Pertuzumab Enhances the Antitumor Activity of T-DXd in HER2-Positive Gastric Cancer Cells

《Molecular Cancer Therapeutics》：Pertuzumab Enhances the Antitumor Activity of T-DXd in HER2-Positive Gastric Cancer Cells Open Access

　　

针对HER2阳性晚期胃癌，近期一项重要的治疗进展是开发了HER2定向抗体偶联药物（ADC）Trastuzumab Deruxtecan（T-DXd）。在该疾病中，同时靶向HER2和HER3通路具有成为潜在治疗策略的前景。然而，将破坏HER2–HER3异源二聚化的Pertuzumab与T-DXd联合治疗胃癌的方法尚未被探索，使得本研究成为开创性工作。体外实验表明，T-DXd的疗效与膜HER2的高表达水平相关。在测试的12种细胞系中，两种经免疫组化（IHC）确认为HER2 3+的细胞系（NCI-N87和OE19）显示出T-DXd最有效的增殖抑制作用。在比较NCI-N87和OE19时发现，NCI-N87中HER2–HER3二聚化更为丰富，且Pertuzumab与T-DXd的联合治疗在NCI-N87而非OE19中显示出细胞生长抑制的协同效应。NRG1刺激减弱了T-DXd的抗增殖作用。这种由NRG1引起的T-DXd活性减弱在NCI-N87中可通过添加Pertuzumab得到部分逆转，但在OE19中则无效。值得注意的是，T-DXd与Pertuzumab的联合在NCI-N87中比在OE19中更有效地增强了膜HER2的内化。使用NCI-N87细胞的体内小鼠实验显示，联合治疗相比单一疗法显著抑制了肿瘤生长。综上所述，研究结果表明，使用T-DXd和Pertuzumab双重靶向HER2和HER3可改善HER2阳性胃癌的治疗效果，特别是在富含HER2–HER3异源二聚体的肿瘤中。这些临床前数据为评估该联合策略在HER2阳性胃癌中的临床试验提供了强有力的依据。

在《Molecular Cancer Therapeutics》发表的这项研究中，研究人员针对HER2阳性胃癌治疗中存在的耐药性问题，深入探讨了抗体偶联药物Trastuzumab Deruxtecan（T-DXd）与Pertuzumab联合治疗的潜力。研究背景指出，尽管T-DXd作为新型抗HER2药物在HER2阳性胃癌中展现了卓越疗效，但仍有半数患者反应不佳或出现获得性耐药。鉴于Pertuzumab通过结合HER2胞外域II（ECD2）阻断HER2–HER3异源二聚化这一关键致癌信号通路，且在其他癌症类型中与曲妥珠单抗联用已获成功，但两者在胃癌中的联合应用，尤其是与T-DXd的联用此前尚属空白。因此，本研究旨在通过体内外实验阐明T-DXd与Pertuzumab在HER2阳性胃癌细胞中的协同机制及疗效。

为实现上述目标，研究人员采用了多项关键技术方法。首先，利用免疫组化（IHC）和银增强原位杂交（SISH）技术对12种胃癌细胞系的HER2状态进行了基线表征。其次，通过CellTiter-Glo细胞活力检测、流式细胞术（Flow Cytometry）及共聚焦显微镜观察，系统评估了药物对细胞增殖、膜HER2内化及凋亡的影响。此外，利用CalcuSyn软件基于Chou–Talalay方法计算联合指数（CI）以量化协同效应。在机制层面，通过Western blotting、免疫沉淀（Co-immunoprecipitation）及酶活性分析探究了信号通路变化。最后，构建了NCI-N87 Luc细胞系的裸鼠异种移植瘤模型，通过活体光学成像和肿瘤体积测量验证了联合疗法的体内抗肿瘤活性。

研究结果显示：

1. 1.
   胃癌细胞系基线特征分析：通过对12种胃癌细胞系的分析，研究人员根据IHC和SISH结果将其分为HER2阴性和HER2阳性两组。其中NCI-N87和OE19被确认为HER2 3+细胞系，且NCI-N87表现出更高的EGFR、HER3及磷酸化蛋白表达水平。
2. 2.
   T-DXd降低胃癌细胞系活力依赖于膜HER2表达水平：体外药敏试验表明，T-DXd仅在HER2 3+细胞系（NCI-N87和OE19）中表现出显著的剂量依赖性生长抑制，其效力与膜HER2表达量呈正相关，而在HER2 2+或阴性细胞中效果甚微。
3. 3.
   T-DXd与Pertuzumab联合可能增强HER2 3+胃癌细胞系的抗肿瘤活性：在NCI-N87细胞中，T-DXd与Pertuzumab联用显示出强烈的协同效应（CI = 0.20），而在OE19中未见协同。机制研究表明，联合治疗在NCI-N87中诱导了更深度的膜HER2内化及DNA损伤反应。
4. 4.
   T-DXd与Pertuzumab联合有效诱导NCI-N87细胞系DNA损伤介导的凋亡：联合治疗显著增加了NCI-N87细胞中p-CHK1 S345和cleaved PARP的表达，并通过Annexin V/PI染色证实了凋亡细胞比例显著增加，克隆形成实验也显示联合组抑制率最高。
5. 5.
   即使在NRG1介导的耐药存在下，Pertuzumab在HER2–HER3异源二聚化存在时仍能增强T-DXd疗效：研究发现NCI-N87细胞分泌更高水平的NRG1，导致基础状态下HER2–HER3二聚化水平高于OE19。外源性NRG1刺激会削弱T-DXd单药疗效，但Pertuzumab能通过阻断HER2–HER3二聚化有效逆转这一耐药现象，恢复联合治疗的协同作用（CI = 0.045）。
6. 6.
   T-DXd与Pertuzumab联合在体内表现出强效抗肿瘤活性：在NCI-N87裸鼠模型中，联合治疗组的肿瘤体积抑制率高达80.98%，显著优于T-DXd单药（54.66%）和Pertuzumab单药（23.01%），且未引起明显的体重下降或行为异常，显示了良好的耐受性。

在讨论与结论部分，研究人员指出，该研究首次证实了T-DXd与Pertuzumab在HER2阳性胃癌中的协同抗肿瘤作用。核心机制在于Pertuzumab通过占据HER2的ECD2区域，阻断了NRG1介导的HER2–HER3异源二聚化，从而减少了T-DXd的结合竞争，促进了HER2单体或同二聚体形式的受体内化，进而增强了细胞毒性载荷DXd的递送效率。这一效应在NRG1高分泌且HER2–HER3二聚化丰富的NCI-N87细胞中尤为显著。研究结论强调，对于HER2阳性胃癌患者，特别是那些肿瘤组织中HER2–HER3信号通路活跃或NRG1高表达的患者，采用T-DXd联合Pertuzumab的双重阻断策略有望克服现有治疗的耐药性，改善临床预后。这些临床前数据为后续开展相关临床试验提供了坚实的科学依据。