HER-2在結(jié)直腸癌中的研究進(jìn)展

陳 思 高 鋒

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)報(bào)道,2020年結(jié)直腸癌已經(jīng)成為世界第三大常見(jiàn)癌癥以及第二大癌癥相關(guān)死因[1]。近年來(lái),我國(guó)結(jié)直腸癌總體發(fā)生率與病死率也呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì),結(jié)直腸癌新發(fā)病例數(shù)近38萬(wàn)例,位于男性第5位和女性第4位,死亡病例數(shù)近19萬(wàn)例,男、女性病死率均位于第5位[2]。目前,針對(duì)結(jié)直腸癌的治療靶點(diǎn)的研究相對(duì)滯后,缺乏特異的靶向藥物。雖然西妥昔單抗(Cetuximab)和帕尼單抗(Panitumumab)等針對(duì)表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)的單克隆抗體可以改善結(jié)直腸癌患者的預(yù)后,但仍有一部分患者會(huì)產(chǎn)生獲得性耐藥[3]。據(jù)報(bào)道,1%～6%的結(jié)直腸癌患者出現(xiàn)人類表皮生長(zhǎng)因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER-2)擴(kuò)增或者過(guò)表達(dá),且在大鼠肉瘤病毒癌基因(ratsarcoma viral oncogene,RAS)/鼠類肉瘤濾過(guò)性病毒致癌基因同源體B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B,BRAF)野生型結(jié)直腸癌患者中,HER-2擴(kuò)增率進(jìn)一步提高[4,5]。

作為人表皮生長(zhǎng)因子受體家族(human epidermal growth factor receptor,HER家族)成員之一, HER-2下游信號(hào)通路的替代激活可使患者對(duì)EGFR靶向治療產(chǎn)生耐藥[6,7]。HERACLES和 MyPathway等一系列臨床試驗(yàn)對(duì)臨床晚期和轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(metastatic colorectal cancer,mCRC)患者進(jìn)行了靶向HER-2的療效觀察,結(jié)果表明,HER-2擴(kuò)增的mCRC患者可從HER-2靶向聯(lián)合治療中獲益,提示HER-2是結(jié)直腸癌治療的潛在靶點(diǎn)[8, 9]。但是有關(guān)評(píng)估HER-2在結(jié)直腸癌中臨床應(yīng)用價(jià)值的報(bào)道相對(duì)較少,且存在爭(zhēng)議。本文就HER-2在結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展中的分子機(jī)制,以及在檢測(cè)、預(yù)后和靶點(diǎn)治療等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為后續(xù)研究提供參考依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

一、HER-2在結(jié)直腸癌中的分子生物學(xué)

HER-2是由位于17q12染色體上原癌基因HER-2(ERBB2)編碼的一種185kDa的跨膜酪氨酸激酶受體,由胞外區(qū)、跨膜區(qū)以及含有酪氨酸激酶活性的胞內(nèi)區(qū)組成。作為表皮生長(zhǎng)因子受體家族成員之一,HER-2沒(méi)有已知的配體,它可以與自身或者與HER家族其他成員,包括HER-1(EGFR/ERBB1)、HER-3(ERBB3)和HER-4(ERBB4),形成同源或者異源二聚體。當(dāng)HER-2過(guò)表達(dá)和擴(kuò)增時(shí),二聚體位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)酪氨酸殘基發(fā)生自磷酸化,啟動(dòng)下游絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase,MAPK)、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/雷帕霉素機(jī)能靶蛋白(mechanistic target of rapamycin, mTOR)以及Janus激酶(Janus kinase,JAK)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)等信號(hào)通路,抑制細(xì)胞凋亡并且促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤發(fā)生,此外HER-2體細(xì)胞激活突變也可通過(guò)多種機(jī)制增強(qiáng)激酶活性。

HER-2的致癌性激活可由基因擴(kuò)增或突變引起,其中基因擴(kuò)增為主要表現(xiàn)形式。在臨床診療中,HER-2基因擴(kuò)增或HER-2蛋白過(guò)表達(dá)統(tǒng)稱為HER-2陽(yáng)性。有研究表明,32%的HER-2陽(yáng)性結(jié)直腸癌患者具有常規(guī)免疫組織化學(xué)(immunohistochemistry,IHC)或熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization,FISH)無(wú)法檢測(cè)到的點(diǎn)突變(堿基替換、插入和缺失)[10]。值得關(guān)注是,在西妥昔單抗耐藥以及臨床無(wú)反應(yīng)的KRAS野生型患者中HER-2陽(yáng)性率較高,HER-2的致癌性激活可能是結(jié)直腸癌患者EGFR靶向治療天然耐藥或獲得性耐藥機(jī)制之一,上調(diào)的 HER-2可使MAPK等信號(hào)通路級(jí)聯(lián),導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展[11]。因此,HER-2作為研究熱點(diǎn)有望成為結(jié)直腸癌臨床新的生物學(xué)標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。

二、常用的HER-2檢測(cè)方法

目前臨床HER-2的常規(guī)檢測(cè)方法是免疫組織化學(xué)(immunohistochemical,IHC)與熒光原位雜交技術(shù)(fluorescence in situ hybridization,FISH),前者主要用于HER-2蛋白過(guò)表達(dá)的篩檢,而后者則可用來(lái)進(jìn)一步明確HER-2基因擴(kuò)增狀況[12]。臨床可采用IHC對(duì)結(jié)直腸癌患者進(jìn)行HER-2過(guò)表達(dá)篩查,以降低檢測(cè)成本。一項(xiàng)Meta分析表明,結(jié)直腸癌HER-2 IHC敏感度和特異性分別為71%和96%[13]。FISH采用熒光標(biāo)記的HER2 DNA探針與樣品雜交,將17號(hào)染色體著絲粒計(jì)數(shù)探針(chromosome 17 centromere,CEP17)作為參照,通過(guò)相對(duì)定量的方式反映HER-2基因是否存在擴(kuò)增,該方法的特異性高,是HER-2檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。因此,臨床對(duì)于患者HER-2狀態(tài)的判定不能只參照IHC結(jié)果,還需借助于FISH檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合判斷。

除了IHC和FISH,HER-2的擴(kuò)增情況也可以通過(guò)二代測(cè)序(next generation sequencing,NGS)檢測(cè)。近年來(lái),一項(xiàng)國(guó)際合作研究采用IHC、FISH以及NGS聯(lián)合檢測(cè),發(fā)現(xiàn)FISH與NGS檢測(cè)結(jié)果有很強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.90,P=0.0001),研究證實(shí), IHC/FISH結(jié)果和NGS測(cè)得的拷貝數(shù)變異在mCRC患者中一致[14]。然而NGS花費(fèi)昂貴、技術(shù)要求高,但作為高通量檢測(cè)手段,它的優(yōu)勢(shì)在于捕獲包括HER-2激活突變?cè)趦?nèi)的更廣泛的基因組異常,并且能夠?qū)蚩截悢?shù)變異進(jìn)行定量,該方法特異性較高。

IHC、FISH都需要獲取腫瘤組織進(jìn)行分析,而液態(tài)活檢技術(shù)是基于體液樣本的非侵入性檢測(cè),其優(yōu)勢(shì)在于:樣本采集的微創(chuàng)性質(zhì)以及具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的能力。循環(huán)腫瘤細(xì)胞DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)是腫瘤來(lái)源的血漿循環(huán)核酸。近年來(lái),一項(xiàng)二期臨床試驗(yàn)顯示帕妥珠單抗(Pertuzumab)聯(lián)合曲妥珠單抗(Trastuzumab)在組織或ctDNA中HER-2擴(kuò)增的mCRC患者中顯示出類似的療效,客觀緩解率分別為30%和28%,表明HER-2相關(guān)的ctDNA基因分型檢測(cè)可以識(shí)別受益于HER-2雙重阻斷的mCRC患者[15]。此外,抗EGFR治療可導(dǎo)致患者HER-2狀態(tài)的改變,而液體活檢是預(yù)測(cè)治療耐藥性的重要手段,因此動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血液HER-2的變異情況可能對(duì)結(jié)直腸癌患者臨床治療方案的調(diào)整具有指導(dǎo)意義。該方法的敏感度較差,15%的樣本缺乏可檢測(cè)到的ctDNA,但液體活檢在監(jiān)測(cè)結(jié)直腸癌患者治療過(guò)程中腫瘤基因組改變的潛在作用不容忽視,尤其液體活檢與其他高敏感度的方法共同結(jié)合可提高HER-2檢測(cè)的敏感度。

除了IHC、FISH、NGS以及液態(tài)活檢,其他技術(shù)也可用于檢測(cè)HER-2狀態(tài),包括微陣列基因表達(dá)譜、單核苷酸多態(tài)性芯片等。但這些檢測(cè)方法技術(shù)要求高,根據(jù)美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)指南,目前沒(méi)有足夠的證據(jù)支持結(jié)直腸癌患者進(jìn)行常規(guī)基因組檢測(cè)。由于結(jié)直腸癌HER-2陽(yáng)性的定義標(biāo)準(zhǔn)尚未標(biāo)準(zhǔn)化,目前仍然缺乏各種檢測(cè)方法敏感度及特異性的相關(guān)研究數(shù)據(jù),對(duì)于結(jié)直腸癌患者HER-2狀態(tài)的檢測(cè)仍以IHC以及FISH為主,液態(tài)活檢有望用于結(jié)直腸癌患者術(shù)后療效監(jiān)測(cè)或者耐藥性監(jiān)測(cè)。

三、HER-2陽(yáng)性結(jié)直腸癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)

與乳腺癌和胃癌不同,結(jié)直腸癌 HER-2陽(yáng)性的診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未完全確立,且HER-2 陽(yáng)性的判定受到多種因素的影響,例如檢測(cè)方法、抗體克隆選擇、染色平臺(tái)等。有關(guān)HER-2陽(yáng)性結(jié)直腸癌的早期研究借鑒了乳腺癌或胃癌HER-2陽(yáng)性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。2016年,HERACLES臨床試驗(yàn)專門為結(jié)直腸癌設(shè)計(jì)優(yōu)化了HER-2評(píng)分系統(tǒng)(HERACLES標(biāo)準(zhǔn)),將結(jié)直腸癌 HER-2陽(yáng)性定義為,IHC 3+細(xì)胞 >50%;IHC 3+> 10%且HER-2擴(kuò)增的細(xì)胞數(shù)(HER-2/CEP17≥2)>10%;或者IHC 2+且HER-2擴(kuò)增的細(xì)胞數(shù)(HER-2/CEP17≥2)>50%[16]。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)考慮IHC膜反應(yīng)性模式、染色強(qiáng)度和免疫反應(yīng)性細(xì)胞百分比,并通過(guò)基因拷貝數(shù)(FISH)和拷貝數(shù)變異(NGS)分析進(jìn)行驗(yàn)證,充分考慮了HER-2在mCRC細(xì)胞中的異質(zhì)表達(dá),被大多數(shù)研究者采納。此外,Mypathway和TRIUMPH (526PD) 等臨床試驗(yàn)對(duì)于結(jié)直腸癌的HER-2 IHC 2+組織標(biāo)本后續(xù)FISH檢測(cè)結(jié)果的臨界值選定存在爭(zhēng)議?？傊?結(jié)直腸癌 HER-2陽(yáng)性診斷標(biāo)準(zhǔn)仍然需要大規(guī)模的臨床試驗(yàn)進(jìn)一步摸索優(yōu)化,使結(jié)直腸癌患者的HER-2靶向治療受益最大化。

四、HER-2與結(jié)直腸癌病理特征和預(yù)后的關(guān)系

有文獻(xiàn)報(bào)道,HER-2陽(yáng)性與結(jié)直腸原發(fā)腫瘤的位置有關(guān),尤其多見(jiàn)于結(jié)直腸遠(yuǎn)端腫瘤(脾曲、降結(jié)腸以及直腸)[17]。Liu等[18]借用胃癌HER-2陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)判定結(jié)直腸癌患者HER-2狀態(tài),發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌患者的HER-2狀態(tài)與原發(fā)腫瘤位置之間沒(méi)有相關(guān)性(P=0.108),然而根據(jù)HERACLES標(biāo)準(zhǔn),HER-2陽(yáng)性與左半結(jié)腸原發(fā)腫瘤位置(P=0.037)以及TNM分期(P=0.022)存在相關(guān)性。由于結(jié)直腸癌腫瘤原發(fā)位置異質(zhì)性、TNM分期與腫瘤分化程度、治療方案的確立以及預(yù)后有關(guān),提示HER-2檢測(cè)在結(jié)直腸癌患者臨床應(yīng)用中具有較大潛能。

關(guān)于HER-2在結(jié)直腸癌惡性進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中作用的研究較少,且存在爭(zhēng)議。Sartore-Bianchi等[8]對(duì)KRAS外顯子2野生型mCRC患者的原發(fā)腫瘤和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移灶的配對(duì)樣本進(jìn)行HER-2評(píng)估,顯示HER-2表達(dá)評(píng)分完全一致。而Shan等[19]收集了98例結(jié)直腸癌患者臨床病理特征,其中7例(10.1%)患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與原發(fā)腫瘤的HER-2表達(dá)不一致(κ=0.48,P<0.05);6例(27.3%)患者肝轉(zhuǎn)移與原發(fā)腫瘤HER-2表達(dá)存在差異(κ=0.32,P>0.05)。此外Sartore-Bianchi等[11]還研究發(fā)現(xiàn),HER-2陽(yáng)性患者腫瘤負(fù)荷增高(P=0.011),并且更易發(fā)生肺轉(zhuǎn)移(P=0.014)。臨床通常關(guān)注原發(fā)病灶中的HER-2狀態(tài),而忽略轉(zhuǎn)移部位HER-2狀態(tài)的評(píng)估,HER-2在結(jié)直腸癌惡性進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中作用的評(píng)估仍然需要更完善的臨床研究數(shù)據(jù)支撐。

早期臨床研究顯示,HER-2過(guò)表達(dá)是結(jié)直腸癌患者預(yù)后不良指標(biāo)之一,但近年來(lái)研究對(duì)這一結(jié)論存在異議。Jeong等[7]對(duì)142例接受西妥昔單抗治療的RAS和BRAF野生型mCRC患者進(jìn)行隨訪,發(fā)現(xiàn)HER-2擴(kuò)增可預(yù)測(cè)患者治療后出現(xiàn)較短的無(wú)進(jìn)展生存期(progression free survival,PFS)。相反,Richman等[20]對(duì)3項(xiàng)臨床試驗(yàn)(QUASAR、FOCUS和PICCOLO)登記的3256例結(jié)直腸癌患者的HER-2陽(yáng)性情況進(jìn)行整體評(píng)估,其中KRAS/BRAF野生型患者Ⅳ期和Ⅱ/Ⅲ期的HER-2過(guò)表達(dá)發(fā)生率分別為5.2%和2.1%,而 KRAS/BRAF突變患者Ⅳ期和Ⅱ/Ⅲ期的HER-2過(guò)表達(dá)發(fā)生率分別為1.0%和0.2%,研究表明,HER-2過(guò)表達(dá)與KRAS/BRAF 野生型以及TNM分期存在顯著相關(guān)性,但HER-2表達(dá)與總生存期(overall survival,OS)或PFS無(wú)關(guān)。Khelwatty等[21]在144 西妥昔單抗治療的RAS野生型 mCRC患者中發(fā)現(xiàn),HER-2膜表達(dá)是較短PFS的獨(dú)立預(yù)測(cè)生物學(xué)標(biāo)志物(P<0.05),細(xì)胞質(zhì)HER-2表達(dá)卻是較長(zhǎng)PFS的獨(dú)立預(yù)測(cè)生物學(xué)標(biāo)志物(P<0.05)。HER-2在結(jié)直腸癌患者中的預(yù)后意義仍不確定。

以上研究表明,結(jié)直腸癌患者HER-2擴(kuò)增或表達(dá)與患者年齡、性別無(wú)關(guān),與腫瘤原發(fā)位置、腫瘤負(fù)荷、TNM分期、腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移可能存在一定的聯(lián)系。此外由于結(jié)直腸癌患者陽(yáng)性率較低,且受HER-2檢測(cè)方法、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)以及臨床試驗(yàn)對(duì)象差異等的影響,目前針對(duì)HER-2與結(jié)直腸癌病理特征和預(yù)后的關(guān)系尚不明確,需要更大規(guī)模、設(shè)計(jì)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床隨機(jī)對(duì)照數(shù)據(jù)來(lái)支持和驗(yàn)證。

五、結(jié)直腸癌患者HER-2靶向治療

HER-2的靶向藥物已廣泛應(yīng)用于臨床,如曲妥珠單抗已被批準(zhǔn)用于乳腺癌和胃癌的治療。曲妥珠單抗的主要作用機(jī)制為:結(jié)合HER-2胞外區(qū),從而抑制HER-2致癌性激活介導(dǎo)的PI3K/Akt信號(hào)通路的激活,并且誘發(fā)抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。與其他化療藥物比較,曲妥珠單抗異源性低、特異性好、不良反應(yīng)較小。而帕妥珠單抗可有效抑制HER-2與其他HER家族成員形成異二聚體。曲妥珠單抗-美坦新偶聯(lián)物(T-DM1)可將微管抑制劑美坦新精準(zhǔn)靶向HER-2陽(yáng)性癌細(xì)胞,從而達(dá)到殺傷腫瘤的目的。除此之外還有其他針對(duì)HER-2的靶向藥物,如拉帕替尼(Lapatinib)、來(lái)那替尼(Neratinib)等種類繁多的HER-2靶向藥物,但目前臨床上還沒(méi)有有效的標(biāo)志物可以預(yù)判選擇最佳的HER-2靶向藥物、組合方式、用藥順序以及持續(xù)時(shí)間。

與乳腺癌不同,曲妥珠單抗單一療法治療HER-2擴(kuò)增的mCRC患者的效果不理想,可能原因是曲妥珠單抗導(dǎo)致EGFR和HER-3延遲激活,進(jìn)而引發(fā)內(nèi)源性耐藥。因此,對(duì)于HER-2陽(yáng)性mCRC患者,需要針對(duì)HER-2和 EGFR/HER-3進(jìn)行雙重阻斷。在HERACLES臨床試驗(yàn)中,針對(duì)KRAS第2外顯子野生型且對(duì)常規(guī)化療藥物以及EGFR靶向藥物耐藥的mCRC患者,研究者采用了拉帕替尼和曲妥珠單抗聯(lián)合治療,研究發(fā)現(xiàn)患者客觀緩解率為35%,臨床獲益率為70%,中位PFS為5個(gè)月,安全性良好[8]。與之類似,MyPathwayⅡ期試驗(yàn)探索帕妥珠單抗和曲妥珠單抗聯(lián)合治療57例HER-2陽(yáng)性mCRC患者,截至2017年8月1日,1例患者完全緩解,17例患者部分緩解[9]。目前針對(duì)HER-2 點(diǎn)突變的結(jié)直腸癌患者進(jìn)行靶向治療的研究較少。Wang等[22]報(bào)道了首例同時(shí)存在HER-2擴(kuò)增和HER-2 S310F突變的mCRC患者,發(fā)現(xiàn)該患者對(duì)于曲妥珠單抗和拉帕替尼聯(lián)合治療的反應(yīng)可持續(xù)10個(gè)月之久。

由于前期HERACLES以及MyPathway 等HER-2靶向藥物聯(lián)合治療臨床試驗(yàn)結(jié)果較為理想,目前正在開(kāi)展多項(xiàng)有關(guān)結(jié)直腸癌HER-2靶向治療臨床試驗(yàn)包括抗體偶聯(lián)藥物(DS-8201、A166、ZW25和ZW49),嵌合抗原受體T細(xì)胞(chimeric antigen receptor-T cell,CAR-T)療法以及新型酪氨酸激酶抑制劑 (tucatinib, sapitinib, neratinib)等。初步研究結(jié)果表明,難治性HER-2陽(yáng)性mCRC患者對(duì)于DS-8201具有一定客觀反應(yīng)[23]。此外HER-2 CAR-T在3種不同的患者來(lái)源異種移植模型中顯示出有效預(yù)防結(jié)直腸癌進(jìn)展的跡象,證明HER-2 CAR-T是治療mCRC的新興免疫療法[24]。

盡管以上臨床試驗(yàn)存在樣本量小以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)直腸癌HER-2陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)等局限,但都支持難治性結(jié)直腸癌患者可從HER-2靶向治療中獲益這一結(jié)論,而結(jié)直腸癌患者HER-2靶向藥物精準(zhǔn)用藥仍需開(kāi)展進(jìn)一步探索。

六、展 望

結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)多基因參與的病理過(guò)程,從基因水平出發(fā),尋找腫瘤診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)對(duì)于結(jié)直腸癌的預(yù)防、診斷與治療具有重大的臨床意義。HER-2是乳腺癌治療的傳統(tǒng)靶點(diǎn),近年來(lái)也開(kāi)始在結(jié)直腸癌中顯示出新價(jià)值。盡管HER-2在結(jié)直腸癌中的預(yù)后作用尚不明確,但一系列基礎(chǔ)研究以及臨床試驗(yàn)為HER-2激活參與EGFR靶向治療提供了證據(jù)。隨著HERACLES和MyPathway等大型臨床試驗(yàn)研究結(jié)果的公布,目前針對(duì)臨床晚期和mCRC患者的HER-2靶向治療將會(huì)得到更大的提升。鑒于HER-2靶向治療的療效、成本和不良反應(yīng),臨床應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)是選擇最適合結(jié)直腸癌患者的HER-2靶向藥物組合,并確定最佳藥物治療持續(xù)時(shí)間。但是針對(duì)攜帶HER-2基因突變結(jié)直腸癌患者,HER-2靶向治療是否有效,還需要進(jìn)一步探索。除此之外,對(duì)于HER-2低表達(dá)結(jié)直腸癌患者是否能夠從HER-2靶向治療中獲益,也需要進(jìn)一步的研究。隨著結(jié)直腸癌患者HER-2相關(guān)的靶向治療、免疫治療研究的不斷深入,該領(lǐng)域可能會(huì)出現(xiàn)更加安全、有效的HER-2靶向療法。