着丝粒扩增作为HER2阳性转移性乳腺癌长期缓解的新型生物标志物研究

《Oncogene》：Chromosome centromere copy number amplification associated with exceptional response in HER2-positive metastatic breast cancer patients

本研究针对HER2阳性转移性乳腺癌（MBC）患者对曲妥珠单抗联合紫杉烷类药物存在显著差异的治疗反应这一临床难题，通过对243例患者进行队列研究及27例全基因组测序（WGS）分析，首次发现着丝粒区域拷贝数（CCN）扩增与超长生存期（OS>60个月）显著相关。多变量分析表明CCN扩增是独立预后因素，为个体化治疗策略提供了新的分子标志物。

　　

在肿瘤治疗领域，HER2阳性转移性乳腺癌（MBC）一直被视为侵袭性强、预后差的难治性疾病。然而，临床观察中发现一个引人深思的现象：尽管大多数患者生存期有限，仍有少数患者在接受抗HER2靶向治疗（如曲妥珠单抗）联合化疗后，能够获得长达五年以上的持续缓解，甚至可能达到临床治愈。这种"特殊应答"现象背后隐藏的生物学机制，成为肿瘤研究的重要科学问题。

传统观点认为，基因组不稳定性是癌症的典型特征，而拷贝数变异（CNA）负荷通常与不良预后相关。但有趣的是，都柏林城市大学与圣文森特大学医院的研究团队在《Oncogene》发表的最新研究，通过对243例HER2阳性MBC患者长达20年的随访数据进行分析，提出了一个反直觉的发现：着丝粒区域的特定扩增可能与超长生存期密切相关。

研究人员将患者分为三组：29例特殊应答者（ExR，总生存期OS>60个月且无复发）、54例特殊生存者（ExS，OS>60个月但有疾病进展）和160例短期应答者（STR，OS<60个月）。通过对27例患者（12例ExR、4例ExS、11例STR）进行全基因组测序（WGS）和着丝粒拷贝数（CCN）分析，研究团队采用了多种关键技术方法。这些方法包括从福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）肿瘤组织和血液样本中提取DNA，使用DNBSEQ技术进行全基因组测序，通过Control-FREEC和CNVkit进行拷贝数变异分析，并利用数字PCR（dPCR）对染色体4着丝粒区域D4Z1进行验证。统计分析采用Kaplan-Meier生存分析和Cox回归模型，以评估CCN与生存结局的关联。

基因组拷贝数变异谱分析显示，ExR肿瘤基因组中扩增的比例中位数为24%，显著高于ExS（5%）和STR（6%）。更重要的是，研究人员发现ExR患者在几乎所有常染色体的着丝粒区域都表现出显著的拷贝数扩增。通过单因素Cox回归分析发现，每个常染色体的CCN扩增都与OS显著相关（p<0.05）。多因素分析进一步证实，CCN扩增是独立的预后因素（HR 0.041，p=0.004），其预测价值超过了其他临床因素如内脏转移、转移部位数量等。

为了探索临床应用的可行性，研究团队开发了数字PCR检测方法，特异性靶向染色体4着丝粒的高阶重复序列D4Z1。虽然在7例STR和7例ExR/ExS患者的验证中，D4Z1拷贝数与OS无显著相关性（p=0.872），但研究人员认为这可能是由于样本量有限以及着丝粒区域的高度重复性对检测精度的影响。

讨论部分指出，着丝粒扩增可能通过多种机制影响治疗反应。着丝粒蛋白A（CENP-A）的过表达与紫杉烷类药物的敏感性相关，而着丝粒扩增可能影响CENP-A的表达水平。此外，最近的研究表明病毒蛋白可引起着丝粒DNA扩增和核cGAS扩增，激活cGAS-STING免疫通路，而该通路的激活与乳腺癌新辅助化疗反应相关，其抑制则与曲妥珠单抗耐药有关。

该研究的局限性包括样本量较小、着丝粒区域因高度重复而难以精确测序，以及需要长读长测序技术进行验证。然而，这项研究首次揭示了着丝粒拷贝数扩增作为HER2阳性MBC预后生物标志物的潜力，为理解癌症基因组不稳定性与治疗反应之间的复杂关系提供了新视角，也为个体化治疗策略的开发指明了新方向。