精准病理丨免疫组化伴随诊断生物标志物之HER2

伴随诊断最早是在肿瘤学领域引入的。为了帮助医生确定某种靶向疗法是否适合某个患者，需要使用伴随诊断。

伴随诊断是一种用于预测性生物标志物的检测，可将患者分为对特定治疗药物有反应者和无反应者。同时，伴随诊断被FDA和NMPA认定为三类医疗器械（少数被FDA归为二类），其检测结果直接关系到药物的使用。

1998年，FDA批准了第一个伴随诊断产品HercepTest，成为免疫组化（IHC）作为伴随诊断的原型。随着药物-诊断联合开发模式的引入，监管机构批准的免疫组化伴随诊断产品数量一直在稳步增加，涉及的生物标志物包括：

Claudin18.2

MET

ALK

FRα（FOLR1）

MAGE-A4

MMR（dMMR/pMMR）

PD-L1

HER2等。

免疫组化，全称为免疫组织化学染色，其核心原理是利用抗原与抗体特异性结合的特性，用带有标记的抗体去识别特定蛋白质。其中，一抗是与特定蛋白质靶点/抗原结合牢固的抗体，可以直接标记，但为了提高灵敏度，它们通常与二抗一起使用（二抗与酶结合，与显色剂或荧光分子反应，使它们沉积在组织上，从而提高灵敏度）。

▲ 免疫组化工作流程：I. 组织收集；II. 固定；III. 包埋；IV. 切片；V. 贴片；VI.抗原修复和封闭；VII. 一抗反应；VIII. 标记二抗反应；IX. 染色和复染

今天，我们来介绍下 HER2 这个免疫组化伴随诊断生物标志物，它是所有实体肿瘤都推荐检测的生物标志物（2024年4月，FDA批准德曲妥珠单抗用于HER2阳性实体肿瘤），其中，在乳腺癌、胃或胃食管交界处腺癌、胆道癌（胆囊腺癌、肝内胆管癌和肝外胆管癌）、尿路上皮癌及结直肠癌中的检测价值最为明确。

▲ 美国FDA批准HER2阳性伴随诊断信息

▲ 中国NMPA批准HER2阳性伴随诊断信息

HER2阳性（HER2+）认为是HER2蛋白过表达或HER2基因扩增，IHC检测HER2蛋白表达是其中一种伴随诊断方法，并成为指导靶向治疗的重要工具。近年来，随着HER2靶向ADC药物的适应症不断拓展，其适应症已扩展到HER2低表达及HER2超低表达人群。

HER2（人类表皮生长因子受体2）是一种跨膜蛋白，由ERBB2基因编码。HER2蛋白分子量为185kDa，主要由细胞外结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域三部分组成，它们共同协作以介导细胞信号传导。

HER2是EGFR家族（包括EGFR/ERBB1，HER2/ERBB2，HER3和HER4）成员之一，并以独特的生物学特征和在癌症进展中的关键作用而著称。与其他EGFR家族成员不同，HER2缺乏直接的配体结合能力，而是始终处于准备二聚化的构象中。一旦HER2与其它EGFR家族受体异二聚化或与另外一个HER2单体同二聚化，这种相互作用就会触发一种构象变化，通过跨膜区域传递到细胞内酪氨酸激酶（自磷酸化/反向磷酸化），并激活下游PI3K/AKT和MAPK/ERK等信号通路，从而调控细胞的生长、增殖、分化。

▲ HER2信号通路概述

在肿瘤微环境中，HER2基因的基因扩增或蛋白过表达是最常见的变异形式，此外还存在HER2基因突变等变异类型。

▲ HER2常见三种变异形式

HER2基因扩增会导至其编码的HER2蛋白在肿瘤细胞表面过度表达，进而形成同源二聚体或异常异二聚体，无需配体结合即可持续激活下游信号通路，导至细胞异常增殖、抗凋亡能力增强、血管生成增加，最终驱动肿瘤的发生和转移。例如，在乳腺癌中，HER2过表达会使肿瘤细胞具有更强的侵袭性和转移性，患者预后相对较差；在胃癌中，HER2异常也与肿瘤的进展和不良预后密切相关。

HER2在不同肿瘤类型中存在不同程度的表达和扩增，其阳性率因肿瘤类型、检测方法、判读标准及人群差异而有所不同。

在过去几年中，抗HER2治疗的适应症已经从HER2过表达扩展到HER2低表达及超低表达人群。因此，HER2 IHC 0、1+、2+、3+均应被关注。

▲ HER2表达分层系统及临床意义

HER2变异在不同肿瘤类型中的发生率存在显著差异，以免疫组化（IHC）联合原位杂交（ISH）的金标准检测方法为例，各癌种的HER2阳性率流行病学数据约为：乳腺癌 15%-20%（低表达30%-40%；超低表达30%-40%）；胃或胃食管交界处腺癌 10%-30%；胆道癌 5%-10%；尿路上皮癌 20%-30%，结直肠癌3%-5%。

▲ 不同肿瘤类型中HER2表达/扩增/突变频率

值得注意的是，HER2的表达还具有异质性，同一肿瘤的不同区域可能出现HER2表达水平的差异，这也为临床检测和治疗带来了一定挑战。因此，准确检测HER2状态对于制定个体化治疗方案至关重要。

自1998年第一个HER2靶向药物曲妥珠单抗获批上市以来，针对HER2的靶向治疗药物不断迭代，涵盖单克隆抗体、抗体药物偶联物（ADC）、酪氨酸激酶抑制剂（TKI）等多种类型，为HER2阳性肿瘤患者带来了显著的生存获益。

截至目前，中美获批的HER2靶向药物主要包括：

1. HER2单抗：

曲妥珠单抗（HER2+乳腺癌，HER2+胃或胃食管交界处腺癌，联合妥卡替尼/tucatinib用于HER2+结直肠癌）

帕妥珠单抗（HER2+乳腺癌）

马吉妥昔单抗（HER2+乳腺癌）

伊尼妥单抗等（HER2+乳腺癌）

泽尼达妥单抗（双特异性单克隆抗体，HER2+胆道癌）

2. HER2 ADC：

恩美曲妥珠单抗（T-DM1；HER2+乳腺癌）

德曲妥珠单抗（T-DXd；HER2+实体肿瘤，HER2+乳腺癌，HER2+胃或胃食管交界处腺癌，HER2低表达乳腺癌，HER2+超低表达乳腺癌，HER2突变NSCLC）

维迪西妥单抗（RC48；HER2+胃或胃食管交界处腺癌、尿路上皮癌、乳腺癌）

瑞康曲妥珠单抗（SHR-A1811；HER2突变NSCLC）

博度曲妥珠单抗（A166；HER2+乳腺癌）

3. HER2 TKI：

拉帕替尼（HER2+乳腺癌）

奈拉替尼（HER2+乳腺癌）

吡咯替尼（HER2+乳腺癌）

宗艾替尼（HER2突变NSCLC）

妥卡替尼（tucatinib，HER2+乳腺癌，联合曲妥珠单抗用于HER2+结直肠癌）

sevabertinib（HER2突变NSCLC）

这些药物的获批，使得HER2阳性肿瘤的治疗从单一的抗HER2治疗，发展为“双靶联合”、“ADC精准治疗”、“TKI口服治疗” 等多种策略相结合的综合治疗模式。

近年来，HER2已从一个单纯的乳腺癌预后指标，演变为一个极其复杂的伴随诊断生物标志物系统。随着ADC药物的飞速发展，肿瘤治疗对HER2检测的精确度提出了前所未有的要求。

传统的“阳性”或“阴性”二分法被彻底颠覆，取而代之的是包含HER2阳性（过表达）、低表达、超低表达等多个层次的连续表达谱系。

为了准确评估HER2的表达水平，指导靶向治疗的选择，多种HER2伴随诊断试剂相继获批。这些试剂通过免疫组化（IHC）技术检测肿瘤组织中HER2蛋白的表达情况，通过原位杂交（ISH）或二代测序（NGS）检测肿瘤组织中HER2基因的扩增情况，为临床提供可靠的检测依据。

目前，FDA共批准4款基于IHC技术的HER2蛋白表达检测CDx试剂盒：HercepTest，Bond Oracle HER2 IHC System，InSite Her-2/neu (CB11) Monoclonal Antibody，及PATHWAY anti-Her2/neu (4B5) Rabbit Monoclonal Primary Antibody，抗体克隆号分别为：DG44，CB11，4B5；共批准6款基于ISH技术的HER2基因扩增检测CDx试剂盒：HER2 CISH pharmDx Kit，HER2 FISH pharmDx Kit，INFORM HER-2/neu，PathVysion HER-2 DNA Probe Kit，SPOT-LIGHT HER2 CISH Kit，Ventana HER2 Dual ISH DNA Probe Cocktail；共批准1款基于NGS技术的HER2基因扩增检测CDx试剂盒：FoundationOne CDx，ERBB2（HER2）基因拷贝数≥5判断为阳性。

NMPA共批准3款基于IHC技术的HER2蛋白表达检测CDx试剂盒，分别来自无锡傲锐东源，河南赛诺特和广州安必平；共批准5款基于ISH技术的HER2基因扩增检测试剂盒，分别来自河南赛诺特、武汉友芝友、嘉兴允英、广州安必平及罗氏诊断。其他NMPA批准的国产和进口IHC/ISH HER2检测试剂盒有多款，但均非伴随诊断预期用途。

▲ FDA和NMPA批准HER2阳性伴随诊断情况

HER2的临床检测，通常优先推荐组织IHC检测，其检测结果根据肿瘤细胞膜染色的强度和范围进行评分，常用的评分系统包括0、1+、2+和3+。其中，3+表示强阳性，0和1+表示阴性，2+表示不确定，需进一步通过FISH检测确认（其检测结果直接反映HER2基因拷贝数变化，是HER2状态评估的金标准）。

此外，HER2还会出现两种新兴的“中间状态”：HER2低表达和HER2超低表达。目前，这些分类仅对转移性乳腺癌患者有影响，并且它们不包含在常规病理报告中。

▲ 2025 CSCO乳腺癌指南中HER2判读方法

 HER2靶向治疗已从乳腺癌扩展至多癌种领域，形成了以单克隆抗体、抗体偶联药物和酪氨酸激酶抑制剂为核心的完整治疗体系。美国和中国在药物获批上既有重合也有差异，中国本土创新药物正在加速追赶。无论使用何种HER2靶向药物，精准的伴随诊断都是实现个体化治疗的前提。