【佳学基因检测】同源重组缺陷 (HRD) 基因检测评分用于预测三阴性乳腺癌患者对含铂新辅助化疗的反应

肿瘤基因检测与靶向用药导读

目的：

BRCA1/2突变和一些散发性三阴性乳腺癌 (TNBC) 具有 DNA 修复缺陷并且对 DNA 损伤疗法敏感。最近，基于杂合性丢失 (LOH)、端粒等位基因失衡 (TAI) 和大规模状态转换 (LST) 开发了三种独立的基于 DNA 的基因组不稳定性测量方法。

实验设计：

乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组在三项含铂治疗的新辅助 TNBC 试验中评估了联合同源重组缺陷 (HRD) 评分，即 LOH、TAI 和 LST 评分的未加权总和。然后，乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组测试了 HR 缺陷(定义为 HRD 评分 >42 或BRCA1/2突变)与铂类治疗反应的关联。

结果：

在一项新辅助铂、吉西他滨和iniparib的试验中，HR缺陷预测残余癌症负担评分为0或I(RCB 0/I)和病理完全缓解(pCR；OR = 4.96，P = 0.0036；OR = 6.52，P = 0.0058)。调整临床变量后，HR 缺乏仍然是 RCB 0/I 的重要预测因子(OR = 5.86，P = 0.012)。在其他两项新辅助顺铂治疗试验中，HR 缺陷预测 RCB 0/I 和 pCR(OR = 10.18，P = 0.0011；OR = 17.00，P = 0.0066)。在 RCB 0/I 的多变量模型中，当包括临床变量时，HR 缺陷仍然显着(OR = 12.08，P = 0.0017)。限制为BRCA1/2时非突变肿瘤，HRD 评分高的患者的反应更高：新辅助铂、吉西他滨和 iniparib 试验中的RCB 0/I P = 0.062，pCR P = 0.063；在新辅助顺铂试验中， RCB 0/I P = 0.0039，pCR P = 0.018。

结论：

HR 缺陷可识别 TNBC 肿瘤，包括更可能对含铂治疗产生反应的BRCA1/2非突变肿瘤。

介绍

三阴性乳腺癌 (TNBC) 缺乏雌激素和孕激素受体的表达以及 HER2/neu 癌基因的过表达或扩增，因此不适合针对这些靶点的治疗。散发性(BRCA1和BRCA2种系野生型)TNBC 与BRCA1突变相关的癌症具有许多共同特征，包括基底样基因表达谱、频繁的 p53 突变以及基因组畸变的高负担，例如杂合性

最近，基于杂合性丢失、端粒等位基因失衡和大尺度状态转换。尽管每个单独的指标都与BRCA1/2状态显着相关，但三个分数的组合在区分同源重组缺陷和非缺陷肿瘤方面表现最佳。乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组之前已经表明，在吉西他滨、卡铂和 iniparib 的 II 期试验中，杂合性同源重组缺陷缺失 (HRD-LOH) 评分与对新辅助铂类治疗的良好反应显着相关 . 此外，在对其他两项基于铂的新辅助研究的汇总分析中，乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组发现 TAI 的区域数量预测 TNBC 中的良好病理反应，并且还与卵巢癌中的铂敏感性相关 。

在这项研究中，乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组着手评估联合同源重组缺陷评分(HRD 评分)，定义为 LOH、TAI 和 LST 的未加权数字总和，并测试 HRD 评分阈值的预测能力。HRD 评分阈值是通过分析 497 例乳腺癌和 561 例卵巢未接受化疗且已知BRCA1/2状态的肿瘤的训练队列中的 HRD 评分来预先定义的，并确定具有 95% 灵敏度的临界值以检测那些具有BRCA1/2突变或BRCA1启动子的肿瘤甲基化。HR 缺陷定义为 HRD 评分 >42 和/或肿瘤BRCA1/2突变，测试其识别 TNBC 患者中哪些肿瘤对含铂新辅助化疗有反应的能力。

PrECOG 0105 研究包括 93 名 I-IIIA 期(T > 1 cm)三阴性和/或BRCA1/2突变相关的乳腺癌患者，在新辅助治疗中接受了 4 或 6 个周期的卡铂、吉西他滨和伊尼帕尼治疗. 两项顺铂新辅助研究(Cisplatin-1 和 Cisplatin-2)招募了 79 名患有 II 期或 III 期疾病的 TNBC 患者。Cisplatin-1 在 28 名患者中使用了 4 个周期的顺铂单药治疗 ，而 Cisplatin-2 在 51 名患者中将贝伐单抗添加到相同的顺铂骨架中 。由于 Cisplatin-1 和 Cisplatin-2 试验的反应率相似，因此将这些试验汇总以供进一步分析。在目前的研究中，分析了 PrECOG0105 队列以及合并的 Cisplatin-1 和 Cisplatin-2 试验，以确定 HR 缺乏与病理反应的关联。

材料和方法

用于建立 HRD 分数阈值的训练集

使用四个公开可用或先前发表的队列(497 个乳腺病例和 561

临床研究的描述

PrECOG 0105 是一项单臂 II 期研究，招募了 I-IIIA 期(T > 1cm)三阴性(ER/PR < 5%，HER2 阴性)或 BRCA1/2 种系突变相关的乳腺癌患者。患者接受吉西他滨 1,000 mg/m 2第 1 天和第 8 天静脉注射，第 1 天和第 8 天静脉注射卡铂 AUC 2，第 1、4、8 和 11 天静脉注射 iniparib 5.6 mg/kg，每 21 天一次。13 名患者接受了 4 个周期的术前治疗，然后将研究修改为 80 名患者接受 6 周期方案。四周期组的所有患者均完成了治疗，但有一名患者因并发疾病未如期进行手术。在六周期组的 80 名患者中，11 名过早停止治疗：5 名出现疾病进展，5 名因不可接受的毒性而停止治疗，1 名因违反协议(患者失访且从未接受过手术)而停止治疗。疾病进展的患者被定义为无反应者。在完成四个周期之前因毒性停止治疗的患者被排除在外 。

两项新辅助顺铂试验共招募了 79 名 II 期或 III 期 TNBC 患者，这些患者的肿瘤大小大于 1.5 cm，雌激素和孕激素受体阴性，定义为 IHC 核染色小于 1%，HER2/Neu 0或 IHC 为 1+，或 HER2 未通过 FISH 扩增(档案核心活检块可从 70 名患者获得)。在 Cisplatin-1 中，患者接受 75 mg/m 2的顺铂每 3 周一次，共 4 个周期；在 Cisplatin-2 中，患者在前三个周期的第 1 天接受相同的顺铂方案，并在第 1 天添加贝伐单抗 15 mg/kg。对于联合顺铂试验，一名患者因进展未完成化疗过程，被归类为无反应者；4 项因毒性而中断的研究治疗，被归类为缺失反应，并被排除在分析之外。

病理反应的测定

在所有三项试验中，均使用残余癌症负担(RCB)指数。该指数已被验证为接受新辅助化疗的乳腺癌患者无远处复发生存的独立预后标志物(RCB 0，完全病理缓解；RCB I，微小残留病灶；RCB II，中度残留病灶；和 RCB III ，广泛的残留病灶)。对于该分析，使用了肿瘤反应的两种二分法测量，RCB 0/I 是与否和病理完全反应 (pCR) 是与否。pCR 被定义为 RCB 评分 0，并且不需要在乳房或淋巴结中残留浸润性或转移性癌。“RCB 0/I 是”包括 pCR 或 RCB-I 的病理反应类别；“RCB 0/1 no”包括病理反应等级 RCB-II 或 RCB-III。

组织处理

对于每个患者样本，来自预处理肿瘤核心活检的 5 到 10 个 5-μm 组织切片被送到 Myriad Genetics, Inc. 并根据 CLIA 协议在研究实验室进行处理。

分子分析

使用最近描述的基于下一代测序的测定法分析 DNA，以生成全基因组 SNP 谱，从中计算 HRD 评分的三个组成部分 。开发了一个定制富集面板，针对分布在整个人类基因组中的 54,091 个单核苷酸多态性 (SNP)。该面板还包括另外 685 个针对BRCA1和BRCA2的完整编码区的探针。

MIP SNP 阵列先前已详细描述 。对于 PrECOG 0105，之前已在本研究的 55 个样本上生成了 MIP SNP 阵列数据。在来自阵列和测序的 31 个具有 HRD 分数的样本中，Pearson 相关性为 0.94。基于测序的 HRD 分析用于分析集中 70 个样本中的 60 个的分子数据，并使用全基因组 MIP 阵列生成剩余 10 个测序数据不可用的数据(3 个组织不足，7 个测序失败)。基于测序的 HRD 测定用于所有顺铂试验队列样本。

为了确定BRCA1/2突变状态，对来自BRCA1和BRCA2的序列进行变异和大重排检测。

HR 缺陷状态是根据使用预定义 HRD 阈值和肿瘤BRCA1/2状态的二分法 HRD 评分的组合确定的(如果BRCA1/2中存在有害或疑似有害突变，则评分为突变；否则，非突变，包括变异意义不明)。HR缺陷被定义为高HRD评分(高于HRD阈值，> 42)和/或突变的肿瘤BRCA1/2。HR 非缺陷定义为低 HRD 评分(低于 HRD 阈值，< 42)和非突变或失败的肿瘤BRCA1/2突变分析。如果 HRD 评分分析失败且肿瘤BRCA1/2分析为阴性或失败，则无法确定 HR 状态。

分析群组

PrECOG 0105 试验队列由 93 名患者组成。排除那些没有足够的肿瘤进行处理和/或没有完成至少四个治疗周期的人，剩下 86 个样本。86 个 (97%) 样本中的 83 个产生了肿瘤BRCA1/2突变数据，86 个 (79%) 肿瘤中的 68 个成功进行 HRD 评分分析，提供了 86 个 (81%) 样本中的 70 个 HR 缺乏状态和临床用于统计分析的响应数据。在提交进行分子检测的 90 个肿瘤中，52 个 HR 缺陷，包括 1 个缺失反应(58%)，21 个 HR 非缺陷(23%)，17 个未确定(19%)。

联合顺铂试验队列由 79 名患者组成，其中 17 名肿瘤不足以处理。62 人中有 53 人 (85%) 通过了BRCA1/2突变筛查，62 人中有 51 人 (82%) 成功进行 HRD 评分分析，62 人中有 53 人 (85%) 确定了 HR 缺乏状态。在进行分子检测的 62 例肿瘤中，31 例 HR 缺陷，包括 2 例缺失反应(50%)，22 例无缺陷，包括 1 例缺失反应(35%)，9 例未确定(15%)。剔除三个缺少响应数据的样本后，有 50 个样本可用于 HR 缺陷和响应的统计分析。联合顺铂队列未用于开发 HRD 评分、HRD 阈值或 HRD 评分的任何单个组成部分(LOH、TAI、LST)，但它们是测试 TAI 的前两个队列。因此，该队列提供了对 HRD 评分阈值和 HR 缺陷预测因子的独立测试。

统计分析

对于 PrECOG 0105 队列，对具有 HR 缺陷状态和反应的 70 个样本集或嵌套子集进行了统计分析(68 个具有 HRD 评分；68 个具有BRCA1/2突变筛查，其中 22/68 个具有BRCA1/2突变; 66 人有 HRD 评分和BRCA1/2突变筛查，其中 46/66 人是BRCA1/2野生型)。对于顺铂试验队列，对具有 HR 缺陷状态和反应的 50 个样本集或嵌套子集进行分析(48 个具有 HRD 评分；47 个具有BRCA1/2突变筛查，其中 9/47 个具有BRCA1/2突变; 45 人有 HRD 评分和BRCA1/2突变筛查，其中 38/45BRCA1/2野生型)。

根据为顺铂试验队列预先指定的统计分析计划对两个队列进行统计分析。主要终点是 RCB 0/I，次要终点是 pCR。主要目标是测试人力资源缺陷的关联。次要目标是单独测试定量 HRD 评分和肿瘤BRCA1/2状态与 RCB 0/I 的关联。在BRCA1/2野生型中进行了二分类 HRD 评分的亚组分析。然后用 pCR 的次要终点重复每个分析。

逻辑回归用于测试单变量和多变量模型中与二元反应的关联，并测试临床变量和 HRD 评分与BRCA1/2突变的关联。乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组报告数值变量的四分位距 (IQR) 或相对于参考的每个类别的 OR，置信区间为 95%。每个协变量的P值是根据完整模型和适当简化模型之间的似然偏差变化计算的，有和没有感兴趣的协变量。

HR缺陷被建模为逻辑回归方法的反应预测因子。标准最大似然统计用于测试 RCB 0/I；Firth 的惩罚可能性用于调整小样本偏差并在 pCR 模型中产生置信区间，而 HR 非缺陷类别中没有事件。

统计推断是在 R 软件环境中进行的 。统计显着性设定在 5% 的水平。所有P值和置信区间都是双边的，无需针对多重检验进行调整。

结果

建立综合 HRD 分数的阈值

确定综合 HRD 评分阈值的训练集来自 4 个队列 [497 例乳腺和 561 例卵巢病例 ]，包括 78 例乳腺和 190 例基于肿瘤突变的BRCA1/2缺陷的卵巢肿瘤筛选和启动子甲基化分析。这四个用于训练 HRD 阈值的队列完全独立于 PrECOG 0105 和下面分析的顺铂队列，并且没有重叠。训练集中 HRD 分数的分布如图所示

临床试验队列中的 HRD 评分

具有可评估 HR 状态的患者的 PrECOG 0105 患者人口统计学和临床​​数据显示在

两个队列的 HRD 分数分布显示在

HR缺乏状态与铂类化疗反应的关联

在 PrECOG 0105 和顺铂试验队列中，HR 缺乏与 RCB 0/I 和 pCR 显着相关(

表格1:HR 缺乏状态和与对含铂治疗反应的关联

a基于 Firth 的惩罚轮廓可能性。

HRD 评分与铂类化疗反应的相关性

每个队列( N = 68 和N = 48)的所有通过 HRD 分数的分布( N = 68 和 N = 48)显示为

BRCA1/2 突变与高 HRD 评分和铂类化疗反应相关

BRCA1/2突变数据可用于在 PrECOG 0105 中通过 HRD 评分的 66 个肿瘤。在 15 个肿瘤中鉴定出BRCA1突变，在 4 个肿瘤中鉴定出BRCA2突变，一个肿瘤同时携带BRCA1和BRCA2突变。在顺铂试验队列中，BRCA1/2突变数据可用于 45 个通过 HRD 评分的肿瘤。6 个肿瘤有BRCA1突变，1 个有BRCA2突变。在富含BRCA1/2突变携带者的 PrECOG 0105 队列中，BRCA1/2突变状态与高 HRD 评分显着相关(P = 4.0 × 10 -5)。与 59% 的BRCA1/2野生型肿瘤 (n = 46)相比， 100% 的BRCA1/2突变肿瘤 (n = 20) 具有高 HRD 评分。尽管顺铂试验队列的BRCA1/2肿瘤突变较少，但 BRCA1/ 2突变的平均 HRD 评分显着高于非突变肿瘤(63.1 对 45.3；P = 0.015)。与BRCA1/2野生型肿瘤38 个中的 19 个 (50%) 相比，所有BRCA1/2突变肿瘤的 HRD 评分 > 42 (6/7 = 86%) (Fisher 精确检验P = 0.11)。

BRCA1/2肿瘤突变状态作为二元变量(是/否)是 PrECOG 0105 队列中反应的重要预测因子，但在顺铂试验队列中不显着(

表 2。

BRCA1/2突变状态(整个队列)或 HRD 评分(BRCA1/2野生型子集)和与反应的关联

HRD 评分与 BRCA1/2 野生型肿瘤对铂类化疗反应的关联

当分析仅限于BRCA1/2野生型肿瘤时，在 PrECOG 0105(n = 46)中 HRD 评分高的患者的反应更高，其中 HRD 高的 RCB 0/I 率为 59.0%，HRD 低的为 32.0%(P = 0.062)，HRD 高时 pCR 为 33.0%，HRD 低时 pCR 为 11.0%(P = 0.063；

临床变量与反应和 HR 缺乏状态的关联

对于 PrECOG 0105 队列，可用的临床变量包括临床分期、肿瘤分级、诊断年龄和化疗周期数；对于顺铂试验队列，临床变量包括贝伐单抗的使用、肿瘤大小、淋巴结状态和诊断年龄。为了检查可能的混杂因素，首先测试临床变量与BRCA1/2突变状态的关联，但不显着 [PrECOG 0105：等级：P = 0.38；阶段：P = 0.71(4 个级别；I、IIA、IIB、IIIA)，0.60(3 个级别；I、II、III)；化疗周期：P = 0.11；和诊断年龄：P = 0.12]。顺铂试验：使用贝伐单抗：P = 0.73；节点状态：P= 0.23; 肿瘤大小：P = 0.90；诊断年龄：P = 0.53。

然后测试与反应和 HR 缺陷的单变量关联(

由临床协变量调整的 HR 缺乏状态

多变量逻辑回归用于确定 HR 缺乏状态是否是通过临床协变量调整后的 RCB 0/I 和 pCR 的显着预测因子(

表3。

RCB 0/I 和 pCR 的多变量模型

a置信区间由轮廓似然拟合。

为了估计 HRD 状态的临床效用，在 PrECOG 0105 和顺铂联合队列中进行了 3 种预测 RCB 0/I 和 pCR 模型的逻辑回归分析(

讨论

在本研究中，HRD 评分(染色体水平畸变的三个指标的总和：LOH、TAI 和 LST)和 HR 缺陷的概念(定义为 HRD 评分 > 42 和/或BRCA1或BRCA2突变)被评估为两个不同临床队列中对新辅助铂类治疗反应的预测因子。PrECOG 0105 研究丰富了BRCA1和BRCA2突变携带者，该队列接受了吉西他滨、卡铂和研究药物 iniparib 的多药细胞毒性化疗。相比之下，两项顺铂试验并未富集BRCA1和BRCA2突变携带者，并且仅使用了一种细胞毒性化学疗法顺铂，单独或与贝伐单抗联合使用。

这种分析提出了几个实际的观点。首先，确定 HR 缺陷所需的 HRD 评分和突变分析可以在来自有限的芯针活检标本的福尔马林固定石蜡包埋材料上进行。其次，在一组独立的乳腺癌和卵巢癌中预先定义的大于或等于 42 的 HRD 评分的截止阈值在两个实验队列中表现如预期。该截止值正确识别了 PrECOG 0105 队列中的所有 20 个BRCA1或BRCA2突变样本，以及 7 个BRCA1或BRCA2中的 6 个-顺铂试验队列中去：的突变样本。因此，总体而言，此截止值正确识别了 27 个突变样本中的 26 个，检测率为 96.3%，与选择截止值的 95% 灵敏度一致。

在两个队列中，二分法 HRD 评分本身与 RCB 0/I 和 pCR 显着相关。此外，HR 缺陷在两个队列中都以非常显着的方式成功预测了 RCB 0/I 和 pCR。最后，多变量模型表明，在考虑临床变量后，这些预测仍然显着。用于建立 HRD 评分截止值的训练集中的 HRD 评分分布和此处分析的两个新辅助队列中的分布是双峰的，在截止点附近评分的肿瘤较少。独立于临床变量预测反应的能力，在模棱两可的范围内几乎没有肿瘤，是临床有用测试的一个有吸引力的方面。

目前对化疗反应性决定因素的理解不足以先验地预测特定化疗药物 HR 缺乏可能预测反应。对 GeparSixto 和其他使用细胞毒性化学疗法的经验的回顾性分析表明，HR 缺陷也可能预测对拓扑异构酶抑制剂(如蒽环类和烷化剂)的反应 。这项研究和其他研究表明，HR 缺陷可能会确定哪些患者可以从铂等 DNA 损伤剂治疗中受益。

总之，在这项分析中，HRD 状态比临床变量或BRCA1/2突变状态显着改善了 TNBC 患者对铂类新辅助治疗反应可能性增加的识别肿瘤。HRD 测试的临床应用有可能识别散发性 TNBC 患者，这些患者可能对 DNA 损伤性治疗产生反应，超出目前由种系BRCA1/2鉴定的那些突变筛选。这里描述的临床试验不包括非铂比较臂。其他研究，包括对具有对照组的大型临床试验或前瞻性临床试验的回顾性分析，将进一步定义和阐明 HR 缺陷测定的临床效用，并最终确定 HR 缺陷可预测反应的化疗范围。

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临床转化的相关性

TNBC 的临床试验表明，对铂类药物敏感，并且在标准新辅助化疗中添加铂类可增加病理反应。然而，并非所有患者都受益，在标准联合化疗中添加铂类药物会增加治疗的毒性。对治疗前活检进行的一项测试可确定对铂类药物产生反应的可能性，这将有助于确定最有可能从该治疗中受益的患者，并避免其他人增加毒性。在这里，乳腺癌的病人特征基因检测分析及针对性靶向药物治疗课题组显示 HR 缺陷(定义为 HRD 评分 >42 和/或BRCA1/2突变)预测新辅助含铂治疗的反应可能性。

Clinical Trial 

Clin Cancer Res

. 2016 Aug 1;22:3764-73. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-15-2477. Epub 2016 Mar 8.

Homologous Recombination Deficiency (HRD) Score Predicts Response to Platinum-Containing Neoadjuvant Chemotherapy in Patients with Triple-Negative Breast Cancer