Despite the use of immunohistochemistry (IHC) and fluorescence in situ hybridization (FISH), the response rate of trastuzumab monotherapy remains approximately 50%. Here, we developed a novel test, Trastuzumab IHC, that uses unmodified trastuzumab and IHC procedures to identify patients whose tumors were found to be HER2-positive by the HercepTest or FISH analysis, but who did not respond to trastuzumab therapy. The Trastuzumab IHC test was performed on HER2-negative/-positive cell lines, including trastuzumab-sensitive (SK-BR-3)/resistant (JIMT-1) breast cancer cell lines. We also applied the Trastuzumab IHC on 133 consecutive primary breast cancer tumors and 12 needle biopsied specimens who received trastuzumab pre-operatively. Then, the results were compared with those obtained from the HercepTest and FISH analysis. The Trastuzumab IHC is the only test that could distinguish the JIMT-1 from SK-BR-3 cell lines in terms of HER2 expression. With 133 tumor specimens, only 4% (2/50) of the cases who were HercepTest 2+ and FISH (-) were positive on the Trastuzumab IHC test. In addition, 48.5% (16/33) of the FISH (+) cases were confirmed to be positive by Trastuzumab IHC. This result is consistent with the clinical benefit rate of trastuzumab in patients with FISH-positive results. The Trastuzumab IHC is 24.8% more accurate and 52.1% more specific at predicting HER2 gene amplification by FISH than positive staining with the HercepTest. Also, positive predictive value for Trastuzumab IHC (88.9%) was higher than the HercepTest (39.8%). Furthermore, among 12 patients who received trastuzumab pre-operatively, two patients who did not responded to trastuzumab therapy were negative for the Trastuzumab IHC test. In conclusion, the Trastuzumab IHC test has a high specificity and positive predictive value, which can be used to predict patient responses to trastuzumab therapy.
단일클론항체 치료제재인 트라스투주맙은 침윤성HER2 과발현 유방암 환자들의 생존율을 크게 향상시키는 것으로 보고되고 있다. 따라서 환자의HER2 상태에 대한 정확한 감별은 트라스투주맙 치료 군을 선별하는데 있어서 매우 중요한 지표로써 작용한다. 현재 트라스투주맙 치료 대상군을 선별하기 위한 HER2 테스트에는 면역조직화학염색법 (IHC;Immuno-histochemistry)와 형광동소보합법 (FISH;Fluorescence in situ hybridization)가 있는데, 특히 HercepTest (Dako)는 FDA에서 공인되어 임상에서 널리 사용하는 상업용 IHC 키트이다. 그러나 이러한 HER2테스트를 사용하여 트라스투주맙 치료 대상자를 가장 적절하게 선별하였어도 실제 임상에서의 트라스투주맙 에 대한 치료 반응 율은 50% 미만에 불과한 실정이다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 트라스투주맙 자체를 IHC 방법에 적용시킨 새로운 HER2 테스트인 Trastuzumab IHC를 개발하였으며, 기존의 HER2 테스트인 HercepTest보다 더 적절하게 트라스투주맙 치료 대상을 선별할 수 있는지 알아보기 위하여 각 테스트의 결과들을 비교, 분석하였다. 본 연구에서는 Trastuzumab 민감성 세포 주(SK-BR-3)와 저항성 세포 주 (JIMT-1)를 포함한 다양한 HER2 양성 및 음성 세포 주와 133명의 원발성 유방암 환자, 그리고 12명의 수술 전 트라스투주맙 치료를 받은 유방암 환자들의 검체를 대상으로 각각 Trastuzumab IHC와 기존의 HER2 테스트를 시행한 후 그 결과들을 비교하였다. 그 결과 Trastuzumab IHC는 HER2 양성이면서 Trastuzumab 저항성 세포 주인JIMT-1를 감별하였으며, 이는 Trastuzumab IHC 테스트가 트라스투주맙의 치료 예측에 사용될 수 있음을 세포 주 단계에서 보여준다. 133명의 원발성 유방암 환자 대상 연구에서는 HercepTest 2+ 이며 FISH 음성인 환자군 중 4% (2/50)가 Trastuzumab IHC 양성임을 보여주며, 이러한 결과는 Trastuzumab IHC 가 기존의 HercepTest의 2+ 환자 군에 대한 높은 위양성율을 크게 감소시켰음을 나타내고 있다. 또한 FISH 양성환자군 중 48.5% (16/33)가 Trastuzumab IHC 양성이며, 이 수치는 기존의 HER2 검사인 FISH를 통해 선택된 유방암 환자의 치료 반응율이 48%라는 이전 연구 그룹의 결과와 일치한다. FISH를 기준으로 Trastuzumab IHC 와HercepTest 의 양성군 (2+/3+)에 대한 정확성, 민감성, 특이성, 양성예측정도, 그리고 음성예측정도를 각각 측정한 결과, Trastuzumab IHC 는 HercepTest와 비교했을 때 정확성에서 24.8%, 특이성에서 52.1% 더 높은 수치를 나타냈다. 또한 양성예측도면에서도 Trastuzumab IHC 는 88.9%의 HercepTest보다 더 높은 수치를 보였다. 또한 수술 전 트라스투주맙 치료를 받은 12명 환자 중에서 트라스투주맙 치료 반응이 없었던 것으로 판명된2명의 환자 검체는 Trastuzumab IHC 음성 결과를 보였으며, Trastuzumab IHC 양성 결과를 받은 10명의 환자는 Trastuzumab 치료 반응이 있었던 것으로 판명되었는데 이러한 실험 결과는 Trastuzumab IHC의 높은 특이성을 잘 증명해주고 있다. 결론적으로 새로운 HER2 테스트인Trastuzumab IHC는 높은 특이성과 양성예측도의 장점을 지니며, 이러한 특성은 Trastuzumab IHC가 트라스투주맙 치료에 대한 환자의 반응을 예측하는데 사용될 수 있음을 증명한다.
