Таргетная терапия рака легких

Лечение пациентов с метастатическим немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ) традиционно базировалось на системной цитостатической терапии. Химиотерапия целенаправленно уничтожает клетки, находящиеся в состоянии роста и деления, купирует симптомы заболевания, улучшает качество жизни пациента и удлиняет продолжительность жизни у части пациентов с НМРЛ.

Данная статья резюмирует результаты ряда научных исследований, посвященных скринингу мутаций у пациентов с НМРЛ, а также изучению эффективности таргетной терапии рака легких, назначенной на базе результатов скрининга.

Понимание молекулярных механизмов, отвечающих за формирование раковой опухоли при НМРЛ и других неопластических заболеваниях, позволило разработать категорию лекарственных препаратов, обладающих селективностью воздействия на специфические процессы в злокачественных клетках. Считается, что данные препараты (таргетные лекарства) относительно безвредны для здоровых клеток, но при этом крайне эффективны для уничтожения злокачественных. Большинство таргетных препаратов назначаются в форме таблеток и представляют собой ингибиторы тирозинкиназ. Кроме того, существуют лекарства в форме внутривенных инъекций. Они относятся к категории моноклональных антител или мелкомолекулярных соединений.

Традиционный подход к лечению рака легких в Израиле претерпел существенные изменения благодаря открытию онкогенной активности ферментов семейства тирозинкиназ, идентификации мутаций в рецепторах эпидермального фактора роста (EFGR) и транслокации в гене ALK, кодирующем синтез киназы анапластической лимфомы. Исследования, направленные на идентификацию других биомаркеров раковых клеток и разработку соответствующих таргетных препаратов, ведутся интенсивными темпами. Как ожидается, их результаты позволят в ближайшем будущем перейти к фазе клинических исследований новых таргетных препаратов, предназначенных для терапии НМРЛ.

Теоретическое обоснование таргетной терапии рака легких

Большинство биомаркеров, определяющих эффективность таргетной терапии немелкоклеточного рака легких, представляют собой геномные аномалии, которые носят название драйверных мутаций (мутация – «водитель»). Драйверные мутации присутствуют в раковых клетках и затрагивают гены, кодирующие синтез протеинов, чье присутствие в клетке является обязательным условием для ее роста и выживания. В клетках НМРЛ был также идентифицирован ряд других мутаций, не играющих значимой роли в поддержании онкогенного фенотипа, и эти мутации получили название вторичных, или мутаций- «пассажиров». Драйверные мутации отсутствуют в других клетках организма (нераковых) и, как правило, эксклюзивны: в клетках опухоли присутствует только одна разновидность драйверной мутации.

Драйверные мутации носят характер трансформативных, то есть выступают инициаторами малигнизации нормальной клетки. Кроме того, драйверные мутации играют роль своеобразного биологического «выключателя»: они закрепляют раковый фенотип клетки, исключая ее из процессов биологической регуляции.

Таким образом, драйверные мутации могут рассматриваться как надежные биомаркеры в рамках селекции кандидатов для назначения таргетной терапии. Более того, драйверная мутация представляет собой идеальную мишень для таргетных препаратов, поскольку выживаемость раковой клетки напрямую зависит от активности драйверной мутации, «выключившей» другие механизмы биологической регуляции. Иными словами, драйверная мутация, обеспечивающая выживание раковой клетки, в то же время является ее ахиллесовой пятой.

При НМРЛ и других раковых опухолях идентификация драйверных мутаций у конкретного пациента и, соответственно, назначение адекватной таргетной терапии оптимизируют терапевтический эффект, а также в большинстве случаев позволяют добиться снижения токсичности. Идентификация драйверных мутаций может и должна рассматриваться как неотъемлемая часть процесса диагностики у пациентов с немелкоклеточным раком легких. На основании полученных результатов можно вынести обоснованное заключение о назначении пациенту стандартной химиотерапии (при отсутствии драйверных мутаций) или таргетной терапии.

Методики скрининга драйверных мутаций

В настоящее время не существует стандартного метода идентификации драйверных мутаций. Для этой цели могут использоваться:

• Секвенирование генома, как классическое, так и автоматизированное. Наиболее сложный и дорогой способ тестирования;
• Выявление специфической аллели на амплифицированной ДНК. Более дешевый и быстрый метод. Однако он позволяет идентифицировать лишь известные мутации и не способен диагностировать неизвестные ранее аномалии;
• Масс-спектрометрия. Также позволяет выявить только мутации, известные ранее;
• Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH). Используется для идентификации генных транслокаций и амплификаций, детекции определенных последовательностей в геноме и их локализации.

В целях тестирования целесообразно использовать методику, обладающую следующими качествами

• Возможность работы на доступных образцах биологического материала;(формалиновых блоках, парафиновых срезах и т.п.);
• Относительная дешевизна;
• Относительно быстрый процесс выполнения;
• Частичная автоматизация.

Мультиплексное генотипирование

Мультиплексное генотипирование позволяет на базе одного биологического образца выполнить параллельное исследование нескольких локусов, без необходимости в ряде последовательных тестов. Таким образом, в рамках мультиплексного генотипирования представляется возможным работать с малыми по объему гистопатологическими образцами опухолевой ткани и значительно сократить время обработки результатов. Мультиплексное генотипирование признано эффективной методикой скрининга пациентов с немелкоклеточным раком легких и может рассматриваться как практический инструмент при планировании лечения рака в Израиле.

В рамках скрининга 552 пациента с НМРЛ прошли процедуру мультиплексного генотипирования, опухолевые образцы подверглись исследованию на наличие 50 мутаций в ключевых генах НМРЛ. У 51% пациентов было обнаружено присутствие как минимум одной мутации. К наиболее распространенным мутациям относятся: KRAS (24%), EGFR (13%), PIK3CA (4%) и транслокации в гене ALK (5% ).

Генотипы немелкоклеточного рака легких

Ниже перечислены драйверные мутации, наиболее характерные для пациентов с немелкоклеточным раком легких и представляющие собой мишени для существующих на сегодняшний день таргетных препаратов (как прошедших фазу клинической апробации, так и находящихся в фазе клинических испытаний). Кроме того, в статье рассматриваются мутации-«пассажиры», часто встречающиеся у пациентом с НМРЛ, вне зависимости от возможности применения в данном случае таргетной терапии.

Показанием к таргетной терапии считается существование одной из драйверных мутаций, фигурирующих в списке. При отсутствии адекватной таргетной терапии или невозможности участия пациента в программе клинических испытаний таргетных средств, целесообразно использовать стандартную цитостатическую терапию.

EGFR

Мутации в генах EGFR присутствуют примерно у 15% пациентов с НМРЛ на территории США. Они чаще встречаются у некурящих пациентов. В группе пациентов азиатского происхождения частота данных мутаций значительно выше и может достигать 62%.

У пациентов на поздних стадиях рака легких наличие мутации EGFR является благоприятным прогностическим признаком, поскольку предполагает восприимчивость опухоли к ингибиторам тирозинкиназы: эрлотинибу, гефтинибу и афатинибу.

Транслокации ALK

Согласно исследованиям, проведенным в США, транслокации гена ALK тирозинкиназы отмечаются примерно у 4% пациентов с немелкоклеточной аденокарциномой. Они превалируют у молодых пациентов и у некурящих.

Наличие транслокации предопределяет сенситивность к кризотинибу. Терапия кризотинибом, в свою очередь, повышает показатели беспрогрессивной выживаемости.

Мутации RAS

RAS – общее название группы онкогенов, идентифицированных в процессе изучения ретровирусов, индуцирующих развитие саркомы у крыс (RAS –от rat sarcoma).Геном человека содержит гомологи: KRAS, NRAS и HRAS.

RAS протеины относятся к семейству мембранносвязанных ГТФаз и выполняют роль медиатора в процессах MAP-киназного и PI3K каскадов, контролирующих процессы клеточной пролиферации и апоптоза.
Онкогенные мутации RAS представляют собой точечные замены в кодонах 12 и 13 (миссенс-мутации) и проявляются в виде постоянной активности RAS-протеинов.

Активизирующие KRAS мутации наблюдаются у 20-25% пациентов с немелкоклеточной аденокарциномой и превалируют у курильщиков.

NRAS гомологичны KRAS, встречаются примерно у 1% пациентов с НМРЛ, преимущественно у курильщиков. Клиническое значение NRAS в настоящее время не установлено, таргетной терапии не разработано.

Мутации KRAS оказывают незначительное влияние на прогноз выживаемости. Ранее считалось, что они ассоциируются с неблагоприятным прогнозом. Наиболее широкомасштабное исследование в данной области заключалось в ретроспективном анализе статистических данных, собранных в 4 группах пациентов с немелкоклеточным раком легких общей численностью 1543 человека. Все пациенты получали адъювантную химиотерапию после резекции легкого, у 300 из них были идентифицированы мутации KRAS. Статистически значимых отличий в показателях выживаемости зафиксировано не было.

При анализе данных, собранных в группе пациентов с 4 стадией НМРЛ, отмечалась тенденция к ухудшению прогноза при наличии KRAS. Однако из-за гетерогенности контрольной группы, в состав которой входили также пациенты с EFGR мутациями (более прогностически благоприятными), вынести однозначное заключение о влиянии KRAS на выживаемость не представляется возможным.

Многочисленные попытки выделить специфические ингибиторы RAS не увенчались успехом. В настоящее время исследуется возможность воздействия на эффекторы активированных KRAS:

• Ингибитор MEK – селуметиниб. У пациентов с KRAS мутациями, получавших лечение доцетакселом, в группе, получавшей комбинированную терапию доцетаксел и селуметиниб, было зарегистрировано повышение показателей выживаемости, как общей, так и беспрогрессивной. Вместе с тем, комбинированная терапия сопровождалась более выраженными токсическими побочными эффектами: субфебрильной нейтропенией, диареей, тошнотой, рвотой, сыпью.
  Преклинические исследования на генетически модифицированных лабораторных мышах продемонстрировали, что опухоли, содержащие исключительно KRAS мутации, в большей степени восприимчивы к комбинированной терапии доцетакселом и селуметинибом. В то же время, сочетание KRAS и p53 характеризуется умеренной сенситивностью, а KRAS и LBK1 – резистентностью. По-видимому, эффективность терапии в данном случае определяется наличием комплекса мутаций-«пассажиров»;
• Ингибитор MEK – траметиниб. Положительный эффект терапии траметинибом зафиксирован в группе пациентов с НМРЛ, однако убедительного доказательства его связи с наличием мутаций KRAS получить не удалось;
• Ингибиторы MET + EGFR – комбинированная терапия эрлотинибом и тивантинибом (ингибитором MET тирозинкиназы). В ходе ретроспективного изучения данных, собранных в рамках 2 фазы клинических испытаний, зафиксировано увеличение беспрогрессивной выживаемости среди пациентов, получавших терапию эрлотинибом и тивантинибом, по сравнению с контрольной группой, получавшей эрлотиниб и плацебо;
• mTOR ингибитор – ридафоролимус. В рандомизированно выбранной группе из числа 79 пациентов с НМРЛ, получавшей непрерывную терапию ридафоролимусом, зафиксировано двукратное увеличение показателей беспрогрессивной выживаемости и тенденция к увеличению общей выживаемости;
• Для пациентов, лишенных возможности принимать участие в клинических испытаниях, рекомендации относительно терапии немелкоклеточного рака легких с KRAS идентичны рекомендациям для пациентов с немелкоклеточной аденокарциномой неустановленного генотипа.

ROS1

ROS1– тирозинкиназный рецептор, относящийся к категории рецепторов инсулина. Транслокация между геном ROS1 и CD74, SLC24A2 или FIG представляет собой драйверную мутацию и встречается у 1-2% пациентов с НМРЛ. Мутации данного типа чаще присутствуют у молодых пациентов и у некурящих (тех, кто никогда не курил). Гистологический тип опухоли – немелкоклеточная аденокарцинома.

В ходе преклинических исследований продемонстрирована высокая восприимчивость ROS1- позитивных опухолей к терапии кризотинибом. Этот факт объясняется высокой степенью гомологичности между тирозинкиназными доменами ALK и ROS1. На основании этих данных, а также предварительных результатов 1 фазы клинических испытаний, в ходе которых отмечалась положительная реакция на лечение кризотинибом, данный вид терапии может быть рекомендован всем пациентам с НМРЛ, у которых идентифицирована транслокация ROS1. В настоящее время активно изучаются возможности терапии ROS1 — позитивных опухолей ингибиторами ALK нового поколения.

HER2

HER2 (ERBB2) – тирозинкиназный рецептор группы EFGR. Мутации в гене HER2 отмечаются у 1-2% пациентов с НМРЛ. Они, как правило, представляют собой инсерционные мутации в экзоне (реже – точечные мутации). Опухоли относятся к типу немелкоклеточных аденокарционом, мутации чаще наблюдаются у женщин, а также у некурящих пациентов (никогда не куривших).

Амплификации HER2 не относятся к категории драйверных мутаций, и предыдущие исследования продемонстрировали отсутствие клинического эффекта терапии трастузумабом у пациентов с амплификациями HER2.

В рамках новой серии клинических испытаний был зарегистрирован частичный положительный эффект у пациентов, получавших комбинированное лечение трастузумабом и цитостатическими средствами, а также в группе, принимавшей афатиниб – ингибитор EGFR/HER2 тирозинкиназы.

Частичная положительная реакция также отмечалась у пациентов с НМРЛ и мутациями HER2 при терапии нератинибом (pan-HER2 ингибитор) и темсиролимусом (m-TOR ингибитор).

BRAF

BRAF кодирует синтез протеина B-RAF, являющегося медиатором KRAS, активирующих MAP-киназный каскад. Мутации BRAF присутствуют у 1-3% пациентов с НМРЛ, преимущественно у курильщиков и пациентов с немелкоклеточной аденокарциномой. Активация B-RAF наблюдается в результате мутации в позиции V600 на 15 экзоне (аналогичная мутация наблюдается у пациентов с меланомой) или на других участках.

Как свидетельствуют данные, собранные в ходе 1-2 фазы клинических испытаний, частичная положительная реакция отмечается у пациентов с немелкоклеточным раком легких и мутацией V600E, получавших терапию дабрафенибом – ингибитором BRAF. Побочные эффекты терапии дабрафенибом НМРЛ схожи с реакциями, наблюдавшимися у пациентов с меланомой, получавших аналогичное лечение.

Другая стратегия лечения заключается в использовании ингибиторов MEK тирозинкиназы (см. раздел «Мутации RAS»).

Экспрессия MET

MET – тирозинкиназный рецептор фактора роста гепатоцитов. Мутации в гене MET у пациентов с НМРЛ встречаются редко и их клиническое значение изучено недостаточно. В то же время, гиперэкспрессия MET отмечается в 25-75% случаев НМРЛ и, как правило, представляет собой неблагоприятный прогностический признак.

Положительные эффекты таргетной терапии рака легких были зафиксированы в рамках клинических испытаний. Препараты:

• • • Тиватиниб – ингибитор MET тирозинкиназы;
    • Онартузумаб в комбинации с эрлотинибом. Онартузумаб – одновалентное антитело, селективно связывающееся с внеклеточным доменом MET;
    • Кризотиниб – препарат, блокирующий ALK и ROS1, обладающий потенциалом ингибиции MET у пациентов с MET-амплификациями.

PIK3CA, AKT1, PTEN

PIK3CA кодирует каталитический компонент фосфатидил-3-киназы (PIK3), выполняющей функцию внутриклеточного медиатора сигнальных трансдукций, задействованных в процессе выживания клетки. AKT1 в цепи передачи сигнала занимает позицию следующую за PIK3. PTEN ингибирует активность AKT1 в ходе реакции дефосфорилирования. Онкогенные мутации приводят к активации PIK3 и AKT1 и дезактивации PTEN.

В рамках исследования 552 гистологических образцов, полученных от пациентов с НМРЛ, активирующие мутации PIK3CA были обнаружены у 4% пациентов как с аденокарциномамами, так и плоскоклеточным раком легкого. Мутации AKT1 не наблюдались. В рамках ранее выполненного исследования мутации AKT1 были обнаружены у 3 из 50 пациентов с немелкоклеточным плоскоклеточным раком легкого. Данные других современных научных исследований продемонстрировали, что частота мутаций PIK3CA может достигать 16%, PTEN – 11%.

Мутации PIK3CA могут являться причиной резистентности к ингибиторам EFGR тирозинкиназы у пациентов с EFGR-позитивным НМРЛ.

Ингибиторы PIK3 и AKT1 в настоящее время находятся в стадии разработки. Как ожидается, они будут использоваться для терапии плоскоклеточного рака. Однако эта категория мутаций, по всей видимости, относится к пассажирским мутациям, и эффективность таргетной терапии в данном случае неоднозначна.

Амплификация FGFR1

Рецептор фактора роста фибробластов (FGFR1) – тирозинкиназный мембранный рецептор, принимающий участие в процессах выживаемости клетки и пролиферации. Амплификации FGFR1 присутствуют у 13-25% пациентов с плоскоклеточным раком легкого. Они чаще наблюдаются у курильщиков и ассоциируются с неблагоприятным прогнозом.

Таргетные препараты находятся в стадии разработки. Описан случай регрессии опухоли при терапии ингибитором FGFR1тирокиназы – препаратом BGJ398.

Мутация в гене β-катенина

Синтез β-катенина кодируется геном CTNNB1. Протеин β-катенин конъюгирует с протеином APC и играет важную роль в регуляции роста эпителиальных клеток. Мутации CTNNB обнаруживаются у 2% пациентов с НМРЛ, в частности в EFGR-позитивных опухолях, и приводят к развитию резистетнтности к ингибиторам EFGR. Мутации относятся к категории пассажирских. Они присутствуют в комплексе с различными драйверными мутациями, поэтому их клиническое значение и эффективность таргетной терапии в данный момент признаны недостоверными.

Транслокации RET

Ген RET кодирует тирозинкиназный мембранный рецептор. Транслокации между RET и CCDC6, KIF5B, NCOA4 наблюдаются примерно у 1% пациентов с НМРЛ, как с аденокарциномой, так и плоскоклеточным раком. Мутации, как правило, присутствуют у молодых пациентов и некурящих (никогда не куривших в прошлом).

К ингибиторам RET тирозинкиназы относятся вандетаниб, сорафениб и сунитиниб. Однако широкомасштабные клинические испытания не продемонстрировали увеличения показателей выживаемости у пациентов, получавших таргетную терапию данного типа. Описаны единичные случаи положительной реакции у пациентов немелкоклеточным раком легких и RET транслокациями на терапию вандетанибом или кабозантинибом.

DDR2

Ген DDR2 кодирует мембранный тирозинкиназный рецептор. Мутация, приводящая к активации рецептора, отмечается у 4% пациентов с немелкоклеточным плоскоклеточным раком легкого. Описан случай положительной реакции при комбинированной терапии дазатинибом и эрлотинибом.

MEK1

Ген MAP21K кодирует синтез протеина MEK1, располагающегося в цепи передачи сигнала на позиции, следующей за RAF. Мутации MAP21K наблюдаются примерно у 1% пациентом с немелкоклеточными аденокарциномами. Клиническое значение данной категории мутаций, а также эффективность таргетной терапии ингибиторами MEK или ERK, находятся в стадии изучения.

Заключение

Изучение и понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе процессов малигнизации у пациентов с НМРЛ, позволило разработать ряд таргетных препаратов, которые способны производить селекцию между нормальными и раковыми клетками. Наиболее эффективными биомаркерами, детерминирующими результативность таргетной терапии, являются драйверные мутации – соматические генетические аномалии. Драйверные мутации присутствуют в геноме раковых клеток и нарушают синтез протеинов, играющих критическую роль в процессах роста и выживания клеток. Достаточно часто драйверные мутации закрепляют онкогенный фенотип клетки, приводя к тому, что клетка выключается из процессов биологической регуляции, и ее дальнейшее выживание определяется сигналами, поступающими от драйвера.

Наиболее известными онкомаркерами являются мутации EFGR и транслокации ALK. Идентификация данных онкомаркеров легла в основу разработки высокоспецифичных таргетных средств, применение которых позволило добиться значительных успехов при лечении рака легких. Эффективность таргетной терапии рака в Герцлия Медикал Центр является стимулом для дальнейших исследований в данном направлении: идентификации других драйверных генетических аномалий и разработки лекарственных препаратов, соответствующих конкретному типу мутации.