Микросателлитная нестабильность при раке желудка

Микросателлитная нестабильность при раке желудка thumbnail

Новости онкологии

02.04.2018

Трякин Алексей Александрович
На вопросы редакции Газеты RUSSCO отвечает
ТРЯКИН Алексей Александрович,
доктор медицинских наук, главный научный сотрудник
отделения клинической фармакологии и химиотерапии
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России,
национальный представитель России в ESMO.

– Микросателлитной нестабильности в настоящее время уделяется большое внимание в практической онкологии. Что такое микросателлитная нестабильность?

– У млекопитающих существует сложная система, исправляющая нарушения в ДНК, которые возникают достаточно часто. Одним из таких механизмов является система репарации неспаренных оснований ДНК (mismatch repair system – MMR), которая ответственна за распознавание и удаление неправильно спаренных оснований, образованных в результате ошибок в процессе репликации ДНК. За работу системы репарации неспаренных оснований ДНК отвечают 6 генов: MSH2, MLH1, PMS2, MSH3, MSH6 и MLH3. Наличие герминальных мутаций в этих генах приводит к развитию синдрома Линча. Чаще встречается другой, ненаследственный механизм формирования дефицита MMR (dMMR), в подавляющем большинстве случаев заключающийся в метилировании промотера MLH1 в самой опухоли. В результате dMMR появляется большое число мутаций со сдвигом рамки считывания, что приводит к формированию стоп-кодонов и синтезу нефункциональных белков.

Микросателлиты представляют собой короткие последовательности в ДНК из 1-5 оснований, повторяющиеся до нескольких десятков раз. Микросателлиты встречаются и в норме, однако при dMMR их число увеличивается, что и может быть выявлено. Таким образом, понятия dMMR и микросателлитная нестабильность (MSI) описывают один и тот же процесс и в подавляющем большинстве случаев являются тождественными.

– Какими методами определяется микросателлитная нестабильность?

– Классическими методом определения MSI является ПЦР, которая амплифицирует микросателлитные повторы в ДНК, и путем сравнения их длины между опухолевыми и нормальными клетками определяется уровень нестабильности генома. Чаще применяется модель из 5 маркеров на мононуклеотидные (BAT26, BAT25) и двунуклеотидные последовательности (D2S123, D5S346, D17S250). Посредством сравнения с нормальной тканью (чаще кровью) выделяются 3 варианта MSI: MSI-Н (высокий уровень MSI), когда ≥2 маркеров нестабильны, MSI-L (низкий уровень MSI), когда нестабилен 1 маркер, и MSS (стабильный уровень), когда стабильны все маркеры. Значение низкого уровня MSI до сих пор четко не установлено, и этих пациентов расценивают как больных с MSS опухолями.

Вторым вариантом диагностики dMMR является иммуногистохимическое исследование (ИГХ), когда в опухоли изучается экспрессия белков MSH2, MLH1, PMS2, MSH6. В случае отсутствия окрашивания хотя бы одного белка устанавливается дефицит MMR.

Обе методики демонстрируют высокую (>95%) конкордантность и являются в сложных случаях взаимодополняющими, так как существуют редкие варианты нарушения MMR, диагностируемые только ПЦР или только ИГХ. В последние годы появилась возможность определять MSI помощью секвенирования следующего поколения (NGS), когда при секвенировании сотней генов удается выявлять и микросателлитные повторы, при этом не требуется в качестве образца нормальная ткань пациента. Однако данные панели являются пока еще достаточно дорогостоящими и мало распространены в России.

– Для чего определяется микросателлитная нестабильность?

– Определение микросателлитной нестабильности становится все более востребованным тестом при ряде опухолей – прежде всего, при колоректальном раке (КРР), раке эндометрия, раке желудка и тонкой кишки. Во-первых, определение MSI является скрининговым тестом для диагностики синдрома Линча. Это важно не только для самого пациента, но и для членов его семьи. Несмотря на наличие клинических критериев (Амстердамские критерии), позволяющих заподозрить синдром Линча, у 40-50% пациентов с данным заболеванием они отсутствуют. Во-вторых, опухоли с MSI имеют ряд особенностей, позволяющих дифференцированно подходить к их лечению. Так, при II стадии КРР наличие MSI свидетельствует о благоприятном прогнозе и в большинстве случаев о возможности отказа от проведения адъювантной химиотерапии. У пациентов с MSI малоэффективна адъювантная химиотерапия монотерапией фторпиримидинами, что требует обязательного применения режимов с включением оксалиплатина (XELOX или FOLFOX). В то же время у пациентов с IV стадией наличие MSI является неблагоприятным прогностическим признаком, что может быть связано с наличием мутации в гене BRAF у каждого третьего пациента. В-третьих, недавно было показано, что опухоли с MSI обладают уникальной чувствительностью к иммунотерапии ингибиторами контрольных точек.

– Какова примерная стоимость теста на микросателлитную нестабильность?

– Стоимость теста на MSI в Москве составляет около 6000-8000 руб.

– Колоректальный рак был одной из первых опухолей, для которой была подтверждена роль микросателлитной нестабильности и эффективность ингибиторов контрольных точек. С какой частотой определяется микросателлитная нестабильность у этих больных?

Читайте также:  Риск рака полипа в желудке

– Частота выявления MSI при КРР варьирует от стадии заболевания, составляя до 22% при II стадии, до 12% – при III стадии и не более 3-4% – при IV стадии. В большинстве случаев это спорадические нарушения, частота синдрома Линча даже при II стадии составляет лишь около 3%.

– Какова эффективность ингибиторов контрольных точек у больных колоректальным раком с микросателлитной нестабильностью?

– Ингибиторы контрольных точек (прежде всего, анти-PD1 антитела) первоначально изучались на классических иммунотерапевтических опухолях – меланоме, раке почки. У пациентов с КРР ингибиторы контрольных точек оказались малоэффективны, однако в отдельных случаях были отмечены выразительные и длительные эффекты. При дополнительном анализе оказалось, что у этих пациентов были опухоли с высокой MSI.

Как показали последующие исследования у больных с MSI, монотерапия пембролизумабом и ниволумабом позволяет достичь объективного ответа у 30-50% больных, а в течение 12 месяцев без признаков прогрессирования остаются 34-50% пациентов. При этом следует помнить, что до половины пациентов к моменту включения в эти исследования уже получили не менее трех линий терапии. Важно, что ингибиторы контрольных точек были эффективны у больных вне зависимости от мутации BRAF, наличия синдрома Линча, экспрессии PD-L1.

– Почему терапия ингибиторами контрольных точек в общей популяции больных метастатическим колоректальным раком не оказалась пока столь же эффективной, как у других пациентов, например, с меланомой, раком легкого, опухолями головы и шеи и т.п.?

– На сегодняшний день иммуноонкология находится еще в начале своего пути. До сих пор отсутствуют четкие предикторы эффективности терапии ингибиторами контрольных точек. Вероятнее всего, впечатляющая эффективность данной группы препаратов при опухолях с MSI обусловлена высокой частотой мутаций, в десятки и сотни раз превышающих «обычные» опухоли с MSS фенотипом. Большая частота мутаций приводит к формированию и большего числа опухолевых неоантигенов, являющихся мишенью для Т-лимфоцитов.

– Знаете ли Вы случаи применения ингибиторов контрольных точек при микросателлитной нестабильности в России?

– Насколько я знаю, опыт применения ингибиторов контрольных точек при микросателлитной нестабильности в России ограничивается участием в упоминавшихся выше исследованиях и отдельными пациентами, которые приобретали препараты самостоятельно. К сожалению, данное показание еще не зарегистрировано в России, что практически полностью исключает возможность бесплатного обеспечения больных препаратами данной группы.

– При планировании лечения больных метастатическим колоректальным раком на какое место Вы бы поставили оценку микросателлитной нестабильности с последующим назначением ингибиторов контрольных точек?

– Мы пока не знаем о роли ингибиторов контрольных точек при резектабельных опухолях. Допускаю, что они окажутся эффективными в качестве адъювантной терапии при III стадии у пациентов с MSI. Исходя из высокой эффективности и благоприятного профиля токсичности, я бы рекомендовал назначение этих препаратов пациентам с прогрессированием уже после первой линии терапии, либо в первой линии, если пациент не кандидат для активной химиотерапии.

– Были ли прямые исследования, которые сравнивают терапию ингибиторами контрольных точек и анти-EGFR антителами у больных с микросателлитной нестабильностью и диким типом RAS?

– Прямые сравнения этих групп препаратов не проводились. Следует помнить, что у 30-40% больных с MSI имеется мутация BRAF, которая предполагает резистентность к анти-EGFR антителам. У пациентов с «тройным диким типом» (KRAS, NRAS, BRAF) эффективность химиотерапии и анти-EGFR антител, вероятнее всего, примерно соответствует общей популяции пациентов с MSS.

– Как Вы считаете, есть ли будущее иммуноонкологии у больных колоректальным раком?

– Иммунотерапия больных КРР с MSI не ограничивается монотерапией анти-PD антител. В недавно опубликованном исследовании Сheckmate 142 совместное применение ниволумаба и ипилимумаба у пациентов с MSI показало еще более впечатляющие результаты: частота объективного ответа составила 55%, а 71% пациентов были без прогрессирования на протяжении 12 месяцев терапии.

Не прекращаются попытки применения иммунотерапии у пациентов с MSS фенотипом. Так, на ASCO GI 2018 были представлены результаты совместного применения атезолизумаба (анти-PD-L1 антитело) и кобиметиниба (анти-MEK1/2 ингибитор). Как было показано ранее, последний способен усиливать иммунный ответ посредством усиления иммунного распознавания, аккумуляции Т-лимфоцитов в опухоли и снижения их истощения. Несмотря на то, что 94% больных получили 3 и более линии терапии, удалось достичь объективного ответа и контроля болезни у 8% и 31% пациентов соответственно.

Читайте также:  Рак желудка с метастазами в печени и поджелудочной

Хочется надеяться, что в недалеком будущем мы увидим результаты других позитивных исследований, посвященных иммунотерапии КРР.

– Спасибо.

Узнать больше о лечении колоректального рака можно на
конференции RUSSCO «Опухоли ЖКТ – Колоректальный рак»

(13-14 апреля 2018, Москва, Марриотт Москва Гранд Отель, Тверская ул., 26/1)

Группа в Одноклассниках
Группа ВКонтакте
Группа Facebook

Copyright  ©  Российское общество клинической онкологии (RUSSCO)
Полное или частичное использование материалов возможно только с разрешения администрации портала.

Источник

Рак желудка — одно из наиболее агрессивных онкологических заболеваний. В структуре смертности в России рак желудка занимает второе место. В настоящее время появляется все больше данных, подтверждающих что рак желудка — гетерогенное заболевание, а его прогноз зависит не только от стадии заболевания, но и от специфических молекулярных маркеров. Таким образом, появилась необходимость в классификации опухолей на основании молекулярно-генетических характеристик с целью определения прогноза и персонализации терапии.

Проект The Cancer Genome Atlas (TCGA) провел исследование, в котором изучались основные генетические и эпигенетические нарушения в образцах опухолевой ткани желудка. Было исследовано 295 образцов опухолевой ткани от пациентов, не получавших химиотерапии/лучевой терапии. В качестве контроля использовались клетки крови пациентов или клетки здоровой слизистой желудка.

Исследование проводилось на 6 платформах: секвенирование экзома, сравнительная геномная гибридизация, исследование метилирования ДНК, секвенирование матричной РНК и микро РНК, секвенирование протеинов. 77% всех образцов было успешно исследовано на всех 6 платформах. Дополнительно в 177 случаях была изучена микросателлитная нестабильность. Сбор, биоинформатическая обработка информации и разделение на однородные группы проводилось с помощью инструмента iCluster.

Все образцы по схожим признакам разделились на четыре группы (рис.1). Первая группа – EBV-ассоциированный рак желудка (около 9%), основным свойством которого было инфицирование EBV и гиперметилирование промоторов. Вторая группа – обусловленная микросателлитной нестабильностью, характеризующаяся высокой мутационной нагрузкой (22%). Третья группа – рак желудка с хромосомной нестабильностью, обусловленная хромосомными абберациями (около 50%). Четвертая группа – генетически стабильные опухоли, классифицированные по остаточному принципу, но имеющие свои определенные особенности (мутация в гене RHO – ГТФаза, функционирующая в системе клеточной адгезии).

Аналогичный подход в своем эксперименте использовали исследователи Asian Cancer Research Group (ACRG), проанализировавшие генетическую информацию 300 опухолевых образцов рака желудка. Согласно полученным данным, рак желудка можно классифицировать на четыре подтипа: 1) без микросателлитной нестабильности (MSS)/с высокой способностью к эпителиально-мезенхимальному переходу (EMT); 2) опухоли с микросателлитной нестабильностью (MSI); 3) без микросателлитной нестабильности с мутацией TP53 (MSS/TP53mut); 4) без микросателлитной нестабильности и без мутации TP53 (MSS/TP53wt). Обе классификации согласуются между собой, поэтому в данном обзоре они будут рассматриваться как одна. Более того, классификация ACRG дополняет TCGA-классификацию ценной информацией о прогнозе заболевания.

Рис.1. Принцип создания молекулярной таксономии в исследовании TCGA и клинико-патологические характеристики молекулярных подтипов (доля диффузной гистологии по Lauren, анатомическая локализация, гендерная заболеваемость и средний возраст заболевшего)

1. EBV-ассоциированный рак желудка (MSS/TP53wt). В настоящее время накоплена убедительная масса доказательств о том, что EBV является фактором риска развития рака желудка. Эпштейн-Барр вирусная инфекция была обнаружена в 9% образцов, обладающих своей спецификой в отношении генетических свойств. По данным проведенного исследования чаще диагностируется у мужчин (81%, p=0.037). Анатомически, наиболее частая локализация – тело или дно желудка.

При исследовании метилирования (рис. 2) ДНК и последующем кластерном анализе, было показано что все EBV-ассоциированные опухоли сгруппированы вместе и характеризуются высоким уровнем метилирования (выключения) промоторов генов-супрессоров опухолевого роста (CDKN2A) и отсутствием метилирования генов, отвечающих за репарацию ДНК (MLH1, MSH2). В отношении мутаций, данная группа характеризуется высокой частотой мутации PIK3CA (80-90%), ARID1A, амплификацией гена JAK2 и HER2, гиперэкспрессией PD-L1/2. Уточнение молекулярно-генетического профиля определяет новые мишени для лекарственной терапии.

Рис. 2. Молекулярная характеристика EBV-ассоциированного рака желудка. a. На графике (heatmap) показан результат кластерного анализа по исследованию метилирования CpG-участков ДНК. 295 опухолевых образцов распределились на 4 кластера: EBV-CIMP (CpG-island methylator phenotype), Gastric-CIMP (ассоциация с подгруппой микросателлитной нестабильности), кластер 3 (генетически стабильный) и кластер 4 (с хромосомной нестабильностью). b. Частота мутаций в гене PIK3CA в зависимости от молекулярной подгруппы опухоли.

2. Подтип, обусловленный микросателлитной нестабильностью. Важную роль в генезе также играет метилирование промоторов (CIMP-profile), но в данном случае выключаются определенные гены, отвечающие за репарацию ДНК (MLH1, MSH2), таким образом опухоль характеризуется высокой частотой мутаций в генах, отвечающих за онкогенез (мутации в генах HER-2 и ERBB3) и генах, осуществляющих контроль клеточного цикла. MSI+ опухоли зачастую высокоиммуногенны за счет высокой мутационной нагрузки (рис.3).

Читайте также:  Рак желудка 4 стадия лечить народным средствами

Рис. 3. Различное иммунное микроокружение у опухолей с MSI и без MSI. В случае дефекта системы репарации (MMR), спонтанные мутации ДНК возникают гораздо чаще, приводя к высокой мутационной нагрузке опухоли. Гипермутированные опухолевые клетки продуцируют большое количество новых антигенов, которые способствуют инфильтрации опухоли иммунными клетками. Для защиты от противоопухолевого иммунитета, опухолевые клетки экспрессируют PD-L1 лиганды (check-point molecules).

Микросателлитная нестабильность в настоящее время применяется в клинической практике в качестве валидизированного маркера для определения прогноза течения заболевания и подбора персонализированной терапии (check-point ингибиторы) у больных местно-распространенным и метастатическим раком желудка. Опухоли с микросателлитной нестабильностью диагностируются в более позднем возрасте (медиана – 72 года, p=0.00005), данная группа ассоциирована с кишечным гистологическим типом по Lauren.

Также отличительной особенностью данного подтипа опухоли является ее относительно благоприятный прогноз, низкая частота рецидивов.

3. Подтип, обусловленный хромосомной нестабильностью. Его характеризуют более грубые нарушения в геноме опухолевой ДНК: делеции, транслокации, амплификации. В данном случае превалирует мутация гена p53 (73% случаев), амплификация генов семейства ERBB (EGFR, HER-2, ERBB-3). В настоящее время, амплификация гена HER-2 является мишенью для лекарственной терапии у больных местно-распространенным и метастатическим раком желудка. Основная локализация данного типа опухолей – пищеводно-желудочный переход.

4. Генетически-стабильный подтип рака желудка (MSS/EMT). Был выделен по остаточному принципу, поскольку в нем не наблюдалось ни серьезных хромосомных нарушений или признаков микросателлитной нестабильности. Однако, он имеет ряд своих особенностей. Данный подтип представлен в основном диффузным раком желудка (по классификации Lauren), для данного типа характерен более молодой возраст заболевших.

В образцах, отнесенных к данному подтипу наблюдалась высокая частота мутации генов, работающих в регуляции клеточной адгезии: RHO (гомолог гена RAS) и гена CDH1 (соматической или герминальной мутации), что обусловливает диффузный гистологический тип и метастатический потенциал клеток данного типа. Кроме того, при раке желудка данного подтипа выявляется гибридный нефункционирующий ген CLDN18–ARHGAP26, также отвечающий за механизм клеточной адгезии.

В отношении прогноза, данный подтип крайне неблагоприятен: высокая частота рецидивов, низкая выживаемость в сравнении с другими подтипами.

Рис. 4. Суммарная характеристика молекулярно-генетической классификации рака желудка по данным TCGA. На данной схеме проиллюстрированы основные клинико-морфологические и молекулярно-генетические факторы каждого из подтипов рака желудка, также имеются круговые диаграммы анатомического распределения данных подтипов.

Рис.5. Молекулярная классификация рака желудка: основные свойства и прогноз каждого подтипа согласно исследованиям ATGC и ACRG. Благодаря исследованиям, проведенным ATGC и ACRG, знание о патогенезе рака желудка стало более структурированным, появилась возможность прогнозировать биологические свойства опухоли (в зависимости от ее подтипа), а также возможно изменится подход к поиску основных биомаркеров и мишеней для таргетной терапии внутри каждого молекулярного подтипа.

Материал подготовил: Артем Тарасов

Источники:

1. Comprehensive molecular characterization of gastric adenocarcinoma // Adam J. Bass, Vesteinn Thorsson, Ilya Shmulevich et al., Nature. 2014 September 11; 513(7517).

2. New therapeutic options opened by the molecular classification of gastric cancer // Mihaela Chivu-Economescu, Lilia Matei, Laura G Necula et al., World J Gastroenterol 2018 May 14; 24(18): 1942-1961

3. Microsatellite instability in gastric cancer: molecular bases, clinical perspectives, and new treatment approaches // Margherita Ratti, Andrea Lampis, Jens C. Hahne et al., Cellular and Molecular Life Sciences, Received: 16 May 2018 / Revised: 13 August 2018 / Accepted: 14 August 2018 © The Author(s) 2018

4. Becker SF, Langhe R, Huang C, Wedlich D, Kashef J (March 2012). «Giving the right tug for migration: Cadherins in tissue movements». Arch Biochem Biophys. DOI:10.1016/j.abb.2012.02.013

5. Boureux A, Vignal E, Faure S, Fort P. (2007). «Evolution of the Rho family of ras-like GTPases in eukaryotes». Mol Biol Evol 24 (1): 203–16. DOI:10.1093/molbev/msl145

Источник