同源重组修复缺陷临床检测与应用专家共识（2021版）

转自：中国癌症防治杂志

作者：中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会遗传性肿瘤标志物协作组，中华医学会病理学分会分子病理学组

来源：中国癌症防治杂志，2021年8月第13卷第4期

同源重组修复（homologous recombination repair，HRR）是DNA双链断裂（double strand break，DSB）的首选修复方式。同源重组修复缺陷（homologous recombination deficiency，HRD）通常指细胞水平上的HRR功能障碍状态，可由HRR相关基因胚系突变或体细胞突变以及表观遗传失活等诸多因素导致，常存在于多种恶性肿瘤中，其中在卵巢癌、乳腺癌、胰腺导管癌、前列腺癌等肿瘤中尤其突出。HRD会产生特定的、可量化的、稳定的基因组改变，可通过建立基于基因组特征分析的评估体系来预测肿瘤HRD状态及其程度，已成为晚期卵巢癌患者临床应用聚腺苷二磷酸核糖聚合酶［poly（ADP-ribose）polymerase，PARP］抑制剂的新型生物标志物，也可能对乳腺癌、前列腺癌等肿瘤的PARP抑制剂和铂类药物的临床用药具有指导价值。本共识围绕HRD定义描述、HRD肿瘤临床病理与分子特征、HRD检测的临床应用价值、HRD检测样本选择、HRD检测技术选择与确认、HRD算法标准化及HRD临床检测和应用的问题等关键点，结合国内外应用现状，为临床提供7条HRD临床检测与应用专家共识。希望本专家共识可以提高临床医师及检测等相关人员对HRD临床意义及检测规范的认识，从而更加准确合理地开展HRD检测及结果解读，为患者提供更优质的临床服务。

HRD定义描述

 DNA损伤是通过相互关联的多种途径修复的，其中，HRR是负责修复DSB与DNA链间交联（interstrand crosslinks）最为准确且高保真的DNA损伤修复系统。HRD通常指细胞水平上的HRR功能障碍状态，当HRD存在时，DSB会过度依赖非同源末端连接（non-homologous end joining，NHEJ）、微同源末端连接（microhomology mediated end joining，MMEJ）和单链退火途径 （single-strand annealing，SSA）等低保真、高易错的替代性DNA损伤修复途径，从而极可能造成核酸序列的插入/缺失，拷贝数异常，并引起染色体交联，造成基因组和染色体不稳定。

HRD可由HRR相关基因胚系突变或体细胞突变以及表观遗传失活等诸多因素导致。HRR是一条涉及多个步骤的复杂信号转导通路，其中关键蛋白为乳腺癌易感基因（breast cancer susceptibility gene，BRCA）。有研究报道，胚系BRCA1/2 基因变异的携带者罹患乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌的风险增加。BRCA1/2与多种其他DNA修复蛋白相互作用，形成DNA损伤修复的复杂系统，这些蛋白包括ATM、RAD51、PALB2、MRE11、RAD50、NBN、CDK12和FA蛋白等。当前仍不断有新基因或机制被发现参与HRR调控，如UBQLN4、RBBP8 等基因。HRD的存在会使肿瘤细胞对诱发DNA交联的铂类药物高度敏感，同时应用PARP抑制剂可促发肿瘤细胞合成致死。目前HRD正逐步发展成为新型生物标志物并用于肿瘤精准治疗，HRD临床检测也日益受到重视。

HRD会产生特定的、可量化的、稳定的基因组改变，其中包含可被鉴别的基因突变、插入/缺失模式，以及染色体结构异常、基因拷贝数变异等，这也是当前构建HRD临床检测方法的理论基础。HRD临床检测所描述的肿瘤基因组特定改变，也被称为“基因组瘢痕”。自2012年以来，杂合性缺失（loss of heterozygosity，LOH）、端粒等位基因不平衡（telomeric allelic imbalance，TAI）、大片段迁移（large-scale state transition，LST）等被作为基因组瘢痕标志物，以量化基因组瘢痕的程度。LOH定义为大于15 Mb且小于整个染色体长度的杂合性缺失；TAI定义为延伸到其中一个亚端粒但不超过着丝粒且大于11 Mb的等位基因不平衡的染色体片段；LST定义为两个相邻区域（两个区域长度均大于等于10 Mb，且区域间距小于3 Mb）之间的染色体断裂位点，肿瘤基因组截断点的总数可以用来描述基因组的不稳定性。LOH、TAI和LST等 3个指标都有独特的定义，在一定程度上都能描述细胞HRD状态的程度。然而，相较单个指标描述，三者组合综合计算评分能更全面反映基因组瘢痕状态，进而对基因组不稳定状态进行评估。在已批准的检测中，以BRCA 1/2的致病性变异状态加上基因组不稳定评分（genomic instability score，GIS）来评价HRD状态。

HRD临床检测旨在建立基于基因组特征分析来预测肿瘤HRD状态及其程度的评估体系，但是当前临床检测结果仅能代表肿瘤细胞已经发生或者正在发生的基因组不稳定性，因为即使肿瘤细胞恢复HRR活性，HRD所导致的肿瘤基因组历史痕迹依然不会消失。因此，鉴于HRR通路以及细胞信号通路的复杂性，通过临床检测方法实现肿瘤细胞HRD全面而准确的评估仍具挑战。

专家共识：HRD通常指细胞水平的HRR障碍状态，HRD会产生可量化的、稳定的基因组改变，目前主要通过LOH、TAI和LST 3个指标的综合检测得出GIS，临床实践中以BRCA1/2 基因致病性突变与GIS评估肿瘤HRD状态。鉴于HRR通路以及细胞信号通路的复杂性，通过临床检测方法实现肿瘤细胞HRD全面而准确的评估仍具挑战。

HRD的临床应用

恶性肿瘤中HRD的发生率与肿瘤部位、组织学类型及其所采用的检测方法密切相关。对转移性（n=3 504）和原发性（n=1 854）泛癌种队列的全基因组测序（whole genome sequencing，WGS）通过CHORD算法分析，结果显示，在转移性癌中，HRD的发生率为6%，其中在卵巢癌中的发生率（30%）最高，在乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌中发生率（12%~13%）相当，而在其他肿瘤中少见；HRR相关基因突变频率为6%，以卵巢癌（30%~50%）和乳腺癌（12%~24%）最常见，其次是胰腺癌（7.3%~13.0%）和前列腺癌（5.3%~13.0%）。TCGA计划研究组整合分析高级别浆液性卵巢癌中的316例全外显子组和489例表达谱数据，发现22%存在BRCA1/2胚系和（或）体细胞致病性或可能致病性突变，11%因启动子甲基化发生BRCA1 mRNA表达缺失，高达50%的卵巢癌可能存在HRR通路异常。整合分析150例转移性去势抵抗性前列腺癌（metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC）患者的全外显子与全转录组数据，发现12.7%的患者存在BRCA1/2 双等位基因失活，高达19.3% 的患者存在HRR相关基因突变。基于21 842例胰腺癌患者的回顾性研究显示，经多基因二代测序（next-generation sequence，NGS）检测有14.5%~16.5%的患者存在HRD，而经全基因组或全外显子组检测并优化算法分析则发现24%~44%的患者存在HRD，其发生率高于有限的HRR基因突变率。另外，还有研究报道，极少数小细胞肺癌患者会携带RAD51D、CHEK1、BRIP1、BRCA1/2 等HRR相关基因胚系突变，可发生LOH，并可能对PARP抑制剂产生治疗应答。

HRD阳性卵巢癌更多见于高级别浆液性癌，初诊时常伴有更高水平的血清CA125，其临床预后较好。约25%的卵巢高级别浆液性癌与BRCA1/2 基因胚系突变有关。BRCA1/2 基因胚系突变相关性卵巢高级别浆液性癌的典型组织学改变包括推挤性和浸润性生长，肿瘤细胞排列呈裂隙样、乳头状或腺样结构，细胞核异型性大，核分裂象易见；免疫表型特点为p53异常表达（多为细胞核弥漫强阳性或完全表达缺失，少数可表现为胞浆阳性表达），ER和p16也通常表现为弥漫强阳性表达，同时可表现为间质大量淋巴细胞浸润、地图样坏死以及实性、假子宫内膜样、移行上皮样（solid pseudo-endometrioid transitional-like，SET）等组织学特点。此外，转移性高级别浆液性卵巢癌如表现为转移灶呈髓样浸润、圆形、推挤样或SET排列方式，也高度提示可能存在BRCA1/2 基因胚系突变。然而，上述组织学特征并不具备足够的BRCA 基因突变诊断特异性，BRCA 基因突变尚需通过基因水平检测方法明确。

HRD阳性乳腺癌具有更高的组织学分级，更高的Ki-67指数，也更倾向于PR阴性，更多见于三阴性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC），对其亚型进一步分析发现，腔型/雄激素受体亚型（luminal/androgen receptor，LAR）相较其他亚型的HRD评分低。一项关于日本青少年和年轻成人乳腺癌的研究也发现，HRD阳性更多见于三阴性乳腺癌，且有更高的TP53突变率以及更高的组织学分级。BRCA1/2 基因胚系突变是导致乳腺癌HRD最常见的原因。BRCA1 基因胚系突变相关性乳腺癌通常表现为边界清楚，易发生出血坏死，临床行为更具侵袭性，易发生肺、脑转移。主要的组织学特征包括高级别肿瘤和显著的淋巴细胞浸润等；BCL2低表达，多见于三阴性和基底样亚型乳腺癌。BRCA2 基因胚系突变相关性乳腺癌则常表现为推挤性生长方式，多发生骨和软组织转移，免疫表型多为ER/PR阳性，HER-2阴性，BCL2高表达，肿瘤组织内淋巴细胞浸润不如BRCA1基因胚系突变相关性乳腺癌显著，常伴有钙化。

HRD是较稳定的恶性肿瘤分子标记。对来自32例早期乳腺癌的81个穿刺活检小标本进行HRD评估，同一肿瘤不同穿刺活检标本间HRD评分具有高一致性（R2=0.98）。配对分析来自50例患者的原发性以及复发性卵巢癌组织的HRD状态，发现同一患者的原发和复发组织的HRD评分也具有高一致性（R2=0.93），但需要注意的是，其中有1例患者的复发肿瘤组织内检测到新的BRCA1回复性突变，且其可能与铂类化疗抵抗有关。

专家共识：HRD是恶性肿瘤较为常见的分子标记，卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌发生率较高；HRD阳性卵巢癌、乳腺癌表现出一定的临床病理学特征，BRCA相关的遗传性乳腺癌和卵巢癌表现更显著。HRD是较稳定的恶性肿瘤分子标记，其评估通常不受肿瘤取材部位（同一部位不同病灶或原发和转移病灶）影响。

2.2 HRD临床检测的应用价值

  目前全球已有多种PARP抑制剂获批上市，如由FDA批准的奥拉帕利（Olaparib），鲁卡帕利（Rucaparib），尼拉帕利（Niraparib），他拉唑帕利（Talazoparib）以及近期由NMPA批准的氟唑帕利（Fluzoparib）和帕米帕利（Pamiparib）等，已相继在卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌等肿瘤中获批诸多适应证，与此同时，HRD临床检测作为PARP抑制剂重要的疗效预测标志物也得以迅速发展。

在QUADRA研究中，HRD阳性队列的98例患者接受尼拉帕利治疗的客观缓解率（ORR）为 24％，中位预期缓解持续时间（DOR）为8.3个月。PAOLA-1研究中HRD阳性患者接受奥拉帕利+贝伐珠单抗或贝伐珠单抗单药一线维持治疗的中位PFS分别为37.2个月和17.7个月，而HRD阳性且BRCA突变阴性患者的中位PFS分别为28.1个月和16.6个月。在PRIMA研究中，HRD阳性/BRCA突变型组的疾病进展或死亡风险降低60%，HRD阳性/BRCA野生型组疾病进展或死亡风险降低50%。上述3项研究均采用Myriad myChoice CDx确认肿瘤HRD状态，HRD阳性定义为肿瘤BRCA1/2突变和（或）GIS评分≥42分。FDA也相继批准HRD用于尼拉帕尼后线治疗复发的高级别浆液性上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌成人患者，一线维持治疗新诊断的Ⅲ~Ⅳ期高级别浆液性或子宫内膜样卵巢癌患者，以及奥拉帕利联合贝伐珠单抗维持治疗晚期高级别浆液性或子宫内膜样卵巢癌、输卵管或原发性腹膜癌患者的伴随诊断。

ARIEL3研究采用FoundationOne CDx（F1CDx）检测LOH确定HRD状态，其中LOH高的阈值为≥16%，HRD阳性定义为BRCA突变型或BRCA野生型但LOH高。探索性分析结果显示，鲁卡帕利维持治疗组 LOH高的患者较LOH低的患者中位PFS延长（ 9.7个月 vs 6.7个月，P=0.0338），而安慰剂组中，LOH高组与LOH低组患者的中位PFS均为5.4个月。基于上述研究结果，FoundationFocusTM CDx BRCA LOH（已整合入F1CDx）被FDA批准用于鲁卡帕利维持治疗复发高级别浆液性或子宫内膜样卵巢癌患者的补充诊断，以期筛选出更多可能获益的HRD阳性患者。

PROfound研究结果显示奥拉帕利可降低携带BRCA、ATM致病性或可能致病性突变的mCRPC患者66%的疾病进展或死亡风险，经独立评审委员会评估携带BRCA、ATM、BARD1、 BRIP1、CDK12、 CHEK1/2、FANCL、PALB2、RAD51B/C/D 和RAD54L 等其他HRR基因致病性或可能致病性突变的患者PFS均可改善。基于该研究，FDA于2020年5月批准奥拉帕利用于经恩杂鲁胺或醋酸阿比特龙治疗进展后，HRR基因存在致病性或可能致病性突变的mCRPC成人患者；同时批准F1CDx作为其伴随诊断，以筛选更多可能获益的携带HRR基因变异的mCRPC患者。

BRCA基因检测已被批准作为奥拉帕利治疗经含铂化疗的携带BRCA胚系突变、HER2阴性转移性乳腺癌的伴随诊断，以及奥拉帕利用于携带BRCA胚系基因突变胰腺癌患者的一线含铂化疗维持治疗的伴随诊断；HRR基因突变检测则用于经恩杂鲁胺或醋酸阿比特龙治疗进展后mCRPC奥拉帕利治疗的伴随诊断；也有报道BRCA 或PALB2 基因检测能较好地预测鲁卡帕利维持治疗铂敏感晚期胰腺癌患者的疗效。除此之处目前基于Myriad myChoice CDx、FoundationFocusTM CDx或类似方法进行乳腺癌、胰腺癌 HRD状态评估的临床应用也还在不断探索中。现已有研究探讨HRD状态评估对新发HER2阴性和（或）三阴性乳腺癌PARP抑制剂新辅助治疗或一线治疗疗效的预测价值，但均为小样本研究，尚未取得确切性结论。另有报道应用MSK-IMPACT检测结合特定算法分析262例晚期胰腺癌患者的HRD状态，结果显示HRD阳性患者一线接受含铂化疗患者较未接受含铂化疗患者具有更长的PFS（P