乳腺癌HER2靶向治疗药物的八大耐药机制及相应策略

乳腺癌是女性最常见的癌症。大约15%的乳腺癌过表达HER2。在过去的几十年里，针对HER2的药物包括单抗、酪氨酸激酶抑制剂和ADC极大地改善了HER2阳性肿瘤患者的预后。尽管有这些改善，许多早期乳腺癌患者仍会复发，晚期乳腺癌患者在服用HER2靶向药物后仍会出现疾病进展，这表明患者对这些药物可能产生抗药性。本文我们就HER2靶向治疗耐药的常见八大机制以及相应的应对策略做一个简要介绍，以帮助制定更好的治疗策略，进一步改善患者的预后。

与HER2的结合受损

对HER2靶向治疗的耐受机制之一，特别是对单抗的抗药性，是通过不同的机制损害了与HER2胞外域的结合，例如抗体HER2结合位点的结构改变。p95HER2是全长p185HER2的截短形式，它缺乏曲妥珠单抗结合部位，但保留了激酶活性。p95HER2是HER2的一种高度致癌形式，因为它可以自发形成同源二聚体，导致细胞增殖(图1)。p95HER2受体存在于大约30%的HER2+乳腺癌中，已被发现是一个预后较差的标志，并增加了淋巴结转移的风险。临床前模型显示，表达p95HER2的细胞对曲妥珠单抗治疗耐药，但对TKI有反应，如拉帕替尼。评估p95HER2受体的存在具有挑战性，目前已经研究了几种分析方法，包括免疫荧光和定量方法，如蛋白质印迹和流式细胞术。需要在临床试验中进行测试p95HER2的存在，以确定p95HER2是否具有指导治疗的作用。

图1. HER2单抗结合部位的结构修饰

Mucin-4是一种表面糖蛋白，保护上皮结构，影响癌细胞的黏附、增殖和转移。Mucin-4可以稳定HER2，增强下游通路的激活；它还可以物理上阻断抗体的结合部位，导致对这些疗法的耐药性。在曲妥珠单抗耐药的癌细胞中沉默Mucin-4已被证明可以增加曲妥珠单抗的结合和ADCC作用。鉴于Mucin-4和HER2的相互作用发生在细胞外，TKI很有可能克服这种耐药机制，这已经在HER2+胃癌的临床前模型中用拉帕替尼治疗得到证实。

透明质酸是另一种聚合物，可以物理上阻止曲妥珠单抗结合位点从而对其耐药。这可以通过阻断透明质酸的产生来克服，体内和体内模型中已经证明了这一点。当然也可以使用TKI来克服这种耐药机制。

HER2突变

HER2/ERBB2基因的激活突变是HER2治疗耐药的另一种机制。在所有乳腺癌中约有2%-3%发现突变，并与较差的预后相关(图2)。HER2突变不能通过标准的HER2检测(IHC和ISH)检测到，需要进行基因测序来识别它们。特定的突变与HER2靶向治疗的应答率有关。L755S是最常见的突变，它是拉帕替尼和妥卡替尼的获得性耐药机制，但对来那替尼有反应。随着下一代测序在转移性乳腺癌患者中的成功应用，检测 HER2突变已经可行。T-DM1和T-DXd已被证实在HER2突变肺癌中表现出活性，当然还需要更多的信息来确定治疗HER2突变患者的最佳治疗策略。

图2. HER2/ERBB2基因的激活突变

HER2和雌激素受体之间的串扰

大约50%的HER2+乳腺癌也表达雌激素受体(ER)。HER2和ER是乳腺癌中癌症增殖的关键驱动因素，临床前模型已经证明了乳腺癌中这些受体之间的相关性。在HER2+的乳腺癌中，HER2靶向的治疗会导致ER表达增加，从而导致细胞存活(图3)。基于这些发现，针对HER2和ER的联合治疗已被证明是有效的。然而，目前尚不清楚接受HER2靶向治疗的患者是否能从后续内分泌治疗中受益。

图3. HER2和雌激素受体之间的串扰

来自HER2和其他受体的表达信号增加

HER2表达增加也是对HER2靶向药物耐药的一种机制。例如，不完全的受体抑制可导致对曲妥珠单抗的耐药性。克服这些问题的一个潜在策略是开发的HER2靶向药物可以均匀或永久地阻断HER2受体信号。此外，其他受体如EGFR、HER3也可在HER2+肿瘤中过度表达，导致对HER2靶向治疗产生耐药。

阻断HER2可以被EGFR或HER3同源二聚体形成所绕过(图4)；这些蛋白的表达随着曲妥珠单抗的暴露而增加，从而导致耐药。体外研究表明，阻断EGFR可以增加对HER2靶向药物的敏感性；EGFR和HER2抑制剂纳拉替尼和拉帕替尼已被证明可以改善患者的预后。几种HER3阻断剂也正在作为单一疗法或与HER2靶向疗法联合进行研究。

图4. HER2和其他受体的信号增加导致耐药

另一种HER2靶向药物的耐药机制是通过异常激活多个酪氨酸激酶而在转录水平上解除调控。临床前模型已经表明，抑制细胞周期蛋白依赖性激酶7或8可以恢复对HER2靶向药物的敏感性。后续需要临床研究来确定这些药物与HER2靶向药物联合使用的疗效。

下游信号通路激活

PIK3CA编码磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的p110α亚单位。当HER2酪氨酸激酶被激活时，PI3K被激活，从而导致蛋白激酶B(AKT)和mTOR激活，使得细胞增殖、生长和存活。在20%的HER2+乳腺癌中发现PIK3CA激活突变。这些突变与接受新辅助HER2靶向治疗联合化疗的患者的应答率较低有关。CLEOPATRA研究的生物标记物分析显示，野生型PIK3CA患者与PIK3CA突变患者相比有更长的PFS(曲妥珠单抗加紫杉烷组13.8个月比8.6个月，帕妥珠单抗加紫杉烷组21.8个月比12.5个月)，这表明PIK3CA突变是一个较差的预后标志物。EMILIA研究的生物标记物分析显示，无论是否有PIK3CA突变，接受T-DM1治疗的患者结果相似，但接受拉帕替尼和卡培他滨治疗的PIK3CA突变患者的效果更差，这表明更有效的治疗可能会克服这种耐药机制。

另一种克服HER2耐药性的潜在策略是在PI3K、AKT或mTOR水平上阻断PI3K途径。mTOR抑制剂依维莫司的作用在BOLERO1和BOLELO 3临床试验中进行评估。依维莫司导致PFS有轻微的改善。针对PI3K-alpha H1047R的突变特异性PIK3抑制剂LOXO-783正在开发中，以证明是否对患者有益处。

PTEN是一种重要的抑癌基因，它抑制PI3K途径，在DNA修复中发挥重要作用。据报道，在所有乳腺癌中，有5%-10%的病例由于突变导致PTEN丢失，在40%-50%的病例中有杂合性丢失。PTEN突变因乳腺癌亚型而异，在HER2+亚型中约为5%，在HR+亚型中约为11%，在三阴性癌症中高达35%。PTEN和PIK3CA改变在大多数情况下是相互排斥的。BCIRG 005和006试验评估了有或没有PTEN缺失的早期HER2疾病患者接受化疗和曲妥珠单抗治疗的结果。结果显示，PTEN缺失的患者仍然受益于曲妥珠单抗，但总体上PFS和OS结果更差。

不能引发ADCC

曲妥珠单抗的ADCC作用最初在动物模型中验证，然后在一项小型临床研究中得到证实。研究显示，在接受新辅助曲妥珠单抗治疗的所有患者中，特别是在那些获得CR治疗的患者中，都有强烈的淋巴细胞渗透。几个因素可以影响HER2靶向治疗触发ADCC的能力。包括Fcγ受体多态性和肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)的数量。已经研究了几种策略来增强与HER2靶向治疗相关的ADCC。免疫细胞上表达的三种Fcγ受体调节ADCC：CD16a、CD32a和CD32b。Margetuximab的设计保留了曲妥珠单抗的表位特异性；然而，五个氨基酸改造以增加Fcγ受体CD16a的亲和力，降低对抑制性Fcγ受体CD32b的活性，从而增强ADCC作用。Margetuximab是第一个在头对头III期临床试验中与曲妥珠单抗治疗组相比显著改善PFS的HER2靶向疗法。该药的批准上市，为HER2阳性转移性乳腺癌患者群体带来了一种新的治疗选择。

HER2异质性与表达水平

肿瘤内HER2表达的异质性对HER2靶向治疗反应的影响是HER2靶向药物的另一种耐药机制。HER2异质性定义为超过5%但不到50%的肿瘤细胞中HER2扩增的区域，或者ISH HER2阴性区域。一项研究评估了164例接受新辅助T-DM1和pertuzumab治疗的HER2+肿瘤患者，在10%的病例中发现了HER2表达的异质性。研究发现没有HER2表达异质性的患者病理完全缓解率为55%，而异质性肿瘤患者的病理完全缓解率为0%。这些发现证实了HER2的异质性在临床结果中的关键作用。

HER2的表达水平也会影响对HER2靶向药物的反应。根据目前的指南，HER2+被定义为IHC3+或2+以及 ISH+。大约50%的乳腺癌有一定程度的HER2表达，然而，它们不符合HER2+的标准，被定义为“HER2-low”。一些试验研究了HER2靶向药物在HER2-low乳腺癌中的应用。III期NSABP B47试验评估了使用或不使用曲妥珠单抗辅助化疗在早期HER2-low乳腺癌患者中的作用。研究发现加入曲妥珠抗体并没有改善HER2-low乳腺癌患者的预后。

最近，ADC药物T-DXd，一种更有效的具有旁观者效应的HER2靶向疗法，被批准用于治疗HER2-low的晚期乳腺癌患者（图5）。DAISY II期试验评估了179名晚期乳腺癌患者接受T-DXd的治疗效果。这项研究包括68名HER2+乳腺癌患者、73名HER2-low乳腺癌患者和38名HER2阴性乳腺癌患者(IHC 0)。在中位数15个月的随访中，HER2+队列的患者有70%的应答率，中位应答期为9.7个月，mPFS为11.1个月。在HER2-low队列中，应答率为37.5%，中位应答期为7.6月，mPFS为6.7月(HR+组为6.9月，HR−组为3.5月)。在HER2阴性队列中也发现应答，应答率为29.7%，中位应答期为6.8个月，mPFS为4.2个月(HR+组为4.5月，HR−组为2.1月)。III期Destination-Breast04试验评估了T-DXd与医生选择的化疗在557名转移性HER2-low患者 (494HR+，63HR−)的作用。在HR+队列中，mPFS 为10.1个月对5.4个月，OS 23.9个月 对17.5个月。在ITT人群中，mPFS为9.9个月对5.1个月；OS为23.4月对16.8个月。因而，在所有人群中T-DXd疗效都更出众。Destination-Breast04的研究改变了晚期乳腺癌的治疗模式，T-DXd现在已是晚期乳腺癌患者的新选择。

图5. HER2-Low肿瘤通常对单抗不起作用，但对ADC有反应

对ADC的独特耐药机制

ADC重塑了乳腺癌的治疗。然而，患者最终对这些药物仍会产生耐药性，致使疾病复发或进展。HER2+乳腺癌对ADC的部分耐药性可以通过上述机制解释，因为ADC也需要与HER2的胞外域结合才能发挥作用。但ADC也有自己的独特耐药机制(图6)。

图6. ADC的独特耐药机制

众所周知，药物外排泵的表达和活性是化疗的耐药机制。这也已被证明是T-DM1的获得性耐药机制。药物外排泵的抑制恢复了T-DM1的敏感性。带有不可切割连接子的ADC需要溶酶体中的蛋白降解来释放payload，然后需要通过溶酶体将其转运到其细胞内靶点。溶酶体转运的变异已被报道是带有不可切割连接子ADC获得性耐药的机制，如T-DM1。使用可切割连接子的ADC可能会克服这一问题。

研究已经评估了接受sacituzumab govitecan (SG)治疗的TNBC患者对ADC的耐药机制，发现与靶点或payload有关。ADC发挥功能所需的靶标表达水平目前尚不清楚。如上所述，HER2低表达的患者仍受益于ADC T-DXd。同样，TNBC和低TROP2表达的患者也显示出受益于SG。TOP1的移码突变和TACSTD2/TROP2的突变(导致抗体与细胞表面TROP2的结合减弱)已被报道为SG的获得性耐药机制。Payload的效力也可能会发挥作用，在较低靶点表达的情况下，具有更强旁观者效应的payload也可能发挥药效。

ADC的疗效需要内吞进入靶细胞。各种ADC，包括T-DM1，可以通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞。临床前模型显示，当T-DM1通过小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞时，药物的疗效会降低，因为ADC内化到小窝蛋白小泡中，降低了在溶酶体中的活性。使用可切割连接子ADC或许可以克服这种耐药机制。

小  结

HER2靶向治疗显著改善了HER2+乳腺癌患者的预后，最近又改善了HER2-low乳腺癌患者的预后。尽管如此，先天或获得性耐药使得这些HER2靶向治疗仍充满挑战。目前对HER2靶向治疗耐药的多种潜在机制已被描述，深入了解这些机制和克服它们的潜在策略对于进一步改善乳腺癌患者的预后至关重要。

参考文献

Overcoming Resistance to HER2-Directed Therapies in Breast Cancer.

HER-2 signaling and inhibition in breast cancer.