Плоскоклетъчният белодробен карцином в ерата на прецизираната медицина

Брой № 1(49) / февруари 2019, Въздухът, който дишаме

Наталия Чилингирова НИИ, Медицински Университет Плевен, Университетска Специализирана Болница за Активно Лечение по Онкология

 

Кореспонденция: Наталия Чилингирова, дм, доцент, НИИ Медицински Университет Плевен, ул. „Свети Климент Охридски“ 1, 5803 Плевен, Клиника по медицинска онкология, СБАЛО – София, ул. Пловдивско поле № 6, 1756 София, tschilingirova@gmail.com

 

 

Плоскоклетъчният карцином (SCC), някога най-често диагностицираният хистологичен подтип на рака на белия дроб в световен мащаб, в последните десетилетия бележи намаляване на честотата в полза на аденокарцинома (АС), което се свързва най-вече с контролирането на ТТП1.Тенденцията обаче не се наблюдава в България, където за поредна година по данни на Националния раков регистър SCC заема водещо място, което от една страна се обяснява с все още широко застъпеното ТТП, а от друга, с липсващото имунохистохимично верифициране на хистологичния резултат2. Огромната част от пациентите с SCC са реално бивши или настоящи пушачи, докато при АС превалират по скоро непушачите. Поради явното асоцииране на SCC с ТТП не е изненадващо, че опитите да се определи генетичната характеристика на рака на белия дроб доказват, че при SCC се наблюдават изключителна висока честота на мутациите, свързана с ТТП асоциираната канцерогенеза3. Въпреки редицата проучвания, започвани след завършване на проекта за човешкия геном с цел извеждане на генетични прогностични маркери, които да подпомагат лечебната стратегия, както в метастатичен, така и в адювантен аспект, все още терапевтичният подход при SCC в ерата на прецизираната медицина остава предизвикателство.

 

Докато в ранен стадий лечениeто на пациентите с SCC наподобява това на останалите хистологични подтипове недребноклетъчен белодробен карцином (NSCLC), терапевтичните възможности в напреднал и метастатичен стадий са ограничени предвид липсата на таргетни терапии. При SCC липсва маркер, който да има предиктивна стойност за отговор към лечение с таргетни молекули, като при АС-активиращи мутации в рецептора за епидермалния растежен фактор (EGFR), пренареждане гена за анапластичната лимфом киназа (ALK)4. EGFR мутациите са редки (<5%) при SCC, а молекулярното тестване не е рутинна практика5,6. Поради това все още няма одобрена таргетна терапия в първа линия на лечение. Стандартният подход включва платина-базиран режим, при прогресия крайъгълен камък в лечението е docetaxel, erlotinib (ТКИ първа генерация) със съпоставим ефект, както и в последваща линия различни цитостатици. Регистрация за тази хистология във втора линия след прогресия на първа линия платина-базиран режим получи и afatinib. Afatinib e необратим блокер на ErbB-семей ството, в контраст с останалите EGFR ТКИ, селективно блокира сигналите от всички хомо- и хетеродимери, образувани от EGFR, HER2, HER3 и HER47. Като първа линия е доказал подобряване на PFS спрямо химиотерапия в 2 големи фаза 3 проучвания при пациенти с белодробен АС и активиращи EGFR мутации8,9. Проучването LUX-Lung 8 съпоставя afatinib (необратим ТКИ) с erlotinib (обратим EGFR ТКИ) като втора линия лечение за пациенти с авансирал SCC и към момента е най -голямото проспективно проучване, сравняващо два утвърдени ТКИ за втора линия при пациенти с SCC10. Проучването постига първичната си цел за PFS и вторичната за OS. PFS при първичния анализ е сигнификантно по-дълга в рамото с afatinib, отколкото erlotinib (средна 2·4 месеца срещу 1·9 месеца, а общата преживяемост е сигнификантно по-добра при групата с afatinib (средна 7·9 месеца срещу 6·8 месеца за erlotinib). Дали 1·1 месеца подобрение в OS (демонстрирани при afatinib) е клинично сигнификантно, може да се дискутира, но е окуражаващ фактът, че дългосрочната преживяемост е значително подобрена. При един от генетично комплексните и най -трудни за лечение тумори тези резултати придобиват клинична важност. Малко вероятно е подобрената преживяемост, отчетена в това проучване, да е в следствие на молекулярни промени в EGFR. Подобни данни най- вероятно са резултат от по високия афинитет на свързване на afatinib и широката необратима ErbB блокада в сравнение само с инхибирането на EGFR. Като именно тези рецептори имат отношение за патобиологията на SCC.

 

Регистрацията на ramicirumab, VEGFR2-моноклонално антитяло, в комбинация с docetaxel при пациенти с авансирал NSCLC след прогресия на платина-базирана химиотерапия, независимо от хистологичния подтип, дава нова възможност за лечението на SCC. Медикаментът получава одобрение на базата на фаза 3 рандомизираното проучване REVEL, което демонстрира скромна полза за общата (OS) и свободна от прогресия преживяемост (PFS) при добавяне на ramicirumab към docetaxel11. Важно е да се отбележи и че определени утвърдени терапии не се препоръчват конкретно при пациенти с SCC. Ангиогенезният инхибитор bevacizumab и мултитаргетният антифолат pemetrexed не са одобрени при плоскоклетъчна хистология поради повишена токсичност (в случая с bevacizumab) или намалена ефективност (в случая с pemetrexed).

 

Откритието на онкологията за последните няколко години неминуемо е имунотерапията, която постигна неопровержими резултати най-напред при меланома, но намери своето място и в терапията на белодробния карцином. Окуражаващ е и ефектът при пациенти със SCC. Nivolumab, хуманизирано IgG4 антитяло срещу PD1, показва отговор към терапия при пациенти с белодробен карцином (включително SCC) още във фаза 1 проучване. В последствие nivolumab е изследван във фаза 3 проучване спрямо docetaxel при пациенти с авансирал SCC, прогресирали по време или след платина-базирана терапия, като е доказана полза по отношение на първичната цел OS. Nivolumab показва и сигнификантна полза по отношение редукцията на риска от смърт12. Pembrolizumab е друго хуманизирано IgG4 PD1 антитяло, което е проспективно изследвано, освен при меланома, и при пациенти с напреднали солидни тумори, включително SCC13. Водещо за приложението на pembrolizumab е изследването имунохистохимично от туморна тъкан на PDL1, съответно се приема за прогностична стойност по отношение отговора към терапията – пациенти с по-висока експресия имат по-добър отговор. На база на проведените проучвания може да се твърди, че експресията не е зависима от хистологията, т.е. ефект от лечението имат и пациентите с SCC. Регистрацията на медикамента във втора линия след прогресия на платина-базиран режим е при пациенти PD-L1 TPS score >=1.

 

Съвременната медицина приема становището, че ракът е и генетично заболяване и че именно генетичните изследвания ще дадат ключа към успешни терапевтични алгоритми. До преди няколко години малко беше известно за генетичните и епигенетичните промени, характеризиращи SCC, които сочат различия спрямо тези при АС. Този факт отговаря и на въпроса, защо таргетни терапии с доказана активност при АС нямат същия ефект и при SCC. При SCC се дефинира силната обвързаност с употребата на тютюневи изделия, поради което SCC демонстрира степен на соматични мутации, близка до тази на пациенти с NSCLC и различна от тази на АС. Карциномът при непушачи притежава 1/5 до 1/6 от генетичните изменения при пушачи14. Високият мутационен индекс при SCC най-вероятно би резултирал в експресия на голям набор от туморни антигени и много от тях са в процес на идентифициране в различни клинични проучвания.

 

Концепцията за търсенето на “driver” онкогени, генетични изменения в киназните гени и други пътища на пролиферация при АС доведе до въвеждането в рутинната практика на редица киназни инхибитори, индивидуализиране и подобряване на терапевтичния подход към отделния пациент и неговото заболяване и постави основите на прецизираната медицина. При SCC обаче измененията в киназните гени нямат това ключово клинично значение. Най-честите генетични промени са загуба на TP53 и CDKN2A. Други взаимноизключващи се са NFE2L2/KEAP1/CUL3, които активират транскрипционна програма, асоциирана с отговора към оксидативен стрес и мутации на NOTCH1-гена, регулатор на плоскоклетъчната диференциация15. SCCs се дефинира и от амплификации в 3q, регион, съдържащ SOX2, TP63 и PIK3CA както и от амплификация в 7p11 и 8p12, регионите с EGFR и FGFR1 гените16. Мутациите в FGFR2, FGFR3 и DDR2 се приемат за потенциални терапевтични таргети, но все още не са утвърдили своята роля. Соматични мутации се откриват и в PI3K/AKT сигналния път, но тяхното значение все още не е напълно изяснено. Описани са и генетични промени в гените за клетъчния имунитет HLA-A, HLA-B, HLA-C, B2M, MICA, MICB, ULBP1и ULBP26.

 

Предвид гореизложеното, SCC представлява интерес за редици клинични и научни проекти (напр. Lung-MAP), които на базата на next generation sequencing (NGS) платформи, като Foundation Medicine например, целят чрез подробен геномен анализ да се идентифицират кандидатите за предиктивни биомаркери, съответно да се търсят адекватните им терапии, както и определянето на отговора към тях. NGS скринингът предоставя за кратко време огромна информация, на базата на която се дава нов тласък в търсенето на нови терапии не само при белодробния карцином, но и при други тумори.

 

Сходен по-малък генетичен проект беше проведен и за български пациенти, в рамките на който чрез NGS се изследваха генетичните сигнатури при NSCLC 17. За генетичен анализ са използвани стандартно фиксирани в парафин (24 часа в 10% формалин) архивни материали от 20 пациенти с недребноклетъчен рак на белия дроб, 8 от тях с плоскоклетъчен. Материалът от туморна тъкан е от първичен тумор, взет чрез фибробронхоскопия или true cut биопсия при поставяне на диагнозата. Хистологичната диагноза е верифицирана от патолог, койт о изготвя необходимите срезове от туморната тъкан, нужни за иницииране на генетичното изследване. Изследване на най- важни локуси за ракови заболявания в един комплексен панел от 96 гени (Tru Sight Rapid Capture – Cancer Panel, Illumina). Секвениране на селектирани гени, като BRAF, KRAS, EGFR и др., които при соматични мутации нарушават хиляди горещи ракови точки в клетъчните сигнални пътища; Тестът за Екзомно секвениране на Раков панел с ново поколение секвенатор (NGS) се различава от другите генетични изследвания, използвани до момента, тъй  като се извършва едновременно анализ на 94 гени и 284 варианта вместо на един или няколко гени при предишните технологии. NGS технологията не може точно да секвенира „повторени“ райони.

Получените ДНК последователности са сравнени с публикувани последователности на контроли (известни като референтни последователности). В резултат на този анализ е съставен списък на откритите варианти. Използвани са следните бази данни за търсене на информация за мутациите и полиморфизмите: Human Gene Mutation Database (HGMD), търсачки PubMed, OMIM.

 

В проекта са идентифицирани общо 243 варианта. Средно за групата пациенти с плоскоклетъчен карцином (8) са 16 (4-57) варианта на проба18. Вариантите със загуба на функция, включващи nonsense-, frameshift- и splicesiteмутации, са открити при всички изследвани пациенти, повечето в хаплонедостатъчни гени. Откритите патологични варианти при всеки отделен пациент са разпределени в три групи, в зависимост от тяхното влияние за развитието на онкологично заболяване:

 

· Група 1: патологични варианти, предразполагащи към рак

 

· Група 2: вероятно патологични варианти, предразполагащи към рак.

 

· Група 3: варианти с неясно клинично значение.

 

В табл. 1 са обобщени патологичните варианти, предразполагащи към рак (driver mutations) при пациентите с SCC.

 

 

Засегнатите гени при пациентите с плоскоклетъчен карцином са: TP53 (p.Glu204Ter, p.Arg306Ter, p.Glu298Ter), XPC (p.Gln320Ter), WT1 (p.Gly91Leu), NF1 (c.730+1G>A), KIT (c.1347-1G>T), TSC1 (c.663+1G>T), MSH2 (p.Tyr522Ter) и GPC3 (p.Glu196Ter).19 Прави впечатление засягането на TP53 гена не само при SCC, но и при всички хистологични подтипове. Туморният супресорен ген TP53 е един от най -често мутиралите при карциномите. При карцинома на белия дроб мутация в него се среща при 46 % от аденокарциномите и при 90 % от аденосквамозния карцином. Независимо от честотата на неговите мутации, досега той  не е бил обект на прицелна терапия. Едно от обясненията на този факт е изключителното разнообразие на мутациите на гена. ТР53 мутира в цялата кодираща последователност на гена, което има различни последствия – от нон-сенс до мис-сенс мутации. Всеки от изследваните пациенти също е носител на други соматични и герминативни потенциално патологични мутации, като хетерозиготни нон-сенс, както и много други мис-сенс мутации в други гени, определени като патогенетични по алгоритъма на RadialSVM.

 

Послание за практиката

 

Генетичното разнообразие определя хетерогенността на туморите на рака на белия дроб, като подчертава ролята на генетичния анализ за адекватен подход в диагностиката и терапията на заболяването. Голямата хетерогенност, наблюдавана при пациентите, подчертава важността на задълбочения анализ на генома при NSCLC за идентифицирането на механизмите и сигналните пътища с клинично значение и съответно за персонализиран подход. След клинична валидация молекулярното профилиране чрез NGS може да се интегрира в практиката с цел да се организира голяма база данни за потенциални мутации, които в бъдеще биха могли да служат като основа за изследвания и откриване на нови таргети и терапии при SCC, където в ерата на прецизираната медицина все още остават непосрещнати терапевтични нужди.

 

Литература:

 

1. Thun MJ, Lally CA, Flannery JT, et al. Cigarette smoking and changes in the histopathology of lung cancer. J Natl Cancer Inst. 1997; 89:1580–6.

 

2. Valerianova Z, Atanasov T, Vukov M. Cancer Incidencein Bulgaria, 2014 & 2015, Volume XXV 2017

 

3. Khuder SA, Mutgi AB. Effect of smoking cessation on major histologic types of lung cancer. Chest. 2001; 120:1577–83.

 

4. Morgensztern D, Waqar S, Subramanian J, et al. Improving survival for stage IV non-small cell lung cancer: a surveillance, epidemiology, and end results survey from 1990 to 2005. J Thorac Oncol. 2009; 4:1524–9.

 

5. Shepherd FA, Dancey J, Ramlau R, et al. Prospective randomized trial of docetaxel versus best supportive care in patients with non-small-cell lung cancer previously treated with platinum-based chemotherapy. J Clin Oncol 2000; 18:2095-103.

 

6. Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive genomic characterization of squamous cell lung cancers. Nature 2012; 489: 519–25.

 

7. Solca F, Dahl G, Zoephel A, et al. Target binding properties and cellular activity of afatinib (BIBW 2992), an irreversible ErbB family blocker. J Pharmacol Exp Ther 2012; 343: 342–50

 

8. Sequist LV, Yang JC, Yamamoto N, et al. Phase III study of afatinib or cisplatin plus pemetrexed in patients with metastatic lung adenocarcinoma with EGFR mutations. J Clin Oncol 2013; 31: 3327–34.

 

9. Yang JC, Wu YL, Schuler M, et al. Afatinib versus cisplatin-based chemotherapy for EGFR mutation-positive lung adenocarcinoma (LUXLung 3 and LUX-Lung 6): analysis of overall survival data from two randomised, phase 3 trials. Lancet Oncol 2015; 16: 141– 51

 

10. Soria J-C, Felip E, Cobo M, et al., Afatinib versus erlotinib as second- line treatment of patients with advanced squamous cell carcinoma of the lung (LUX-Lung 8): an open-label randomised controlled phase 3 trialq Lancet Oncol 2015; 16: 897–907

 

11. Garon EB, Ciuleanu TE, Arrieta O, et al. Ramucirumab plus docetaxel versus placebo plus docetaxel for second-line treatment of stage IV nonsmall-cell lung cancer after disease progression on platinum-based therapy (REVEL): a multicentre, double-blind, randomised phase 3 trial. Lancet. 2014; 384:665–73.

 

12. Topalian SL, Sznol M, Brahmer JR, et al. Nivolumab (anti-PD-1; BMS936558; ONO-4538) in patients with advanced solid tumors: Survival and long-term safety in a phase I trial. J Clin Oncol. 2013;31(suppl) abstr 3002.

 

13. Somasundaram A, Burns TF. Pembrolizumab in the treatment of metastatic non-small-cell lung cancer: patient selection and perspectives, Lung Cancer (Auckl). 2017; 8: 1–11.

 

14. Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive genomic characterization of squamous cell lung cancers. Nature. 2012;489:519–25. Erratum in: Nature 2012, 491, 288.

 

15. Guseh JS, Bores SA, Stanger BZ, et al. Notch signaling promotes airway mucous metaplasia and inhibits alveolar development. Development. 2009; 136:1751–9.

 

16. Dutt A, Ramos AH, Hammerman PS, et al. Inhibitor-sensitive FGFR1 amplification in human non-small cell lung cancer. PLoS One. 2011:6e20351.

 

17. Chilingirova N, Balabanski  L, Toncheva D, et al. Detection of driver mutation heterogeneity in patients with non- small cell lung cancer (NSCLC) using next generation sequencing (NGS), European Journal of Cancer, Sept. 2015, Volume 51, Supplement 3, Pages S612–S613

 

18. Chilingirova N, Balabanski  L, Toncheva D, et al. Identifying the genetic landscape of squamous cell carcinoma (SCC) and adenosquamous carcinoma (ASC) of the lung using next- generation sequencing (NGS), Ann Oncol (2015) 26 (suppl 1): i5.

 

19. Comprehensive molecular profiling of lung adenocarcinoma. Nature 2014; 511: 543-550. 230. Olivier M, Hollstein M, Hainaut P. TP53 mutations in human cancers: origins, consequences, and clinical use. Cold Spring Harb Perspect Biol 2010; 2: a001008. .


 

Вашият коментар