Секвенирование нового поколения на переднем крае точной медицины

Всемирный день борьбы с раком предлагает платформу для повышения осведомленности о последних достижениях в области онкологии, которые меняют как лечение пациентов, так и практику врачей во всем мире. В связи с этим секвенирование следующего поколения (NGS) продолжает оставаться в авангарде прецизионной медицины в онкологии.

Общая цель NGS в клинической онкологии — создать уникальный персонализированный подход к лечению путем выявления генетических мутаций, специфичных для каждого пациента. По мере того как список активных генов-мишеней при раке расширяется, NGS использует комплексный профиль для обнаружения онкогенных мутаций и рекомендует возможные одобренные FDA варианты терапии, иммунотерапии и клинических испытаний, адаптированные для каждого пациента.

Комплексное геномное профилирование, такое как панели NGS, которые мы проводим во Флоридском институте специалистов по раку и исследовательскому институту (FCS), выявляет мутацию, требующую принятия мер, для большинства пациентов. Технология NGS одновременно быстро определяет последовательность нескольких целей.

Образцы опухолей пациентов сначала отправляются в лабораторию, оцениваются патологом, а затем продвигаются по молекулярному конвейеру, который включает выделение ДНК/РНК, подготовку библиотеки, секвенирование, биоинформатику, анализ и отчетность. Мы рассчитываем на команду профессионалов для выполнения этих обязанностей, с общим мнением, что помощь нашим пациентам в достижении наилучших возможных результатов является наивысшим приоритетом.

Распространенность рака

NGS рекомендуется Национальной комплексной онкологической сетью (NCCN) для нескольких типов опухолей, включая немелкоклеточный рак легкого, молочной железы, толстой кишки, яичников и поджелудочной железы, которые составляют большинство случаев в Соединенных Штатах. Поскольку в патогенезе этих заболеваний играют роль как экологические, так и генетические факторы, понимание молекулярного профиля каждой опухоли с помощью молекулярной диагностики имеет важное значение.

Распространенность этих заболеваний в настоящее время следующая:

• Рак легких является основной причиной смерти от рака в США; Показатели выживаемости низкие, а прогноз для поздних стадий рака остается неблагоприятным.¹
• Рак молочной железы остается наиболее распространенным видом рака во всем мире, и многообещающее обнаружение молекулярных биомаркеров помогает улучшить диагностику, терапию и другие методы лечения.²
• Колоректальный рак, третий наиболее часто диагностируемый вид рака в США, за последние годы снизил смертность благодаря эффективному скринингу рака. Однако отмечается рост рака толстой кишки с ранним началом, причина которого остается неясной.³
• Рак яичников является пятой ведущей причиной смертности от рака у женщин в США. Основным подходом к лечению является иммунотерапия. Поскольку некоторые пациенты не реагируют на иммунотерапию, NGS играет роль в идентификации других биомаркеров, таких как гомологичные фенотипы с недостаточностью и способностью к репарации и факторы, контролирующие микроокружение опухоли.⁴
• Несмотря на то, что рак поджелудочной железы встречается относительно редко, с быстрым увеличением ежегодной заболеваемости, по прогнозам, к 2030 году он станет второй по значимости причиной смерти от рака. Поскольку скрининг рака поджелудочной железы недоступен, у большинства пациентов диагноз ставится на поздней стадии. или метастатическое заболевание.⁵

Учитывая эти статистические данные и тенденции, становится очевидным важность технологических достижений для более персонализированного подхода к прецизионной медицине, основанного на индивидуальном молекулярном профиле. NGS может обеспечить мощные результаты с более быстрым временем обработки, используя ограниченные образцы тканей, чем предыдущие стратегии последовательного тестирования, чтобы идентифицировать новые биомаркеры-кандидаты для ранней диагностики и помочь в принятии решений о лечении.

Профиль солидной опухоли, используемый FCS, анализирует более 500 генов и позволяет нам обнаруживать ключевые биомаркеры, такие как нагрузка опухолевых мутаций (TMB), одобренный FDA сопутствующий диагностический биомаркер (CDx), связанный с одобренным FDA показанием к применению пембролизумаба (Кейтруда) в твердые опухоли, что невозможно на меньших панелях.⁶

В дополнение к выявлению соответствующих генных мутаций и TMB, наш профиль солидной опухоли включает микросателлитную нестабильность (MSI), НТРК и другие слияния вместе с одновременным анализом мутаций драйвера в соответствии с рекомендациями NCCN, в том числе, BRAF, ERBB2 (HER2), МЕТ, РЕТ, НТРК, РОС1, ЭГФРи АЛК.

Роль NGS в лечении рака

Анализ соматических мутаций в солидных опухолях с использованием целевых анализов на основе NGS стал стандартом медицинской помощи для точной медицины, и важно, чтобы врачи и пациенты знали об эффективности этого метода.

Благодаря использованию больших мультигенных панелей и тестированию TMB клиницисты могут быть проинформированы о соответствии пациента требованиям для получения антител против запрограммированной гибели клеток 1 (анти-PD1) и/или клинических испытаний, что также помогает ускорить разработку лекарств.⁷

Клиницисты должны быть знакомы с типами геномных вариантов, о которых сообщает лаборатория, и технологиями, используемыми для определения результатов, и понимать ограничения существующих методологий тестирования и отчетов. По мере того, как методы развиваются и становятся более экономически эффективными, использование молекулярного тестирования может повысить специфичность и улучшить результаты для большего числа пациентов.

Знание геномного профиля пациента может позволить врачам принимать наилучшие решения относительно лечения текущего состояния заболевания. Лечение может включать препараты, одобренные FDA, а также противопоказания, если присутствуют определенные варианты.

Например, соторасиб (Лумакрас), который недавно был одобрен для взрослых пациентов с распространенным или метастатическим немелкоклеточным раком, содержащим мутацию KRAS G12C.,⁸ не только продвинул улучшенный и более индивидуализированный подход к прецизионной медицине, но также открыл новые пути для изучения этого препарата при других типах опухолей, которые имеют такое же вариантное изменение.

Тщательный молекулярный профиль с использованием NGS также позволит определить препараты, которые пациенту не следует лечить, на основе клинических рекомендаций NCCN по немелкоклеточному раку легкого.⁹ Используя пример соторасиба, руководство NCCN предупреждает, что мутации KRAS являются предикторами недостаточной терапевтической эффективности ИТК EGFR.

Технология NGS будет обнаруживать эти вариации отдельных нуклеотидов, вариации числа копий, слияния, варианты сплайсинга и многие другие биомаркеры, которые могут помочь дополнить решения о лечении с целью достижения пациентами состояния ремиссии и выживания без прогрессирования.

Врачам настоятельно рекомендуется общаться и консультироваться с профессионалами в области молекулярной медицины, чтобы лучше понять развивающиеся технологии, интерпретации и новые методы лечения, которые могут быть доступны для пациентов. В тех случаях, когда профиль пациента уникален и нет доступных методов лечения, часто пациенту могут быть предложены клинические испытания.

Многие из них предлагаются врачами FCS или в одном из трех отделов разработки лекарств FCS. Собственная команда специалистов по точной онкологии может помочь подобрать пациента для клинического испытания и молекулярных консультантов. Кроме того, они могут работать с врачами, чтобы отвечать на вопросы и давать рекомендации.

Тестирование зародышевой линии

NGS не только обеспечивает шаг вперед в точной медицине в отношении обнаружения соматических мутаций, механизма резистентности и количественной оценки мутационного бремени, но также закладывает основу для обнаружения мутаций зародышевой линии.

Обнаружение мутаций зародышевой линии чрезвычайно важно при лечении рака молочной железы, яичников, предстательной железы, поджелудочной железы и толстой кишки, поскольку некоторые мутации имеют одобренные FDA методы лечения, такие как ингибиторы PARP для пациентов с распространенным раком простаты. Они также могут помочь информировать членов семьи, которых следует поощрять к началу генетического консультирования в раннем возрасте.

Согласно действующим рекомендациям, все больные раком яичников должны пройти генетическое тестирование. Не только BRCA1 и BRCA2 гены основные предрасполагающие гены к раку яичников, мутации в RAD51C и РАД51Д связаны с высоким риском рака яичников.10 При этом выявление зародышевой мутации в RAD51C/D имеет важное значение для профилактики и может иметь значение для прогноза.

Несколько других наследственных видов рака связаны с различными генами, играющими решающую роль в пути ответа на повреждение ДНК, например, гены репарации несоответствия при синдроме Линча, ТП53 при синдроме Ли-Фраумени, СТК11 при синдроме Пейтца-Егерса, ПРОВЕРКА2, РАБОТА51, BRIP1, ПАЛБ2 и MUTYH-ассоциированный полипоз.^11,12

Растущий спрос на тестирование зародышевой линии при раке и нехватка консультантов-генетиков создали потребность в альтернативных моделях ухода и побудили онкологов играть более активную роль в проведении тестирования зародышевой линии. Руководство NCCN предоставляет обширный ресурс для оценки зародышевой линии, а также другие соображения для тестирования NGS.

Глядя в будущий потенциал NGS

NGS значительно эволюционировал за эти годы и перешел от исследований к клиническому использованию из-за количества геномных данных, которые собираются во время секвенирования, и NGS продолжает продвигаться в другие области лечения рака, чтобы лучше поддерживать клиническую практику.

Кроме того, NGS может принести больше открытий в клиническую практику для лечения пациентов с солидными опухолями и новообразованиями гема для соматических мутаций, а также для тестирования зародышевой линии. Кроме того, NGS открывает возможности для других тестов, таких как секвенирование всего генома для тестирования дефицита гомологичной рекомбинации, и многих других целевых биомаркеров, которые обнаруживаются и рекомендуются для действий, которые будут продолжать изменять онкологическую помощь в будущем. .

^{ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:}

^{1. Кругляк К.М., Линь Э., Онг Ф.С. Секвенирование нового поколения и его применение в диагностике и лечении рака легких. Adv Exp Med Biol. 2016;890:123-36. дои: 10.1007/978-3-319-24932-2_7}

^{2. Лойбл С., Портманс П., Морроу М. и соавт. Рак молочной железы. Ланцет. 2021 8 мая; 397(10286):1750-1769. дои: 10.1016/S0140-6736(20)32381-3}

^{3. Thanikachalam K, Khan G. Колоректальный рак и питание. Питательные вещества. 2019 14 января; 11 (1): 164. дои: 10.3390/nu11010164}

^{4. FDA одобрило пембролизумаб для взрослых и детей с солидными опухолями TMB-H. Выпуск новостей. 17 июня 2020 г. По состоянию на 13 декабря 2022 г. https://bit.ly/3PnhNzm}

^{5. Моран С., Деванабойна М., Стаатс Х. и соавт. Иммунотерапия рака яичников и персонализированная медицина. Int J Mol Sci. 2021 18 июня; 22 (12): 6532. дои: 10.3390/ijms22126532}

^{6. Рахиб Л., Смит Б.Д., Айзенберг Р. и соавт. Прогноз заболеваемости раком и смертности от рака до 2030 года: неожиданное бремя рака щитовидной железы, печени и поджелудочной железы в Соединенных Штатах. Рак Рез. 2014 1 июня; 74 (11): 2913-21. дои: 10.1158/0008-5472.CAN-14-0155}

^{7. Мозеле Ф., Ремон Дж., Матео Дж. и др. Рекомендации по использованию секвенирования нового поколения (NGS) для пациентов с метастатическим раком: отчет рабочей группы ESMO Precision Medicine. Эннл Онкола. 2020 ноябрь; 31(11):1491-1505. doi.org/10.1016/j.annonc.2020.07.014}

^{8. FDA выдает ускоренное одобрение соторасибу для лечения НМРЛ с мутацией KRAS G12C. Выпуск новостей. 28 мая 2021 г. По состоянию на 13 декабря 2022 г. https://bit.ly/3BuWRB2.}

^{9. Эттингер Д.С., Вуд Д.Е., Айснер Д.Л. и соавт. Немелкоклеточный рак легкого, версия 3.2022, Клинические рекомендации NCCN по онкологии. J Natl Compr Canc Netw. 2022 май; 20(5):497-530. DOI: 10.6004/jnccn.2022.0025}

^{10. Соукупова Дж., Лхотова К., Янатова М. и соавт. Мутации зародышевой линии в RAD51C и RAD51D и наследственная предрасположенность к раку яичников. Клин Онкол. 2021 Зима; 34(1):26-32. Английский. дои: 10.48095/ccko202126}

^{11. Пьетрагалла А., Арчиери М., Маркетти С. и соавт. Предрасположенность к раку яичников за пределами генов BRCA1 и BRCA2. Int J Gynecol Рак. 2020 ноябрь;30(11):1803-1810. дои: 10.1136/ijgc-2020-001556}

^{12. Ma H, Brosens LAA, Offerhaus GJA, et al. Патология и генетика наследственного колоректального рака. Патология. 2018 Январь; 50(1):49-59. doi: 10.1016/j.pathol.2017.09.004}