Важность современной молекулярно-генетической диагностики, меняющей подходы к терапии рака легкого

В арсенале современных онкологов сейчас больше возможностей, чем когда-либо, для борьбы со злокачественными новообразованиями (ЗНО) у каждого пациента. Прогресс в области молекулярно-биологических исследований позволил не только идентифицировать сигнальные пути опухоли, воздействуя на которые можно остановить прогрессию заболевания, но и кардинально изменить подход к созданию таргетных препаратов, показанием к назначению которых является определение конкретной мишени в опухоли.

Современное направление онкологической помощи заключается в поиске методов, позволяющих прогнозировать эффективность того или иного лечения. Наиболее перспективным подходом в данной области является идентификация молекулярных характеристик опухоли, ассоциированных со специфическим спектром чувствительности и резистентности к лекарственным препаратам.

В этом случае выбор терапии основывается на результатах молекулярно-генетической диагностики, которая позволяет:

• увеличить клиническую эффективность применяемой терапии,
• избежать ненужной токсичности неэффективного эмпирического лечения,
• снизить себестоимость лечения за счёт сознательного отказа от заведомо неэффективных вмешательств.

Рис.1 Число известных генов-мишеней НМЛР в 2004 г. и в 2017 г.
(источник https://www.rochefoundationmedicine.com/home/aveniocgpkit.html)

Особенно важное значение молекулярно-генетическая диагностика имеет в терапии немелкоклеточного рака легких (НМРЛ) – одного из самых распространенных ЗНО и самой частой причины смерти у онкологических больных.²

Открытие в 2004 году активирующих мутаций гена рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR) инициировало поиск генетических нарушений, способных стать мишенью для таргетной терапии. Благодаря последним достижениям в области секвенирования ДНК и возросшей способности обрабатывать большие массивы данных, «генетический портрет» аденокарциномы легких представлен теперь более 20 генами, подвергающихся различным генетическим изменениям и обладающих онкогенным потенциалом (рис.1).

Таким образом, НМРЛ представляет собой гетерогенную группу злокачественных опухолей с различными генетическими и биологическими характеристиками. Множество геномных профилей и биомаркеров, которые включают драйверные мутации в различных генах, помогают определить подгруппы пациентов с прогностически значимым ответом на определенную терапию, дают представление о потенциальных механизмах резистентности и о количественных маркерах ответа на иммунотерапию: микросателлитной нестабильности (MSI – microsatellite instability) и мутационной нагрузке опухоли (МНО или TMB – tumor mutation burden). 

Таким образом, НМРЛ представляет собой гетерогенную группу злокачественных опухолей с различными генетическими и биологическими характеристиками. Множество геномных профилей и биомаркеров, которые включают драйверные мутации в различных генах, помогают определить подгруппы пациентов с прогностически значимым ответом на определенную терапию, дают представление о потенциальных механизмах резистентности и о количественных маркерах ответа на иммунотерапию: микросателлитной нестабильности (MSI – microsatellite instability) и мутационной нагрузке опухоли (МНО или TMB – tumor mutation burden). 

К наиболее распространенным генам-мишеням, влияющим на выбор метода терапии при НМЛР, относятся:

1. EGFR. При НМРЛ любой гистологии частота мутаций EGFR находится в диапазоне от 8,4 до 35,9% у постоянных/заядлых курильщиков и от 37,6 до 62,5% у никогда не куривших/изредка куривших пациентов.³ Мутация T790M в гене EGFR является наиболее частой причиной возникновения резистентности к проводимой таргетной терапии. Своевременное выявление этой мутации позволяет выяснить причину резистентности и принять решение о смене терапии у пациента.
2. ALK и ROS1. Транслокации ALK обнаруживаются приблизительно в 5% опухолей при НМРЛ.⁷ Перестройки ROS1 развиваются примерно у 1-2% пациентов с НМРЛ.^8,9 Эти транслокации чаще выявляются у пациентов, которые никогда не курили или у которых в анамнезе имеется курение в небольших количествах, и отмечаются гистологические признаки аденокарциномы.
3. BRAF. Обнаруживается в 1,5-3,5% опухолей при НМРЛ.¹⁰
4. NTRK. Значимый биомаркер и онкогенный драйвер. Транслокации с участием генов NTRK были выявлены в 25 различных типах опухолей у взрослых и детей, включая НМРЛ.^4-6 Опухоли с перестройками NTRK в настоящее время не имеют общих характерных клинических или гистологических особенностей.

Выделяют и другие более редкие молекулярные мишени, например MET-амплификацию, RET-реаранжировку, мутацию HER2. Для редких и распространенных мишеней разработана лекарственная терапия – более 20 таргетных препаратов для лечения НМРЛ были зарегистрированы американским управлением по надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA).¹¹ Выбор метода терапии НМРЛ зависит от точности определения геномного профиля опухоли (рис.2). 

Рис.2. Выбор метода терапии НМРЛ на основании геномного профиля опухоли

Геномный профиль опухоли определяют с помощью разных методов (ИГХ, FISH, ПЦР, NGS/КГП). К традиционным диагностическим подходам относятся флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), иммуногистохимия (ИГХ) и полимеразная цепная реакция (ПЦР), среди которых наибольшее применение имеет ПЦР-тестирование. Но его основной недостаток - это возможность исследовать единичные мутации в отдельных областях гена.

Например, один ПЦР-анализ позволяет проверить мутацию в одном конкретном гене, а в случае подозрения о наличии мутаций в различных генах необходимо многократное повторение ПЦР-тестирования на каждом из интересующих участков ДНК. Подобный длительный последовательный ПЦР-анализ повышает общую стоимость исследования и зачастую требует проведения повторной биопсии для получения дополнительного объема опухолевых тканей, а также времени, которое критично для любого онкологического пациента, особенно при прогрессировании метастатических форм НМРЛ.

При постоянном увеличении количества определяемых мутаций требуется проведение комплексного тестирования. Для этого используют современный метод секвенирования нового поколения (NGS – next generation sequencing), который преодолевает ограничения традиционных подходов: исследует одновременно несколько биомаркеров и обладает лучшей чувствительностью. Метод NGS позволяет рассмотреть мутации в заданном списке генов в рамках одного исследования (исследование «панели генов»), позволяя избежать дополнительного тестирования, что выгодно отличает его от ПЦР анализа и секвенирования по Сэнгеру.¹²

Но важно понимать, что, как и в случае с другими лабораторными методами, такими как ИГХ или FISH, эффективность теста может сильно различаться в зависимости от используемых платформ. Многие платформы NGS определяют только часть из 4 типов основных генетических изменений, что может приводить к высокому уровню ложноотрицательных тестов.¹³

Все 4 типа изменений (замены оснований, вставки и делеции, мутации числа копий, перестройки)  во многих известных клинически значимых онкогенах в одном анализируемом образце опухоли обнаруживают только платформы гибридного захвата NGS¹⁴. Этот метод лежит в основе КГП – комплексного геномного профилирования (рис.3), которое дополнительно предоставляет интегративные характеристики генома (MSI, TMB).

Рис.3. КГП обнаруживает все классы мутаций во многих известных онкологически значимых генах
(источник https://cup-syndrome.com/ru/home/comprehensive-genomic-profiling.html)

КГП обладает гораздо большей чувствительностью и позволяет выявить мутации, пропущенные стандартными методами FISH и ПЦР. Было показано, что КГП выявляет на 35% и 17% больше пациентов с гибридным ALK и изменениями EGFR, соответственно, а также позволяет выявить клинически ценные генетические мутации даже после отрицательных или сомнительных результатов других тестов.¹⁵ В этом случае, пациенты могут перейти на соответствующую таргетную терапию и достигнуть полного или частичного ответа.¹⁶ Особенно важно, что молекулярно-генетическое исследование методом КГП можно провести даже в случае недостаточности или истощения опухолевой ткани у пациента с НМРЛ.

Другим важным преимуществом КГП является персонализированный подход к клинической диагностике. Вместе с отчетом, который содержит информацию о геномных изменениях в опухоли конкретного пациента (включая MSI, TMB и уровень экспрессии PD-L1), врач получает дополнительную экспертную поддержку в принятии клинических решений с указанием возможных персональных подходов к лечению методами таргетной или иммунной терапии.

Комплексное геномное профилирование методом NGS – инновационная технология, внедрение которой в клиническую практику онкологов России продолжается уже несколько лет. Российские клинические рекомендации по лечению злокачественных новообразований бронхов и легкого отмечают, что для тестирования биомаркеров можно использовать таргетное секвенирование NGS как метод молекулярного профилирования НМРЛ с учетом текущей доступности лекарственных препаратов направленного действия. Кандидатами на тестирование предлагается считать никогда не куривших или мало куривших пациентов с распространенным неплоскоклеточным НМРЛ при наличии показаний к проведению лекарственного лечения.¹⁷

Эксперты из российского общества клинической онкологии RUSSCO придерживаются мнения, что при подобном ограничении возможна значимая потеря пациентов с мутациями, и предлагают использовать таргетное секвенирование NGS у всех пациентов с распространенным неплоскоклеточным НМРЛ при наличии показаний к проведению лекарственного лечения.¹⁸

В реальной клинической практике в России сложилась следующая ситуация с молекулярно-генетической диагностикой НМЛР. По мнению заведующего научным отделом биологии опухолевого роста НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова, врача-генетика, профессора Имянитова Евгения Наумовича, многие лаборатории в России делают биопсию и анализ в рамках своего лечебного учреждения и не используют возможность тестирования 9 мишеней НМЛР (EFGR, ALK, ROS, BRAF, RET, MЕT, NTRK1/2/3, HER2, KRAS), проводя тестирование только на самую частую мутацию (EGFR-M+). «Если в лаборатории остается образец ткани, то, в лучшем случае, его тестируют на транслокацию ALK, причем непрямым методом (ИГХ). А затем проводят тестирование на экспрессию PD-L1, что является грубой ошибкой. Нельзя назначать иммунотерапию, пока не исключены все остальные мутации. Иммунотерапия работает гораздо хуже, чем таргетная терапия при драйверных мутациях.» – рассказал профессор Имянитов Е. Н. во время научного симпозиума, посвященного внедрению молекулярно-генетического тестирования в практику онколога¹⁷.

При такой практике возникает слишком много ошибок в диагностике, тратится материал и время пациента. Гораздо правильнее сразу воспользоваться тестированием NGS или КГП в специализированных лабораториях и референсных центрах. По мнению професора Имянитова Е.Н. использование КГП оправдано в следующих случаях¹⁷:

• Если у пациента с НМЛР (некурящих/молодых пациентов, женщин) не обнаружено мутаций в ходе стандартного анализа генов-мишеней (EGFR, ALK, ROS1, BRAF, RET, MET, HER2, NTRK1/2/3, KRAS).
• Если ожидаются «позитивные» ответы по TMB (курильщики с негативным результатом ИГХ на PD-L1 или отсутствием сведений о статусе PD-L1).
• В случае прогрессирования заболевания, резистентности или рефрактерности к текущей терапии НМРЛ III-IV стадии.

Текущие изменения в предоставлении онкологической помощи и дальнейшее совершенствование молекулярно-генетической диагностики позволяют надеяться на то, что комплексное геномное профилирование станет доступнее онкологическим пациентам в России. Уже сейчас КГП способствует прогрессу в персонализированной медицине и является основой для перехода на новую ступень в лечении ЗНО – агностической противоопухолевой терапии, когда опухоли (и их лечение) группируются не по нозологическому принципу, а лишь по корректно определенной мишени. Такая терапия показывает обнадеживающие результаты в клинической практике, помогая пациентам с различными редкими и плохо поддающимися лечению опухолями, включая НМРЛ.