(xué)醫(yī)學(xué)院
于津浦 天津大學(xué)腫瘤醫(yī)院
張丙忠 中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院
張海偉 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
趙偉鵬 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院
鄭曉東 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
周曉燕 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
周圣濤 四川大學(xué)華西第二醫(yī)院
鄒冬玲 重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院