Prognostic value of baseline genetic features and newly identified TP53 mutations in advanced breast cancer
基线遗传特征和新发现的TP53突变对晚期乳腺癌的预后价值
发表期刊：Mol Oncol
发表日期：2022 Jul 30
影响因子：7.449
DOI: 10.1002/1878-0261.13297
一、背景
乳腺癌（BC）是最常见的癌症，也是女性癌症相关死亡的主要原因。在初级治疗后达到完全缓解的患者中，几乎有30%的患者经历了复发，而晚期乳腺癌（ABC）患者的存活率仅为约30%。
预后生物标志物在BC治疗中发挥了重要作用，它可以告知患者康复的概率，帮助患者避免过度治疗和相关不良反应，并在临床研究中对患者进行分层。除了常规的临床和组织学因素外，研究的重点是肿瘤的基因组DNA，以确定预后的遗传生物标志物。
循环肿瘤DNA（ctDNA）主要是从凋亡和/或坏死的肿瘤细胞中释放出来的，是一种新兴的生物标志物，用于BC筛查、诊断和预后。由于ctDNA的可及性和下一代测序（NGS）技术的高灵敏度，ctDNA被用于动态监测早期BC的疾病进展和ABC的耐药性。
二、材料与方法
1.数据来源
101名入选的BC患者在最初诊断时都出现了远处转移，或在初治后复发和/或转移。31例既没有可用的基线福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）肿瘤组织样本，也没有复发和/或转移后的连续血浆样本，因此被排除在进一步分析之外。在其余70例患者中，具有基线FFPE肿瘤组织样本的患者被归类为“基线队列”，而具有复发和/或转移后具有连续血浆样本的患者被称为“ctDNA监测队列”
2.实验流程
1） 样品采集和定向NGS
2） 突变调用和数据处理
3） 统计学分析：生存分析；使用对数rank检验来比较独立亚组之间的差异；Cox比例风险模型被用来估计预后因素的风险比；构建Cox回归模型；进行Chi-squared检验或Fisher's精确检验来比较独立亚组
研究队列的流程图
三、实验结果
01 - 患者概况
研究队列中的70名中国ABC患者包括11名仅有基线肿瘤组织样本的患者，35名仅有序列血浆样本的患者，以及24名既有基线组织又有序列血浆样本的患者。研究队列诊断时的中位年龄为48岁，33名患者为50岁或以上。在这70名患者中，38名在最初诊断时被归为HR阳性/HER2阴性亚型。大多数患者（64/70）在初诊时处于I-III期，他们接受手术切除作为主要治疗。最常见的转移部位包括骨（43/70）、肝（42/70）和淋巴结（41/70）。复发和/或转移后，46名患者至少经历了4线ABC治疗。基线队列包括35名有基线肿瘤组织活检的患者，ctDNA监测队列包括59名复发和/或转移后有连续血浆样本的患者。这两个队列之间没有发现明显的临床特征差异，尽管在ctDNA监测队列中观察到较少的三阴性乳腺癌（TNBC）患者和更多的至少四线ABC治疗的患者（表1）。
表1 患者人口统计学和临床特征概述。
02 - 基线队列预后的遗传学特征
作者对基线队列中患者的35个基线肿瘤组织样本进行了肿瘤基因组分析。TP53的改变最常被观察到（18/35，51.43%），尤其是HR阴性的患者。其他突变频率靠前的基因包括PIK3CA、MCL1和ERBB2。此外，ZNF703、CTCF和GNAS的改变只在HR阳性/HER2阴性亚型的患者中观察到（图2），有CTCF改变的患者比例为11%（35人中有4人）。
图2 基线队列的遗传特征
在基线队列中调查了基线遗传特征与患者预后之间的关系，并通过单变量Cox回归模型估计了未经调整的风险比值。在DFS分析中，暂时排除了4名没有接受手术切除的患者。在其余31名接受手术切除的患者中，CTCF基因突变的患者与GNAS突变的患者完全相同，而CTCF和GNAS的共同突变在整个基线队列中没有观察到。四个经常观察到的基因畸变与劣质DFS明显相关，包括TP53突变，CTCF/GNAS突变，和TOP1突变。值得注意的是，NOTCH2改变的患者似乎比野生型患者的DFS更差。TP53基因的突变与野生型相比，可能与较差的OS有关。与没有NOTCH1基因突变的患者相比，携带突变NOTCH1基因的患者的OS也相对较差。在基线队列中还调查了临床特征的预后潜力，包括年龄、临床分期、受体状态、新辅助治疗和手术后辅助化疗。
对于DFS，五个临床特征（年龄、临床分期、受体状态、新辅助治疗和手术后辅助治疗史）被纳入具有Firth惩罚可能性的多变量Cox回归模型，以减轻潜在的混杂影响。TP53突变和CTCF/GNAS突变与较差DFS相关（图3A）。然而，TOP1突变与DFS不再有明显关系，尽管其点估计显示TOP1突变的患者在手术切除后可能有相对较差的预后。对于OS，在多变量模型中对相同的潜在混杂因素进行了调整。NOTCH1突变与BC患者的OS呈负相关（图3B）。与没有TP53突变的患者相比，有TP53突变的患者的OS相对较差。
图3 基线预后指标和调整后的风险比值
03 - ctDNA突变状态的连续监测
接下来，作者对ctDNA监测队列中59名患者的连续血浆样本进行了基因组分析。24名患者同时拥有基线肿瘤样本和序列ctDNA样本，其中19名患者在复发和/或转移后一个月内进行了首次ctDNA检测。19名患者中的13名在首次ctDNA检测时ctDNA状态为阳性，最常被改变的基因是TP53和PIK3CA。值得注意的是，在复发和/或转移期间，有3名患者新发现了TP53突变，其基线肿瘤组织样本的TP53突变是阴性的。
在连续监测期间，作者还观察到那些在基线队列中发现的预后基因改变的动态变化（图4）。在ctDNA监测队列的59名患者中，11名患者有新发现的TP53突变，5名患者在后续治疗中失去了TP53突变。虽然只有两名患者在复发和/或转移后的初次ctDNA检测时有NOTCH2的改变，但在随访过程中，有5名患者新发现NOTCH2改变。GNAS和TOP1突变显示出与NOTCH2相似的进化模式；然而，携带CTCF和NOTCH1突变的患者比例相对较低，其进化模式也很稳定。
图4 ABC治疗期间基线预后遗传特征的演变模式
随后，在ctDNA监测队列中调查了ABC治疗方案、临床反应和ctDNA动态变化之间的关系。大多数患者在ABC治疗开始时接受了化疗或内分泌治疗，随后是单克隆抗体药物、酪氨酸激酶抑制剂、细胞周期抑制剂或免疫治疗。四线ABC治疗后，总反应率下降到<10%。患者在接受后期治疗时更频繁地进行ctDNA检测，而且ctDNA阳性率随着ABC治疗的行数不断增加，从59.46%增加到85.29%。此外，患者在接受靶向药物、TKIs或细胞周期抑制剂治疗时，更有可能进行ctDNA检测。在连续监测期间，21名患者的TP53突变状态保持阴性，22名患者保持阳性。在最初的ctDNA检测中TP53突变呈阳性的5名患者中，至少有一个系列血浆样本中检测不到TP53突变。共有11名患者是新发现的TP53突变，其中2名患者后来失去了获得性TP53突变。这11名患者在检测到新的TP53突变时正在接受化疗或靶向治疗，而他们中没有人在接受内分泌治疗。BC亚型似乎与新发现的TP53突变没有密切关系，11名患者中有3名出现了亚型转换（HR阳性/HER2阴性到TNBC；HER2富集到HR阳性/HER2阴性；HR阴性/HER2阳性到TNBC；然后再到HR阴性/HER2阳性）。在检测到新的TP53突变时，11名患者中有5名已经或正在接受铂化疗；然而，在48名没有新发现TP53突变的患者中，有7名观察到铂化疗记录。
根据ABC治疗期间TP53突变的演变模式，将ctDNA监测队列中的患者进一步分为四个亚组，包括TP53突变-始终阴性组、TP53突变-保持组、TP53突变-新识别组和TP53突变-丢失组。TP53突变保持组和新发现组患者的中位OS分别为71.4和61.2个月，短于TP53突变始终阴性（224.5个月）或TP53突变成为阴性（150.0个月）的患者。TP53突变的进化模式与ABC患者的OS明显相关（图5A）。此外，与TP53突变-一直阴性组的患者相比，新发现的TP53突变患者的OS明显较差。为了减轻获得TP53突变的时间的混杂影响，还调查了四线治疗时/前TP53突变状态的动态变化。与整个ABC治疗史得出的结果相似，当限制四线治疗的时间内，TP53突变演化模式与OS之间的关系仍有统计学意义（图5B），表明新发现的TP53突变是ABC患者OS的一个负面生物标志物。
图5 在TP53突变的不同进化模式的患者中总生存率KM曲线
然而，与TP53突变-一直阴性组或TP53突变-丢失组相比，在TP53突变-新识别组中既没有观察到所有突变基因的VAFs（图S1A），也没有观察到除TP53以外的突变基因的VAFs（图S1B）。对于ctDNA监测期间的最大VAF，也得到了类似的结果（图S1C,D），表明这三个亚组的疾病负担可能没有区别。值得注意的是，与突变常阴组相比，突变维持组的所有突变基因的最大VAF和除TP53以外的突变基因的VAF明显较高。
图S1 循环肿瘤DNA（ctDNA）监测队列中患者的变异等位基因频率（VAF）
此外，在三名新发现TP53突变的患者中观察到TP53克隆的扩展（图S2A）。在TP53突变-新鉴定组的另外6名患者中，TP53突变VAF和最大VAF的动态模式高度相关，尽管TP53克隆在这些患者中可能不是优势克隆（图S2B）。在其余两名患者中，当最大VAF下降时，也发现了新的TP53突变（图S2C）。
图S2 11位新发现的TP53突变患者的TP53突变和最大变异等位基因频率的波动情况
四、结论
综上所述，作者对经历复发和/或转移的ABC患者进行了一项回顾性研究。四个基线肿瘤遗传特征，包括TP53、CTCF、GNAS和NOTCH1，被确定为ABC的潜在预后因素。在ABC治疗期间，液体活检中新发现的TP53突变与预后不良有关，TP53突变的进化模式有可能作为复发性BC患者的预后因素。
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