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剖析HER2低表達乳腺癌的檢測标準化、異質性以及AI輔助IHC判讀的應用前景。
人表皮生長因子受體 2(HER2) 是預測乳腺癌HER2靶向治療預後和有效性的重要生物标志物。新型HER2抗體藥物偶聯物（ADC）的出現使得HER2 狀态的二進制分類（即陽性和陰性）逐漸向三元分類（即HER2 0、HER2低表達和HER2陽性）轉變。乳腺癌HER2低表達的異質性一直以來備受關注，這種異質性直接影響了HER2靶向治療的療效。是以，準确識别乳腺癌的HER2表達狀态至關重要。近年來，人工智能 (AI) 發展迅速，已廣泛應用于乳腺癌病理診斷領域。研究顯示，AI可以顯著提高病理學家在乳腺癌HER2判讀中的一緻性和準确性。目前在HER2低表達乳腺癌領域，針對其檢測前的品質控制、惡性良性腫瘤異質性的最新進展以及AI的應用等方面，已經引發了廣泛而深入的讨論。近期，河北醫科大學第四醫院劉月平教授發表了一篇綜述報道《HER2-low breast cancer: insights on pathological testing》，旨在深入探讨HER2低表達乳腺癌的最新檢測指南及進展，以期規範和完善該疾病的病理檢測流程，為乳腺癌患者提供更加精準和個性化的治療方案。
HER2低表達乳腺癌檢測前的品質控制
2021版法國HER2檢測指南強調了HER2檢測前品質控制的重要性。具體來說，樣本的冷缺血時間必須盡可能短，活檢樣本在幾分鐘内固定，手術标本在一小時内固定。推薦的固定液為10%中性福爾馬林緩沖液，固定時間為6-72小時[2]。此外，除冷缺血時間和固定時間外，生物标志物的檢測還可能受到組織處理過程中各種因素的影響。舉例來說，在石蠟切片中，HER2的免疫反應性随着時間的推移呈現出逐漸惡化的趨勢。Mirlacher 等人[3]在相同的實驗條件下分析4℃下儲存6個月的切片和新鮮切片，結果顯示，與新鮮切片相比，貯存切片中HER2 陽性率從16.3%降至9.6%(P=0.0047)。本研究證明了石蠟切片儲存時間對免疫組化 (IHC) 分析結果的顯著影響。Forse 等人的研究[4]證明未染色石蠟切片-80℃長期儲存對乳腺癌HER2評估無明顯影響。不同石蠟切片儲存條件和時間會影響乳腺癌标本的IHC檢測結果。
鑒于HER2低表達概念的正式提出，使得區分HER2 IHC 0和1+顯得尤為重要，然而IHC 0和1+之間的差異極小，是以探索未染色石蠟切片儲存時間對HER2低表達IHC檢測結果的影響非常關鍵。這是為了避免由于儲存時間過長而導緻HER2低表達乳腺癌的誤判，進而影響治療決策和患者預後。《中國乳腺癌HER2 檢測指南（2019版）》建議未染色切片在室溫下放置不應超過6周，以防止抗原丢失。
河北醫科大學第四醫院研究團隊針對石蠟切片儲存時間對浸潤性乳腺癌HER2表達的影響進行了深入的探索，并于2023年在第112屆USCAP年會上公布。結果顯示，長期儲存未染色的石蠟切片會導緻HER2表達水準下降，尤其是在HER2低表達乳腺癌患者中。對于乳腺癌未染色的石蠟切片，建議在4周内進行HER2染色，以防止抗原丢失[5]。如果進行HER2檢測的切片儲存時間延長且表達呈陰性，建議使用新鮮切片重新檢測。然而，這些結果需要大量臨床研究進一步驗證。
不同HER2檢測抗體的特異性和靈敏度不同
目前幾種HER2 IHC檢測抗體用于檢測乳腺癌中HER2蛋白表達，它們在特異性和敏感性上存在差異。一項研究顯示[6]，HercepTest和PATHWAY 4B5在檢測HER2陰性（IHC 0、1+、2+，無ISH基因擴增）和陽性（IHC 3+、2+，有ISH基因擴增）病例方面具有高度一緻性（98.2%）。在PATHWAY 4B5判讀為完全陰性的41例惡性良性腫瘤中，僅19例 (46.3%) 在使用 HercepTest(mAb) 時未染色，對應于根據Ventana評分算法更嚴格定義的IHC 0類别。其餘8例采用HercepTest染色評估為HER2低表達（7例IHC 1+和1例IHC 2+伴FISH陰性）；14例為HER2超低表達（惡性良性腫瘤細胞陽性百分比<10%）。該研究表明HercepTest在HER2低表達檢測中具有更高的靈敏度。與HercepTest相比，Pathway 4B5顯示出細胞質非特異性染色；與Pathway 4B5不同，HercepTest在一些正常乳腺導管細胞中顯示弱至中等強度染色。這表明不同HER2抗體染色的特異性存在差異。期待更多研究針對多種HER2抗體在檢測HER2低表達發生率方面的影響進行深入探讨，以期更為精準地篩選出能夠從HER2低表達靶向治療中獲益的特定人群。
HER2低表達異質性檢測
基因異質性和蛋白異質性是HER2表達惡性良性腫瘤瘤内異質性 (ITH) 的兩個重要部分。ASCO/CAP（2013版）建議将HER2基因異質性定義為存在HER2拷貝數和/或 HER2/CEP17比值不同的單個細胞群，至少占整個惡性良性腫瘤細胞群的10%。2023年英國HER2檢測指南指出，在HER2蛋白表達水準上，異質性被定義為在<10%的惡性良性腫瘤中有完整、強或中等細胞膜染色的任何細胞簇（亞克隆）；并且IHC 2+應通過原位雜交 (ISH) 進行檢測。如果亞克隆細胞在<10%的其他區域陰性惡性良性腫瘤中顯示弱染色，則惡性良性腫瘤評分為1+。是以，需要仔細檢查粗針穿刺活檢 (CNB) 标本，以識别具有不同HER2染色模式的惡性良性腫瘤細胞群。
2022年發表在《現代病理學》上的一項研究顯示[7]，281例乳腺癌患者中有31%為HER2 低表達，其中HER2 IHC 1+異質性較大。是以，準确識别HER2低表達的異質性對于制定合适的治療方案和預測乳腺癌患者的預後至關重要。2021版法國HER2檢測指南（2021版）建議明确報告HER2 IHC檢測結果的三個組成部分，包括HER2染色細胞膜的完整或不完整性、染色強度（需要在高倍鏡下仔細觀察）以及陽性浸潤惡性良性腫瘤細胞的百分比。
近年來，研究者提出了一種稱為HER2微異質性的HER2異質性的新概念。目前依靠基因-蛋白檢測 (GPA) 方法進行檢測，這種技術由 Downs-Kelly 等首先開發[8]，它結合了HER2 IHC和HER2 ISH檢測方式，可以在同一組織切片上同時進行，允許病理學家在單細胞水準對HER2基因和HER2蛋白表達水準進行評分。Nitta 等人的研究結果[9]表明該方法可以檢測HER2基因擴增而HER2蛋白不過度表達的乳腺惡性良性腫瘤細胞群。HER2基因與蛋白在單個細胞水準上的這種錯配被稱為“HER2微異質性”。Osamura等人的研究結果[10]提示HER2微異質性可能是HER2靶向治療耐藥的生物學機制。HER2微異質性異種移植模型研究表明，抗HER2抗體的療效取決于過表達HER2蛋白的HER2基因擴增惡性良性腫瘤細胞與不表達HER2蛋白的HER2基因擴增惡性良性腫瘤細胞的比值[11] 。是以，進一步探索HER2微異質性可能是HER2異質性研究的方向之一。
AI 輔助HER2低表達乳腺癌精準診斷的進展
近年來，AI在輔助HER2低表達乳腺癌IHC精準判讀方面發展迅速。Marra 等人[12]以IHC和HER2 mRNA表達相結合為金标準，試圖通過深度學習方法，使用蘇木精-伊紅 (H&E) 染色切片的全玻片圖像 (WSI) 預測乳腺癌的HER2狀态。當區分HER2低表達、HER2擴增和HER2真陰性的病例時，模型的受試者工作特征曲線面積達到0.78，敏感性為76%，特異性為73%，陽性預測值為97%，陰性預測值為21%，F1評分為0.85，表明AI模型可以區分完全缺乏HER2蛋白表達和mRNA的惡性良性腫瘤與HER2低表達惡性良性腫瘤。Atallah等人[13]通過AI模型基于mRNA水準對HER2 IHC 0和1+的門檻值進行了精細化和重新定義，提出将HER2 >10%微弱不完整膜染色的門檻值更新為≥20%。該研究對HER2在不同表達模式下的門檻值進行了調整，展示了改進評分與臨床病理學特征之間更密切的關聯。
河北醫科大學第四醫院研究團隊曾深入探索了AI在乳腺癌HER2 IHC 0和1+準确區分中的應用[14]，結果表明，AI輔助判讀顯著提升了病理學家對HER2 IHC 0和1+判讀的精确性和一緻性，特别是在HER2 IHC 1+病例中。此外，在HER2異質性病例中AI也能提高判讀的準确性，尤其在散在型病例中表現突出。這項研究首次證明了AI在輔助病理學家區分HER2 IHC 0和1+以及提升異質性病例判讀品質中的實用價值。值得注意的是，2023版英國HER2檢測指南建議在将AI應用于臨床實踐之前，需要進行嚴格的驗證和品質控制。在存在異常染色模式的情況下，自動圖像分析技術判讀HER2的準确性仍待進一步評估，定期的審查和監測将有助于降低錯誤分類的風險。目前，自動圖像分析技術和AI模型尚未獲批用于正常診斷中的HER2狀态評估。然而，若未來出現新的可靠證據，将對此進行審查，并制定相應的評價計劃。
結論
近年來，病理學家一直關注未染色石蠟切片的儲存時間和儲存條件對HER2低表達IHC染色的影響，河北醫科大學第四醫院研究結果顯示室溫儲存石蠟切片的最佳時間為4周内，可有效避免抗原的丢失。異質性在HER2低表達乳腺癌中較為常見，并且HER2微異質性對于進一步細分HER2異質性提出了更高的要求。既往研究也表明HER2微異質性可能影響HER2靶向治療的療效，其在HER2靶向治療耐藥中的生物學機制及預測乳腺癌預後方面的潛在作用仍需大型多中心研究進一步探讨。随着AI技術的飛速發展，其在輔助IHC定量分析方面的作用日益凸顯。相信随着研究的進一步深入，AI将協助病理醫生解決HER2低表達乳腺癌病理診斷的痛點和難點，為乳腺癌的精準診療提供有力支撐，并最終使乳腺癌患者受益。
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審批編号：CN-139750 有效期至：2024-10-22
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