ADC药物是乳腺癌治疗中快速发展的治疗策略，抗HER2的ADC药物在HER2阳性乳腺癌中显示出显著疗效，但部分患者仍会出现疾病进展。近期，《美国国家科学院院刊》发表了题为《SNX10 deficiency impairs sensitivity to anti-HER2 antibody-drug conjugates via altering HER2 trafficking in HER2-positive breast cancer》的研究[1]，通过分析患者来源类器官模型、I-SPY2临床试验及耐药细胞株的转录组数据，揭示了SNX10缺陷导致抗HER2ADC药物耐药的关键机制。
编者按：ADC药物是乳腺癌治疗中快速发展的治疗策略，抗HER2的ADC药物在HER2阳性乳腺癌中显示出显著疗效，但部分患者仍会出现疾病进展。近期，《美国国家科学院院刊》发表了题为《SNX10 deficiency impairs sensitivity to anti-HER2 antibody-drug conjugates via altering HER2 trafficking in HER2-positive breast cancer》的研究[1]，通过分析患者来源类器官模型、I-SPY2临床试验及耐药细胞株的转录组数据，揭示了SNX10缺陷导致抗HER2ADC药物耐药的关键机制。
研究背景
乳腺癌是一种异质性疾病，可分为不同分子亚型。HER2是有效的癌症治疗靶点，约20%的乳腺癌呈HER2阳性[2]。靶向HER2治疗的临床应用显著改善了HER2阳性乳腺癌的临床结局。ADC药物作为一种靶向治疗，通过连接子将细胞毒性载荷与单克隆抗体的选择性相结合，在HER2阳性乳腺癌中显示出优异疗效[3]。目前获批用于HER2阳性乳腺癌的ADC药物如T-Dxd和T-DM1已取得巨大成功[4-6]。在DESTINY-Breast 03试验中，接受T-Dxd治疗的晚期HER2阳性乳腺癌患者较T-DM1组显示出显著获益[7]。
尽管临床疗效显著，部分患者在ADC药物治疗下仍出现疾病进展，这要求关注ADC药物耐药机制的研究。探索ADC药物耐药机制可为阐明其作用机制提供见解，并促进预测性生物标志物的开发以改善患者选择。本研究通过分析I-SPY2试验和患者来源类器官队列的RNA测序数据，探索抗HER2ADC药物的耐药机制，发现异常HER2细胞内运输是潜在耐药机制之一，并鉴定出囊泡运输相关基因分选连接蛋白10在其中发挥关键作用。
研究方法
为探索抗HER2ADC药物的耐药机制，研究者分析了不同HER2阳性乳腺癌模型的RNA测序数据。利用I-SPY2试验的测序数据探索T-DM1耐药机制，将未达病理学完全缓解的患者视为“耐药”，达病理学完全缓解者视为“敏感”。由于缺乏含T-Dxd反应信息的已发表RNA测序数据，研究者使用患者来源类器官进行药物敏感性筛选，并基于HER2扩增的SKBR3细胞构建了T-Dxd耐药细胞株。
患者来源类器官成功从9例未经治疗的激素受体阴性、HER2阳性乳腺癌样本中建立。根据对T-Dxd的不同敏感性，3例被分类为敏感，4例被分类为耐药。这些类器官对T-DM1也表现出相似敏感性。耐药类器官仍对高浓度抗HER2ADC药物有反应，代表一组敏感性较低的反应者。SKBR3-TR是对T-Dxd耐药但非完全不敏感的细胞株。
基于ADC药物由抗体、连接子和载荷组成的特点，其耐药机制主要包括三个方面：抗原-抗体结合水平低、连接子溶酶体加工不足、以及对细胞毒性载荷的耐药（如P-糖蛋白过表达）。连接子裂解加工可受ADC药物胞内运输和溶酶体功能影响。据此，研究者将通路分为四类：1）HER2相关通路；2）胞内运输相关通路；3）溶酶体相关通路；4）载荷相关通路。通过基因集变异分析和基因集富集分析，发现耐药组表现出异常HER2相关通路和胞内运输相关通路水平。
研究结果
1.SNX10敲低介导抗HER2ADC药物耐药
为鉴定介导抗HER2ADC药物耐药的失调基因，研究者分析了属于囊泡相关通路的差异表达基因。在患者来源类器官队列耐药组和SKBR3-TR细胞的差异表达基因中，25个共有差异表达基因与囊泡运输相关，其中SAA1和SNX10在三个数据集的耐药组中分别上调和下调。SNX10显示出更大倍变化，因此被选为研究焦点。SNX10在患者来源类器官队列耐药组和SKBR3-TR细胞中显著下调，这一相关性在I-SPY2试验T-DM1/帕妥珠单抗组中也得到验证。
图1.异常HER2囊泡运输介导抗HER2ADC药物耐药
为确定SNX10在抗HER2ADC药物中的作用，研究者敲低HER2阳性细胞系中SNX10表达，并在SKBR3-TR中过表达SNX10。结果显示，SNX10水平降低可显著抑制SKBR3和HCC1954细胞对T-Dxd和T-DM1的敏感性，而SNX10过表达可使SKBR3-TR对两种药物的敏感性恢复至与亲本细胞相当水平。集落形成实验也显示，SNX10敲低增加了SKBR3细胞在药物处理下的集落形成能力。细胞活力实验表明，SNX10敲低可抑制T-Dxd和T-DM1的生长抑制作用。
在JIMT-1细胞异种移植实验中，对照组的肿瘤对T-DM1和T-Dxd反应良好，表现为药物处理后肿瘤体积减小。而SNX10敲低组肿瘤体积无明显变化，对两种药物敏感性降低。
SNX10缺陷细胞对其他HER2靶向药物（曲妥珠单抗、tucatinib、neratinib）的敏感性也显著降低，提示SNX10缺陷可能通过下调HER2水平导致对多种抗HER2药物的交叉耐药。而SNX10缺陷细胞对细胞毒性载荷DXd和DM1的敏感性无改变，表明细胞毒性载荷可能不参与SNX10诱导的耐药。
2.SNX10缺乏促进HER2溶酶体降解
SNX10敲低下HER2蛋白水平降低而ERBB2 mRNA水平不变，SKBR3-TR细胞中也观察到类似趋势，过表达SNX10可恢复HER2蛋白水平。放线菌酮追踪实验显示，SNX10缺陷通过加速HER2蛋白降解降低其水平，而过表达SNX10抑制HER2降解。溶酶体抑制剂可逆转SNX10缺陷诱导的HER2降解，而蛋白酶体抑制剂无效，表明SNX10缺陷促进HER2溶酶体降解。
3.SNX10通过破坏HER2再循环调节细胞表面HER2水平
流式细胞术显示，SNX10缺陷导致SKBR3、HCC1954和JIMT-1细胞表面HER2蛋白水平显著降低。免疫荧光显示，SNX10敲低细胞中细胞内HER2比例显著增加，而SKBR3-TR中恢复SNX10水平可防止HER2胞内积聚。
SNX10存在于早期内体和再循环内体中，但不存在于晚期内体。内化实验显示，SNX10缺陷细胞在120分钟时内吞HER2水平与对照细胞相似，表明SNX10缺乏不影响HER2内吞量。而再循环实验显示，SNX10敲低细胞HER2再循环率显著减弱。免疫荧光显示，SNX10下调时HER2与溶酶体共定位增加，与再循环内体共定位减少。
4.SNX10缺陷下调内体RAB11A
SNX10敲低细胞中RAB11A荧光强度减弱，其转录和蛋白水平下调。RAB11A低水平也可导致SKBR3和HCC1954细胞对抗HER2ADC药物耐药。过表达RAB11A可逆转SNX10敲低引起的HER2蛋白水平下调、细胞表面HER2减少及胞内异常积聚，并恢复缺陷的HER2囊泡再循环。RAB11A过表达可有效使SNX10缺陷的SKBR3和HCC1954细胞对两种药物重新敏感，也可恢复SKBR3-TR细胞对抗HER2ADC药物的敏感性。
5.SNX10通过STAT1调节RAB11A
免疫沉淀联合质谱分析发现STAT1为SNX10相互作用蛋白。外源性免疫共沉淀证实SNX10可与STAT1相互作用，免疫荧光显示两者在胞质部分共定位。SNX10的PX结构域对此相互作用至关重要。
JASPAR数据库预测显示STAT1可能结合RAB11A启动子区，染色质免疫沉淀-qPCR证实RAB11A启动子区含有STAT1结合位点，SNX10敲低降低STAT1与RAB11A启动子区的结合。STAT1抑制剂处理可抑制RAB11A mRNA水平并降低药物敏感性。
耐药细胞中p-STAT1水平降低，SNX10敲低细胞中p-STAT1水平明显下降，过表达SNX10及含PX结构域的截短体可恢复p-STAT1及RAB11A水平。患者来源类器官队列中，耐药组SNX10、RAB11A和p-STAT1的H评分显著低于敏感组。
讨论与结论
本研究发现异常HER2通路和囊泡相关通路是抗HER2ADC药物的部分耐药机制，并鉴定出囊泡运输相关基因SNX10在抗HER2ADC药物敏感性中起关键作用。SNX10缺乏抑制HER2再循环，同时促进HER2进入溶酶体降解。SNX10与转录因子STAT1直接相互作用，后者结合RAB11A启动子区并调节其转录。因此，SNX10低水平下调RAB11A，导致细胞表面HER2水平降低，引起抗HER2ADC药物耐药。
抗HER2ADC药物的耐药机制复杂。本研究聚焦于SNX10缺陷如何影响细胞HER2水平进而导致耐药。但患者来源类器官队列的基因本体富集分析中观察到细胞增殖通路的显著富集，提示两组间可能存在增殖速率差异。本研究已证实SNX10缺陷诱导的耐药与增殖速率或化疗耐药无关。此外，T-Dxd现已广泛用于HER2低表达乳腺癌，本研究提出的耐药机制是否适用于HER2低表达背景仍需进一步研究。
靶向药物若靶点不可及则无法有效发挥作用。多项研究提示HER2水平对抗HER2ADC药物具有重要预测价值。根据本研究，SNX10缺陷的HER2阳性乳腺癌细胞表面HER2水平较低，导致对抗HER2ADC药物的内在耐药。此外，治疗后HER2染色强度下降在多研究中被观察到，HER2丢失可能是HER2靶向治疗获得性耐药的潜在机制。本研究中SNX10缺陷在诱导的耐药细胞株中被发现，可部分代表肿瘤细胞在抗HER2治疗下的动态变化，提示SNX10缺陷也可能作为治疗后HER2丢失的潜在机制，从而导致抗HER2ADC药物获得性耐药。
胞内膜运输对HER2下游信号调控至关重要，其中HER2内体运输仍存争议。既往研究表明HER2或因其内化抵抗或高效再循环而滞留于质膜。受体运输调节药物递送及细胞表面水平。与传统单克隆抗体不同，ADC药物依赖有效的细胞内化和溶酶体降解以实现细胞毒性载荷的有效递送。囊泡再循环与溶酶体运输间的平衡对ADC药物活性也有相反影响。本研究中，SNX10缺陷情况下HER2再循环减少和溶酶体降解增加共同降低抗HER2ADC药物敏感性。
本研究优势在于：整合了临床试验、患者来源类器官模型和耐药细胞系的多源转录组数据，系统筛选抗HER2ADC药物耐药相关基因；通过体内外实验验证SNX10功能，并深入阐明其通过STAT1-RAB11A轴调控HER2运输的分子机制；鉴定出SNX10作为潜在生物标志物，为临床预测抗HER2ADC药物疗效提供新思路。
研究局限性包括：SNX10对抗HER2ADC药物敏感性的影响仍需在更大规模队列中验证；SNX10在囊泡分选中的具体作用机制及其是否影响其他ADC药物受体、导致非HER2靶向ADC药物交叉耐药需深入研究。
综上，本研究发现SNX10通过调节HER2再循环影响其亚细胞分布，SNX10缺陷导致RAB11A下调、细胞表面HER2减少，从而引起抗HER2ADC药物耐药。HER2内体运输机制的阐明为深入理解HER2阳性乳腺癌靶向治疗耐药机制提供了新视角。
▌参考文献：
[1].Yu-Fei Chena，Qing-Hua Zhanga，Zhong-Wei Zhang et al.SNX10 deficiency impairs sensitivity to anti-HER2 antibody–drug conjugates via altering HER2 trafficking in HER2-positive breast cancer.PNAS 2025 Vol.122 No.16 e2417586122
[2].N.Harbeck et al.，Breast cancer.Nat.Rev.Dis.Primers 5，66(2019).
[3].C.H.Chau，P.S.Steeg，W.D.Figg，Antibody-drug conjugates for cancer.Lancet 394，793–804(2019).
[4].V.Diéras et al.，Trastuzumab emtansine versus capecitabine plus lapatinib in patients with previously treated HER2-positive advanced breast cancer(EMILIA):A descriptive analysis of final overall survival results from a randomised，open-label，phase 3 trial.Lancet Oncol.18，732–742(2017).
[5].G.von Minckwitz et al.，Trastuzumab emtansine for residual invasive HER2-positive breast cancer.N.Engl.J.Med.380，617–628(2019).
[6].F.Andre et al.，Trastuzumab deruxtecan versus treatment of physician’s choice in patients with HER2-positive metastatic breast cancer(DESTINY-Breast02):A randomised，open-label，multicentre，phase 3 trial.Lancet 401，1773–1785(2023).
[7].J.Cortés et al.，Trastuzumab deruxtecan versus trastuzumab emtansine for breast cancer.N.Engl.J.Med.386，1143–1154(2022).
CN-20260331-00004
有效期:2028年3月31日
京公网安备 11010502033352号