【佳學(xué)基因檢測】血漿DNA的外顯子組測序揭示了哌柏西 palbociclib加氟維司群治療后的基因變化
在參加 PALOMA-3 研究的 521 名患者中,有 459 名患者有可用的基線(治療第 1 天)血漿樣本,其中 287 名患者具有匹配的治療結(jié)束(EOT)。 與整個 PALOMA-3 研究人群相比,來自該組的配對樣本患者具有相似的 palbociclib 益處。 在沒有可用的匹配治療結(jié)束樣本的患者 (n = 172) 中,94 例沒有進(jìn)展 (94/172, 54.6%),而匹配組中有 74 例 (74/287, 25.8%)。 腫瘤基因解碼首先確定配對的第 1 天和 EOT 樣本用于血漿 DNA 外顯子組測序,以實現(xiàn)對 palbociclib 加氟維司群的進(jìn)展遺傳事件的綜合評估(圖 1A)。 為了鑒定具有足夠腫瘤純度的配對血漿樣本用于外顯子組測序,我們開發(fā)了一種新的拷貝數(shù)和純度靶向測序策略,使用靶向擴(kuò)增子組,該組包括乳腺癌中常見缺失區(qū)域的大約 1000 個單核苷酸多態(tài)性 (SNP)(參見材料和 方法),并將其與 PIK3CA 和 ESR1 突變的數(shù)字 PCR 數(shù)據(jù)相結(jié)合 (13)。 使用這種方法,乳腺癌靶向藥物基因檢測確定了 16 名接受 palbociclib 加氟維司群治療的患者,他們在第 1 天和 EOT 時血漿中具有高腫瘤 DNA 純度(>10% 腫瘤純度),具有足夠的外顯子組文庫制備材料。 其中,9/16 (56.3%) 在第 1 天的 ctDNA 中有 PIK3CA 突變,6/16 (37.5%) 有 ESR1 突變。 五名患者具有匹配的種系 DNA,另外 3 個不匹配的種系 DNA 樣本也被測序以擴(kuò)大種系面板以過濾測序噪音。 由于只有來自氟維司群加安慰劑組的 6 名患者具有符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的匹配樣本,因此未對這些患者進(jìn)行測序。
血漿 DNA 外顯子組測序的中位深度為 164X(范圍 139-212),種系 DNA 的中位深度為 47X(范圍 34-58)。 第 1 天的兩個樣品有污染證據(jù),這些對被排除在比較、配對分析之外。 第 1 天樣本中可檢測到的非同義變異的數(shù)量在患者之間差異很大(范圍 19 – 254)。 對所有樣本的突變特征分析表明,最普遍的是特征 1(年齡)和 3(同源重組缺陷),這與現(xiàn)有的乳腺癌數(shù)據(jù)一致 (16)。 第 1 天的外顯子組測序數(shù)據(jù)還揭示了除 ESR1 突變外可能與內(nèi)分泌耐藥性發(fā)展相關(guān)的遺傳標(biāo)記——4/14 (28.6%) 患者的 NOTCH 家族受體 NOTCH2、NOTCH3 和 NOTCH4 突變,以及 2/14 患者的 NF1 突變 (14.3%)。 大多數(shù)患者的基因組不穩(wěn)定性指數(shù)在第 1 天和治療結(jié)束之間大致穩(wěn)定,但從突變負(fù)荷來看,患者之間存在相當(dāng)大的差異。
在第 1 天和 EOT 血漿中,85.7% 12/14 患者的克隆進(jìn)化和選擇在 palbociclib 加氟維司群中明顯可見(圖 1)。 390 號患者有兩個 RB1 截短突變,p.Q257X 和 p.N519fs,僅在治療結(jié)束時檢測到(圖 1B)。 使用 PyClone 進(jìn)行的克隆性分析 (17) 表明這些 RB1 突變存在于耐藥亞克隆中,或者可能是平行進(jìn)化導(dǎo)致表型收斂的獨立亞克隆,進(jìn)一步的治療敏感亞克隆明顯以 RUNXT1 突變?yōu)樘卣?,該突變在治療后退化(圖 1C). 由 PyClone 模型確定的每個亞克隆的突變計數(shù)為 155(簇 1)、64(簇 2)和 51(簇 3)。 抗性亞克隆中的突變主要與 APOBEC 突變特征一致(圖 1D,補充表 3)。 RB1 突變通過數(shù)字 PCR 驗證,并確認(rèn)在治療開始時不存在(圖 1E)。
第二名患者,253,在使用 palbociclib 加氟維司群治療期間表現(xiàn)出明顯的亞克隆選擇,該亞克隆具有 FGFR2 p.K569E 酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域中的激活突變,在第 1 天樣本中未檢測到(圖 1F)。 由 PyClone 模型確定的每個亞克隆的突變計數(shù)為 51(簇 1)、49(簇 2)、54(簇 3)和 20(簇 4)。 新的顯性抗性亞克隆,以及一個額外的 ESR1 突變體 Q75E 子克隆,取代了第 1 天 ESR1 D538G 突變體克隆,該克隆被處理負(fù)選擇(圖 1G)。 由于 Q75E 不是公認(rèn)的芳香化酶抑制劑耐藥性原因,并且位于 ESR1 的配體結(jié)合域之外,因此本病例中的這些發(fā)現(xiàn)表明,第 1 天和 EOT 之間顯性 ESR1 突變的變化可能反映了亞克隆選擇可能與功能性無關(guān) ESR1 突變的后果,不同的 ESR1 突變標(biāo)記單個克隆而不是潛在出現(xiàn)的抗性克隆。 正如患者 390 中的耐藥亞克隆所見,患者 253 中新顯性 FGFR2 突變亞克隆也有很大一部分突變與 APOBEC 特征一致,次要子克隆突變以錯配修復(fù)特征為主(圖 1H) ). FGFR2 突變的選擇通過數(shù)字 PCR 驗證(圖 1I)。 在另外三名患者中,可能有證據(jù)表明在抗原呈遞途徑中選擇了緊急突變。
這些發(fā)現(xiàn)表明,在使用哌柏西利聯(lián)合氟維司群的乳腺癌中,克隆進(jìn)化很常見,有證據(jù)表明,出現(xiàn)的亞克隆的基因組可塑性可以由治療開始時占主導(dǎo)地位的大量疾病的不同突變過程驅(qū)動。
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