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为解决曲妥珠单抗艾坦辛（T-DM1）治疗 HER2 阳性乳腺癌时耐药机制不明的问题，研究人员开展了 CRISPR/Cas9 功能基因组学修饰筛选研究。结果发现了新的 T-DM1 敏感性和耐药性相关基因，这为克服 T-DM1 耐药提供了新策略。
在乳腺癌的治疗领域，HER2 阳性乳腺癌是一种具有侵袭性且预后较差的亚型，约占乳腺癌病例的 15 - 20%。曲妥珠单抗（trastuzumab）作为 HER2 阳性乳腺癌标准治疗方案的一部分，能通过阻断 HER2 受体下游致癌信号通路抑制肿瘤细胞生长，但很多患者会产生耐药性。曲妥珠单抗艾坦辛（T-DM1）作为一种抗体 - 药物偶联物（ADC），由曲妥珠单抗与强效细胞毒素 DM1 通过不可裂解的 MCC 硫醚连接子共价结合而成，它可将 DM1 细胞毒素选择性释放到过表达 HER2 的癌细胞中诱导细胞死亡 ，在 HER2 阳性乳腺癌治疗中展现出一定疗效，已获批用于二线治疗和辅助治疗。然而，T-DM1 的治疗效果同样受到耐药问题的限制，超过 50% 的二线转移性患者对 T-DM1 初始治疗无效，且初始有反应的患者也常出现获得性耐药。目前已知的 T-DM1 潜在耐药机制众多，但大多尚未完全明确，这严重阻碍了 HER2 阳性乳腺癌治疗效果的提升。因此，深入探究 T-DM1 的耐药机制迫在眉睫。
为了解决这一难题，奥克兰大学（University of Auckland）等机构的研究人员开展了相关研究。他们通过一系列实验，发现了多个与 T-DM1 敏感性和耐药性相关的基因，这一研究成果发表在《Breast Cancer Research》上，为克服 T-DM1 耐药提供了新的方向和潜在策略，有望改善 HER2 阳性乳腺癌患者的治疗预后。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先是 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，利用该技术构建全基因组敲除文库和聚焦单导向 RNA（sgRNA）文库，对 HER2 阳性乳腺癌细胞系进行基因筛选；其次是细胞培养和药物处理技术，对多种 HER2 阳性乳腺癌细胞系进行培养，并使用 T-DM1、DM1 等药物处理；此外还运用了高通量测序技术，对筛选后的细胞基因组 DNA 进行测序分析，以确定基因的富集或缺失情况。
研究结果如下：
- 全基因组 CRISPR 筛选：研究人员在 MDA-MB-361 和 MDA-MB-453 这两种 HER2 阳性乳腺癌细胞系中进行全基因组 CRISPR-Cas9 筛选，用 T-DM1 和 DM1 处理细胞。结果显示，筛选出 599 个可能影响 T-DM1 敏感性和耐药性的基因，其中 17 个基因显著富集，3 个基因在二次筛选中被耗尽（P<0.001）。同时发现细胞对 T-DM1 产生了一定程度的耐药性，且未发现 HER2 表达或分子重量在药物处理前后有明显差异。
- 高通量验证：从全基因组筛选分析和文献中选取 599 个基因，构建聚焦文库进行二次 CRISPR/Cas9 筛选。结果在 MDA-MB-453 和 MDA-MB-361 细胞系的筛选中，分别确定了 15 个和 10 个显著富集或耗尽的基因（P<0.001），其中 ERBB2、SLC46A3、TSC1、TSC2 和 MIEN1 等 5 个基因在两次筛选中均显著富集（P<1×10-5） 。
- TSC1 和 TSC2 的验证：在二次筛选中，TSC1 和 TSC2 是排名靠前的新发现的 T-DM1 敏感性基因。研究人员构建了 MDA-MB-453 细胞系的 TSC1 敲除和 TSC2 部分敲除克隆。功能实验表明，TSC1 敲除和 TSC2 部分敲除的细胞对 T-DM1 的敏感性降低，对其他 HER2 靶向疗法（如 T-DXd、拉帕替尼和来那替尼）的敏感性也有所下降，但对 DM1 的活性影响不大。同时，TSC1 敲除和 TSC2 部分敲除细胞对 T-DM1 的内化增加。此外，mTORC1 抑制剂依维莫司（everolimus）与 T-DM1 联合使用，在多个 HER2 阳性乳腺癌细胞系中表现出协同抑制细胞增殖的作用。
研究结论和讨论部分指出，研究人员通过全基因组和聚焦 sgRNA 文库的 CRISPR 筛选，在对曲妥珠单抗耐药的 HER2 阳性乳腺癌细胞系中，鉴定出了已知和新的与 T-DM1 敏感性和耐药性相关的基因。这些基因可能为克服 T-DM1 耐药提供新的联合治疗策略，或作为预测生物标志物，帮助筛选最可能从 T-DM1 治疗中获益的患者。然而，依维莫司和 T-DM1 联合使用可能会导致重叠的肺炎毒性，这在临床应用中需要谨慎考虑。此外，还需要进一步研究这些基因对 T-DM1 活性的调节作用，以及它们是否对其他 HER2 靶向疗法也有影响。总体而言，该研究为 HER2 阳性乳腺癌的治疗提供了重要的理论依据和潜在的治疗方向，具有重要的临床意义。
