ER 阳性 / HER2 阴性乳腺癌中 PAM50 HER2 富集亚型的基因组、转录组和临床特征研究

本文深入剖析 ER 阳性 / HER2 阴性（ERpHER2n）乳腺癌中 HER2 富集（HER2E）亚型特征，为治疗提供新思路。

　　

一、引言

乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤，具有高度异质性。临床上，乳腺癌基于雌激素受体 α（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体 2（HER2）的表达情况分为不同亚型，其中 ER^pHER2ⁿ肿瘤是最大的亚组，也被称为管腔型。基因表达谱分析进一步将乳腺癌分为多种内在分子亚型，PAM50 分类是目前常用的多基因分型方法，可将肿瘤分为基底样（Basal）、HER2 富集（HER2E）、管腔 A（LumA）、管腔 B（LumB）和正常样（Normal）五种亚型。

尽管临床上将部分肿瘤判定为 HER2 阴性，但仍有 7 - 9% 的 ER^pHER2ⁿ肿瘤在 PAM50 分型中被归为 HER2E 亚型。研究表明，HER2E 亚型与早期疾病预后不良、内分泌治疗无进展生存期短、对化疗敏感、对 CDK4/6 抑制耐药以及转移性疾病中对抗 HER2 治疗敏感等相关。然而，目前 HER2E 亚型在临床治疗决策中尚未得到充分应用，主要是由于对其特征了解不足。因此，本研究旨在全面表征 ER^pHER2ⁿ - HER2E 乳腺癌，并与其他 ER^pHER2ⁿ患者群体以及 ER^pHER2^p疾病进行比较，以确定其潜在的治疗靶点。

二、研究方法

本研究基于两个大型独立队列 —— 瑞典癌症基因组分析网络 - 乳腺癌（SCAN - B）研究和乳腺癌国际分子分类协会（METABRIC）研究中的早期乳腺癌数据集展开。SCAN - B 队列具有人群代表性，研究人员从中提取了 4487 例 ER^pHER2ⁿ病例的临床癌症登记数据和 RNA 测序数据，其中 89 例（2%）被分类为 HER2E，3049 例（68%）为 LumA，1349 例（30%）为 LumB。METABRIC 队列提供了 999 例 ER^pHER2ⁿ病例的临床、突变、转录组和拷贝数数据，其中 58 例（6%）为 HER2E，601 例（60%）为 LumA，340 例（34%）为 LumB。此外，还使用了一个较小的队列 BASIS 进行比较。

研究中对部分样本进行了全基因组测序（WGS）、DNA 甲基化分析，还获取了癌症基因组图谱（TCGA）、正常乳腺组织和乳腺癌细胞系的相关数据。统计分析采用 Fisher 精确检验、参数检验等方法，生存分析使用 R 语言中的相关包进行，基因表达分析包括对选定基因和元基因的表达分析、差异基因表达分析等多种分析手段。

三、研究结果

1. HER2E 疾病与临床病理变量：HER2E 肿瘤在大小和分级上显著大于 LumA 肿瘤。在 SCAN - B 队列中，HER2E 患者更常为 PR 阴性且更年轻。通过 21 - 基因复发评分（RS）和风险复发评分（ROR）分类，证实 HER2E 肿瘤为高风险亚组。HER2E 病例与特定的 IC10 类无关联，且 HER2 - low 样本在 HER2E、LumA 和 LumB 之间的频率无显著差异。
2. HER2E 疾病与患者预后：生存分析显示，在接受内分泌治疗（ET）和联合辅助化疗与内分泌治疗（CT + ET）的患者中，HER2E 肿瘤患者的预后均较差。多变量 Cox 回归分析表明，HER2E 亚型在部分治疗组中可提供独立的预后信息。在 ET 治疗组中，HER2E 患者的总生存期较短，且该亚型在多变量分析中仍具有独立预后价值。
3. HER2E 肿瘤的增殖和免疫特征：HER2E 肿瘤在转录组分析中表现出与其他亚型的显著差异。与 LumA 和 LumB 肿瘤相比，HER2E 肿瘤的类固醇反应较低，免疫反应较高，且与更高的 CD8 T 细胞、自然杀伤细胞（NK 细胞）和单核细胞比例相关，同时 PD - L1 编码基因 CD274 的表达也更高。通过单细胞 METABRIC 数据的分析进一步证实，HER2E 肿瘤的肿瘤微环境中免疫细胞更丰富。
4. HER2E 疾病中 ESR1 和 ERBB2 的表达：对 ERBB2 mRNA 表达的研究表明，HER2E 肿瘤不太可能是误分类的 ERBB2 扩增病例。在 SCAN - B 队列中，只有少数 HER2E 病例被怀疑可能是误分类样本。同时，HER2E 肿瘤中 ESR1 的表达显著低于其他亚型，这与类固醇反应元基因的发现以及 HER2E 肿瘤中 PR 阳性率较低相一致。
5. HER2E 疾病的转录模式：在 SCAN - B 和 METABRIC 队列中，分别确定了 HER2E 与 LumA、LumB 之间的差异表达基因，并定义了核心差异表达基因集（cDEGs）。通路富集分析显示，LumA cDEGs 中细胞周期相关基因富集。UMAP 聚类分析表明，HER2E 肿瘤在整体基因表达上与 LumA 和 LumB 肿瘤没有明显差异，且 HER2E 病例的 PAM50 HER2 富集质心相关性更接近 LumB 质心相关性。
6. HER2E 核心基因的转录结合因子分析：对 HER2E cDEG 集的分析确定了两个基因网络，转录因子结合分析发现转录因子 GABPA 的结合位点基序存在于 HER2E cDEGs 的所有启动子中，但相关转录因子的拷贝数和突变改变没有一致特征。
7. HER2E 疾病的突变和驱动基因特征：HER2E 亚型与较低的 SBS1 和 SBS5 突变特征暴露相关，但与较高的 APOBEC 相关特征 SBS2 和 SBS13 暴露相关，且具有更高频率的 kataegis 事件。HER2E 肿瘤中 TP53 突变频率较高，PIK3CA 突变频率与其他亚型无显著差异，ERBB2 突变频率虽高于其他亚型，但总体仍较低。HER2E 肿瘤的基因组受拷贝数改变的影响比 LumA 肿瘤更显著，但与 LumB 肿瘤相当。
8. HER2E 疾病与 HER2 扩增肿瘤的比较：与 ER^pHER2^p - HER2E 和非 HER2E 肿瘤相比，HER2E 与 HER2^p - HER2E 在免疫反应、有丝分裂进展和类固醇反应元基因表达以及 ESR1 和 FGFR4 mRNA 表达上无显著差异，但与 HER2^p - NonHER2E 存在显著差异。此外，HER2E 和 HER2^p - HER2E 在肿瘤驱动基因的突变和扩增景观上具有相似性。
9. 乳腺癌中 FGFR4 的表观遗传调控：FGFR4 是 HER2E 亚型中高表达的基因，其表达不受拷贝数改变或体细胞突变驱动，而是与启动子区域的 DNA 低甲基化相关。在 SCAN - B、TCGA 肿瘤队列以及乳腺癌细胞系中均发现，FGFR4 启动子区域的低甲基化与较高的 mRNA 表达相关，且这种低甲基化模式可将肿瘤分为高表达和低表达组。

四、讨论

本研究全面表征了 ER^pHER2ⁿ - HER2E 乳腺癌的临床病理和分子特征。HER2E 肿瘤具有侵袭性疾病的临床特征，与较差的预后相关，是 ER^pHER2ⁿ乳腺癌患者中的高风险亚组，应通过深入的分子特征分析来评估新的治疗方法。

研究表明，HER2E 肿瘤并非简单的误分类 HER2 阴性病例，也不等同于 HER2 - low 组。在分子特征方面，HER2E 与 LumA 亚型存在生物学差异，但与 LumB 亚型的区分更具挑战性。HER2E 肿瘤的转录特征包括较低的类固醇反应和较高的免疫反应相关基因表达，这可能解释其对内分泌治疗反应不佳，也提示可考虑化疗作为早期治疗的一部分。

此外，HER2E 肿瘤具有独特的突变特征，如 TP53 突变频率高，以及较高的 APOBEC 相关突变特征暴露。在拷贝数改变方面，HER2E 和 LumB 肿瘤的总体负担高于 LumA 肿瘤，但未发现可定义 HER2E 亚型的拷贝数改变区域。

由于本研究存在一些局限性，如 HER2E 肿瘤数量较少、患者治疗方式多样等，因此需要进一步的研究来验证相关结论。针对 HER2E 肿瘤的侵袭性，目前有多种潜在的治疗选择。CDK4/6 抑制剂在转移性 HR^pHER2ⁿ乳腺癌中是标准治疗方案，在早期 HER2E 肿瘤患者中也显示出改善无侵袭性疾病生存期的潜力。免疫疗法也值得关注，HER2E 肿瘤中较高的免疫反应可能使其对免疫检查点抑制剂（ICIs）更敏感，但仍需进一步研究验证。

对于部分 HER2E 患者，PARP 抑制剂和其他针对同源重组缺陷（HRD）的疗法可能有效，基于 HER2 - low 状态的抗体 - 药物偶联物（ADCs）也可能使 HER2E 肿瘤中的 HER2 - low 亚组受益。此外，抑制 FGFR4 是一种有前景的治疗策略，FGFR4 在 HER2E 肿瘤中高表达，其表达受 DNA 低甲基化调控，抑制 FGFR4 可能抑制肿瘤生长，但 FGFR4 表达存在异质性，仍需进一步研究。

综上所述，本研究为 ER^pHER2ⁿ - HER2E 乳腺癌的治疗提供了新的见解和潜在的治疗靶点，未来的研究应进一步探索这些治疗策略的有效性和可行性。