在臨床實踐中，有些HER2陽性乳腺癌患者在使用曲妥珠單抗一線治療後疾病會迅速進展。其中一部分患者之所以出現進展是因為耐藥，即使聯合化療也無法有效治療。另一部分患者初始治療有效，但後來出現繼發性耐藥，疾病再次進展。
對於抗HER2治療耐藥原因的研究有很多，其中包括由於抑癌基因PTEN缺失導致ErbB受體下游訊號通路PI3K/AKT的啟用；抗體和受體結合受阻，導致曲妥珠單抗無法發揮作用；HER2蛋白胞外部分裂解，無法與曲妥珠單抗結合；還有抗體依賴細胞介導的細胞毒作用（ADCC）減弱等等。目前在臨床中還無法明確判斷某個患者屬於哪種耐藥情況，只能透過經驗或小規模的探索性研究來獲取一些新發現。
當一線抗HER2治療失敗後，如果停用曲妥珠單抗的時間較長（如復發間隔時間大於12個月），可以考慮再次使用曲妥珠單抗；如果初始治療無效或治療過程中出現疾病進展，可能更換為其他靶向藥物如拉帕替尼，並結合新的化療藥物。然而，目前對於這種取向的直接比較研究還比較缺乏。
一項研究（GBG26研究）提示，一線抗HER2治療失敗後，曲妥珠單抗聯合卡培他濱的二線治療與單用卡培他濱相比，療效明顯優於後者。傳統上認為，當一線救治失敗後，二線治療通常會排除之前使用的全部藥物，但該研究繼續使用曲妥珠單抗，只更換為新的化療藥物，證實了持續抗HER2治療對於控制疾病進展非常重要的觀點，該觀點也在其他試驗中得到了證實（EGF100151 EGF104900）。然而，對於曲妥珠單抗原發耐藥的患者來說，保留曲妥珠單抗是否是最佳策略，即GBG26是否是最佳策略，還有很多需要進一步商榷的地方。鑑於目前只有兩種抗HER2靶向治療藥物，臨床實踐更傾向於更換不同靶向藥物，並結合新的化療，根據個體情況決定是否保留曲妥珠單抗。
在思路上，乳腺癌一線抗HER2治療失敗後，二線選擇作用機制不同的靶向藥物，其中拉帕替尼是一箇很好的選擇，但目前還沒有明確的生物標誌物以判斷是繼續使用曲妥珠單抗還是換用拉帕替尼。一些研究探索表明，換用作用於旁路啟用或胞內阻斷機制的藥物可能會更好。