HER2变异形式及检测方法详解：从乳腺癌到其他瘤种的应用
HER2变异形式及检测方法详解：从乳腺癌到其他瘤种的应用
HER2基因是肿瘤学领域的重要研究对象，其变异形式在多种恶性肿瘤中都有所体现。本文详细介绍了HER2基因的发现历史、变异形式、检测方法及其在不同瘤种中的表达情况，同时探讨了靶向HER2的药物种类。文章内容详实，引用了大量权威文献和临床指南，具有很高的专业性和参考价值。
什么是 HER2 基因？
1982年，Robert Weinberg团队从老鼠的神经母细胞瘤分离出一种致癌基因、命名为「neu基因」。1985年，Arthur Levinson团队在人类基因组DNA库中找到了neu的人类同源基因，与另一个人类表皮生长因子受体基因HER一致，为有所区分，团队把新发现的基因重新命名为HER2[1]。
实际上，HER2为人类表皮生长因子受体2（Human epidermal growth factor receptor 2），是一种由ERBB2基因编码的酪氨酸激酶受体膜糖蛋白，由胞外配体结构域（ECD）、跨膜结构域（TM）和胞内酪氨酸激酶结构域（TKD）三部分组成，属于表皮生长因子受体（EGFR）家族中的一员[2,3]。
HER2基因位于人类17号染色体长臂（17q12），属于原癌基因，参与调控细胞的生长、增殖、凋亡、分化等。HER2在正常情况下低表达或不表达，当正常细胞内HER2基因发生变异（过表达、扩增、突变）时，可异常激活下游信号通路，促进肿瘤细胞的生长增殖、活化、侵袭和转移等[4-6]。
HER2 变异形式有哪些？如何检测？
HER2变异主要包括HER2蛋白过表达、基因扩增、突变。HER2基因扩增常导致蛋白过表达；HER2突变包括插入、缺失、点突变等，如HER2外显子20插入突变。通常HER2基因扩增与HER2突变相互排斥。
不同的HER2变异检测方法各有不同。目前，免疫组织化学（IHC）法是检测HER2蛋白过表达的「金标准」，荧光原位杂交（FISH）法是检测HER2基因扩增的「金标准」，而二代测序（NGS）、Sanger测序、实时荧光定量PCR等则主要用于HER2突变检测，其中NGS技术不仅能够检测出几乎所有的HER2突变类型，而且能够检测HER2基因扩增情况，并能同时检测多种其他基因，目前已在临床得到广泛应用。
HER2 表达分类：DB04 能否开启 HER2 低表达新时代？
传统的HER2分类仅分为HER2阳性和阴性，随着DESTINY-Breast04研究[7]中新型抗体偶联药物（ADC）德曲妥珠单抗（T-DXd，DS-8201）的出色疗效，HER2低表达能否成为乳腺癌新的分子分型逐渐成为热议的话题。
但目前对于HER2低表达能否作为一个独立的分子分型，专家们的意见尚存分歧，多项国内外指南及共识也不支持HER2低表达乳腺癌作为新的分子病理亚型；且「HER2低表达」当前仅限于乳腺癌，在其他瘤种中的意义尚需进一步研究探索。
HER2 在不同瘤种中的表达情况
HER2在正常组织中低表达或不表达，但在多种恶性肿瘤中异常高表达，包括乳腺癌、胃癌、肺癌、结直肠癌、胆管癌、膀胱癌等。其中，HER2蛋白过表达在乳腺癌、胃癌、胆管癌中的发生率较高、约占20%，而在肺癌、结直肠癌中相对较少，分别占2.5%和5%[8]。通常HER2高表达意味着预后较差。
图 1. HER2扩增、过表达、突变在不同肿瘤中出现的频率[8]
不同瘤种 HER2 如何检测？如何判读？
目前，NCCN指南和CSCO指南明确推荐应进行HER2检测的瘤种包括：乳腺癌、胃癌、尿路上皮癌、结直肠癌、胆道恶性肿瘤、食管腺癌、唾液腺癌、非小细胞肺癌等。由于HER2在不同瘤种中的表达模式不同，其检测方法以及判读标准各不相同，目前胃癌、尿路上皮癌和非小细胞肺癌的HER2阳性判读标准已基本达成共识，而乳腺癌中「HER2低表达」的地位存在争议。
HER2 与乳腺癌
2024年《CSCO乳腺癌诊疗指南》[9]推荐所有乳腺原发性浸润性癌都应进行HER2检测。对于复发转移性乳腺癌患者，应尽量再检测HER2，以明确转移灶HER2的状态；对于乳腺多灶/多中心性浸润性癌，建议对每个肿瘤灶均进行HER2状态评估，特别是存在不同的组织学类型和分级时。
表 1. CSCO推荐的乳腺癌HER2具体判读方法[9]
对于IHC 2+的患者，应进一步通过ISH方法进行HER2基因状态检测。
表 2. 乳腺癌HER2 IHC 2+、ISH双探针检测结果判读标准[9]
但2024 v2 NCCN乳腺癌指南关于HER2检测的推荐[10]中，仍根据IHC和ISH将乳腺癌分为HER2阳性、HER2阴性。
图 2. NCCN指南HER2结果判读[10]
2022年《中国HER2低表达乳腺癌临床诊疗共识》[11]提出，HER2低表达有望成为新的乳腺癌治疗类型，但尚不认为HER2低表达乳腺癌为新的病理分子亚型。
HER2 与胃癌
HER2是胃癌（包括胃食管结合部腺癌）临床治疗的重要靶点，HER2阳性胃癌患者可从抗HER2治疗中获益。《胃癌胃镜活检标本HER2检测中国专家共识（2023版）》[12]指出，所有经病理诊断证实为胃腺癌的病例，胃镜活检标本均有必要进行HER2检测。通常胃癌活检标本先做IHC检测，因HER2低表达患者可能从新型抗体偶联药物（ADC）治疗中获益，报告结果时应明确IHC具体评分，包括1+和0需加以区别[13]。其判读标准如下：
表 3. 胃癌HER2免疫组织化学染色判读和评分标准[13]
IHC评分2+者需进一步结合ISH结果进行判读：HER2信号总数与CEP17信号总数的比值≥2.2，判断为有扩增，即ISH阳性；众多信号连接成簇或HER-2与CEP17信号比值>20时可不计算比值，判断为ISH阳性；HER2信号总数与CEP17信号总数的比值<1.8，判断为无扩增，即ISH阴性；若比值为1.8～2.2，为保证检测结果的准确性，再计数20个细胞或由另一位医师计数，若比值≥2.0判断为有扩增，若比值<2.0判断为无扩增[13]。
2024年《CSCO胃癌诊疗指南》[14]推荐的HER2检测流程与上述类似，IHC 2+时需结合ISH结果共同判断。
图 3. 《CSCO胃癌指南推荐》HER2检测流程[14]
HER2 与尿路上皮癌
HER2高表达通常与尿路上皮癌预后较差相关，但尿路上皮癌患者从单抗类及小分子抗HER2靶向治疗中获益有限，而抗HER2 ADC类药物在HER2过表达尿路上皮癌治疗中显示出了显著的临床疗效。因此，我国制定了首个针对ADC药物的尿路上皮癌HER2检测临床病理专家共识《中国尿路上皮癌人表皮生长因子受体2检测临床病理专家共识》[15]。
《共识》推荐所有局部晚期或转移性尿路上皮癌患者常规进行HER2蛋白表达检测，同时推荐所有术后经病理学诊断为肌层浸润性尿路上皮癌（≥pT2期）的患者常规行HER2蛋白表达检测。HER2蛋白表达检测可作为指导抗HER2 ADC药物的治疗决策。
《共识》推荐尿路上皮癌HER2蛋白表达IHC检测的判读标准参照乳腺癌HER2检测指南的判读标准，根据尿路上皮癌染色特点略有修改，具体见表 4。
表 4. 尿路上皮癌HER2蛋白表达IHC染色判读和评分标准[15]
对于IHC 2+或检测结果有争议的患者仍然可以采用FISH检测进一步明确HER2基因扩增情况。判读标准参照乳腺癌检测指南的判读标准，略有修改，具体见表 5。
表 5. 尿路上皮癌HER2基因扩增FISH检测判读标准[15]
HER2 与非小细胞肺癌
HER2变异的非小细胞肺癌被认为是一种独特的分子亚型，往往具有较差的预后，并且也与EGFR-TKI耐药有关。《中国非小细胞肺癌HER2基因变异临床诊疗实践专家共识》[16]指出，对于Ⅲ、Ⅳ期肺腺癌或肺鳞癌患者，无论有或无轻微吸烟史，特别是女性患者推荐进行HER2突变检测；同时对于EGFR-TKI耐药患者强烈推荐进行HER2扩增检测。
HER2蛋白表达检测可采用IHC技术，HER2扩增检测可采用NGS和FISH技术，HER2突变检测优先采用NGS技术，NGS不可及时，HER2突变检测可采用其它技术（ARMS-PCR、ddPCR和Sanger测序）。
图 4. 非小细胞肺癌HER2免疫组织化学检测判读标准[16]
图 5. 非小细胞肺癌HER2双探针原位杂交检测判读标准[16]
HER2 与结直肠癌
在结直肠癌中，HER2扩增/过表达的总体发生率约为5%，与KRAS、NRAS和BRAF突变存在相互排斥。《结直肠癌分子标志物临床检测中国专家共识》[17]推荐对于经标准治疗失败后的mCRC患者可进行HER2扩增/过表达的检测。结直肠癌HER2的检测方法和判断标准均来自临床研究方案，尚未建立经过权威机构认证的、作为伴随诊断的检测流程和判读标准。目前结直肠癌HER2过表达的判断标准主要参考HERACLES研究[18]，即应用IHC和FISH作为评估HER2过表达和基因扩增的标准方法，HER2免疫组化判读为可疑阳性患者，应行FISH检测进一步明确HER2基因状态；其中FISH检测出HER2基因扩增阳性的标准为≥50%肿瘤细胞中HER2/CEP17比值≥2.0，其余为阴性。
靶向 HER2 的药物有哪些种类？
抗HER2靶向药物主要分为三大类：大分子单克隆抗体、小分子酪氨酸激酶抑制剂（TKI）和ADC。
大分子单克隆抗体
单抗是HER2过表达肿瘤靶向治疗的主要药物，包括曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、马吉妥昔单抗等；此外也有新型的双特异性抗体泽尼达妥单抗（zanidatamab），可同时作用于曲妥珠单抗和帕妥珠单抗结合位点。
小分子酪氨酸激酶抑制剂
小分子TKI主要通过抑制HER2蛋白的酪氨酸激酶活性发挥抗肿瘤作用，包括选择性HER2-TKI如吡咯替尼、拉帕替尼等，非选择性HER2-TKI如阿法替尼、达可替尼、奈拉替尼等。
抗体偶联类药物
ADC药物将特异性靶向HER2的抗体与化学毒性药物结合，通过特异性抗体将毒性药物导向HER2过表达的肿瘤细胞中，从而发挥高效低毒的作用，主要包括恩美曲妥珠单抗（T-DM1）、德曲妥珠单抗、维迪西妥单抗（RC48）等。
小结：
曲妥珠单抗、帕妥珠单抗在HER2阳性乳腺癌中的应用已成为标准治疗。随着新型抗HER2 ADC药物在不同瘤种中展现出的惊人疗效，越来越多的肿瘤又新添了一种抗肿瘤治疗手段即抗HER2治疗。然而，HER2在不同瘤种中的表达模式不同，其检测方法及判读标准也各有不同。未来如何规范HER2的检测及判读、准确筛选HER2阳性人群、选择最佳的抗HER2治疗手段均有待进一步研究。相信随着精准医学技术的不断进步和临床药物的研发，HER2的评估和抗HER2治疗也将更加精准和高效。
参考文献
[1] Shih C, Padhy LC, Murray M, Weinberg RA. Transforming genes of carcinomas and neuroblastomas introduced into mouse fibroblasts. Nature. 1981 Mar 19;290(5803):261-4.
[2] Wu VS, Kanaya N, Lo C, et al. From bench to bedside: What do we know about hormone receptor-positive and human epidermal growth factor receptor 2-positive breast cancer? J Steroid Biochem Mol Biol. 2015 Sep;153:45-53.
[3] Mar N, Vredenburgh JJ, Wasser JS. Targeting HER2 in the treatment of non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 2015 Mar;87(3):220-5.
[4] Galogre M, Rodin D, Pyatnitskiy M, et al. A review of HER2 overexpression and somatic mutations in cancers. Crit Rev Oncol Hematol. 2023 Jun;186:103997.
[5] Iqbal N, Iqbal N. Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2) in Cancers: Overexpression and Therapeutic Implications. Mol Biol Int. 2014;2014:852748.
[6] 吕伟, 张淑群, 靳耀锋, 等.HER-2基因突变在恶性实体瘤中的临床研究进展[J].现代肿瘤医学,2021,29(23):4238-4242.
[7] H.S. Rugo, W. Jacot, E. Tokunaga, et al. Trastuzumab deruxtecan (T-DXd) vs treatment of physician’s choice (TPC) in patients (pts) with HER2-low unresectable and/or metastatic breast cancer (mBC): a detailed safety analysis of the randomized, phase 3 DESTINY-Breast04 trial. 2023 ESMO BC. Abstract: 185O.
[8] Oh DY, Bang YJ. HER2-targeted therapies - a role beyond breast cancer. Nat Rev Clin Oncol. 2020 Jan;17(1):33-48.
[9] CSCO乳腺癌诊疗指南2024.
[10] NCCN乳腺癌指南2024 v2.
[11] 中国抗癌协会国际医疗与交流分会, 中国医师协会肿瘤医师分会乳腺癌学组.人表皮生长因子受体2低表达乳腺癌临床诊疗共识(2022版)[J].中华肿瘤杂志,2022,44(12):1288-1295.
[12] 中国抗癌协会胃癌专业委员会, 中国抗癌协会肿瘤内镜学专业委员会.胃癌胃镜活检标本HER-2检测中国专家共识(2023版)[J].中国肿瘤临床,2023,50(19):973-982.
[13] 胃癌HER2检测指南(2016版)》专家组.胃癌HER2检测指南(2016版)[J].中华病理学杂志,2016,45(008):528-532.
[14] CSCO胃癌诊疗指南2024.
[15] 中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会, 中国临床肿瘤学会尿路上皮癌专家委员会.中国尿路上皮癌人表皮生长因子受体2检测临床病理专家共识[J].中华肿瘤杂志,2021,43(10):1001-1006.
[16] Zhang S, Wang W, Xu C, et al. Chinese expert consensus on the diagnosis and treatment of HER2-altered non-small cell lung cancer. Thorac Cancer. 2023 Jan;14(1):91-104.
[17] 中国临床肿瘤学会(CSCO)结直肠癌专家委员会.结直肠癌分子标志物临床检测中国专家共识[J].中华胃肠外科杂志,2021,24(3):7.
[18] Tosi F, Sartore-Bianchi A, Lonardi S, et al. Long-term clinical outcome of trastuzumab and lapatinib for HER2-positive metastatic colorectal cancer. Clin Colorectal Cancer. 2020;19(4):256-262.e2.