乳腺癌（BC）是一种异质性疾病。在20世纪后半叶，BC的疗效预测和预后生物标志物为激素受体（HR）和人表皮生长因子受体2（HER2），因此，发展了相应的免疫组化（IHC）染色。随后，在21世纪初，研究者为进一步解剖肿瘤的异质性和定义癌症的分子谱做出了相当大的努力。基于IHC，在BC中识别出四种分子亚型(luminal A、luminal B、三阴性和HER2过表达)，这四种分子亚型与不同的预后和治疗反应相关。尽管BC的分类和管理有了改善，内分泌治疗和抗HER2靶向治疗也得到了发展，但大多数转移性BC（mBC）仍然是一种不治之症，2020年全球有60多万人因此死亡。
最近的一系列研究旨在识别转移性BC的分子图谱，以确定参与肿瘤进展和转移扩散的驱动分子。值得一提的是，最近有四项主要的大队列研究报道了转移性BC患者的基因组特征(表1)。首先，Razavi等人基于杂交捕获的下一代测序（NGS）分析方法，报道了来自mBC患者的1918个肿瘤样本（1000个转移瘤和918个原发肿瘤的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)肿瘤活检样本）的分子图谱，该方法分析了341-468个癌症相关基因的所有编码蛋白质外显子。在HR+/HER2- mBC中，TP53、ESR1、ERBB2、ARID1A、NF1和KMT2D在转移性肿瘤中比原发肿瘤更易发生突变。值得注意的是，研究者发现激活性ERBB2突变和NF1功能缺失突变在内分泌耐药肿瘤中更常见，且与ESR1突变相互排斥。Angus等人报道了来自mBC的442例快速冷冻转移性组织活检的全基因组测序结果，与先前的研究相似，TP53、ESR1、NF1突变以及KTM2C、PTEN和AKT1变异在HR+/HER2- mBC的转移环境中更为频繁。研究者还发现，APOBEC致突变在转移性环境中较常见，主要与之前暴露于内分泌治疗有关，突出了系统治疗对肿瘤基因组的影响。Bertucci等人对mBC患者的617个肿瘤样本（543个转移灶和74个乳腺肿瘤，冷冻活检样本）进行了全外显子组测序。研究发现TP53、ESR1、GATA3、KMT2C、NCOR1、AKT1、NF1、RIC8A和RB1等基因在HR+/HER2- mBC中更频繁地发生突变，此外，S3（同源重组缺陷HRD）, S10（POLE相关特征）, S2, S13（APOBEC）和S17（未知起源）特征频率也增加。在转移性TNBC中，与早期TNBC相比，同源重组DNA修复相关基因的体系双等位基因功能缺失突变的频率增加。最后，Aftimos等人报道了381对原发性肿瘤和转移性乳腺癌患者（FFPE和冷冻样本）的靶向基因测序结果。与之前的研究一致，ESR1、PTEN、CDH1、PI3KCA和RB1突变在转移性环境中更常见。
所有研究都表明分子变异的增加导致更多的生物学异质性，并反映了抗肿瘤治疗的效果。然而，并不是所有的分子变异都有相同水平的临床可操作性证据。为了根据已证实的治疗效用对潜在靶点进行优先排序，欧洲医学肿瘤学会（ESMO）制定了分子靶标临床可操作性量表（ESCAT）。这一分类基于六个级别的证据，其中最高的（第1级）根据前瞻性数据确定适合常规临床使用的变异，最低的（第X级）对应于没有证据证明其治疗效用的变异(表2)。
本研究回顾了分子谱分析在确定转移性BC的预测和预后生物标志物方面的作用，以及根据ESCAT分类，这些生物标志物在治疗反应/耐药性方面的临床相关性。
治疗反应相关生物标志物
根据ESCAT，与BC治疗疗效相关、证据水平最高(ESCAT I)的分子变异有5个：ERBB2扩增、胚系BRCA1/2突变、PI3KCA突变、微卫星不稳定(MSI)和NTRK易位。考虑到ERBB2扩增通常通过免疫组化或原位杂交进行评估，BRCA1/2突变通常通过胚系检测进行评估，因此本综述未将其纳入。
1、PIK3CA突变（ESCAT IA）
磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)是参与细胞周期和细胞增殖的脂质激酶家族。根据它们的结构和底物特异性将它们分为四类。PIK3CA基因编码I类催化异构体p110α，参与PI3K/AKT/mTOR通路，高达40%的HR+转移性BC携带PIK3CA突变。
靶向PIK3CA突变治疗HR+/HER2- BC患者的有效性在随机III期SOLAR-1试验中得到了证实。在这项试验中，572名预先接受过内分泌治疗的患者被随机分配接受氟维司群+阿培利司（一种PI3K抑制剂）组和安慰剂组。在PIK3CA突变亚组患者中，联合阿培利司治疗方案将中位无进展生存期（PFS）从5.7个月提高到11个月。特别是，PIK3CA的三个热点突变（E542K、E545K/A、H1047R/L）预测了阿培利司的疗效，而在未突变的BC患者中没有发现获益。
PIK3CA突变对预后的影响已在一些研究中得到了评估，但没有明确的结论。最近对来自 SAFIR02试验(NCT02299999)的649名mBC患者的分析发现，在HR+/HER2- mBC中，PIK3CA突变与较差的总生存率（OS）和化疗耐药相关；在HER2+转移性BC中，PIK3CA突变与较差的预后和对HER2靶向治疗的耐药相关。相比之下，在转移性三阴性BC (TNBC)中，PIK3CA突变与较好的预后相关，中位OS增加10个月，部分原因是原发性HR+/HER2- BC复发后变为三阴性的患者中PI3K突变的比例较高。
2、MSI和NTRK融合（ESCAT IC）
微卫星不稳定性(MSI)是首个FDA批准的不限肿瘤亚型的组织生物标志物，可以预测帕博利珠单抗在不同癌症类型中的疗效。然而，在BC中，MSI非常罕见，占比不到1%，其预后影响尚不清楚。
类似地，NTRK融合可以在一些癌症中发现，随着分子谱分析的日益使用，NTRK重排癌症的范围正在增加。在BC中，NTRK变异几乎只在分泌癌中发现，这是一种极其罕见的TNBC亚型，以ETV6-NTRK3基因融合为特征。几种NTRK抑制剂已经被开发出来，并且在一例BC病例中报告了高应答率。
3、AKT突变和PTEN缺失（ESCAT IIA）
AKT激活突变和PTEN缺失在转移性BC中占比7%，可导致PI3K/AKT/mTOR通路激活。尽管临床前观察发现PTEN功能丧失与mTOR抑制剂如依维莫司的疗效相关，但在TAMRAD和 Bolero-2试验中，PTEN突变或蛋白低表达并不能预测依维莫司在HR+/HER2-转移性BC患者的活性。相反，在伴有PTEN缺失或PI3KCA突变的HER2+转移性BC中，依维莫司改善了PFS，强调了类似的分子变异如何根据BC亚型具有独特的预测能力。
已开发出多种AKT抑制剂并进行了临床试验。鉴于AKT抑制剂作为单一疗法的疗效较差（除了在罕见的胚系PTEN突变的情况下，如考登综合征），一些试验评估了AKT抑制剂与其他药物的联合使用。在包含140名和124名患者的两项小型II期随机试验中，在PIK3CA或AKT突变或PTEN低表达的转移性TNBC患者的一线治疗中，capivasertib或ipatasertib与紫杉醇联合使用可使中位PFS改善为5个月。然而，在最大的前瞻性III期临床试验IPATunity130中，这些变异未能预测ipatasertib的疗效，该试验招募了255名mTNBC患者，因此这些变异尚未达到ESCAT I级。
在预后方面，PTEN变异仅与早期HER2+ BC的不良预后相关，而与其他亚型的预后无关，且其在转移性环境中的预后价值仍不清楚。类似地，通过磷酸化AKT (pAKT)免疫组化间接评估的AKT变异，在一些回顾性研究中并不能预测预后不良。
4、同源重组修复缺陷/BRCA1/2体系变异(ESCAT IIIA)
基于两项大型III期临床试验，两种PARP抑制剂他拉唑帕尼（talazoparib）和奥拉帕利（olaparib）目前已被批准用于BRCA1/2胚系突变的晚期BC。然而，在约3%的早期和晚期BC患者中也可发现BRCA1/2体系变异，而胚系突变可影响其他参与同源修复通路的基因。因此，在携带同源重组相关（HRR）基因胚系或体系变异的患者中，PARP抑制剂已被评估具有抗肿瘤活性。
在一项小型II期试验中，招募了13名晚期非BRCA HRR基因突变HER2- BC的患者，他拉唑帕尼显示出显著的反应率（25%），获益的主要为PALB2、CHEK2或FANCA胚系突变患者。他拉唑帕尼治疗BRCA1/2体系突变转移性BC的疗效目前在一项正在进行的临床试验中进行评估。在TBCRC048试验中，奥拉帕尼也用于HRR相关基因体系或胚系突变（BRCA1/2胚系除外）晚期HER2- BC患者。在该研究中，BRCA1/2体系突变患者的反应率约为50%，中位PFS为6.3个月。卢卡帕尼（Rucaparib）在41例胚系BRCA1/2野生型且伴有同源重组缺陷的晚期BC患者中进行了评估。5例患者(13.5%)表现出临床获益，其中3例患者杂合性高度缺失（1例完全缓解，2例部分缓解），1例BRCA1体系突变（病情稳定），1例BRCA2体系突变（部分缓解）。
在预后方面，在大型现实数据库中，胚系BRCA1/2突变转移性BC患者的预后与非携带者或未检测亚组没有区别，迄今为止还没有报道关于HRR相关基因体系突变的预后价值。
5、ERBB2突变（ESCAT IIB）
约4%的HR+/HER2-转移性BC中可发现ERBB2激活突变，主要发生在小叶组织型中。体外研究表明，ERBB2突变与内分泌治疗的耐药性相关，事实上，在HER2突变的乳腺癌细胞模型中，研究者发现HER2突变的细胞对雌激素剥夺具有耐药性，与ESR1突变类似，且对氟维司群联合奈拉替尼敏感。SUMMIT试验是一项纳入45例患者的随机II期试验，其最新结果显示，在HER2激活突变的HR+/HER2−晚期BC患者中使用曲妥珠单抗-奈拉替尼和氟维司群治疗的总体反应率为35%，中位PFS为8.2个月，这些患者之前接受CDK4/6抑制剂治疗。进一步的研究正在进行中，但在这种情况下的抗HER2靶向治疗似乎是一种有效的策略。
6、免疫治疗
预测转移性TNBC对免疫检查点抑制剂反应的唯一有效生物标志物是PD-L1表达，PD-L1表达经免疫组化评估。在两项3期试验中，PD-L1阳性预测了阿特珠单抗（SP142，cut-off>1%）和帕博利珠单抗（CPS，cut-off>10%）联合一线化疗治疗晚期TNBC的疗效。
多项研究表明，高肿瘤突变负荷(TMB)可以预测免疫治疗在一些癌症类型中的疗效。BC通常被认为是“中等”肿瘤突变负荷，然而，由于其生物学异质性和分子分析研究并没有得出相同的结论，因此使分类变得很困难。Bertucci等人表明，在luminal和TNBC中，与早期相比，转移性情况下的TMB更高。然而，Angus等人并没有发现晚期和早期BC之间以及亚型之间在TMB水平上具有差异。此外，Aftimos等人报道了在luminal和HER2扩增的转移性BC中TMB较高，而在TNBC中没有发现。这些研究结果的差异可能反映了一个事实，即在转移情况下的TMB，与肿瘤本身的生物学特性相比，可能更易受既往治疗和肿瘤进展的影响。
在TAPUR试验中，28例TMB高的转移性BC患者接受了帕博利珠单抗单药治疗，反应率为21%，中位PFS为10.6周。然而，在未筛选的转移性TNBC患者中也报道了类似的结果，这使得TMB成为BC中预测性较差的生物标志物。
此外，SAFIR-Immuno试验的结果最近也已报道。在这项研究中，199名晚期BC患者随机接受度伐利尤单抗vs.化疗作为维持治疗。值得注意的是，研究者发现CD274（编码PD-L1）的增益/扩增与度伐利尤单抗组更好的预后相关，与化疗组的8.8个月相比，中位总生存期未达到。同样，GeparNuevo试验的最新数据报道，CD274扩增可预测度伐利尤单抗在早期TNBC新辅助治疗中的疗效。
虽然还需要在更大的队列中进行进一步验证，且尚不清楚CD274增益/扩增患者是否可以在独立于免疫治疗的情况下获得更好的预后，但这些研究结果已经确定了一个有前途的分子生物标志物，迄今为止，这是唯一的在早期和晚期患者中均可预测免疫治疗有反应的生物标志物。
耐药性生物标志物
1、ESR1突变（ESCAT IA）
ESR1编码雌激素受体α，激活突变导致组成型配体非依赖性ER活性。ESR1突变在HR+/HER2-转移性BC中已被广泛描述，特别是在先前暴露于芳香化酶抑制剂内分泌治疗的患者中。ESR1突变的预测价值最近在PADA-1 III期试验中进行了前瞻性评估。在这项试验中，对1017例接受芳香化酶抑制剂和哌柏西利（帕博西尼）作为一线治疗的转移性HR+HER2- BC患者定期筛查循环血液中ESR1突变。检测到ESR1突变而无肿瘤进展的患者被随机分配继续接受当前治疗或改用氟维司群联合哌柏西利。在疾病进展前更换治疗方案的患者中位无进展生存期显著增加（11.9个月vs. 5.7个月）。除了验证ctDNA监测策略和早期治疗干预外，本研究还对ESR1突变作为生物标志物预测芳香酶抑制剂耐药性和氟维司群敏感性进行了前瞻性验证。
2、RB1（ESCAT IV）
一些III期临床试验显示，在HR+/HER2-转移性BC中，CDK4/6抑制剂联合内分泌治疗可改善PFS和OS。这类药物是一线治疗的新金标准。然而，对CDK4/6抑制剂的耐药机制知之甚少。RB1基因通过E2F1细胞周期相关靶基因（包括细胞周期蛋白依赖性激酶CDK4/6）的转录抑制控制G1-S过渡。多项研究表明，RB1有害突变与不良预后相关，在内分泌治疗联合CDK4/6抑制剂治疗的患者中，中位PFS不足4个月。RB1有害突变除了对CDK4/6抑制剂的阴性预测价值外，这些变异还确定了预后非常差的患者亚组，预后比未使用CDK4/6抑制剂治疗的患者更差，这也提示了RB1突变的预后价值。
3、NF1突变（ESCAT IV）
约7%的转移性BC病例中发现NF1突变，主要发生在HR+/HER2−患者中。NF1抑制Ras激活，当突变时，导致Ras通路的激活。Bertucci等人表明NF1突变是预后不良的独立预后因素。值得注意的是，NF1突变和ESR1突变在小叶亚型中相互排斥且较为常见。临床前资料也表明NF1与内分泌治疗耐药有关。在可操作性方面，尽管MEK抑制在NF1胚系变异肿瘤中取得了一些阳性结果，但在SAFIR02试验中，使用司美替尼（selumetinib，一种MEK抑制剂）治疗的5例NF1突变患者中，没有一例出现客观应答。因此，NF1的预测价值尚不明确，但随着RAS通路抑制剂的开发，可能在不久的将来得到明确。
4、APOBEC致突变（ESCAT IV）
除了单基因变异，大型分子分析研究还提供了突变特征（由Alexandrov等人在几年前定义）的信息。在这些特征中，APOBEC特征在HR+/HER2−转移性BC中富集。APOBEC介导从C到T的基因突变，被描述为与较差预后相关的独立预后因子。使用基于慢病毒的系统促进乳腺癌细胞APOBEC致突变的体外研究表明，APOBEC致突变诱导对内分泌治疗的耐药性，从而引发了靶向APOBEC致突变可以克服对内分泌治疗耐药性的想法。靶向突变过程仍然是一个主要挑战。然而，有临床前数据表明，DDR相关基因抑制剂在APOBEC致突变中具有功效，但目前尚无临床数据。
讨论
在这篇综述中，基于转移性BC中关键预测和预后分子生物标志物的临床影响，研究者总结了目前肿瘤谱在乳腺癌中的作用。尽管对乳腺癌发生和肿瘤进展的认识取得了重大进展，但目前在临床实践的决策过程中，只有少数分子变异被考虑在内(图1)。因此，ESMO指南不建议对乳腺癌进行多基因下一代测序（NGS），因为PARP抑制剂只被批准用于胚系BRCA1/2突变，且Solar-1试验招募了可通过靶向测序检测到的PI3KCA特定热点突变的患者。然而，ESMO指南的建议在不久的将来可能会改变。正如本综述前面所讨论的，基于大型转移性BC队列的综合基因组分析的研究发现了一些有前景的预测和预后生物标志物。根据这些研究结果，ESMO也建议将mBC患者纳入分子筛查项目，以评估靶向治疗。
越来越多的研究数据表明可使用循环肿瘤DNA监测肿瘤（包括ESR1突变），一些前瞻性试验纵向评估了ctDNA在转移性环境中的预测和预后作用，如PADA-1试验或BIOLTALEE试验。此外，一些正在进行的前瞻性III期临床试验正在评估基于ctDNA增加进行早期治疗方案转换。在进展前可检测到ESR1突变的HR+/HER2-晚期乳腺癌中，Serena-6试验(NCT04964934)评估了AZD9833（一种口服SERD）+CDK4/6抑制剂是否优于标准治疗。除了ESR1突变之外，TRAK-ER试验(NCT04985266)还在HR+/HER2 -早期BC患者中评估哌柏西利+氟维司群vs.标准内分泌治疗并基于ctDNA监测早期发现分子复发。如果这些试验证实了PADA-1试验的结果，很可能会将分子分析引入日常护理。必须强调的是，对于mBC，“液体活检”ctDNA可能是一个有用的工具。然而，之前所有的研究都将重点放在肿瘤活检上，而对于大部分mBC患者，特别是HR+/HER2- mBC患者，转移灶一般只发生在骨骼，这导致了分子分析的失败。与使用ctDNA评估ESR1突变相似，使用ctDNA检测PIK3CA突变与使用肿瘤组织检测一致，可预测阿培利司疗效。
在预后方面，分子谱分析结果反映了BC的显著异质性。在不同的BC亚型中，相同的分子变异可能具有相反的预后价值，如PTEN缺失和PI3KCA突变。尽管如此，一些分子变异，如RB1突变，代表了转移性BC患者的预后非常差。新的抗体偶联物，如曲妥珠单抗-deruxtecan和sacituzumab-govitecan，已经彻底改变了晚期BC的治疗模式，显示出超出其最初靶点的疗效，且随着对难以治疗的mBC的分析，晚期BC的治疗策略可能会在未来迅速改变，这些患者可能会从疾病病程早期引入这些药物中获益更多。
综上，在不久的将来，鉴于越来越多有前景的生物标志物有可能为个性化治疗策略提供指导，分子分析很可能会在临床中实施。
参考文献：
Verret B, Bottosso M, Hervais S, Pistilli B. The Molecular Predictive and Prognostic Biomarkers in Metastatic Breast Cancer: The Contribution of Molecular Profiling. Cancers (Basel). 2022 Aug 30;14(17):4203. doi: 10.3390/cancers14174203. PMID: 36077738; PMCID: PMC9454488.