一项回顾性研究揭示：乳腺癌血液与组织NGS检测PIK3CA/AKT1/PTEN基因改变的结果差异

前言

CDK4/6抑制剂联合内分泌治疗是激素受体阳性、人表皮生长因子受体2阴性（HR+/HER2-）晚期乳腺癌的一线标准治疗策略，但随着治疗进程的推进，内分泌治疗耐药问题仍然难以避免，成为临床诊疗中的重点和难点。PI3K/AKT通路异常激活作为驱动肿瘤增殖、侵袭及内分泌耐药的核心机制。针对该通路的靶向药物已成为该类患者耐药后的重要治疗手段，而精准识别上述通路中的突变基因，是筛选适配人群、落实个体化精准治疗的关键前提。

尽管肿瘤组织二代测序（NGS）检测是当前获批的伴随诊断金标准，然而临床实践中晚期患者常面临转移灶取材困难、存档样本质量不足、检测周期较长等现实问题，液体活检能否作为可靠的替代或补充检测手段，始终是临床关注的核心议题。对此，一项发表于Breast Cancer Research杂志的真实世界研究，系统对比了组织与血液两大NGS平台对PI3K/AKT通路相关基因突变的检测效能与一致性，为临床检测路径的优化提供了高质量循证依据。本文特对该研究进行整理解读，以供临床诊疗参考。

研究背景

PIK3CA、AKT1、PTEN是维持PI3K/AKT通路稳态的关键基因，研究数据显示，在HR+/HER2-晚期乳腺癌中，约半数患者存在PIK3CA激活突变、AKT1激活突变或PTEN失活突变。基于CAPItello-291 Ⅲ期研究结果，相较于氟维司群单药，卡匹色替联合氟维司群显著延长了携带上述基因突变患者的无进展生存期，成为该人群的标准治疗选择之一。

NGS检测已广泛应用于肿瘤临床实践中，用于识别肿瘤基因组突变。与组织活检相比，以循环肿瘤DNA（ctDNA）为基础的液体活检具备微创、周转快、可反映肿瘤多灶基因组异质性等优势，在晚期乳腺癌诊疗中的应用日益广泛。然而液体活检的检测效能受ctDNA释放水平影响，对拷贝数变异等复杂突变的检出能力弱于组织检测，其用于PIK3CA/AKT1/PTEN基因突变检测的可靠性仍需大样本真实世界数据验证。为此，本研究回顾性分析了临床实践中，组织与血液NGS检测对乳腺癌PIK3CA/AKT1/AKT2/AKT3/PTEN基因突变的检测能力与一致性。

研究方法

本研究为多中心真实世界回顾性分析，依托Foundation Medicine数据库，对比了乳腺癌样本中组织与血浆液体NGS检测对PI3K/AKT通路关键基因突变的检出效果。

• 全面基因组分析：分别对福尔马林固定、石蜡包埋的组织活检切片（组织CGP）和血浆样本（液体活检CGP）进行检测。采用杂交捕获技术，对324个癌症相关基因进行测序，以检测短变异（SVs，包括SNVs和插入/缺失）、拷贝数变异（CNVs，包括基因扩增和纯合缺失）和基因组重排；血浆液体活检CGP，报告了PTEN、BRCA1和BRCA2纯合缺失。

• 液体活检ctDNA肿瘤分数估算：对于存在显著染色体异常的血液样本，采用拷贝数模型的纯度评估法估算ctDNA肿瘤分数（TF）；无明显非整倍体时，则基于已判定为体细胞来源短变异与基因重排的变异等位基因频率（VAF）进行估算，取符合条件的最高VAF作为TF参考值。

• 组织与血液样本检测一致性评估：选取配对样本（共289例，组织、血液采样间隔≤90天），进行PIK3CA、AKT1、AKT2、AKT3和PTEN所有致病性突变及CAPItello-定义突变阳性的一致性评估，以确保样本采集时间与疾病进程的相关性。此外，分别针对SVs和CNVs进行分析，计算血浆与组织CGP结果的阳性符合率（PPA）和阴性符合率（NPA），并根据液体活检的ctDNA TF（<1%、1%-10%和≥10%）以及配对活检之间的采集间隔（<30天和30-90天）进行分层分析。

• 共致病变异模式分析：基于整体液体活检队列，分别分析携带CAPItello定义的突变阳性、携带任意PIK3CA/AKT1/PTEN致病性突变的样本中，其他临床相关基因的共突变分布特征；重点解析ESR1基因突变的位点分布，并统计ESR1突变样本中CAPItello定义突变阳性的共存比例。

研究结果

• 入组人群特征：共纳入2017年1月至2023年6月期间接受肿瘤组织CGP的35730例患者（组织活检队列）和接受血液CGP的7056例患者（液体活检队列）。在液体活检队列中，3344例患者（47.4%）的样本ctDNA TF≥1%。共有289例患者同时拥有配对的组织和血浆CGP数据。在液体活检队列中，ctDNA TF≥1%的患者特征以及配对CGP患者的特征与总队列大致相似。

表1 患者特征

• PIK3CA、AKT1、AKT2、AKT3和PTEN致病性突变的检出率

• 整体队列中基因突变的检出差异：组织活检与非配对液体活检对比显示，PIK3CA、AKT1、AKT2、AKT3和PTEN中所有致病性突变的检出率明显更高（分别为37.4% vs 30.4%，5.0% vs 3.7%，1.7% vs 0.4%，3.4% vs 0.3%，12.4% vs 8.0%）（图1A）；组织与液体活检队列中SVs检出率方面，PIK3CA和AKT1突变存在统计学显著差异（分别为36.4% vs 30.2%和4.4% vs 3.6%）（图1B）。PIK3CA、AKT1和PTEN中检测到的致病性突变主要为SVs，AKT2和AKT3突变主要为CNVs。在所有基因中，CNVs在液体活检队列中的检测频率均低于组织活检队列（图1 C，D）。

• ctDNA TF≥1%液体活检队列优势：与非配对组织活检队列相比，ctDNA TF≥1%液体活检队列中，PIK3CA、AKT1和PTEN致病性突变及SVs的检出率更高。

• CAPItello定义突变阳性的队列间差异：组织活检队列中的发生率为44.9%，液体活检队列中为34.3%(P<0.001)；在两个队列中，大约2/3的CAPItello定义突变样本仅携带PIK3CA突变。

图1 (A)所有致病性基因突变；(B)致病性SVs在组织活检组与液体活检组中的检出率；(C)组织活检组和(D)液体活检组中检测到的基因突变类型（包括SVs、CNVs及基因重排）数量。

• 组织与液体CGP的一致性

• 整体PPA数据：对289例配对样本的分析显示，整体人群中液体活检对PIK3CA、AKT1、PTEN基因突变的PPA分别为67.9%、87.5%和77.3%，CAPItello定义突变阳性的总体PPA为68.5%。

• ctDNA TF分层一致性差异：对于ctDNA TF≥1%样本，PIK3CA、AKT1和PTEN所有致病性SVs以及CAPItello定义突变阳性的PPA范围为92.5%至100%（图2A）。对于PTEN纯合缺失，在ctDNA TF<10%的病例中未检测到，而在ctDNA TF≥10%的例中PPA为50.0%(2/4)。配对队列中检测到的所有AKT2和AKT3变异均为CNVs。AKT2和AKT3 CNVs的总PPA分别为66.7%(2/3)和0%(0/12)。

• 采样间隔影响：配对活检样本在<30天内采集时，PPA高于30-90天采集样本（图2B），且两组间的ctDNA TF分布无统计学差异。

• 单一检测独有突变分布：值得注意的是，有11个CAPItello定义突变阳性仅在血浆活检中检测到（PIK3CA n=8；AKT1 n=1；PTEN n=2）。另一方面，有41个CAPItello定义突变阳性仅在组织活检中检测到（PIK3CA n=25；AKT1 n=1；PTEN n=9；多个基因 n=6），其中大多数（37个）是在配对血浆液体活检ctDNA TF<1%的样本中检测到的。

图2 根据(A)ctDNA TF和(B)配对活检样本采集时间间隔，组织活检与液体活检在检测致病性突变方面具有良好的预测一致性。

• 液体活检队列中的共突变分布特征

• 常见共突变基因：在携带CAPItello定义突变阳性的液体活检样本（n=2421）中，最常见的致病突变基因为TP53（49.9%）、ESR1（31.2%）、CDH1（23.7%）等，BRCA1、BRCA2、PALB2等同源重组修复相关基因突变的发生率相对较低。当单独分析PIK3CA、AKT1和PTEN的致病性突变时，观察到相似的分布模式（图3A）。

• ESR1突变特征：在CAPItello定义的PIK3CA、AKT1或PTEN突变的乳腺癌液体活检样本中，D538G和Y537S是最常观察到的ESR1突变位点（>10.0%）（图3B）；在符合CAPItello标准的液体活检样本中，ESR1突变的总检出率为30.0%；在总体液体活检队列中，共有1463例观察到了ESR1突变，其中756例（51.7%）同时符合CAPItello定义的突变阳性（图3C），提示PI3K通路激活与内分泌耐药突变存在较高的共存比例。

图3 液体活检队列中，(A)常见共突变基因；(B)ESR1突变详细特征分析；(C)同时符合CAPItello定义突变阳性与ESR1突变的发生率

讨论与结论

本研究证实，ctDNA TF是决定液体与组织活检检测一致性的核心因素，这与既往多项研究结论相符。此外，研究显示ctDNA TF<1%的样本占比超半数（总液体活检队列52.6%，配对队列42.9%），与既往乳腺癌相关研究结果一致，这也是整体队列中液体活检突变检出率低于组织检测的主要原因。

除此之外，采样间隔同样对检测一致性存在影响：配对样本采集间隔小于30天时，PPA高于30~90天组。由于两组间ctDNA TF分布无显著差异，因此该差异并非由肿瘤脱落量不同导致，更可能反映了肿瘤基因组随疾病进程的动态演变。

需要明确的是，CNVs始终是ctDNA检测的技术难点，既往观点认为ctDNA TF需达10%~40%才可实现可靠检出。本研究中，仅ctDNA TF≥10%的样本可检出PTEN纯合缺失，PPA为50.0%，各基因CNV的检测表现整体差异较大；且液体活检对各基因CNV的总体检出率均低于组织活检，符合技术预期。

本研究是乳腺癌领域针对PI3K/AKT通路基因改变规模最大的分析研究之一。但受限于变异患病率低、液体活检技术瓶颈，AKT2/AKT3变异、PTEN纯合缺失等拷贝数变异及基因重排的分析样本量有限；同时研究未常规收集HR/HER2状态，因此CAPItello定义的突变阳性相关结果不应仅限定于HR+/HER2-乳腺癌人群的解读。

总而言之，本研究为液体活检在乳腺癌PI3K/AKT通路基因检测中的应用提供了重要循证依据。在ctDNA脱落量充足（即ctDNA TF≥1%）的病例中，ctDNA基因组分析可识别出具有临床意义的PIK3CA/AKT1/PTEN基因改变，且与组织检测展现出高度的一致性。对于血浆检测结果阴性的病例，尤其是ctDNA TF<1%或需检测拷贝数变异的患者，合理选择检测手段，则可以为患者提供更精准、全面的基因图谱信息。

参考文献：

[1]Chaki M, et al. Retrospective comparison between breast cancer tissue- and blood-based next-generation sequencing results in detection of PIK3CA, AKT1, and PTEN alterations. Breast Cancer Res. 2025 Jul 1;27(1):122.

审批编号：CN-190610

有效期至：2027-08-10

本文由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士参考，不可用于推广目的。

撰写：Penny

审校：Ninian

排版：Atai

执行：Atai

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