Молекулярная диагностика рака
Молекулярно-генетическое тестирование является неотъемлемой частью обследования и лечения онкологических больных во всем мире.
Причина появления опухоли – это мутации, т.е. генетические нарушения, возникшие в одной из миллиардов клеток человеческого организма. Эти мутации нарушают нормальную работу клеток, что приводит к их неконтролируемому и неограниченному росту, воспроизведению и распространению по организму — метастазированию. Однако наличие таких мутаций позволяет отличать опухолевые клетки от здоровых и использовать это знание при лечении больных.
Анализ опухоли каждого конкретного пациента и формирование индивидуального перечня потенциальных молекул-мишеней стало возможным благодаря внедрению методик молекулярно-генетического анализа в клиническую практику. Научная лаборатория молекулярной онкологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова выполняет полный спектр современных молекулярно-генетических исследований для онкологических пациентов и их родственников.
Кому и чем могут помочь генетические исследования?
- Пациентам с установленным онкологическим диагнозом – поможет подобрать эффективную лекарственную терапию.
- Пациентам моложе 50 лет с диагнозом рак молочной железы, рак яичников, рак желудка или рак поджелудочной железы – определить наличие онкологической предрасположенности и скорректировать лечение.
- Здоровым людям с неблагоприятной семейной «онкологической историей» – определить наличие онкологической предрасположенности и заблаговременно провести профилактические мероприятия по раннему выявлению опухоли.
НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова осуществляет полный комплекс мероприятий, связанных с диагностикой наследственной предрасположенности к раку молочной железы.
Любой человек является носителем каких-то мутаций, опасных либо для нас, либо для потомства. Первое направление исследований онкогенетиков – выявление наследственных мутаций с помощью секвенирования генома. Второе направление – исследование собственно опухоли, спектра приобретенных клеткой мутаций, в связи с которыми она возникла. Для этого тоже требуется исследование генома всего организма, чтобы сравнить последовательность ДНК опухоли с последовательностью ДНК в организме. Поэтому в будущем оно потребуется для лечения любой опухоли.
Подробнее узнать о деятельности Лаборатории молекулярной онкологии здесь.
Подробнее узнать о Группе молекулярно-генетических методов исследований референс-центра по ссылке.
Источник
Доказана эффективность двойного ингибирования МАР-киназного сигнального пути у больных метастатическим колоректальным раком с наличием мутации в гене BRAF
Результаты клинического исследования II фазы, проведенного Southwest Oncology Group (SWOG) 1406 у больных метастатическим колоректальным раком (КРР) с наличием мутации в гене BRAF V600, демонстрируют возможность значительного увеличения выживаемости без прогрессирования (ВБП) при добавлении ингибитора BRAF-киназ вемурафениба к комбинации цетуксимаба и иринотекана.
Частота мутаций в гене BRAF у больных метастатическим КРР достигает 7%. Ее наличие ассоциируется с агрессивной биологией опухоли, снижением эффективности стандартных режимов лекарственной терапии, включающих 5-фторурацил, иринотекан, оксалиплатин и ингибиторы рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR), и, как следствие, ухудшением показателей общей выживаемости больных. По мнению большинства исследователей, необходим поиск принципиально новых режимов противоопухолевой терапии в отношении данной небольшой, но неблагоприятно протекающей подгруппы метастатического КРР.
В основе научного обоснования клинического изучения триплета противоопухолевых агентов лежат следующие представления: наличие мутации в гене BRAF V600 сопровождается постоянной неконтролируемой активацией МАР-киназного сигнального пути. Назначение ингибитора BRAF-киназ приводит к подавлению патологической передачи сигнала. В то же время, по механизму обратной связи запускается стимуляция EGFR, приводящая к восстановлению активности МАР-киназного сигнального пути. Таким образом, двойное ингибирование BRAF и EGFR предоставляет потенциальную возможность максимального угнетения патологической передачи сигнала.
В доклинических испытаниях, а также в клиническом исследовании I фазы у больных распространенным КРР с наличием мутации в гене BRAF V600 комбинация иринотекана, цетуксимаба и вемурафениба продемонстрировала обнадеживающие результаты в отношении противоопухолевой эффективности, что и явилось основанием для инициации настоящего клинического исследования.
В клиническом исследовании SWOG 1406 принимали участие более 250 исследовательских центров, общее количество включенных больных метастатическим КРР с наличием мутации в гене BRAF V600 и диким типом RAS составило 106. Средний возраст пациентов составил 62 года, 59% из них – женщины, 41% — мужчины. Около 50% больных ранее получали не более 2-х линий лекарственной терапии, 39 % из них – с применением иринотекана. Предшествовавшая анти-EGFR-направленная терапия не допускалась. Пятидесяти двум больным, рандомизированным в контрольную группу, назначалась лекарственная терапия комбинацией иринотекана (180 мг/м2 внутривенно каждые 14 дней) и цетуксимаба (500 мг/м2 внутривенно каждые 14 дней). 54 пациента исследуемой группы получали триплет противоопухолевых препаратов с включением вемурафениба (960 мг 2 раза в сутки, внутрь). При инструментальном подтверждении прогрессирования в контрольной группе допускался кроссовер больных в исследуемую группу. Первичной конечной точкой в исследовании являлась ВБП по оценке исследователей.
Результаты исследования:
Медиана ВБП составила 4.4 мес (95% ДИ 3.6 – 5.7 мес) в исследуемой и 2.0 мес (95% ДИ 1.8 – 2.1 мес) в контрольной группах (P = 0.0002). Контроль над заболеванием был достигнут у 67% в исследуемой и у 22% больных в контрольной группах (Р = 0.001). Частота объективных ответов составила 16% и 4% соответственно (Р = 0.09).
Побочные эффекты:
Нежелательные явления ¾ степени достоверно чаще регистрировались в исследуемой группе и были представлены нейтропенией (28% и 7%), анемией (13% и 0%) и тошнотой (15% и 0% соответственно). Частота артралгий, являющихся одним из типичных осложнений терапии вемурафенибом, значительно возросла у больных, получавших изучаемую комбинацию препаратов. В то же время применение вемурафениба не сопровождалось увеличением частоты кожной токсичности и астении. Осложнения являлись причиной прекращения лечения у 18% и 8% больных в экспериментальной и контрольной группах соответственно. Исследователи предполагают, что увеличение частоты побочных эффектов может быть обусловлено большей продолжительностью лечения. Не менее 50% больных из контрольной группы после документального подтверждения прогрессирования получали исследуемую комбинацию препаратов.
Исследователи планируют проведение подгруппового анализа с целью оценки роли иринотекана в данной комбинации, в частности влияния его предшествующего применения на эффективность терапии. Кроме того, планируется определение клинического значения микросателлитной нестабильности (MSI), выявляемой у 25% больных метастатическим КРР с мутацией в гене BRAF.
На основании результатов исследования SWOG 1406 исследователи делают вывод о наличии явного клинически значимого синергизма таргетных препаратов в отношении МАР-киназного сигнального пути. Дальнейшее изучение эффективности подобных комбинаций противоопухолевых агентов может привести к разработке принципиально нового варианта лекарственного лечения больных метастатическим КРР с наличием мутации в гене BRAF. Кроме того, существует потенциальная возможность усиления двойного ингибирования МАР-киназного сигнального пути путем включения в комбинацию ингибитора МЕК-киназы.
Примечание:
В России вемурафениб зарегистрирован 04 октября 2013 года с показанием «Неоперабельная или метастатическая меланома с BRAF V600 мутацией у взрослых пациентов».
Вемурафениб является ингибитором серин-треонин киназы, кодируемой геном BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1). В результате мутаций в гене BRAF происходит конститутивная активация онкогенного белка BRAF и, как следствие, пролиферация клеток при отсутствии факторов роста. Согласно проведенным биохимическим исследованиям вемурафениб является мощным ингибитором BRAF-киназ с активирующими мутациями в кодоне 600.
Перед применением вемурафениба пациенты должны пройти валидированный тест на наличие BRAF V600 мутации. Эффективность и безопасность вемурафениба у пациентов, опухоли которых несут редкие BRAF V600 мутации, отличные от V600E и V600K, не была убедительно доказана. Вемурафениб не следует применять у пациентов со злокачественной меланомой, экспрессирующей BRAF дикого типа.
Рекомендуемая доза вемурафениба составляет 960 мг (четыре таблетки по 240 мг) два раза в день (суточная доза составляет 1920 мг), внутрь.
Наиболее частыми нежелательными реакциями (>30%) при применении вемурафениба были артралгия, утомляемость, сыпь, реакция фотосенсибилизации, тошнота, диарея, алопеция, зуд и папиллома кожи.
Источники:
Материал подготовлен Отделом НОИМТОиР: старшим научным сотрудником, к.м.н. А.И. Семеновой
Источник
Генетика и онкология: главные вопросы
Александр Олегович Иванцов, доктор медицинских наук
— Александр Олегович, что такое мутация? Как возникают «поломки» в молекулах ДНК?
— Организм человека состоит из большого числа специализированных клеток, ядра которых содержат нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Совокупность этих молекул содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания клеток, органов и систем органов в целом. Весь наследственный материал, заключённый в клетке, получил название – геном. У человека он представлен 23 парами хромосом (22 пары аутосом и пара половых хромосом), находящихся в ядре. ДНК является длинной полимерной молекулой, она хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности повторяющихся блоков — нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных типах РНК, которые необходимы для последующего биосинтеза важнейших белков. Открытие структуры ДНК в 1953 году стало поворотным моментом в развитии биологии, а исследователям Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия в 1962 году. Стойкое изменение генома получило название – мутация. Эти изменения могут касаться структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. То есть изменение последовательности нуклеотидов приводит к нарушениям в кодировании информации – в итоге к аномалиям на уровне качества или количества соответствующих белков.
— Почему некоторые мутации приводят к развитию рака? Как устроен этот механизм? Как ученые определяют, какие именно «поломки» в ДНК приводят к развитию злокачественных опухолей?
— Чтобы ответить на этот вопрос, стоит разобраться как развивается опухоль. Она имеет автономный характер роста. Что это значит? В норме количество клеток в организме человека регулируется балансировкой двух противоположных процессов – клеточного деления и клеточной гибели. При росте опухоли прибавление клеточной массы опережает клеточную гибель. Это возможно по двум причинам – либо активируются процессы пролиферации, т.е. деления клетки, либо угнетается апоптоз, т.е. запрограммированная клеточная гибель. Автономность опухоли состоит в том, что ее клетки не способны реагировать на внешние сигналы организма, и, как следствие, она продолжает рост.
Если изменения нуклеотидной последовательности ДНК происходят в значащих фрагментах ДНК (прим. – экзонах), то они могут привести к развитию опухоли. К развитию рака приводят в основном мутации, нарушающие баланс деления и гибели клеток, то есть мутации в генах, контролирующих именно эти процессы. Мутации могут возникать случайно, например, в процессе удвоения ДНК в результате деления клетки. А могут возникать под влиянием мутагенов: например, воздействия ультрафиолетового или рентгеновского излучения, высокой температуры, некоторых химических веществ. На последний вопрос, можно ответить, что патогенность мутации можно предположить в первую очередь по функции гена, который она затрагивает, по её структурным характеристикам (насколько сильно она нарушает или изменяет работу этого гена), и подтвердить путем функциональных исследований (например, на клеточных культурах).
— Что такое онкогены?
— Онкогеном называется ген, который в норме не оказывает влияние на процессы деления и гибели клеток, а в опухоли активизируется, вследствие чего раковые клетки приобретают способность к неконтролируемому размножению. Кроме того, в настоящее время известно о роли антионкогенов. В норме они подавляют процесс деления клеток или способствуют их гибели, а в опухоли этот сдерживающий эффект подобных генов отсутствует, тем самым провоцируется рост опухолевых масс. Современная наука полагает, что для возникновения трансформированного клеточного клона необходимо как минимум пять-девять мутаций в разных онкогенах и антионкогенах.
— Эти мутации можно выявить с помощью генетического исследования?
— Да, конечно, можно. Спектр генетических повреждений в опухолях характеризуется удивительным многообразием. Например: амплификации (увеличение копийности генов), делеции, инсерции, транслокации, микромутации (точковые замены, микроделеции, микроинсерции) и так далее. Кроме того, в опухоли изменяются уровни экспрессии генов в результате аномального метилирования их промоторов.
Существует много методов, используемых для выявления мутаций в опухолевой ткани, и достаточно много ситуаций, когда это требуется. Выявление определённых мутаций иногда помогает поставить диагноз, определить лечебную тактику, прогноз и так далее. Наиболее часто для молекулярного тестирования используются технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР) и секвенирования нового поколения (NGS, next generation sequencing). Обе технологии универсальны и используются для анализа любой генетической последовательности, а также многократно превосходят все другие технологии по своей чувствительности, специфичности и не сопряжены с риском получения «промежуточных», неинтерпретируемых результатов. Секвенирование экзома позволяет выявить все мутации в кодирующих последовательностях генома в каждой конкретной опухоли. Именно полногеномное секвенирование значительно расширяет возможности персонализированного подбора препаратов, предназначенных для специфического поражения мутированных онкобелков.
— Кому и чем могут помочь генетические исследования? Верно ли, что от генетического исследования может зависеть успех лечения? Кому стоит пройти генетическое исследование на мутации?
— Сфера медицинского применения ДНК- и РНК-тестов в современной онкологии постоянно расширяется. Сейчас это тестирование позволяет диагностировать наследственные опухолевые синдромы, выявить предиктивные мутации, осуществить анализ экспрессионных характеристик опухоли. Также совершенствуются технологии, которые позволяют уточнять диагноз опухолей с невыявленным первичным очагом, эффективно контролировать течение заболевания и изменения свойств опухоли (жидкостная биопсия), выполнять различные биологические тесты с опухолевыми клетками.
Индивидуализация лечения онкологического пациента во многих случаях напрямую зависит от результатов генетического тестирования. Эмпирический подход, сопряжённый со случайным перебором биологически активных химикатов, постепенно замещается научно-обоснованным, молекулярно-направленным поиском специфических противоопухолевых средств, направленных на активацию или инактивацию ключевых биохимических компонентов опухолевой трансформации.
Например, еще недавно клиническое деление всех первичных опухолей легкого на мелкоклеточный и немелкоклеточный рак было достаточным для определения стратегии лечения. Ситуация изменилась с открытием активирующих мутаций в гене, который кодирует рецептор эпидермального фактора роста — EGFR, сделавших этот онкогенный белок избирательной мишенью для воздействия препаратов ингибиторов EGFR. Мутации EGFR, как правило, встречаются у пациентов с аденокарциномой легкого. Тест на мутацию EGFR позволяет практически со 100%-й достоверностью отобрать тех больных, у которых гарантирован положительный результат применения гефитиниба, эрлотиниба или афатиниба.
— Может ли генетическое исследование помочь здоровому человеку предупредить рак или выявить его на ранней стадии?
— Вообще, бывают наследственные и ненаследственные опухоли. Наследственные опухолевые синдромы составляют незначительную долю от общего числа новообразований (около 1%), хотя для определённых локализаций (молочная железа, яичник, толстая кишка) их удельный вклад достигает более высоких показателей (5-20 %). Носительство наследуемой «раковой» мутации является причиной подобного заболевания. В этих случаях, в каждой клетке организма человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Лица, имеющие такой генетический дефект, остаются практически здоровыми до определенного момента. В то же время они обладают фатально высоким риском возникновения опухолей (85-100%).
Генетическое исследование при подозрении на наследственный раковый синдром носит комплексный характер. Оно начинается со сбора онкологического анамнеза ‒ уделяется внимание случаям злокачественных заболеваний у кровных родственников. В результате составляются родословные, позволяющие заподозрить наследственную патологию. На заключительном этапе проводится анализ ДНК, что позволяет установить наличие в генотипе больного, а также членов его семьи, подозреваемые мутации.
— Какие виды мутаций ученые уже выявили? Существует ли для каждого вида таргетный препарат? Как именно работает таргетный препарат?
— Много разных видов мутаций при разных опухолях известны, но наибольший интерес представляют мутации в онкогенах, в частности, в рецепторных протеинкиназах, для блокировки которых разрабатываются специфические препараты. Мутации в протеинкиназах изменяют конформацию белковых молекул и, таким образом, формируют идеальное терапевтическое окно. Таргетный препарат избирательно воздействует на клетки опухоли, содержащие молекулярную мишень, и этим выгодно отличается от химиотерапии. Известно об успешном использовании ингибитора тирозинкиназы ALK – кризотиниба – у больных с ALK-транслоцированными карциномами легкого. Успешным оказалось и применение специфических ингибиторов мутированного белка BRAF – вемурафениба и дабрафениба для лечения больных меланомой. Другой пример: ген BRCA1 кодирует фермент репарации ДНК. BRCA1-дефицитные клетки демонстрируют неспособность эффективно удалять сшивки ДНК, индуцированные препаратами платины. В наследственных BRCA1-ассоциированных раках отмечается наибольшая эффективность цисплатина, т.к. в опухолевых клетках наблюдается соматическая утрата оставшегося BRCA1-аллеля, в то время как нормальные клетки носительниц мутаций BRCA1 сохраняют интактную копию данного гена. Этим обусловлено уникальное терапевтическое окно и это объясняет высокую эффективность цисплатина при лечении BRCA1-ассоциировнного рака молочной железы, яичника. Конечно, по разным причинам, не для всех мутаций есть такие препараты, но их спектр и количество неуклонно возрастает.
— Какие исследования, связанные с мутациями ДНК, сейчас проводятся в научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова»?
— В настоящее время проводятся исследования в двух направлениях: диагностика наследственных раковых синдромов и индивидуализация подбора лекарственных препаратов на основе молекулярных характеристик опухоли. Тем самым повышается клиническая эффективность применения дорогостоящих лекарственных препаратов, снижается частота и тяжесть побочных эффектов, и в некоторых случаях предотвращается неблагоприятный исход заболевания.
Источник
