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ctDNA監測有望為晚期ER+治療耐藥後進展提供早期預警。
過去十年中，晚期雌激素受體陽性（ER+）乳腺癌取得了重大進展[1]。內分泌治療及細胞週期蛋白依賴性激酶4/6抑制劑（CDK4/6i）的發展和應用顯著延長了患者無進展生存期（PFS）和總生存期（OS），但耐藥性仍然難以避免[2-4]。PI3K/AKT/mTOR（PAM）訊號通路的過度啟用可能是內分泌治療、化療以及靶向治療耐藥的重要機制之一，其與患者的不良預後密切相關，對臨床治療決策具有顯著影響[5,6]。
腫瘤組織活檢一直是臨床基因組檢測的金標準，但近年來隨著非侵入性液體活檢技術的發展，尤其是基於迴圈腫瘤DNA（ctDNA）的檢測，為的早期發現、實時監測和個性化治療提供了新的選擇。基於此，近期一項研究透過全外顯子組測序（WES）或靶向測序分析了86例ER+乳腺癌患者的配對腫瘤或血液樣本，旨在確定與CDK4/6i聯合內分泌治療耐藥性相關的基因組改變，並縱向跟蹤ctDNA中特定突變的水平，從而早期監測乳腺癌進展[7]。
圖1 研究標題截圖
研究設計與方法
研究人群
研究納入2017年-2022年期間于丹麥歐登塞大學醫院接受治療的86例乳腺癌患者。納入標準為年齡≥18歲、組織學確診為ER+/HER2−且不可手術的轉移性乳腺癌、適合CDK4/6i和內分泌聯合治療、既往未接受過CDK4/6i治療。患者接受隨訪直至發生疾病進展（PD）、死亡或截至資料檢索時間（2023年1月30日）。研究者每3-6個月監測患者治療反應，並根據實體瘤療效評價標準（RECIST 1.1）確定PD情況。
樣本收集與處理
開始CDK4/6i聯合內分泌治療之前，有35例患者接受了基線空芯針穿刺活檢，樣本分成兩部分，其中一部分用於福爾馬林固定石蠟包埋（FFPE），另一部分則儲存為新鮮冷凍材料。大多數活檢樣本來自骨（54%），其次是肝臟、乳腺和其他部位。FFPE組織用於評估，包括生物標誌物分析和標準組織質量控制。新鮮冷凍材料用於基因組分析。在基線和/或治療期間，所有患者約每12周採集一次血樣，並在PD時採集了最終血樣，在某些情況下還採集了組織活檢樣本（N=5）。對於組織活檢和血液樣本，研究者使用Illumina NovaSeq 6000 平臺進行了WES，使用SensiScreen進行靶向測序並使用TSO5000平臺進行了液體活檢。
圖2 研究流程
試驗結果
患者特徵
截至資料檢索日期（2023年1月30日），從86例ER+/HER2−晚期乳腺癌患者中收集了血漿和腫瘤樣本（圖2）。所有有配對腫瘤樣本的患者（N=5/5）均納入了WES，並隨機選擇了3例僅在治療前進行腫瘤活檢的患者（N=3/35）。此外，對於沒有治療前或治療後的腫瘤組織樣本但有治療前或治療後血樣的患者（N=46），根據以下標準隨機選擇了5例患者進行了TSO500分析：在基線和疾病進展時採集血樣，並在治療期間至少採集一次血樣。所有13例患者在分期、輔助癌症治療和復發時間方面與總體人群相當。此外，所有13例患者在聯合CDK4/6抑制劑和內分泌治療後均出現PD，中位進展時間為16個月（表1），但有1例患者因副作用在死亡前2個月停止CDK4/6i治療。1例患者對聯合CDK4/6i和內分泌治療表現出原發性耐藥性（定義為在轉移性環境中治療的前6個月內發生PD）。8例患者在復發時出現了2個或更多的轉移灶。在13例患者中，大多數在腫瘤轉移後接受了CDK4/6i聯合內分泌治療作為一線治療（N=11），2例患者在內分泌單藥治療後接受了聯合治療作為二線治療。13例患者中有3例在初次診斷時為IV期。WES或靶向測序顯示，9例患者（69%）的組織或血樣中檢測到了PIK3CA突變。
表1 患者基線特徵
腫瘤和ctDNA基因組分析揭示可能與聯合CDK4/6i和內分泌治療耐藥性相關的突變
為了識別與聯合CDK4/6抑制劑和內分泌治療獲得性耐藥性相關的基因組變異，研究者對5例患者在治療前（基線樣本）和PD後獲得的10個腫瘤活檢樣本的WES資料進行了成對比較。9個樣本成功測序，1個活檢樣本被汙染，相應的患者被排除在成對比較之外（N=4）。變異等位基因頻率（VAF）≥0.3且僅在基線或進展樣本中獨有的單核苷酸變異（SNV）如圖3所示。在所有SNV中，66%是錯義突變（45/68），7%（5/68）是無義突變或移碼突變。儘管患者1-3在進展樣本中顯示出顯著增加的突變數量，但未發現致病性突變。在患者4的進展樣本中檢測到已知的PIK3CA驅動突變p.E542K。對於沒有可用腫瘤樣本的患者（N=5），研究者使用TSO500靶向基因組測序比較了在基線和疾病進展後獲得的ctDNA。患者5-9中，僅在基線或進展樣本中獨有的SNV如圖3B所示，其中錯義SNV佔多數（51%，18/35），移碼SNV佔20%（7/35）（圖3B）。總共識別出4個可能的致病突變，但其中2個在患者6的基線和進展樣本中均存在（TP53 p.R282W和ESR1 p.D538G突變），因此可能與CDK4/6i聯合內分泌治療後的獲得性耐藥性無關。在患者5中，僅在進展樣本中識別出TP53（p.R282W）和PIK3CA（p.E545K）的致病突變，表明這些可能是治療過程中出現的新生突變或亞克隆，導致獲得性耐藥。
圖3 接受CDK4/6i聯合內分泌治療患者的基線或進展樣本中鑑定出的獨特基因組變異
此外，研究者還透過WES確定了進展樣本中獨有的複製數變異（CNV）（圖3C）。患者1、3和4的進展樣本中觀察到PDK1的複製數增加，而在基線樣本中未見。患者3的進展樣本還顯示FGFR1/2複製數增加，而患者2和4的進展樣本顯示TOP1、AURKA和SRC複製數增加。PDGFRB在患者1和2的進展樣本中擴增，而PDGFRA在患者3和4的進展樣本中擴增。總體而言，與SNV相比，患者之間的複製數增加更常見。此外，研究者還探索了在治療前腫瘤DNA和ctDNA中檢測到的基因組變異，這些變異在治療後表現出VAF（正或負）的顯著變化，這些可能與聯合CDK4/6抑制劑和內分泌治療的耐藥性有關（圖4）。與耐藥性相關的變異的VAF預計在治療期間增加，表明耐藥亞克隆的選擇性生長。儘管識別出的多數變異在基線和進展樣本之間變化不大，但觀察到患者1的SLIT2突變以及患者2的IL10RA、GNB1L、P4HB和ESPNL突變的VAF顯著增加。在患者3中觀察到PADI6、SIRT6、PIM3和TP53突變的VAF顯著增加。值得注意的是，識別出的TP53突變（p.F270C）可能是致病性的。此外，患者4的TUBGCP6和CASC3突變以及患者6的KAT6A突變在進展後也顯著增加。其餘患者（患者7-9）識別的變異顯示頻率恆定或減少，例如患者7的NCOR1突變以及患者8的CBL和KRAS（p.T50I，非致病）突變觀察到最顯著的VAF降低。患者2、3和8展示了致病性的PIK3CA突變，但其在基線和進展樣本中的突變頻率相似。患者9中識別的致病性ERBB2突變（p.D769Y）在基線和進展樣本之間頻率沒有變化。總的來說，一些患者在腫瘤進展後獲得了TP53和PIK3CA的驅動突變，這可能與CDK4/6i聯合內分泌治療的耐藥性有關。此外，在進展腫瘤樣本中觀察到幾個與腫瘤生長相關的基因發生擴增，表明它們可能有助於CDK4/6i聯合內分泌治療的獲得性耐藥性。
圖4 CDK4/6i聯合內分泌治療後不同基因突變VAF的變化情況
PIK3CA突變可用於在ctDNA連續血樣檢測中監測疾病進展
由於在9對樣本中（患者2、3、4、5和8的基線和PD樣本）以及在僅在PD時有腫瘤樣本的1例患者（患者11）和僅在基線有腫瘤樣本的3例患者（患者12、13和14）中透過WES和TSO500檢測到PIK3CA突變，研究者試圖確定是否可以透過在治療期間採集的ctDNA連續血樣中追蹤PIK3CA突變以監測疾病進展。總體而言，觀察到在9例透過WES和TSO500識別的PIK3CA突變患者中，7例（78%）在CDK4/6i聯合內分泌治療期間突變VAF逐漸增加（圖5）。重要的是，在患者2、3、11和12中，PIK3CA突變頻率分別在進展前17、4、13和5個月顯著增加。此外，還觀察到1例患者（患者8）基線時PIK3CA突變頻率很高，但逐漸減少，最終在進展樣本中僅有細微增加，表明PIK3CA突變在擴充套件的亞克隆中未表達。
圖5 CDK4/6i聯合內分泌治療前和治療期間收集的患者連續血液樣本中PIK3CA突變VAF的變化
患者獨有的特異性突變也可用於在ctDNA連續血樣檢測中監測疾病進展
為了評估是否可以使用個體患者的其他特定突變來早期監測疾病進展，研究者還評估了在疾病進展樣本中頻率增加的選定突變（圖3），並特別關注了可能與聯合CDK4/6i和內分泌治療耐藥機制相關的突變。研究者測試了患者1和2的進展腫瘤樣本中透過WES識別的SLIT2突變，以及患者2基線和進展腫瘤樣本中發現的GATA3突變（圖3）。在患者1進展前3個月採集的血樣中觀察到SLIT2 VAF增加（圖6）。同樣，在患者2進展前3個月採集的血樣中也發現了SLIT2 VAF增加（圖6）。對於患者2的GATA3突變，基線血樣中未檢測到，但在進展前17個月的血樣中觀察到GATA3 VAF增加，這與PIK3CA突變增加的時間一致（圖5）。
圖6 CDK4/6i聯合內分泌治療前或治療期間收集的患者連續血液樣本中SLIT2和GATA3突變VAF的變化
總結與展望
綜上所述，研究結果支援使用克隆變異（如PIK3CA突變）和患者特異性突變的連續ctDNA分析來實時監測CDK4/6抑制劑反應和早期監測PD。研究透過液體活檢分析了聯合治療進展後出現的致病性突變（如TP53 p.R282W和PIK3CA p.E545K等）和基因擴增（如PDK1、AURKA、TOP1和SRC等）。值得注意的是，PIK3CA突變在疾病進展前3-17個月就可透過ctDNA檢測到，相比傳統影像學檢查或能更早期預測患者PD。
目前臨床中，針對PIK3CA突變以及PAM通路其他相關突變的研究也正在如火如荼地開展，由於PAM訊號通路的異常啟用與不良預後和CDK4/6i以及內分泌治療耐藥緊密相關，針對這一通路的早期檢測和精準治療也顯得尤為重要。隨著多種PAM通路抑制劑顯示出對PIK3CA突變乳腺癌患者的顯著療效，此次研究結果或能為早期基因檢測及精準用藥策略提供重要參考。此外，檢測時機對於晚期或轉移性乳腺癌患者也至關重要，本研究也證實了ctDNA分析的優勢，有助於早期識別與PD相關的基因變異，從而更好指導臨床治療決策。
參考文獻：
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審批編號：CN-146487 過期日期：2025-10-30
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