本研究旨在明确携带非BRCA同源重组（HR）基因胚系致病变异（PVs）卵巢癌（OC）的分子特征，并分析与BRCA1/2和野生型（WT）OC相比的生存情况。研究纳入了2015年1月7日至2020年12月31日接受肿瘤-正常（tumor-normal）配对样本测序（MSK-IMPACT）的OC患者，包括对BRCA1/2和其他HR基因ATM、BARD1、BRIP1、FANCA、FANCC、NBN、PALB2、RAD50、RAD51B、RAD51C和RAD51D的胚系评估。研究者在肿瘤内评估了双等位基因失活。对于HR基因胚系PVs，使用FACETS（肿瘤测序中的分数和等位基因特异性拷贝数估计值）算法评估胚系变异位点的肿瘤内杂合性丢失（LOH），并评估二次体细胞突变，从而推断双等位基因失活。基于先前关于所有癌症类型的BRCA1/2胚系PVs的报道，这些患者被分为两组：≥60% LOH（高）组和＜60% LOH（低）组。采用左截断的Kaplan-Meier法根据病理诊断计算无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）。对一部分患者进行全外显子组测序（WES）。
在882例OC患者中，56例（6.3%）存在非BRCA HR基因的胚系PV；95例（11%）患BRCA1相关OC（58例胚系，37例体系）；59例（6.7%）患BRCA2相关OC（40例胚系，19例体系）。在BRIP1(11/13)、PALB2(3/4)、RAD51B(3/4)、RAD51C(3/4)和RAD51D(8/10)的胚系PVs中观察到高比率的双等位基因变异。在 WES检测的病例（27/35）中，与胚系BRIP1 PVs肿瘤相比，胚系PALB2和RAD51B/C/D PVs肿瘤的肿瘤突变负荷较高（TMB；中位数2.5 [1.1-6.0]vs. 1.2 mut/Mb[0.6-2.6]）和HR-缺陷（HRD）突变特征富集（p＜0.01）。HRD的其他特征相似，包括端粒等位基因不平衡（TAI）和大片段迁移（LSTs）。尽管不同基因组的PFS/OS存在异质性，但只有与BRCA1/2相关的OC患者的生存优于WT OC患者（p＜0.01）。非BRCA HR基因胚系 PVs的OCs代表了一个异质性亚组，其中PALB2和RAD51B/C/D与HRD表型相关。
研究背景
卵巢癌（OC），特别是高级别浆液性卵巢癌（HGSOC），以同源重组（HR）缺陷为特征。与无BRCA1/2或其他HR基因致病性变异（野生型(WT)）的患者相比，携带胚系（g）和体系（s）BRCA1/2致病性变异（PVs）（在HR中发挥关键作用的基因）的患者生存期延长。携带胚系和体系BRCA1/2 PVs的患者还可从铂类药物和PARP抑制剂等靶向治疗中获得临床获益。
除与HR相关的BRCA1/2基因外，OC和HGSOC中也发现了其他基因的胚系PVs，其中许多（包括RAD51C、RAD51D、BRIP1和PALB2）与OC发生风险增加相关，但程度低于BRCA1/2。与BRCA1/2相关和WT OC患者相比，这些肿瘤的基因谱和HR特征以及这些患者的生存结局尚不清楚。
本研究试图全面表征非BRCA1/2 HR基因胚系PVs OCs患者的基因谱和HR缺陷（HRD），并与g/s BRCA1/2相关肿瘤和野生型肿瘤患者相比，评估临床结局和生存。
研究结果
基因亚组：
在研究期间接受肿瘤-正常（tumor-normal）配对样本测序的1266例上皮性OC患者中，882例从诊断开始在MSK接受治疗，并被纳入这些分析。在这882例患者中，95例（11%）有BRCA1 PV（58例gBRCA1和37例sBRCA1）；59例（6.7%）有BRCA2 PV（40例gBRCA2和19例sBRCA2）；672例（76%）为WT OC。在56例（6.3%）患者中观察到非BRCA HR基因的胚系PVs（图1）。
图1
患者特征：
全组患者的平均诊断年龄为63岁（21-93岁）。882例患者中有515例（58%）接受了初次手术，752例已知残留病灶的患者中有604例（80%）通过初次肿瘤细胞减灭术（PDS）或间歇性肿瘤细胞减灭术（IDS）实现了完全大体切除（CGR，定义为手术完成时无肉眼可见的残留病变），基因亚组之间无差异。85%的患者被诊断为III/IV期疾病，不同基因亚组之间有一些差异。总体而言，高级别浆液性组织学在总的OC中占77%，在携带BRCA1/2 PVs的OC中占较高比例。77%为白种人，各基因组之间的种族、民族或吸烟状况无差异（表1）。
表1
携带非BRCA HR基因胚系PVs患者的肿瘤体系谱：
在非BRCA1/2 HR基因的胚系PVs患者中，研究者观察到肿瘤内胚系-体系相互作用的异质性。在BRIP1（85%，11/13）、PALB2（75%，3/4）、RAD51B（75%，3/4）、RAD51C（75%，3/4）和RAD51D（75%，8/10）胚系PVs患者的肿瘤中发现了高比例的双等位基因失活和LOH，研究者将这一组称为“其他HR，LOH高”。相反，在ATM（29%，2/7）、NBN（25%，1/4）、BARD1（0%，0/2）、FANCA（0%，0/2）、FANCC（50%，1/2）和RAD50（0%，0/4）胚系PVs患者的肿瘤中发现了低比例的LOH，研究者将这一组称为“其他HR，LOH低”（图2）。
图2
在35例高LOH OCs中，对27例有足够肿瘤细胞含量（≥30%）的肿瘤（BRIP1, n=11；PALB2, n=2；RAD51B，n=3；RAD51C, n=2；RAD51D, n=9）进行了WES（图1）。27例肿瘤中有25例（93%）显示WT等位基因的LOH, 2例（7.4%）显示无LOH或第二次体细胞突变。研究者观察到，与BRIP1相比，在PALB2和RAD51B/C/D胚系PVs肿瘤中富集与HRD相关突变特征（p<0.01；图3）。PALB2和RAD51B/C/D胚系PVs肿瘤的TMB也高于BRIP1（中位数，2.5mut/Mb[范围，1.1-6.0]vs. 1.2mut/Mb[范围，0.6-2.6]；p＜0.001）。HRD的基因组特征，包括TAI和LSTs，以及FGA（the fraction of genome altered）定义的染色体不稳定，在PALB2、RAD51B/C/D和BRIP1胚系PVs肿瘤中相似（图3）。
图3
根据这些数据，将携带非BRCA HR基因胚系PVs的患者进一步分层为3组：1)其他HR，HRD；2)其他HR，无HRD；3)其他HR，LOH低，具有不同的临床特征。
生存结果：
因左截断纳入生存分析的705例患者中，进展/复发事件304例，无进展死亡58例。中位随访时间35.2个月（0.4-195.6个月）。考虑到体系和胚系BRCA1/2 PVs之间的潜在差异，以及在携带其他HR基因胚系PVs的患者中发现的肿瘤内异质性，研究者在5组（BRCA1、BRCA2、其他HR LOH高和其他HR LOH低相对于WT）和8组（gBRCA1、sBRCA1、gBRCA2、sBRCA2、其他HR HRD、其他HR No HRD和其他HR LOH低相对于WT）中进行了生存分析（PFS和OS），并发现了显著不同（图4）。
图4
单因素分析显示，在5组患者中，BRCA1（HR，0.39；95%CI：0.26-0.58）和BRCA2（HR，0.32；95%CI：0.17-0.58）PVs OCs患者的PFS改善。研究者观察到，其他HR基因的胚系PVs患者与WT肿瘤患者相比无显著差异。然而，这些曲线确实因LOH状态而分离，并且高LOH OC患者的PFS曲线与BRCA1/2相关OC患者的曲线聚类（图3A）。在对BRCA1（HR，0.38；95%CI：0.22-0.65）和BRCA2（HR，0.48；95%CI：0.27-0.87）PVs患者的OS进行的单变量分析中，观察到了类似的结果，OS改善。此外，与WT OCs相比，其他HR基因胚系PVs患者之间没有显著差异。然而，根据LOH水平观察到类似的曲线分离。
单因素分析显示，在8组患者中，BRCA1/2体系和胚系PVsOC比WT OC具有更好的PFS和OS，在sBRCA2 PVs OC中，风险比最低（PFS HR，0.15；95%CI：0.04-0.6；OS HR，0.13；95%CI：0.02-0.93）。具有高LOH和HRD表型的其他HR基因胚系PVs OCs的PFS曲线与BRCA1/2相关OCs的曲线聚类，风险比提示PFS改善（HR，0.34；95%CI：0.11-1.06）。然而，具有低LOH或无HRD表型的其他HR基因胚系PVs OCs与WT相关OC相比，没有显著差异。在其他HR基因胚系PVs OC患者和野生型OC患者之间，OS无显著差异，但基于LOH和HRD状态，在其他HR基因胚系PVs患者中，OS曲线有相似的分离（图3B）。
值得注意的是，在WT组中，只有3例携带BRIP1、PALB2或RAD51B/C/D体系突变，且均为单等位基因。此外，PDS、年轻、早期诊断、非高级别浆液性组织学和CGR与较好的PFS（p＜0.001）和OS（p＜0.001）相关。
多因素模型：
使用左截断和转折点分析在5个基因组中拟合多变量生存模型，并结合其他临床变量。即使针对初始治疗（PDS vs. NACT）、诊断时的分期和CGR率进行校正后，BRCA1/2 PVs仍与PFS和OS改善相关。虽然高LOH其他HR基因胚系PVs患者的PFS（HR，0.55；95%CI：0.28-1.08）和OS（HR，0.68；95%CI：0.35-1.30）的风险比较低，但与低LOH WT OC的差异无统计学意义。
临床HRD检测和PARP抑制剂治疗：
在所有携带非BRCA HR基因胚系PVs患者中，12例（21%，12/56）接受了肿瘤的临床HRD检测，44例（79%）未接受。在接受HRD检测的患者中，4例（33%）OC表现出HRD表型，这4例分别为PALB2（n=1）、ATM（n=1）、FANCA（n=1）、和RAD51D（n=1）胚系PVs。其中，与PALB2/RAD51D胚系PVs相关的肿瘤也进行了WES，并表现为HRD表型。此外，12例患者中有7例（58%）为HR正常，1例（8.3%）临床检测结果不确定。
56例患者中有28例（50%）接受了PARP抑制剂治疗，其中5例（18%）是一线维持治疗；9例（32%）在二线维持治疗；14例（50%）是三线或三线以上（5例接受治疗，9例接受维持治疗）。13例BRIP1胚系PVs患者中的6例（46%）、4例PALB2胚系PVs患者中的3例（75%）、4例RAD51B胚系PVs患者中的2例（50%）、4例RAD51C胚系PVs患者中的3例（75%）和10例RAD51D胚系PVs患者中的8例（80%）接受了PARP抑制剂治疗。研究者未获得对治疗反应的详细信息。
讨 论
研究探索了携带其他HR基因胚系PVs OC患者的分子和临床特征，并将其与BRCA1/2相关OC和WT OC患者进行了比较。双等位基因变异的发生率不同，在BRIP1、PALB2、RAD51B、RAD51C和RAD51D胚系PVs中，双等位基因变异的发生率较高。然而，HRD表型在这一组中存在差异，与BRIP1相比，在PALB2和RAD51B/C/D中富集。PFS和OS因基因组而异，即使在多变量模型中针对临床协变量进行校正后，与BRCA1/2相关OCs的生存期最好。虽然携带其他HR基因胚系PVs OC患者的生存期并未显著优于WT OC患者，但研究观察到基于双等位基因状态和HRD表型，PFS和OS存在异质性。更大规模的研究应该探索这些发现，以帮助选择靶向治疗和精准医疗。
本研究的发现与新出现的证据一致，即非BRCA HR基因（尤其是PALB2、RAD51C和RAD51D）的胚系PVs在OC中具有HRD表型，与结局改善相关，并且有可能成为PARP抑制剂应答的预测性生物标志物。虽然之前已经在各种癌症类型和OC中报告了BRCA1/2胚系PVs的高双等位基因失活率，HRD表型，以及与良好预后和对PARP抑制剂治疗的应答之间的关联，但研究者对其他HR基因胚系PVs知之甚少。
在ARIEL2的一项探索性分析中（一项使用卢卡帕利治疗复发性OC的试验），Swisher等人发现，在491例RAD51C/D胚系PVs患者中，有7例从卢卡帕利中获益，总缓解率（ORR）为71.4%（95%CI：29.0-96.3）。然而，本试验中没有PALB2胚系PVs患者，而且在其他HR基因（包括BRIP1）变异的患者中，应答与WT患者无差异（ORR，3.4；95%CI：0.1-17.9）。体外研究也提示，BRIP1的致病性缺陷可能不会给PARP抑制剂治疗带来益处。同样，在对PAOLA-1研究中的806例患者进行的探索性分析中（一项将贝伐珠单抗联合或不联合奥拉帕利维持治疗用于接受化疗的新诊断OC的随机III期试验），Pujade-Lauraine等人在3.7-9.8%的患者中发现了非BRCA1/2HR基因的胚系PVs，基于多基因panel。虽然所有非BRCA1/2 HR基因的胚系PVs均不能预测奥拉帕利联合贝伐珠单抗的PFS获益，但在与6个基因相关的肿瘤（BLM，2；BRIP1，4；RAD51C，7；RAD51B，2；PALB2，3；RAD51D，4）中具有高比例的双等位基因失活和基因组不稳定评分（GIS；≥42）。虽然在OC中缺乏关于PALB2胚系PVs患者对PARP抑制剂的应答数据，但研究已经表明，奥拉帕利对胚系PALB2相关转移性乳腺癌有效（ORR，82%），并且临床前和临床数据提示，在PALB2相关前列腺癌中，PARP抑制剂可能具有敏感性。
这些研究支持本文的发现，即在HRD表型和对靶向治疗的潜在应答方面，其他HR基因组内存在异质性，并突出表明PALB2和RAD51B/C/D是针对HR通路靶向治疗的有前景生物标志物。虽然有临床HRD检测的患者数量有限，但研究观察到WES HRD特征和临床检测之间的一致性。此外，在其他HR基因胚系PVs患者中，有50%在某个时间点接受了PARP抑制剂治疗，其中大多数在BRIP1、PALB2和RAD51B/C/D中有胚系PVs。这些研究和本研究继续支持OC的常规基因检测和HRD评估。
本研究结果对高危家庭成员的癌症预防也有意义。BRIP1、PALB2和RAD51C/D胚系PVs是已确定的OC易感基因。然而，本研究证实了RAD51B也是OC的一个易感基因。这支持将其纳入多基因panel检测，因为目前很少有人将其纳入，并且可能需要讨论对未患病携带者进行降低风险的双侧输卵管卵巢切除术，以降低OC风险。此外，包括ATM、BARD1和NBN在内的其他基因未表现出高水平的双等位基因失活，而且它们与OC风险之间的关联不太清楚。ATM患者的胚系PVs特别值得关注，因为有研究提示OC的风险中度但持续升高，而目前尚不明确对携带者的管理建议。
本研究的优势包括大量OC患者（包括其他HR基因罕见胚系PVs患者）、全面的肿瘤-正常配对测序（包括使用多种方法评估HRD的肿瘤亚组进行WES），以及在有可靠临床数据和全面的前期肿瘤-正常配对测序的情况下，在三级癌症中心进行治疗，可最大限度地减少生存结局的偏倚。此外，使用左截断法进行生存分析进一步减少了偏倚，因为它将分析限制在接受MSK-IMPACT接近诊断的患者中。本研究的局限性包括其他HR基因的单个胚系PVs罕见，以及生存结局的随访时间相对较短。此外，临床HRD检测数据有限，需要更全面和动态的检测。研究者根据治疗医师的意见采用PARP抑制剂治疗，并进行回顾性评估。此外，考虑到胚系panel的局限性和与OC相关的相互矛盾的数据，研究者没有评估所有已知的HR基因。然而，本研究代表了主要OC易感基因的全面选择。对于高级别浆液性肿瘤以外的其他罕见组织学类型，胚系结果和HRD表型也可能存在差异，这些需要在更大规模的研究中进行探讨。虽然研究在多变量模型中考虑了许多临床变量，但其他因素也可能影响结果，包括PARP抑制剂治疗在内的治疗数据有限。该队列也以白种人为主，种族/民族差异已在基因检测中得到充分描述。需要采取措施在不同OC患者人群中科普基因检测，以确保最佳治疗和促进健康公平。尽管有这些局限性，但这是一项探索性研究，其结果值得进一步研究。
携带其他HR基因胚系PVs的OCs代表了在肿瘤HRD表型和可能的临床结局方面的异质性亚组。研究发现与BRCA1/2相关的OCs与野生型肿瘤相比具有良好的生存期，另外根据驱动表型的基因和肿瘤相互作用，携带其他HR基因胚系PVs的OCs可能具有不同的预后和治疗反应。需要更多的研究来完善预后和确定精准治疗。
参考文献：
Kahn, Ryan M et al. “Pathogenic germline variants in non-BRCA1/2 homologous recombination genes in ovarian cancer: Analysis of tumor phenotype and survival.” Gynecologic oncology, vol. 180 35-43. 1 Dec. 2023, doi:10.1016/j.ygyno.2023.11.019