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Outcome and molecular landscape of patients with PIK3CA-mutated metastatic breast cancerPIK3CA突变转移性乳腺癌患者的预后和分子结构

一、研究背景

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)介导磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)转化为磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3)。IA类PI3Ks是异源二聚体，具有一个催化亚基(p110a)和一个调节亚基(p85a)。这类PI3Ks通过PI3K/AKT/mTOR通路在控制细胞生长和增殖、代谢和迁移等多种细胞过程中发挥重要作用。多项研究表明，这一途径在高达70%的人类肿瘤中被上调。

PIK3CA基因编码IA类PI3K激酶的催化亚基(p110α)的α亚型。大约在20％-40％的早期乳腺癌（eBC）中有发生PIK3CA体细胞突变，并且在激素受体阳性（HR+）疾病中更常见。PIK3CA突变最常发生在三个热点:第10外显子的p.E542K和p.E545K(对应螺旋结构域)和第21外显子的p.H1047R(对应激酶结构域)。

在eBC中已经评估了PIK3CA突变的临床相关性。这些研究表明，在HR + / Her2- eBC患者中，PIK3CA突变与良好的预后相关。虽然在eBC中已有广泛的数据报道，但尚未有研究关注PIK3CA突变的转移性乳腺癌(mBC)患者的分子特征和临床结果。因此，有必要更好地了解含有PIK3CA突变的mBC群体的特征。

二、分析思路

三、结果解读

1. PIK3CA-mutated HR+/Her2- mBC的患者的特点和预后

在目前的研究中,22%的人群和28%的HR+/ Her2- mBC患者出现PIK3CA突变，与eBC相似。

364例(28%)患者中有104例出现PIK3CA突变(P < 0.001)。约56%(64/115)突变为激酶区域(21外显子)的热点突变，38%(44/115)突变为螺旋区域(10外显子)的热点突变。约6%(7/115)的突变发生在其他区域(如C2区域等)。有11例患者报告了双PIK3CA突变。

• 双PIK3CA突变在附表1中进行了描述，可在Annals of Oncology在线获得。

• 表1描述了PIK3CA突变型患者的特征。PIK3CA突变与年龄较大(P值为0.03)和肿瘤级别较低(30%与44% SBR3, P值为0.02)有关。

表1. PIK3CA突变状态的患者和肿瘤特征

• 与PIK3CA 野生型(WT)队列相比，具有PIK3CA突变型的患者对化疗的敏感性较低。大约51%的PIK3CA突变型患者在诱导化疗后病情稳定或有所缓解，而WT肿瘤患者的这一比例为69% (P =0.005) (图1A)。

图1A. 根据PIK3CA突变状态，对HR+ / Her2-转移性乳腺癌（mBC）的化疗反应率

• 单因素和多因素cox回归分析结果显示，（HR+）/ Her2-人群对化疗反应的应答与PIK3CA突变、既往治疗、筛查时的化疗路线有关，（HR+）/ Her2-的OS与PIK3CA突变、转移部位的数量、晚期疾病与出现包涵体之间的间隔时间有关。与PIK3CA突变型相关的化疗耐药性独立于其他参数(P = 0.002) (表2)

表2. 激素受体阳性（HR+）/ Her2-人群对化疗反应和OS的单因素和多因素cox回归分析

• PIK3CA突变型也与较差的生存率相关。存在和没有PIK3CA突变型的患者的中位OS分别为19.6个月和23.5个月(P = 0.04)。(图2A)

• 单因素和多因素cox回归分析结果(P = 0.04)证实了这一发现。(表2)

图2A. 根据PIK3CA突变状态，HR+ / Her2-转移性乳腺癌（mBC）的总生存期的KM曲线

然后作者评估了哪些基因在伴有PIK3CA突变的HR3 / Her2 mBC中更频繁地突变。因此，作者选择了Bertucci等人定义的基因作为驱动基因，发现超过6%的病人会发生突变。PIK3CA-mutated HR+/Her2-mBC比PIK3CA-WT肿瘤具有更高的MAP3K1突变率(15% 比 5%, P = 0.0005)

• PIK3CA-WT mBC与PIK3CA-mutated mBC相比之下，PIK3CA-WT mBC出现了更多的GATA3突变(24%vs15%，P = 0.03)和AKT1突变(11%vs2%，P = 0.001) (图3)

• MAP3K1突变是PIK3CA-mutated HR+/Her2- mBC患者的一个独立预测因子。(P = 0.04)

图3. 根据全基因组测序分析HR+ / Her2-转移性乳腺癌（mBC）中根据PIK3CA突变状态的14位驱动程序

作者的研究表明，具有HR + / Her2- mBC和PIK3CA突变的患者表现出对化学疗法的抗药性和更差的结果，该人群代表未满足的医疗需求。这些发现与PI3K/AKT通路的激活可介导乳腺癌化疗耐药性的研究一致。PIK3CA突变的eBC对±抗Her2化学疗法的病理完全缓解率降低。这些数据提示PI3K抑制剂更好的定位可能是在一线化疗前。临床前试验也是一个强有力的理由来测试这些化合物与化疗结合。

同时，PIK3CA突变的患者具有更高的MAP3K1突变频率。这些突变是eBC中反复出现的驱动因子，参与了MEK通路的激活。作者的数据与其他人的分析一致，这些分析报告在大约11％的PIK3CA突变乳腺癌中发现MAP3K1突变。在PIK3CA突变的情况下，MAP3K1通过激活IRS1介导的对α-选择性PI3K抑制剂的抗性，而功能丧失。MAP3K1突变是否介导了患者对PI3K抑制剂的耐药仍有待评估。这一发现可能导致PI3K和MEK抑制剂结合的发展。

此外，作者观察到PIK3CA突变与AKT1突变相互排斥。这与之前对乳腺癌的研究一致。PIK3CA突变的一个子集可能与APOBEC突变的特征相关。需要进一步研究来确定9外显子上的PIK3CA突变是否可能是APOBEC激活的结果。然而，有些PIK3CA热点突变的患者在同一基因上也出现了其它变化，其中，6名(4%)患者出现了PIK3CA扩增, 9名(6%)患者出现了热点区域以外的突变。

2. PIK3CA-mutated mTNBC的患者的特点和预后

255例(10%)患者中，共有27例出现PIK3CA突变(P < 0.001)。大约63%(17/27)的突变是激酶区域热点突变(21外显子)，30%(8/27)是螺旋区域(10外显子)的热点突变。7%(2/27)的突变发生在其他区域。无患者出现双PIK3CA突变。

• 表1描述了PIK3CA突变患者的特征。PIK3CA的突变与年龄较大(P = 0.02)、SBR2肿瘤分级(P =0.03)、小叶亚型(P = 0.04)和既往激素治疗显著相关(P < 0.0001)。(见表1)

• 由于PIK3CA突变通常与管腔亚型相关，作者根据转移样本上的PIK3CA突变状态来观察原发性肿瘤上HR表达的分布(179例可用)。作者发现，相比之下，16%的PIK3CA-WT mTNBC患者和61%(14/23)的PIK3CA-mutated mTNBC患者在原发肿瘤上是HR+/Her2-。(图4A)

图4A. 转移性三阴性乳腺癌（mTNBC）中PIK3CA突变状态对原发性肿瘤HR表达的影响

• 在mTNBC中，没有观察到PIK3CA-mutated和WT之间的化学敏感性差异(图1B)

图1B. 比较PI3KCA突变/野生型对mTNBC的化疗反应率的影响

• 与PIK3CA-WT mTNBC 相比，PIK3CA-mutated的mTNBC患者具有更好的OS(24个月 vs 14个月，P = 0.03) (图2B)

图2B. 根据PIK3CA突变状态，确定转移性三阴性乳腺癌（mTNBC）的OS

• 由于正在开发适用于mTNBC的抗PDL1药物，作者根据PIK3CA突变来观察PDL1的表达情况。115例接受mTNBC测试的患者中，37例(32%)表达PDL1。在PIK3CA-mutated 和 WT mTNBC之间PDL1表达量没有区别。(图4B)

图4B. 程序性死亡配体1（PDL1）表达根据PIK3CA突变在转移性三阴性乳腺癌（mTNBC）中的分布

在患有早期TNBC的患者中，PIK3CA突变与雄激素受体和顶分泌亚型的表达相关，并且与免疫系统的激活和PTEN改变呈负相关。有趣的是，在25％-40％的mTNBC患者中有PI3K / AKT / PTEN途径改变，这些现象支持了这些肿瘤中AKT抑制剂的最新发展。作者的研究表明，在转移性环境中，61％的在原发性肿瘤上表达HR的患者，检测到了PIK3CA突变。由于PIK3CA突变的管腔型乳腺癌对PI3K抑制剂敏感，因此在这种情况下开发PI3K抑制剂是有充分理由的。

此外，这些数据表明，在mTNBC中测试PI3K抑制剂的进一步试验必须根据原发性肿瘤上HR的表达对患者进行分层。由于初步研究表明抗PDL1药物可为mTNBC患者带来益处，因此作者进一步评估了PIK3CA突变是否与PDL1表达相关。但是作者找不到PDL1表达和PIK3CA突变之间的任何关联，这表明可以独立于抗PDL1的药物开发PI3K抑制剂。

3. 根据PIK3CA基因突变的残留水平循环DNA在化疗的患者的特点和预后

作者在1个周期(66%)、2个周期(20%)和3个周期化疗(14%)后获得的血浆中，用NGS和ddPCR测定的、不通过细胞循环的PIK3CA突变的水平来评估患者的预后。共有44名患者纳入SAFIR02试验，并在转移样本上出现PIK3CA突变。

• 患者特征在补充表附表2中报告，可在Annals of Oncology在线获得。在26例(59%)患者的血浆中检测到PIK3CA突变。NGS在血浆中检测到的PIK3CA突变水平与不良结果相关。

• 次等位基因频率（MAF）≥ 中位数的患者的OS中位数为14个月，相对的，MAF < 中位数（P <0.0001）的患者为26个月，MAF ≥ 或 < 5（P <0.0001）的患者分别与6个月和25.6个月相对。(图5)

图5. 根据化疗期间血浆中PIK3CA突变的残留水平绘制KM曲线

小结

PIK3CA-mutated HR+/Her2- mBC 患者预后差，化疗耐药。PIK3CA突变的mTNBC患者有更好的OS。这可以通过转移灶中丧失HR表达的管腔型乳腺癌中，PIK3CA突变的富集来解释。

α-选择性磷脂酰肌醇3-kinase (PI3K)抑制剂，能改善激素受体阳性(HR+)/Her2- 的伴有PIK3CA突变的转移性乳腺癌(mBC)的患者的结果。然而，目前仍不清楚如何将这种新药家族运用到治疗领域。

本次研究的优势包括样本量和研究的前瞻性设计。但是研究的缺点之一是排除了仅患有骨疾病的患者。除此之外，研究强调了PIK3CA-mutated HR + / Her2- mBC患者在需要新药时存在未满足的医疗需求。此外，作者提出了有必要研究MAP3K1突变和PIK3CA共变对PI3K抑制剂敏感性的预测效用。在mTNBC中，特别是在原发肿瘤表达HR的患者中，作者的研究提示可以尝试开发PI3K抑制剂。