新型抗体偶联药物(ADC)已成为治疗HER2阳性乳腺癌的里程碑式药物。然而,与所有靶向疗法一样,获得性耐药是无法回避的临床挑战。近期,一项发表于Cancer Discovery的研究系统揭示了ADC药物获得性耐药的两大核心机制:肿瘤细胞通过下调甚至完全丢失HER2蛋白表达,或产生特定基因突变以阻止药物结合,从而逃避ADC药物的杀伤。该研究更前瞻性地提出,联合使用靶向不同抗原(如HER2和TROP2)但携带相同细胞毒载荷的ADC,可作为一种有效的克服耐药策略,这为临床实践和未来ADC药物研发提供了全新思路。
编者按:新型抗体偶联药物(ADC)已成为治疗HER2阳性乳腺癌的里程碑式药物。然而,与所有靶向疗法一样,获得性耐药是无法回避的临床挑战。近期,一项发表于Cancer Discovery的研究系统揭示了ADC药物获得性耐药的两大核心机制:肿瘤细胞通过下调甚至完全丢失HER2蛋白表达,或产生特定基因突变以阻止药物结合,从而逃避ADC药物的杀伤。该研究更前瞻性地提出,联合使用靶向不同抗原(如HER2和TROP2)但携带相同细胞毒载荷的ADC,可作为一种有效的克服耐药策略,这为临床实践和未来ADC药物研发提供了全新思路。
抗体偶联药物(Antibody-Drug Conjugate,ADC)通过将高特异性抗体与强效细胞毒性药物偶联,实现了对肿瘤细胞的精准打击。以T-DXd为代表的HER2靶向ADC,不仅在HER2阳性乳腺癌中疗效卓越,更将治疗版图成功拓展至HER2低表达人群,革新了治疗格局。然而,大多数患者最终会对T-DXd产生耐药,导致疾病进展。
传统上,对ADC耐药的讨论多集中于载荷药物的外排、连接子稳定性或“旁观者效应”受限等方面。但这项最新研究将目光聚焦于最根本的环节——靶抗原本身。研究通过分析大规模临床队列数据,并结合严谨的体外与体内实验模型,证实HER2靶点的“消失”或“变形”,是驱动T-DXd临床耐药的关键。
一、临床证据
近半数患者进展时出现HER2表达下调或丢失
为了探究T-DXd治疗过程中HER2表达的真实变化,研究团队对102名接受标准T-DXd治疗、且拥有配对治疗前与进展后肿瘤样本的乳腺癌患者进行了回顾性分析。结果引人注目:49%的患者在疾病进展时,其肿瘤组织的HER2免疫组化(IHC)评分出现显著下降。在这些HER2下调的患者中,高达52%的病例出现了HER2表达的完全丧失(IHC评分降至0)。
图1(A)本研究小组在102例基线HER2表达水平不同并接受标准治疗T-DXd的乳腺癌患者中进行了一项回顾性研究,通过比较真实世界的治疗前和进展后活检,发现大多数患者的HER2下调,HER2 IHC和下一代测序(24)。
(B)(左)对治疗前后患者活检样本进行HER2 IF检测的代表性图像。(右)通过IF测定15份治疗前和16份治疗后样本(包括9对样本)中HER2染色的时间变化定量。通过非配对双尾t检验确定P值。P<0.01。
(C)不同浓度多西环素诱导MCF10A细胞48h后HER2总表达水平的Western blot分析。显示了代表性印迹,独立重复实验3次。
作为对照,研究分析了另一组接受TROP2靶向ADC(Sacituzumab Govitecan)治疗且基线HER2阳性的患者。在这组患者中,治疗后出现HER2丢失的比例仅为5%。
这一对比强烈提示,HER2表达的下降并非随机的肿瘤进化结果,而是在T-DXd治疗的选择性压力下,肿瘤细胞为了生存而采取的主动适应策略。同时,研究也发现,HER2高表达(3+)的患者发生HER2丢失的比例最低,而HER2低表达(1+)患者的发生率最高,这可能因为HER2在后者中并非绝对的生存驱动因子,因此更易被放弃。
二、分子机制
HER2基因突变直接导致药物结合与内化障碍
除了蛋白表达量的减少,研究还发现了更为“精细”的耐药机制——HER2(ERBB2)基因的特定点突变。通过对451例患者的临床基因组数据分析,研究者鉴定出三个位于曲妥珠单抗(即T-DXd的抗体部分)结合关键区域的突变:V597M、P593R和Q213*。
图2对于9名HER2阳性转移性乳腺癌(MBC)且对T-DXd迅速出现进展(无进展生存期<3个月)的患者,其临床基因组数据如图肿瘤印记图所示,每一列代表不同的患者。发现两名患者存在值得关注的ERBB2突变:患者#2具有Q213突变,患者#9具有V597M不明意义变异(VUS)。未发现EGFR、ERBB3、PTEN、AKT1、MAPK1或SLX4的突变。
V597M与P593R(结构破坏型):这两个突变直接位于抗体结合域。分子动力学模拟显示,V597M突变会改变局部空间结构,导致其与曲妥珠单抗的结合亲和力下降。在工程化细胞系中,尽管突变蛋白能正常表达并定位在细胞膜上,但T-DXd的内化效率显著降低,细胞对药物的敏感性急剧下降(IC50值大幅升高)。
Q213*(表达截断型):该突变导致蛋白合成提前终止,产生截短的、无功能的HER2蛋白。细胞实验证实,此类细胞几乎无法内化T-DXd。
值得注意的是,其中一例携带P593R突变的患者,是在经历了长达32个月的T-DXd显著疗效后才出现进展,且突变在进展后的活检中才被检测到。这清晰地展示了获得性耐药的动态演化过程:在药物的长期压力下,肿瘤克隆筛选出能规避药物结合的突变,最终导致治疗失败。
图3(顶部)显示了携带ERBB2 V597M突变且在T-DXd治疗中病情快速进展的患者的影像学和病理学数据。她在T-DXd治疗开始至两个月后的PET-CT检查显示已知肝脏病灶快速进展。(中部)HER2 IHC染色显示HER2表达无变化。(底部)Lolliplot图显示P593R和V597M突变位于曲妥珠单抗结合区域之一,Q213*突变位于类富林半胱氨酸丰富区。
三、破局之道
双靶点ADC联合,绕开单一靶点丢失困局
既然耐药源于HER2这一“入口”的关闭,那么开辟新的“入口”递送相同的杀伤性载荷,是否就能克服耐药?研究团队基于这一巧思,提出了创新的解决方案。
研究人员发现,即使HER2表达极低或存在结合突变,肿瘤细胞对T-DXd所携带的拓扑异构酶I抑制剂载荷(DXd)本身仍然是敏感的。因此,他们尝试联合使用另一种靶向TROP2(在乳腺癌中广泛表达)且搭载相同DXd载荷的ADC药物——Datopotamab Deruxtecan(Dato-DXd)。实验结果令人振奋:
在HER2低表达的细胞模型中,低剂量的T-DXd与Dato-DXd联合使用,其诱导的细胞毒性与高剂量单药治疗相当,甚至更优。
图4(A)用1μg/mL T-DXd与0.05μg/mL(组1)(代表HER2 1+)或1μg/mL多西环素诱导(组2)(代表HER2 3+)处理MCF10A,或在0.05μg/mL多西环素诱导(组3)下用额外的0.01μM有效负载DXd处理MCF10A。数据表示为平均值±SD,n=3。通过组2和组3之间的非配对双尾t检验确定p值。P<0.0001。
(B)在不同浓度多西环素(代表不同HER2水平)下用1μg/mL抗TROP2 ADC Dato-DXd处理的细胞数量。通过组间非配对双尾t检验确定p值:ns,不显著(P>0.05)。
(C)细胞生长曲线显示了T-DXd、Dato-DXd及其组合在0.2μg/mL多西环素诱导的MCF10A HER2 OE细胞中的作用。数据表示为平均值±SD,n=3。显示了1μg/mL T-DXd+1μg/mL Dato-DXd与10μg/mL T-DXd或10μg/mL Dato-DXd组合之间最终时间点(第7天)的P值。P<0.0001;ns,不显著(P>0.05)。
机制上,双药联合显著增加了肿瘤细胞对DXd载荷的总内化量。体内实验中,在患者来源移植瘤(PDX)模型和细胞系衍生移植瘤(CDX)模型中,低剂量联合治疗组显示出比任一单药(即使是更高剂量的单药)更强的肿瘤生长抑制效果,且未增加小鼠的体重减轻等毒性信号。药代动力学分析证实,联合治疗组肿瘤组织内的DXd浓度与血浆浓度比值更高,实现了更高效的瘤内药物递送。
这项工作表明,“饱和”式的高剂量单药治疗并非最佳策略。相反,通过合理组合不同靶点的ADC,以较低的剂量实现更全面、更均匀的肿瘤杀伤,同时有望降低毒副作用,是一种极具潜力的新型治疗范式。
小结
这项研究深刻揭示了T-DXd获得性耐药的核心在于靶抗原的丢失与逃逸,将我们对ADC耐药机制的理解提升到了新的层次。更重要的是,它不仅提出了问题,更指明了出路:针对同一肿瘤抗原池(如TROP2、HER3、FRα等)开发携带相同或协同作用载荷的ADC“工具箱”,并通过联合用药策略,有望最大限度地预防和克服因单个靶点下调而导致的耐药,为延长晚期癌症患者的生存期带来了充满希望的新方向。
▌参考文献:
[1]Chen W,Gupta A,Mai N,Nag S,Lau JS,Singh S,Chodera JD,Liu B,de Stanchina E,Pareja F,Hashmi AA,Lieberman MM,Modi S,Bromberg J,Razavi P,Drago JZ,Chandarlapaty S.Trastuzumab Deruxtecan(T-DXd)Resistance via Loss of HER2 Expression and Binding.Cancer Discov.2025 Nov 10:10.1158/2159-8290.CD-25-0647.doi:10.1158/2159-8290.CD-25-0647.Epub ahead of print.PMID:41212147;PMCID:PMC12631751.
[2]Drago JZ,Modi S,Chandarlapaty S.Unlocking the potential of antibody-drug conjugates for cancer therapy.Nat Rev Clin Oncol.2021 Jun;18(6):327-344.doi:10.1038/s41571-021-00470-8.Epub 2021 Feb 8.PMID:33558752;PMCID:PMC8287784.
[3]Coates JT,Sun S,Leshchiner I,Thimmiah N,Martin EE,McLoughlin D,Danysh BP,Slowik K,Jacobs RA,Rhrissorrakrai K,Utro F,Levovitz C,Denault E,Walmsley CS,Kambadakone A,Stone JR,Isakoff SJ,Parida L,Juric D,Getz G,Bardia A,Ellisen LW.Parallel Genomic Alterations of Antigen and Payload Targets Mediate Polyclonal Acquired Clinical Resistance to Sacituzumab Govitecan in Triple-Negative Breast Cancer.Cancer Discov.2021 Oct;11(10):2436-2445.doi:10.1158/2159-8290.CD-21-0702.Epub 2021 Aug 17.PMID:34404686;PMCID:PMC8495771.