曲妥珠单抗（赫赛汀）作用机理与小分子络氨酸激酶抑制剂不同，作为HER2扩增的大分子靶向药，属于单抗类药物，注射使用，作用于胞外结构域。虽然该药与T-DM1不是双靶药，但该药临床研究显示NSCLC患者靶向药耐药出现HER2扩增的患者可以从赫赛汀治疗中临床获益，虽非HER2突变。
在一项单臂II期临床研究中，研究中纳入24名EGFR突变NSCLC患者，且经TKI治疗后出现HER2扩增耐药患者。在试验过程中，患者每周接受一次曲妥珠单抗赫赛汀（第一次给药剂量为4mg/kg，之后剂量变成2mg/kg）和紫杉醇（60mg/m2）联合治疗，直至疾病进展或出现不可耐受的不良反应。该研究的主要终点是肿瘤缓解率。
研究结果显示，所有患者的疾病客观缓解率（ORR）为46%(11/24)，HER2表达3+（8/12的患者, ORR 67%）或HER拷贝数不少于10的患者（4/4的患者, ORR 100%）的疗效更好。中位肿瘤大小变化为-42%（-代表肿瘤减小）（范围为−100% - +53%），中位持续缓解时间为5.6个月（95％[CI]，3.8-7.3个月）。
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