PURPOSE To improve on current standards for breast cancer prognosis and prediction of chemotherapy benefit by developing a risk model that incorporates the gene expression-based "intrinsic" subtypes luminal A, luminal B, HER2-enriched, and basal-like. METHODS A 50-gene subtype predictor was developed using microarray and quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction data from 189 prototype samples. Test sets from 761 patients (no systemic therapy) were evaluated for prognosis, and 133 patients were evaluated for prediction of pathologic complete response (pCR) to a taxane and anthracycline regimen.

A HETEROGeneous disease composed of a growing number of recognized biological subtypes.The prognostic and etiologic importance of this diversity is complicated by many factors, including the observation that differences in clinical outcomes often correlate with race.Age-adjusted mortality in the United States from breast cancer in white women is 28.3 deaths per 100 000 compared with 36.4 deaths per 100 000 in African American women. 1 This disparity is particularly pronounced among women younger than 50 years, in whom mortality is 77% higher among African American women compared with white women (11.0 vs 6.3 deaths per 100 000).Breast cancer in African American women has been characterized by higher grade, 2,3 later

Abstract Purpose: Expression profiling studies classified breast carcinomas into estrogen receptor (ER)+/luminal, normal breast-like, HER2 overexpressing, and basal-like groups, with the latter two associated with poor outcomes. Currently, there exist clinical assays that identify ER+/luminal and HER2-overexpressing tumors, and we sought to develop a clinical assay for breast basal-like tumors. Experimental Design: To identify an immunohistochemical profile for breast basal-like tumors, we collected a series of known basal-like tumors and tested them for protein patterns that are characteristic of this subtype. Next, we examined the significance of these protein patterns using tissue microarrays and evaluated the prognostic significance of these findings. Results: Using a panel of 21 basal-like tumors, which was determined using gene expression profiles, we saw that this subtype was typically immunohistochemically negative for estrogen receptor and HER2 but positive for basal cytokeratins, HER1, and/or c-KIT. Using breast carcinoma tissue microarrays representing 930 patients with 17.4-year mean follow-up, basal cytokeratin expression was associated with low disease-specific survival. HER1 expression was observed in 54% of cases positive for basal cytokeratins (versus 11% of negative cases) and was associated with poor survival independent of nodal status and size. c-KIT expression was more common in basal-like tumors than in other breast cancers but did not influence prognosis. Conclusions: A panel of four antibodies (ER, HER1, HER2, and cytokeratin 5/6) can accurately identify basal-like tumors using standard available clinical tools and shows high specificity. These studies show that many basal-like tumors express HER1, which suggests candidate drugs for evaluation in these patients.

Gene expression profiling of breast cancer has identified two biologically distinct estrogen receptor (ER)-positive subtypes of breast cancer: luminal A and luminal B. Luminal B tumors have higher proliferation and poorer prognosis than luminal A tumors. In this study, we developed a clinically practical immunohistochemistry assay to distinguish luminal B from luminal A tumors and investigated its ability to separate tumors according to breast cancer recurrence-free and disease-specific survival. Tumors from a cohort of 357 patients with invasive breast carcinomas were subtyped by gene expression profile. Hormone receptor status, HER2 status, and the Ki67 index (percentage of Ki67-positive cancer nuclei) were determined immunohistochemically. Receiver operating characteristic curves were used to determine the Ki67 cut point to distinguish luminal B from luminal A tumors. The prognostic value of the immunohistochemical assignment for breast cancer recurrence-free and disease-specific survival was investigated with an independent tissue microarray series of 4046 breast cancers by use of Kaplan–Meier curves and multivariable Cox regression. Gene expression profiling classified 101 (28%) of the 357 tumors as luminal A and 69 (19%) as luminal B. The best Ki67 index cut point to distinguish luminal B from luminal A tumors was 13.25%. In an independent cohort of 4046 patients with breast cancer, 2847 had hormone receptor–positive tumors. When HER2 immunohistochemistry and the Ki67 index were used to subtype these 2847 tumors, we classified 1530 (59%, 95% confidence interval [CI] = 57% to 61%) as luminal A, 846 (33%, 95% CI = 31% to 34%) as luminal B, and 222 (9%, 95% CI = 7% to 10%) as luminal–HER2 positive. Luminal B and luminal–HER2-positive breast cancers were statistically significantly associated with poor breast cancer recurrence-free and disease-specific survival in all adjuvant systemic treatment categories. Of particular relevance are women who received tamoxifen as their sole adjuvant systemic therapy, among whom the 10-year breast cancer–specific survival was 79% (95% CI = 76% to 83%) for luminal A, 64% (95% CI = 59% to 70%) for luminal B, and 57% (95% CI = 47% to 69%) for luminal–HER2 subtypes. Expression of ER, progesterone receptor, and HER2 proteins and the Ki67 index appear to distinguish luminal A from luminal B breast cancer subtypes.

Purpose Prognostic and predictive factors are well established in early-stage breast cancer, but less is known about which metastatic sites will be affected. Methods Patients with early-stage breast cancer diagnosed between 1986 and 1992 with archival tissue were included. Subtypes were defined as luminal A, luminal B, luminal/human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), HER2 enriched, basal-like, and triple negative (TN) nonbasal. Distant sites were classified as brain, liver, lung, bone, distant nodal, pleural/peritoneal, and other. Cumulative incidence curves were estimated for each site according to competing risks methods. Association between the site of relapse and subtype was assessed in multivariate models using logistic regression. Results Median follow-up time among 3,726 eligible patients was 14.8 years. Median durations of survival with distant metastasis were 2.2 (luminal A), 1.6 (luminal B), 1.3 (luminal/HER2), 0.7 (HER2 enriched), and 0.5 years (basal-like; P < .001). Bone was the most common metastatic site in all subtypes except basal-like tumors. In multivariate analysis, compared with luminal A tumors, luminal/HER2 and HER2-enriched tumors were associated with a significantly higher rate of brain, liver, and lung metastases. Basal-like tumors had a higher rate of brain, lung, and distant nodal metastases but a significantly lower rate of liver and bone metastases. TN nonbasal tumors demonstrated a similar pattern but were not associated with fewer liver metastases. Conclusion Breast cancer subtypes are associated with distinct patterns of metastatic spread with notable differences in survival after relapse.

The risk of local and regional relapse associated with each breast cancer molecular subtype was determined in a large cohort of patients with breast cancer. Subtype assignment was accomplished using a validated six-marker immunohistochemical panel applied to tissue microarrays.Semiquantitative analysis of estrogen receptor (ER), progesterone receptor (PR), Ki-67, human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), epidermal growth factor receptor (EGFR), and cytokeratin (CK) 5/6 was performed on tissue microarrays constructed from 2,985 patients with early invasive breast cancer. Patients were classified into the following categories: luminal A, luminal B, luminal-HER2, HER2 enriched, basal-like, or triple-negative phenotype-nonbasal. Multivariable Cox analysis was used to determine the risk of local or regional relapse associated the intrinsic subtypes, adjusting for standard clinicopathologic factors.The intrinsic molecular subtype was successfully determined in 2,985 tumors. The median follow-up time was 12 years, and there have been a total of 325 local recurrences and 227 regional lymph node recurrences. Luminal A tumors (ER or PR positive, HER2 negative, Ki-67 < 1%) had the best prognosis and the lowest rate of local or regional relapse. For patients undergoing breast conservation, HER2-enriched and basal subtypes demonstrated an increased risk of regional recurrence, and this was statistically significant on multivariable analysis. After mastectomy, luminal B, luminal-HER2, HER2-enriched, and basal subtypes were all associated with an increased risk of local and regional relapse on multivariable analysis.Luminal A tumors are associated with a low risk of local or regional recurrence. Molecular subtyping of breast tumors using a six-marker immunohistochemical panel can identify patients at increased risk of local and regional recurrence.

Abstract Purpose: Basal-like breast cancer is associated with high grade, poor prognosis, and younger patient age. Clinically, a triple-negative phenotype definition [estrogen receptor, progesterone receptor, and human epidermal growth factor receptor (HER)-2, all negative] is commonly used to identify such cases. EGFR and cytokeratin 5/6 are readily available positive markers of basal-like breast cancer applicable to standard pathology specimens. This study directly compares the prognostic significance between three- and five-biomarker surrogate panels to define intrinsic breast cancer subtypes, using a large clinically annotated series of breast tumors. Experimental Design: Four thousand forty-six invasive breast cancers were assembled into tissue microarrays. All had staging, pathology, treatment, and outcome information; median follow-up was 12.5 years. Cox regression analyses and likelihood ratio tests compared the prognostic significance for breast cancer death-specific survival (BCSS) of the two immunohistochemical panels. Results: Among 3,744 interpretable cases, 17% were basal using the triple-negative definition (10-year BCSS, 6 7%) and 9% were basal using the five-marker method (10-year BCSS, 62%). Likelihood ratio tests of multivariable Cox models including standard clinical variables show that the five-marker panel is significantly more prognostic than the three-marker panel. The poor prognosis of triple-negative phenotype is conferred almost entirely by those tumors positive for basal markers. Among triple-negative patients treated with adjuvant anthracycline-based chemotherapy, the additional positive basal markers identified a cohort of patients with significantly worse outcome. Conclusions: The expanded surrogate immunopanel of estrogen receptor, progesterone receptor, human HER-2, EGFR, and cytokeratin 5/6 provides a more specific definition of basal-like breast cancer that better predicts breast cancer survival.

Noninvasive mutation tracking in plasma can detect circulating tumor DNA arising from residual micrometastatic disease and thus identify patients at high risk of recurrence.

Abstract Purpose: To compare clinical, immunohistochemical (IHC), and gene expression models of prognosis applicable to formalin-fixed, paraffin-embedded blocks in a large series of estrogen receptor (ER)–positive breast cancers from patients uniformly treated with adjuvant tamoxifen. Experimental Design: Quantitative real-time reverse transcription-PCR (qRT-PCR) assays for 50 genes identifying intrinsic breast cancer subtypes were completed on 786 specimens linked to clinical (median follow-up, 11.7 years) and IHC [ER, progesterone receptor (PR), HER2, and Ki67] data. Performance of predefined intrinsic subtype and risk-of-relapse scores was assessed using multivariable Cox models and Kaplan-Meier analysis. Harrell's C-index was used to compare fixed models trained in independent data sets, including proliferation signatures. Results: Despite clinical ER positivity, 10% of cases were assigned to nonluminal subtypes. qRT-PCR signatures for proliferation genes gave more prognostic information than clinical assays for hormone receptors or Ki67. In Cox models incorporating standard prognostic variables, hazard ratios for breast cancer disease-specific survival over the first 5 years of follow-up, relative to the most common luminal A subtype, are 1.99 [95% confidence interval (CI), 1.09-3.64] for luminal B, 3.65 (95% CI, 1.64-8.16) for HER2-enriched subtype, and 17.71 (95% CI, 1.71-183.33) for the basal-like subtype. For node-negative disease, PAM50 qRT-PCR–based risk assignment weighted for tumor size and proliferation identifies a group with &gt;95% 10-year survival without chemotherapy. In node-positive disease, PAM50-based prognostic models were also superior. Conclusion: The PAM50 gene expression test for intrinsic biological subtype can be applied to large series of formalin-fixed, paraffin-embedded breast cancers, and gives more prognostic information than clinical factors and IHC using standard cut points. Clin Cancer Res; 16(21); 5222–32. ©2010 AACR.

Germline mutations in BRCA1/2 predispose individuals to breast cancer (termed germline-mutated BRCA1/2 breast cancer, gBRCA-BC) by impairing homologous recombination (HR) and causing genomic instability. HR also repairs DNA lesions caused by platinum agents and PARP inhibitors. Triple-negative breast cancers (TNBCs) harbor subpopulations with BRCA1/2 mutations, hypothesized to be especially platinum-sensitive. Cancers in putative 'BRCAness' subgroups-tumors with BRCA1 methylation; low levels of BRCA1 mRNA (BRCA1 mRNA-low); or mutational signatures for HR deficiency and those with basal phenotypes-may also be sensitive to platinum. We assessed the efficacy of carboplatin and another mechanistically distinct therapy, docetaxel, in a phase 3 trial in subjects with unselected advanced TNBC. A prespecified protocol enabled biomarker-treatment interaction analyses in gBRCA-BC and BRCAness subgroups. The primary endpoint was objective response rate (ORR). In the unselected population (376 subjects; 188 carboplatin, 188 docetaxel), carboplatin was not more active than docetaxel (ORR, 31.4% versus 34.0%, respectively; P = 0.66). In contrast, in subjects with gBRCA-BC, carboplatin had double the ORR of docetaxel (68% versus 33%, respectively; biomarker, treatment interaction P = 0.01). Such benefit was not observed for subjects with BRCA1 methylation, BRCA1 mRNA-low tumors or a high score in a Myriad HRD assay. Significant interaction between treatment and the basal-like subtype was driven by high docetaxel response in the nonbasal subgroup. We conclude that patients with advanced TNBC benefit from characterization of BRCA1/2 mutations, but not BRCA1 methylation or Myriad HRD analyses, to inform choices on platinum-based chemotherapy. Additionally, gene expression analysis of basal-like cancers may also influence treatment selection.