《Medical Oncology》：The impact of intratumor heterogeneity on outcome and resistance to therapy in primary breast cancer: a systematic review
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瘤内异质性（ITH），即单个肿瘤内不同亚克隆共存的现象，可能对乳腺癌的有效化疗构成重大挑战。这种细胞多样性通过促进肿瘤适应和治疗性耐药，导致治疗失败、残留病灶和早期复发。尽管ITH日益被认为是乳腺癌生物学的一个关键特征，但其仍未得到充分研究，也尚
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瘤内异质性（ITH），即单个肿瘤内不同亚克隆共存的现象，可能对乳腺癌的有效化疗构成重大挑战。这种细胞多样性通过促进肿瘤适应和治疗性耐药，导致治疗失败、残留病灶和早期复发。尽管ITH日益被认为是乳腺癌生物学的一个关键特征，但其仍未得到充分研究，也尚未被整合到常规临床实践中。本综述综合了关于ITH在原发性乳腺癌化疗耐药中作用的现有证据。遵循PRISMA指南，研究人员检索了截至2026年6月的MEDLINE（via PubMed）、Web of Science和Scopus数据库。共12项研究符合纳入标准。研究人员提取了关于肿瘤亚型、研究设计、ITH评估模式（基因组学、转录组学、影像组学或免疫学）、采样方法、治疗类型和结局的数据。在纳入的12项研究中，涵盖了三阴性（triple-negative）、HER2阳性（HER2-positive）及混合型乳腺癌队列，采用分子或基于成像的方法评估的高或递增的ITH与化疗敏感性降低相关。提出的耐药机制包括克隆选择（clonal selection）、转录可塑性（transcriptional plasticity）、免疫排斥（immune exclusion）和表型漂移（phenotypic drift）。影像组学和MRI衍生特征可能提供超越分子分类器的额外预测价值，而整合的影像组学-基因组学模型在识别治疗反应不佳的患者方面优于单独任何一种模式。总之，现有证据表明，ITH可能通过几种生物学机制与原发性乳腺癌的化疗耐药相关。将影像组学和基于成像的评估与分子谱分析相结合，有可能改善对治疗反应的预测，并促进治疗期间肿瘤异质性变化的监测，尽管在常规临床应用前仍需进一步的前瞻性验证。PROSPERO方案注册号：CRD42024533885。
论文主体内容总结
引言
根据世界卫生组织数据，乳腺癌是全球女性中最常见的癌症，每年新增病例超过230万例。尽管在新辅助化疗（NAC）、靶向治疗和免疫治疗等全身疗法方面取得了显著进展，但治疗耐药性仍然限制着临床疗效，尤其是在三阴性乳腺癌（TNBC）和HER2阳性疾病等侵袭性亚型中。化疗耐药性源于肿瘤细胞内在因素（如体细胞突变、表观遗传改变、转录可塑性）和肿瘤微环境影响（如基质重塑、免疫逃逸和药物外排机制）。越来越多的证据表明，瘤内异质性（ITH）是化疗耐药和复发的核心驱动因素。ITH指的是单个肿瘤内遗传、转录、表观遗传和表型上不同的细胞群共存。相应地，遗传性ITH包括体细胞突变、拷贝数改变和染色体不稳定性；转录组ITH涉及耐药相关通路（如上皮间质转化EMT、DNA修复）的动态表达；空间和放射学异质性可通过MRI和影像组学等先进成像技术测量，反映肿瘤结构、血管化和灌注的差异；免疫ITH则表示免疫浸润和检查点表达的局部变异性。这些不同维度的ITH共同导致了化疗后不完全的肿瘤消退、残留病灶和早期复发。尽管证据增多，但ITH在乳腺癌中的作用仍未完全阐明或在实践中应用，主要受限于缺乏跨不同模态（如测序、影像组学、空间成像和免疫基因组学）标准化测量ITH的方法，以及治疗决策仍主要基于忽略了肿瘤内部多样性的整体肿瘤特征。本系统综述汇集了关于ITH如何促成原发性乳腺癌化疗耐药的现有证据。
方法
本研究遵循PRISMA指南进行，并在国际PROSPERO注册（注册号：CRD42024533885）。检索了PubMed/Medline、Web of Science和Scopus数据库中截至2026年6月发表的同行评审英文文章。纳入标准为：关注原发性乳腺癌的原创性研究（前瞻性或回顾性）；通过基因组、转录组、影像组学或免疫学方法探索ITH；评估化疗耐药性、治疗反应或化疗后的临床结局。排除病例报告、综述、社论以及专门研究转移性乳腺癌或未评估ITH与化疗反应/结局关系的研究。两位研究者独立筛选文章并提取关键变量，包括研究设计、样本特征（患者总数、乳腺癌亚型）、ITH评估模态（基因组、影像组学、单细胞RNA测序scRNA-seq或免疫方法）。使用改良版纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）评估队列研究质量，使用Cochrane偏倚风险工具评估临床试验质量。尽管高偏倚风险的研究被明确指出，但由于该新兴领域数据有限，并未将其排除。采用主题综合法对结果进行组织，依据肿瘤亚型、ITH评估模态以及所识别的耐药机制进行分组。
结果
通过数据库检索共识别出325篇潜在相关文章，去除重复后剩余234篇，经标题和摘要筛选后排除190篇，最终44篇文章进行全文审查，再排除32篇（综述14篇、涉及终末期癌症或非乳腺癌类型11篇、未评估患者数据7篇），最终有12项研究符合所有纳入标准。所有入选研究均聚焦于原发性乳腺癌，涵盖了TNBC、HER2阳性、HR阳性及混合亚型。各研究明确使用了分析方法（基因组、转录组、影像组学和免疫学）探究ITH。样本量从6到1589名患者不等。研究方法包括单细胞RNA测序、基于MRI的影像组学、长链非编码RNA（lncRNA）分析和空间免疫测定。在纳入的研究中，多种NAC方案与影像组学、基因组、转录组、免疫和单细胞方法配对以评估ITH。基因组和转录组分析确定了特定的耐药分子驱动因素，包括HER2异质性和lncRNA MALAT1，免疫分析揭示应答者中CD8+ T细胞浸润增强。
对研究的叙述性评价
对各项研究逐一进行了优缺点评述。例如，Zhu等人利用基于MRI的ITH指标预测治疗反应，但受限于其回顾性、单中心设计和手动图像处理。Hatano等人发现HER2 ITH与抗HER2新辅助治疗耐药相关，可通过常规病理数据评估，但存在回顾性单中心设计和高异质性亚组样本量小的局限。Tarantino等人报告了T-DM1在I期HER2阳性乳腺癌中的五年结果，显示出色的生存率，但II期设计限制了结论强度。Dai等人研究了HER2阳性乳腺癌中的HER2 ITH，发现具有低水平HER2扩增的肿瘤对新辅助治疗反应较差。Huang等人开发了基于MRI的ITH列线图预测NAC反应和无复发生存期（RFS），其优势在于多中心设计和外部验证。Gandhi等人测试了联合化疗免疫调节方案在TNBC中的应用，显示出良好的安全性和免疫调节效果，但样本量小且随访时间短。Lusby等人绘制了TNBC化疗耐药的调控回路，鉴定出一个可预测反应的20基因特征。Shi等人使用多中心队列结合MRI生态多样性特征和影像组学分析预测病理学完全缓解（pCR），其ITH指数提高了预测性能。Chitalia等人将影像组学特征与分子谱分析相结合预测NAC后的RFS，多模态模型提高了预后准确性。Shaath等人以单细胞分辨率分析了lncRNA图谱，强调了MALAT1作为化疗耐药的驱动因素。Kim等人使用单细胞DNA和RNA测序追踪TNBC化疗期间的克隆动态，区分了克隆灭绝和持续存在的情况。Almendro等人结合原位分析与计算模型研究NAC前后的ITH，发现遗传多样性保持稳定，而表型组成在治疗压力下发生变化。
ITH见解的综合
来自原始研究的多种ITH评估模态（包括成像、基因组分析、免疫微环境分析和转录组学）一致表明ITH与化疗耐药之间存在关联。首先，升高的治疗前异质性通常预示着对NAC的不完全或不良反应。其次，化疗后ITH的持续存在或增加反映了药物选择下的肿瘤进化和耐药克隆的出现。第三，治疗期间ITH的时间变化（delta-ITH），特别是通过MRI捕获的增加，提供了一个有前景的非侵入性早期不良结局指标。最后，免疫相关的异质性成为一个潜在的可治疗维度，研究表明靶向干预如细胞因子激酶介导的免疫启动可以重塑肿瘤微环境，增强细胞毒性T细胞浸润并提高治疗效果。
质量评定
纳入研究的NOS评分范围为6至9分，表明所有研究至少具有中等方法学质量。根据标准阈值（≥7分为高质量；5-6分为中等质量），8项研究被视为高质量，4项被评为中等质量。
讨论
本综述强调了ITH与原发性乳腺癌化疗耐药相关的证据。这12项研究共同采用了多样化的方法学，包括单细胞组学、表观基因组学、影像组学、空间原位分析和临床试验。单细胞分析显示，预先存在的基因型可以在治疗中存活（适应性选择），而耐药表达程序主要在治疗过程中获得，值得注意的是，少数治疗前细胞通过提前表达部分耐药相关基因而表现出预致敏状态。补充工作描绘了超级增强子驱动的调控回路，并推导出临床相关的反应特征，而单细胞lncRNA分析则指出MALAT1是耐药的机制性贡献者。影像组学将动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）异质性表型与基因组检测相结合，改善了NAC后RFS的预测。组织病理学和空间原位分析提供了跨治疗的ITH直接可视化，显示遗传多样性稳定但表型组成发生变化，较低的治疗前遗传多样性与pCR相关。治疗前后通过MRI测量的异质性可预测pCR和早期复发风险，治疗期间异质性升高预示更差的结果。在早期TNBC中，在标准NAC基础上加入系统性化疗免疫调节方案是可行的，安全性可接受，并与免疫重塑和数值上有利的pCR率相关。
ITH作为治疗前风险指标
收集的研究确定了ITH导致原发性乳腺癌治疗耐药的几个不同生物学机制。首先，在适应性克隆选择中，化疗施加的选择压力有利于预先存在的耐药亚克隆的存活和扩增。Kim等人的观察证明了这一点，某些肿瘤细胞克隆在整个治疗过程中持续存在。在HER2阳性乳腺癌中也观察到类似情况，Hatano和Dai等人发现，具有异质性HER2扩增模式的肿瘤在接受抗HER2新辅助治疗后达到pCR的可能性显著降低。其次，基因表达网络的动态变化使癌细胞能够进入药物耐受状态。Lusby等人证明，超级增强子驱动的转录因子回路可以重编程TNBC细胞，维持化疗耐药细胞的池。第三，免疫排斥可导致异质性肿瘤产生耐药性，因为具有高空间ITH的肿瘤通常呈现缺乏有效免疫细胞浸润的区域。Gandhi等人发现，CTL渗透差的区域与无反应相对应，而增加T细胞浸润的干预措施改善了化疗结果。第四，表观遗传和转录后调控因子如长链非编码RNA可驱动耐药性。Shaath等人强调，残留肿瘤细胞中MALAT1等lncRNA的上调与治疗逃逸有关。
ITH与治疗失败
在各亚型中，审查的证据表明，治疗前或治疗期间高或持续的ITH与较低的pCR可能性、较大的残留病灶负担和较差的复发相关结局相关。例如，Kim和Balko等人证明，耐药克隆在治疗前就已存在，并在治疗后选择性富集。Shaath等人显示，lncRNA介导的转录组可塑性有助于TNBC的耐药性。Lusby等人强调了超级增强子转录回路如何维持与耐药和进展相关的细胞状态。这些发现表明，某些肿瘤的化疗失败可能是由预先存在的耐药亚克隆的存活和扩增驱动的，而非治疗期间新突变的获得。另一种机制可能涉及肿瘤微环境对异质性细胞状态的主动维持。HGF和NRG1β等生长因子已被证明能在靶向治疗暴露期间维持多样的基底样、腔面型和间充质表型，从而促进治疗耐药。影像组学和MRI衍生的异质性指标正成为有前景的非侵入性反应预测因子。Chitalia等人表明，MRI上的早期空间-表型转变可预测复发，并为现有的基因组分类器（如PAM50）增加预测能力。Huang和Shi等人的研究也证实了MRI衍生的空间异质性可独立预测pCR和RFS。ITH的一个重要含义是，基于小活检标本、组织微阵列或有限组学样本的分析可能无法完全捕捉肿瘤内的生物学多样性，因此可能低估临床上相关的耐药亚克隆或空间上不同的肿瘤生态系统。这一局限性凸显了整合成像、空间分析和分子表征的多模态策略的重要性。TNBC研究压倒性地展示了包括转录噪声、免疫排斥和lncRNA参与在内的多样化ITH机制。在HER2阳性疾病中，多项研究支持基因组异质性的临床相关性。总体而言，这些发现表明，异质性的HER2扩增和HER2低表达亚克隆可能导致对靶向治疗的敏感性降低。Almendro等人的研究提醒我们，表型和遗传多样性并不总是一致，这使得治疗预测复杂化。这种异质性强调了多模态分析的必要性，特别是在TNBC这类肿瘤和微环境都表现出深刻可塑性的肿瘤中。研究强调了表征残留病灶的重要性，后者通常携带可靶向的通路，并可能通过免疫调节被克服。肿瘤微环境中的免疫多样性代表了一个潜在的可操作的异质性维度。Gandhi等人证明，化疗免疫调节方案增加了CD8+ T细胞浸润并改善了TNBC的pCR。这些见解支持探索ITH指导的适应性治疗策略。
本综述存在若干局限性。12项研究在设计、患者群体、ITH评估方法和结局定义上差异很大，无法进行荟萃分析。大多数研究是回顾性、单中心的，且基于相对较小的队列，增加了选择偏倚的风险。此外，TNBC和HER2阳性肿瘤占比过高，而ER阳性/腔面型疾病代表性不足。另一个局限性是ITH测量缺乏标准化。此外，实现pCR的患者无法进行治疗后评估，因此治疗前后ITH的分析仅限于有残留病灶的患者。最后，仅限英文同行评审出版物引入了语言和发表偏倚的可能性。尽管如此，这些发现一致支持较高的ITH与较差治疗反应之间的关联。未来需要大规模、多中心的前瞻性研究，使用标准化方法进行异质性评估并结合长期结局评价，以验证这些发现并推动ITH评估的临床转化。
结论
ITH似乎是原发性乳腺癌（尤其是TNBC等侵袭性亚型）化疗耐药的重要促成因素。本综述表明，较高或持续的分子、基因组和空间异质性通常与较差的治疗反应和不太有利的临床结局相关，尽管这些关联的强度和一致性因研究设计、肿瘤亚型和分析方法而异。总之，现有证据可能支持ITH与治疗失败之间的联系，同时也强调了现有文献的方法学局限性和异质性。除了预后相关性，几项研究表明ITH是肿瘤的一个动态而非完全固定的特征。整合放射基因组学、免疫基因组学和微环境相关指标的早期多模态方法很有前景，但仍处于探索阶段。未来的前瞻性和纵向研究需结合先进成像、单细胞和空间组学以及免疫分析，以确定异质性指导的方法能否改善耐药性预测并帮助指导治疗选择。临床转化将需要标准化的ITH测量方法和精心设计的研究，以确定ITH知情方法是否以及在何种条件下能改善患者结局。
