恩美曲妥珠单抗T-DM1在HER2阳性乳腺癌中的研究进展

李智慧 综述 李志高 审校

据2020年全球癌症统计数据(GLOBOCAN)显示[1]，乳腺癌已经超越肺癌成为女性最常见的恶性肿瘤，每年约有226万乳腺癌新发病例，占所有癌症新发病例数的11.7%。在20%～30%的乳腺癌中可以检测到HER2基因的扩增和过表达[2]。HER2过表达型乳腺癌复发转移率高、预后较差[3]，经过以曲妥珠单抗为基础靶向治疗药物的治疗后仍有50%的患者出现进展，目前尚无更好的治疗手段[4]。曲妥珠单抗-美坦新偶联物(Trastuzumab emtansine，T-DM1)是一种新型的抗HER2基因靶向药物，对乳腺癌在内的多种实体肿瘤表现出显著的抗肿瘤效果[5]。多个Ⅲ期临床试验分析肯定了T-DM1在晚期HER2阳性乳腺癌中的疗效，对于应用曲妥珠单抗和紫杉醇化疗失败的HER2阳性转移性乳腺癌患者，美国国立综合癌症网络(NCCN)指南推荐T-DM1作为首选二线治疗方案。本文主要综述T-DM1的组成和作用机制、应用于HER2阳性乳腺癌的最新临床试验研究进展以及引发耐药的机制。

1 T-DM1的组成及作用机制

1.1 T-DM1的组成

T-DM1是由人源化单克隆抗体曲妥珠单抗的赖氨酸残基端通过一种不可还原的硫醚键同具有细胞毒性的微管抑制药物DM1偶联后制备的一类全新的抗肿瘤靶向药物[6]。其中曲妥珠单抗担任“制导装备”，将具有细胞毒性的DM1传递到HER2阳性肿瘤细胞上发挥抗肿瘤作用[7]。2013年，T-DM1作为首个获批上市的抗体-药物偶联物(Antibody drug conjugate，ADC)[6]，并应用于已经接受过曲妥珠单抗和紫杉醇化疗失败的晚期HER2阳性乳腺癌患者[8]。

1.2 T-DM1作用机制

曲妥珠单抗与DM1的链接并不影响曲妥珠单抗结合HER2因子的亲和力以及固有的抗肿瘤作用。T-DM1的亲和力与曲妥珠单抗类似，作用机制与曲妥珠单抗相同[9]。曲妥珠单抗结合HER2因子的细胞外结构域Ⅳ区，破坏HER2过表达细胞中的HER2/HER3相互作用，影响MAPK及PI3K/Akt信号通路[10]；曲妥珠单抗可上调细胞周期抑制蛋白p27的表达，诱导肿瘤细胞在G1期发生细胞周期阻滞，从而抑制肿瘤细胞生长[11]；同时还可招募NK细胞表面的Fc受体结合曲妥珠单抗的Fc结构域产生抗体，发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC)进而发挥抗肿瘤增殖的作用[12]，T-DM1中的细胞毒性药物DM1是由微管抑制剂美坦新(Maytansine)衍生物构成[6]，具有很强的促进肿瘤细胞凋亡的作用。

T-DM1与HER2过表达的肿瘤细胞特异性结合，复合物通过受体介导的内吞作用进入细胞[13]，内吞囊泡与溶酶体发生融合，T-DM1降解，含DM1的分解代谢产物Lys-MCC-DM1运输到细胞质抑制微管蛋白聚合[14]，从而诱导细胞死亡。因此T-DM1既保留了曲妥珠单抗对HER2阳性乳腺癌的靶向性，又可携带高效能的细胞毒性药物进入肿瘤细胞，发挥双倍抗肿瘤效应的同时降低药物毒副反应[15]。

2 T-DM1的临床试验研究

2.1 T-DM1应用于HER2阳性转移性乳腺癌治疗

T-DM1早期临床试验研究的对象主要是复发转移经多次治疗后的乳腺癌患者。2010年，Ⅰ期临床试验研究结果确定了临床最大耐受剂量为3.6 mg/kg，每3周静脉给药1次[16]；随后几项Ⅱ期临床试验研究结果均显示出了T-DM1具有很好的药物疗效，且耐受性良好[17-19]。

EMILIA是一项随机、开放的Ⅲ期临床试验研究，旨在比较T-DM1与卡培他滨联合拉帕替尼应用于HER2阳性局部晚期或转移性乳腺癌患者的安全性和有效性，2012年公布中期研究结果[20]：T-DM1组中位无进展生存时期(Progression-free survival，PFS)从6.4个月延长到9.6个月，中位总生存期(Overall survival，OS)从25.1个月延长到30.9个月，客观缓解率为43.6%，高于对照组30.8%；2017年公布最终研究结果[21]：T-DM1组中位OS为29.9个月，高于对照组的25.9个月，并且3级或4级不良事件(Adverse events，AE)发生率明显低于对照组，分别为48%和60%。对照组最常见的不良反应为腹泻、手足综合征和呕吐，而T-DM1组则是血小板减少、AST升高和贫血。因此，T-DM1被作为曲妥珠单抗和紫衫类化疗失败后的二线首选治疗方案。一项随机、开放的Ⅲ期临床试验研究TH3RESA，对比了针对既往接受过曲妥珠单抗、拉帕替尼和紫衫类药物的HER2阳性转移性乳腺癌患者分别给予T-DM1和医生选择方案TPC的疗效，旨在评估T-DM1用于三线及以上治疗的临床价值。2014年中期临床试验研究结果[22]：T-DM1组明显改善了PFS，中位PFS分别为6.2个月和3.3个月；2017年公布了最终OS分析[23]：相比对照组，T-DM1组的OS显著延长，中位OS分别为15.8个月和22.7个月。与EMILIA临床试验研究相似，T-DM1组3级或4级AE发生率低于TPC组，分别为40%和47%。该研究进一步明确了T-DM1在HER2阳性转移性乳腺癌治疗中的地位，即使在多线治疗后仍可以显著延长患者OS。

MARIANNE是一项Ⅲ期临床试验研究，主要用于评估T-DM1应用于HER2阳性转移性乳腺癌一线治疗的疗效。患者随机分为两组，分别接受TH、T-DM1单药或T-DM1联合帕妥珠单抗治疗，2017年公布研究结果显示[24]，两个应用T-DM1分组的PFS和OS既不劣于也不优于TH组，T-DM1单药和T-DM1联合帕妥珠单抗安全性优于TH组，3级或4级AE发生率分别为47.1%、48.6%和55.8%，且单药T-DM1组停药患者少，耐受性更好。因此，在一线方案中，NCCN指南推荐T-DM1仅用于不适合接受标准一线方案(THP)的HER2阳性转移性乳腺癌患者。KAMILLA是目前样本量最大(入组2 002例)的一项应用T-DM1治疗患者Ⅲb期临床试验研究，目的是评估T-DM1治疗HER2阳性转移性乳腺癌和脑转移患者的临床疗效及安全性，初步结果显示，脑转移患者中位PFS和OS分别为5.5个月和18.9个月[25]，目前研究正在进行。

2.2 T-DM1应用于HER2阳性乳腺癌辅助治疗

Ⅲ期临床试验研究KATHERINE针对含紫衫类药物的新辅助化疗未达病理完全缓解(pathologic complete response，pCR)的HER2阳性早期乳腺癌患者，术后随机给予T-DM1和曲妥珠单抗靶向治疗。2019年公布中期分析结果，T-DM1组显著提高了3年无浸润疾病生存率(Non-invasive disease-free survival，iDFS)，T-DM1组与单靶组iDFS分别为88.3%和77.0%，同时癌症复发或死亡风险降低50%[26]。2019年5月美国食品药品管理局(Food and drug administration，FDA)正式批准T-DM1用于以紫衫类药物为基础方案的新辅助化疗术后病理未达pCR的HER2阳性早期乳腺癌的术后强化辅助治疗[27]。2021年KATHERINE临床试验研究亚组分析[28]，无论激素受体状态如何，T-DM1的iDFS获益相似；包括小肿瘤在内，特别是高风险肿瘤，T-DM1均可使患者获益，且不会增加中枢神经系统CNS复发风险；但T-DM1组更易出现周围血管病变及血小板减少，多为1级或2级，既往应用过铂类药物治疗的患者更易出现血小板减少(36%vs.27%)。

ATEMPT是一项旨在评估应用T-DM1和TH方案辅助治疗Ⅰ期HER2阳性乳腺癌的AE以及3年iDFS的Ⅱ期临床试验研究。结果显示相比于TH方案，T-DM1的3年iDFS获益更高，分别为93.4%和97.8%；T-DM1和TH方案的患者临床相关毒性的发生率分别是46%和47%，但差异无统计学意义[29]。KAITLIN是一项Ⅲ期临床试验研究，目的是评估用AC-KP替代AC-THP对早期乳腺癌进行辅助化疗的安全性和耐受性，两方案3年iDFS数值相似，目前研究正在进行[30]。当前中国临床肿瘤学会(CSCO)指南中，针对有高危风险因素的HER2阳性早期乳腺癌术后辅助化疗仍以双靶方案为Ⅰ级推荐。

2.3 T-DM1应用于HER2阳性乳腺癌新辅助治疗

KRISTINE是第一个涉及T-DM1的Ⅲ期临床试验研究，用于评估T-DM1联合帕妥珠单抗和TCbHP治疗HER2阳性乳腺癌的疗效和安全性，该研究治疗过程包括先新辅助治疗，后进行手术，以及正在进行的术后辅助治疗。2018年前期结果分析[31]，TCbHP组相比T-DM1+P组获得更高的pCR率(55.7%vs.44.4%)；长期随访于2019年中期结果显示[32]，术后两组的3年iDFS获益相似，在整个研究期间，T-DM1+P方案安全性更佳，3级或4级AE发生率显著低于TCbHP组(31.8%vs.67.6%)，然而在辅助治疗期间，T-DM1+P组发生3级或4级AE发生率更高(22.4%vs.9.9%)。根据患者的临床报告结果显示以及考虑到药物安全性，在新辅助治疗期间，更支持T-DM1+P方案，然而在辅助治疗期间，两方案获益相似。一项Ⅱ期临床试验研究I-SPY2[33]比较了在HER2阳性乳腺癌新辅助化疗中应用T-DM1联合帕妥珠单抗、THP、TH序贯AC三种方案后手术的pCR率，分别为63%、72%和33%，应用T-DM1+P和THP方案的患者pCR率显著高于TH方案。此外，考虑到KRISTINE的临床试验研究结果，新辅助化疗期间应用TCbHP的pCR率高于应用T-DM1+P方案，不推荐将T-DM1联合帕妥珠单抗作为HER2阳性乳腺癌新辅助化疗的标准治疗方案。

TEAL是一项随机的Ⅱ期临床试验研究，评估了T-DM1、拉帕替尼联合白蛋白紫杉醇方案应用于HER2阳性乳腺癌的新辅助治疗效果。研究结果显示[34]，与对照组双靶向联合紫衫类药物相比，试验组中残余肿瘤负荷(Residual cancer burden，RBC)0或1级的患者比例更高(100%vs.62.5%)；根据ER状态分层，在ER阴性分层中，两组所有患者RBC评级均为0或1级；但在ER阳性分层中，试验组中RBC 0或1级的患者比例显著增高(100%vs.25%)；同时两组AE相似。之前的一项Ⅱ期临床试验研究WSG-ADAPT[35]也探索了T-DM1在三阳性乳腺癌中新辅助化疗的效果，随机分为三组，T-DM1联合内分泌治疗组的pCR率最高，其次是T-DM1单药组，两组pCR率都明显高于曲妥珠单抗联合内分泌治疗组，数值分别为41.5%、41%、15.1%。两项研究均提示T-DM1可能提高三阳性乳腺癌新辅助化疗疗效。

3 T-DM1的耐药机制

尽管T-DM1在多个临床试验研究中都显示出较高的疗效，但是大多数患者最终还是会发生疾病进展，甚至有些患者应用T-DM1后无反应或轻微反应，这可能与T-DM1的原发性耐药和获得性耐药现象有关[36]。研究T-DM1的耐药机制可以更好地指导临床用药，从而延长患者生存。与T-DM1的作用机制类似，曲妥珠单抗介导的效应、DM1介导的细胞毒作用以及T-DM1在胞内运输和代谢均可引起T-DM1的耐药。

肿瘤细胞中HER2高表达是曲妥珠单抗和T-DM1的安全性和有效性的必要因素，已经证实HER2蛋白的降低是曲妥珠单抗的一种耐药机制[37]，检测患者的循环肿瘤DNA观察到肿瘤细胞的HER2蛋白缺失，并发现与T-DM1的耐药性相关[38]；将HER2截断为p95HER2形式，使其影响曲妥珠单抗的识别区域，从而阻碍T-DM1的结合，导致耐药[39]；此外，肿瘤异质性也可能是抗HER2治疗产生耐药性的重要因素[40]；PIK3CA基因突变和PTEN基因缺失可影响T-DM1的疗效，可能导致其获得性耐药现象[41]。

DM1是多药耐药转运体的底物，这些转运体的上调可促使T-DM1外排，从而导致耐药性[42]；影响微管聚合物质量和药物结合的β-微管蛋白突变与对微管蛋白结合剂的耐药性相关[43]，破坏DM1与微管蛋白有效结合从而逃避有丝分裂灾难，可减少细胞凋亡，引起T-DM1耐药现象。

T-DM1通过内化作用结合HER2受体进入癌细胞内形成溶酶体发挥抗肿瘤效应。曲妥珠单抗结合受体后可表现为质膜快速循环，HER2-T-DM1可在T-DM1耐药细胞系中被观察到，可能与DM1在细胞内释放减少有关[44]；有研究表示，T-DM1可能通过干扰CAV-1介导的内吞途径降低T-DM1的反应性导致耐药[45]；溶酶体酸化减少，使其蛋白水解活性受损，可能是T-DM1抗性机制之一[46]；溶酶体腔向细胞质释放Lys-MCC-DM1障碍亦可能影响T-DM1耐药[47]；有研究报道，细胞周期蛋白B1诱导缺陷可导致T-DM1获得性耐药现象[41]。

4 小结与展望

T-DM1是一种安全有效的抗HER2治疗的靶向药物，NCCN指南推荐将T-DM1作为曲妥珠单抗和紫衫类药物化疗失败的二线首选治疗方案；近年在以紫衫类药物为基础方案的新辅助化疗术后病理未达pCR的HER2阳性早期乳腺癌中，T-DM1作为术后标准强化治疗方案，可显著改善患者预后。但是应用T-DM1后的长期治疗效果也受其耐药性的限制，为更好改善HER2阳性乳腺癌患者长期生存和健康质量，还需更多的临床研究探索影响T-DM1药物敏感的因素以及发生耐药现象时的应对策略，早日为临床患者实现精准化治疗。