Spis treści
Część I
Aspekty kliniczne wybranych nowotworów / 1
1. Dziedziczne uwarunkowanie raka piersi i jajnika –Cezary Cybulski, Jacek Gronwald, Jan Lubiński / 3
Wstęp / 3
Wprowadzenie / 4
Kryteria rodowodowo-kliniczne dziedzicznego raka piersi i/lub jajnika / 5
Badania kontrolne zalecane na podstawie rodowodowo-klinicznego rozpoznania zespołów HBC-ss, HBOC i HOC / 6
Mutacje związane z predyspozycją do raka piersi i jajnika / 8
Diagnostyka mutacji dla raka piersi i/lub jajnika – specyfika polskiej populacji / 8
Mutacje genów BRCA1/2 / 10
Charakterystyka mutacji / 10
Postępowanie medyczne u kobiet z mutacją genów BRCA1
lub BRCA2 / 11
Mutacje genu PALB2 / 16
Mutacje genu CHEK2 / 18
Mutacje genu NBN (NBS1) / 21
Podsumowanie / 22
2. Genetyka raka jelita grubego – Weronika Bulska-Będkowska, Jerzy Chudek / 27
Wstęp / 27
Charakterystyka kliniczna / 27
Dziedziczne zespoły predyspozycji do raka jelita grubego / 28
Zaburzenia genetyczne w sporadycznych nowotworach jelita grubego / 32
Nowotwory wyrostka robaczkowego / 39
Diagnostyka / 40
Diagnostyka dziedzicznych zespołów predyspozycji do raka jelita grubego / 40
Diagnostyka genetyczna nowotworów jelita grubego / 42
Poradnictwo i badania rodzinne / 43
3. Rak płuca – zaburzenia somatyczne i germinalne oraz ich znaczenie kliniczne – Adam Szpechciński, Aleksandra Jezela-Stanek, Joanna Chorostowska-Wynimko / 53
Wprowadzenie / 53
Istotne klinicznie zaburzenia molekularne o charakterze somatycznym / 54
Gen EGFR / 55
IKT EGFR pierwszej i drugiej generacji / 57
IKT EGFR trzeciej generacji / 58
Oporność na leczenie IKT EGFR / 58
Gen ALK / 60
IKT ALK pierwszej generacji / 61
IKT ALK drugiej generacji / 61
IKT ALK trzeciej generacji / 62
Oporność na leczenie IKT ALK / 62
Gen ROS1 / 63
Gen RET / 63
Mutacje genu KRAS / 64
Gen BRAF / 65
Mutacje pominięcia eksonu 14 w genie MET (MET exon 14 skipping) / 66
Geny NTRK 1-3 / 67
Gen ERBB2 (HER2) / 68
Gen NRG-1 / 68
Gen FGFR / 68
Materiał biologiczny do diagnostyki biomarkerów predykcyjnych/somatycznych raka płuca / 70
Rodzaje materiału biologicznego / 70
Spis treści
Płynna biopsja w diagnostyce biomarkerów / 71
Istotne klinicznie zaburzenia genetyczne o charakterze germinalnym / 72
Analiza wariantów germinalnych w badaniu
INHERITY LC / 73
Analiza wariantów germinalnych w badaniu
GERMLUNG / 73
Metody wykorzystywane w diagnostyce molekularnej raka płuca / 74
Techniki real-time PCR / 75
Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH) / 75
Sekwencjonowanie DNA metodą Sangera / 76
Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) / 77
Techniki ultraczułe / 78
4. Aspekty genetyczne w czerniaku – spojrzenie klinicystów –Grażyna Kamińska-Winciorek, Anna Małgorzata Czarnecka, Anna Szumera-Ciećkiewicz, Piotr Rutkowski / 81
Mutacje germinalne predysponujące do rozwoju czerniaka / 81
Poradnictwo genetyczne / 84
Mutacje somatyczne w komórkach czerniaków / 85
Prezentacje kliniczno-dermoskopowe czerniaków w aspekcie
mutacji germinalnych / 92
Mnogie pierwotne czerniaki / 92
Czerniak występujący rodzinnie / 94
Całościowe oceny dermoskopowa, wideodermoskopia cyfrowa z archiwizacją oraz całościowa fotografia ciała u osób z mutacjami germinalnymi / 96
Wykorzystanie zmian genetycznych w diagnostyce histopatologicznej zmian melanocytarnych / 97
5. Predyspozycje genetyczne oraz dziedziczne ryzyko raka trzustki – Joanna Huszno / 105
Wstęp / 105
Rak trzustki – predyspozycje genetyczne / 106
Rak trzustki w przebiegu znanych zespołów genetycznych związanych z wysokim ryzykiem wystąpienia nowotworów / 107
Spis treści
Zespół Peutza i Jeghersa / 107
Zespół rodzinnego występowania raka trzustki i czerniaka (melanoma-pancreatic cancer syndrome/familial atypical multiple mole melanoma-pancreatic carcinoma syndrome, MPCS/FAMMM-PC) / 108
Zespół dziedzicznego raka piersi i jajnika (hereditary breast and ovarian cancer, HBOC) / 108
Zespół Lyncha (Lynch syndrome, LS) / 109 Rodzinna polipowatość gruczolakowata (familial adenomatous polyposis, FAP) / 110
Zespół rodzinnego występowania raka piersi i trzustki zależny od PALB / 110
Zespół ataksja–telangiektazja (A-T) / 111
Zespół Liego i Fraumeniego (Li–Fraumeni syndrome, LFS) / 111
Rak trzustki powstający w wyniku stanów zapalnych trzustki związanych z rzadkimi chorobami genetycznymi / 112
Mukowiscydoza (zwłóknienie torbielowate; cystic fibrosis, CF) / 112
Zespół dziedzicznego zapalenia trzustki (hereditary pancreatitis) / 112
Rodzinnie występujący rak trzustki (familial pancreatic cancer, FPC) / 113
Nadzór nad pacjentami z wysokim ryzykiem raka trzustki / 115
Zastosowanie diagnostyki molekularnej w terapii chorych na raka trzustki / 119
Podsumowanie / 120
Część II
Zasady diagnostyki molekularnej / 123
6. Diagnostyka wariantów somatycznych – Dagmara Rusinek, Małgorzata Oczko-Wojciechowska / 125
Wstęp / 125
Medyczne laboratorium genetyczne – wymagania / 126
Materiał badany: rodzaj materiału oraz wymagania / 127
Materiał tkankowy utrwalony
(formalin-fixed paraffin-embedded, FFPE) / 128
Spis treści
Materiał cytologiczny / 129
Materiał tkankowy mrożony, „świeży” / 130
Biopsja płynna / 130
Podstawowe metody detekcji wariantów somatycznych / 131
Ilościowa reakcja PCR w czasie rzeczywistym (QPCR) / 132
Sekwencjonowanie bezpośrednie metodą Sangera / 132
Sekwencjonowanie następnej generacji / 132
Zależna od ligacji multipleksowa amplifikacja sond (MLPA) / 137
Raport z badania genetycznego z zakresu wariantów somatycznych / 137
7. Diagnostyka wariantów germinalnych – Bartosz Wasąg / 141
Wstęp / 141
Aktualny stan wiedzy / 142
Zasady diagnostyki / 147
Zgoda pacjenta na wykonanie analiz mających na celu identyfikację wariantów germinalnych / 147
Materiał do badań / 148
Metodyka / 150
Analiza wybranych genów / 150
Analiza wielogenowa / 151
Klasyfikacja wariantów genetycznych / 152
Wytyczne dotyczące postępowania / 153
Wskazania do poradnictwa genetycznego / 153
Postępowanie u osób z wynikiem pozytywnym / 153
Postępowanie u osób z wynikiem negatywnym / 154
8. Diagnostyka genetyczna nowotworów wieku dziecięcego –
Joanna Trubicka / 157
Wstęp / 157
Aktualny stan wiedzy / 158
Markery diagnostyczne / 159
Markery prognostyczne (rokownicze) i kwalifikacji do terapii celowanej / 164
Markery do monitorowania skuteczności prowadzonych terapii / 169
Spis treści
Markery predyspozycji do nowotworów / 170
Wyzwania w diagnostyce genetycznej nowotworów dziecięcych / 177
Kierunki rozwoju onkogenetyki dziecięcej / 178
Rozwój narzędzi diagnostycznych z zastosowaniem technik sztucznej inteligencji / 178
Badania genetyczne w rozwoju nowoczesnych form terapii w nowotworach dziecięcych / 180
Zasady diagnostyki / 182
Wytyczne / 188
9. Diagnostyka molekularna i terapie celowane w onkologii –
Andrzej Tysarowski / 195
Wstęp / 195
Diagnostyka molekularna / 196
Podstawowy podział badań genetycznych wykonywanych w onkologii: badania genetyczne wariantów germinalnych i somatycznych / 196
Organizacja i funkcjonowanie współczesnego laboratorium wykonującego kompleksowe badania genetyczne na potrzeby pacjentów onkologicznych / 198
Techniki diagnostyki molekularnej / 201
Terapie celowane / 208
Rodzaje terapii celowanych / 208
Znaczenie HRR i HRD / 212
Terapie agnostyczne / 214
Przyszłość onkologii molekularnej / 218
Obszary rozwoju / 218
Perspektywy rozwoju diagnostyki genetycznej w onkologii precyzyjnej – kompleksowe profilowanie genetyczne / 219
Podsumowanie / 221
10. Płynna biopsja – Adam Szpechciński / 223
Wstęp / 223
Zjawisko pozakomórkowych kwasów nukleinowych / 225
Molekularne markery nowotworowe w płynnej biopsji / 228
Stężenie cfDNA w osoczu / 228
Spis treści
Integralność cfDNA / 229
Markery niestabilności mikrosatelitarnej / 231
Metylacja ctDNA / 232
Analiza somatycznych wariantów molekularnych w ctDNA / 233
Krążące komórki nowotworowe / 235
Profile ekspresji pozakomórkowych mikroRNA / 236
Zasady diagnostyki laboratoryjnej opartej na materiale genetycznym z płynnej biopsji / 237
Aspekty fazy przedanalitycznej / 237
Metody badania pozakomórkowych kwasów nukleinowych i krążących komórek nowotworowych / 239
Aktualne możliwości wykorzystania płynnej biopsji w diagnostyce onkologicznej oraz wytyczne postępowania / 245
Rak płuca / 245
Rak jelita grubego / 253
Rak gruczołu sutkowego / 256
Rak gruczołu krokowego / 259
Inne typy złośliwych guzów litych / 261
Podsumowanie / 261
Część III
Aspekty prawne / 271
11. Onkogenetyka a nadrozpoznawalność (overdiagnosis) nowotworów – zagadnienia kliniczne i prawne –Aleksandra Jezela-Stanek, Ernest Jędrzejewski / 273
Wstęp / 273
Pojęcie nadrozpoznawalności / 274
Nadrozpoznawalność w onkologii / 276
Metodyka doboru badań genetycznych w wybranych sytuacjach klinicznych / 278
Rak piersi (breast cancer, BC) / 278
Rak prostaty (prostate cancer, PC) / 279
Rak płuca (typ niedrobnokomórkowy – non-small cell lung cancer, NSCLC) / 280
Spis treści
Rak jelita grubego (colorectal cancer, CRC) / 281
Zagadnienia prawne / 282
Wstęp / 282
Zasady wykonywania zawodu lekarza a nadrozpoznawalność w onkologii / 284
Prawa pacjenta / 290
Podsumowanie / 295
12. Prawa pacjenta w onkogenetyce – praktyka kliniczna –Ernest Jędrzejewski, Aleksandra Jezela-Stanek / 297
Wstęp / 297
Poradnictwo genetyczne w onkologii / 298
Korzyści z poradnictwa genetycznego / 298
Wyzwania i ograniczenia / 299
Podstawowe zagadnienia z zakresu technik diagnostyki genetycznej / 299
Prawa pacjenta w obszarze onkogenetyki –uwagi wstępne / 300
Prawa pacjenta w praktyce klinicznej / 302
Świadoma zgoda / 302
Prawo do informacji / 307
Prawa osób trzecich / 309
Podsumowanie / 312
Spis treści
EGFR, oraz dwa testy wielogenowe, wykorzystujące techniki celowanego NGS i obejmujące zmiany punktowe w sekwencjach EGFR, BRAF, ERBB2, MET, KRAS (zob. tab. 10.1).
W niedawno opublikowanych rekomendacjach dotyczących wykorzystania ctDNA w diagnostyce molekularnej chorych na zaawansowanego niedrobnokomórkowego raka płuca, Europejskie Towarzystwo Onkologii Medycznej (European Society for Medical Oncology, ESMO) zaleca genotypowanie ctDNA u pacjentów wcześniej nieleczonych, szczególnie gdy spodziewane jest znaczne opóźnienie w pozyskaniu tkanki nowotworowej do badania, w przypadkach przeciwwskazań do wykonania biopsji oraz gdy przerzuty do kości są jedynym miejscem do wykonania nakłucia. Jednocześnie zwraca uwagę na ograniczenia związane z analizą zmienności liczby kopii DNA (amplifikacji) genu MET (jako mechanizmu oporności terapie celowane) oraz fuzji genowych w ctDNA.
Międzynarodowe Stowarzyszenie ds. Badań nad Rakiem Płuca (International Association for the Study of Lung Cancer, IASLC) w opublikowanym w 2021 roku stanowisku dotyczącym wykorzystania płynnej biopsji w diagnostyce chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca z cechami uzależnienia od onkogenu, wskazuje, że badanie ctDNA jest nie tylko narzędziem uzupełniającym metody konwencjonalne oparte na tkance (np. w razie niedostępności materiału lub niepowodzeniu badania tkanki), lecz także może być stosowane jako badanie pierwszego rzutu (podejście plasma first) w diagnostyce molekularnej biomarkerów predykcyjnych pod kątem kwalifikacji chorych do zarejestrowanych terapii celowanych oraz w monitorowaniu ich skuteczności. IASLC jest zdania, że dostępne piśmiennictwo dostarcza wystarczających dowodów na celowość wykorzystania płynnej biopsji do diagnostyki nie tylko wariantów molekularnych genu EGFR, lecz także innych genów o potwierdzonej wartości predykcyjnej, m.in. mutacji genów KRAS (G12C), BRAF (V600), ERBB2, MET oraz rearanżacji ALK, ROS1 czy RET. Pozytywny wynik badania ctDNA, jeśli zastosowano zwalidowany test, stanowi wystarczający dowód, aby rozpocząć leczenie celowane. Wynik negatywny należy jednak uznać za niejednoznaczny i wykonać dodatkowy test, najlepiej z wykorzystaniem tkanki.
Identyfikacja mechanizmów oporności na leczenie ukierunkowane molekularnie
Płynna biopsja dowiodła swojej przydatności klinicznej, gdy do schematu leczenia IKT EGFR w niedrobnokomórkowym raku płuca wdrożono ozymertynib w II linii, co pociągało za sobą konieczność wykonywania badania
249
10. Płynna biopsja
molekularnego w kierunku potwierdzenia lub wykluczenia obecności wtórnej mutacji oporności p.T790M w genie EGFR u chorych z klinicznymi objawami progresji (potwierdzone według kryteriów RECIST 1.1) podczas leczenia jednym z inhibitorów w I linii (erlotynib, gefitynib, afatynib). W celu pozyskania świeżego materiału nowotworowego do badania molekularnego wymagana była powtórna biopsja guza, przeprowadzona w trakcie progresji choroby. U 30–50% chorych z progresją podczas leczenia IKT EGFR nie można było wykonać zabiegu biopsji z różnych przyczyn klinicznych lub pozyskany tą drogą materiał tkankowy nie nadawał się do badania molekularnego. Dla tej grupy chorych jedyną szansą na kwalifikację do leczenia II linii IKT EGFR okazała się diagnostyka mutacji EGFR p.T790M w płynnej biopsji. Zakończone badanie kliniczne AURA wykazało, że chorzy leczeni ozymertynibem osiągali podobny odsetek obiektywnych odpowiedzi (objective response rate, ORR) i PFS, niezależnie od tego, czy mutację p.T790M wykryto w tkance nowotworu (ORR = 62%; PFS = 9,7 miesiąca), czy w cfDNA izolowanym z osocza (ORR = 63%; PFS = 9,7 miesiąca).
Obecnie standardem klinicznym jest ozymertynib stosowany w I linii leczenia IKT EGFR i badanie na obecność mutacji p.T790M nie jest wykonywane. W przyszłości jednak możliwość stosowania inhibitorów w kolejnych liniach leczenia chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca znów będzie wymagała pogłębionej diagnostyki molekularnej w celu zidentyfikowania mechanizmu oporności nabytej w toku leczenia I linii (zob. ryc. 10.1). Aktualnie płynna biopsja jest wykorzystywana w badaniach naukowych i klinicznych nad identyfikacją mechanizmów oporności na ozymertynib podawany w I linii. W badaniu klinicznym FLAURA mechanizmy oporności nabytej zależne od EGFR obserwowano znacznie rzadziej (9%) niż w przypadku stosowania tego leku w II linii (21%). U chorych leczonych ozymertynibem w I linii, u których doszło do progresji choroby, najczęściej obserwowanym zjawiskiem była amplifikacja MET (15%), następnie wtórna mutacja EGFR p.C797S (7%) oraz szereg innych zaburzeń, m.in. amplifikacja HER2, mutacje PIK3CA, mutacje RAS, mutacje BRAF (2–7%). Rzadko obserwowano inne wtórne mutacje w genie EGFR (1–2%), m.in. p.S768I (1%), oraz mutacje złożone: p.L718Q + p.C797S (1%), p.L718Q + EGFRex20ins (insercja w eksonie 20). U 10% chorych obserwuje się również zaburzenia w genach związanych z regulacją cyklu komórkowego, m.in. amplifikację genów CCND1/D2, CCNE1, CDK4. Fuzje genowe, zwłaszcza ALK, BRAF i RET, wykryto w 1–4% przypadków.
Oporność na leki z grupy IKT ALK nabywana jest przede wszystkim w mechanizmach zależnych od mutacji wtórnych w genie ALK, m.in. wariantów
250
Część II. Zasady diagnostyki molekularnej
L1196M, G1269A, G1202R, F1174L/C, C1156Y, V1180L, S1206Y, E1210K. Mutacje oporności w genie ALK identyfikuje się u ponad 20% chorych po leczeniu kryzotynibem oraz u około 56% chorych leczonych inhibitorami kolejnych generacji (cerytynib, alektynib, brygatynib, lorlatynib). Liczne prace potwierdziły przydatność ctDNA do wykrywania i identyfikacji mutacji oporności w genie ALK metodami ddPCR i NGS.
Monitorowanie skuteczności leczenia ukierunkowanego molekularnie
Dostępność płynnej biopsji niemal na każdym etapie postępowania klinicznego z chorym na niedrobnokomórkowego raka płuca otwiera możliwości monitorowania rozwoju choroby i skuteczności terapii w czasie rzeczywistym (zamiast retrospektywnej oceny materiału biopsyjnego; zob. ryc. 10.1). Obecnie prowadzone są badania weryfikujące przydatność ilościowego pomiaru ctDNA z mutacją EGFR w płynnej biopsji pobieranej od chorych leczonych IKT EGFR w równych odstępach czasowych, przez cały okres leczenia. Zauważono, że dynamika zmian poziomu ctDNA z mutacją aktywującą w osoczu krwi koreluje z odpowiedzią chorego na leczenie IKT EGFR. W grupie 98 chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca z mutacją aktywującą EGFR wykrytą w ctDNA przed leczeniem, spadek stężenia ctDNA z wariantem EGFR poniżej progu detekcji (clearing) w ciągu 7 tygodni od rozpoczęcia leczenia IKT EGFR stanowił pozytywny predyktor ORR ( p = 0,0008), PFS (p < 0,0001) i OS (p < 0,0001). Ponadto dynamika zmian stężenia ctDNA z mutacją EGFR w dobrym stopniu koreluje z wynikami badań radiologicznych wykonywanych okresowo według kryteriów RECIST1.1 w przebiegu leczenia IKT EGFR.
Jednakże śledzenie dynamiki poziomów ctDNA z pierwotną mutacją aktywującą EGFR oraz mutacją oporności T790M w czasie terapii ukierunkowanej molekularnie w wielu przypadkach pozwala przewidzieć progresję choroby wcześniej, niż wykazują to konwencjonalne metody obrazowe, z wyprzedzeniem rzędu kilku–kilkudziesięciu tygodni. Wyniki badania klinicznego APPLE (NCT02856893), mimo stosunkowo niewielkich liczebności grup badanych, zdają się potwierdzać kliniczną wartość wczesnego wykrywania progresji choroby na poziomie molekularnym w płynnej biopsji. Odsetek chorych osiągających 18-miesięczny PFS podczas leczenia IKT EGFR był wyższy (87,5; 84% CI 38,7–98,1%) w podgrupie, w której leczenie II linii (ozymertynib) wdrażano wcześniej, na podstawie obserwacji rosnącego stężenia ctDNA z mutacją T790M (8/32 chorych) aniżeli w podgrupie leczonej wyłącznie na podstawie wytycznych RECIST 1.1 (62,5; 84% CI 40,5–78,4%).
10. Płynna biopsja
Zastosowanie wielkoskalowej analizy genetycznej ctDNA w immunoterapii
Badania całogenomowe wykazały, że czerniak oraz niedrobnokomórkowy rak płuca należą do nowotworów o najwyższym wskaźniku obciążenia mutacjami somatycznymi (tumor mutational burden, TMB) wśród wielu typów złośliwych guzów litych, co w istotny sposób powiązano z wysokim odsetkiem odpowiedzi na immunoterapię wśród chorych. W założeniu im więcej somatycznych zaburzeń genetycznych w komórce nowotworowej, tym więcej powstaje nieprawidłowych białek, które są rozpoznawane przez układ immunologiczny jako tzw. neoantygeny, co z kolei przekłada się na wyższą skuteczność immunoterapii opartych na blokowaniu immunologicznych punktów kontrolnych na komórkach nowotworowych lub limfocytach (PD-L1 oraz PD-1 i CTLA4). Zwykle wskaźnik TMB oblicza się jako liczbę wykrytych niesynonimicznych zaburzeń genetycznych na 1 mln par zasad eksomu, czyli ogółu regionów kodujących białka i ulegających transkrypcji do mRNA w genomie (liczba mutacji/mega par zasad eksomu). Ludzki eksom składa się z około 180 tys. eksonów długości około 30 mln par zasad (30 Mb), co stanowi zaledwie 1% całkowitego genomowego DNA.
Badania kliniczne (m.in. badanie II fazy KEYNOTE-158) dowiodły, że u chorych z wysokim wskaźnikiem TMB (tzw. TMB-high ≥ 10 mutacji/Mb) immunoterapia w I linii leczenia jest zdecydowanie bardziej skuteczna niż chemioterapia, niezależnie od ekspresji PD-L1. Standardem w ocenie wskaźnika TMB metodą sekwencjonowania całego eksomu lub kompleksowego profilowania genomowego jest analiza materiału genetycznego izolowanego z tkanki nowotworowej (FFPET lub cytoblok) pochodzącej z biopsji. Część chorych jednak nie może być poddana zabiegowi biopsji z uwagi na przeciwwskazania kliniczne. W raku niedrobnokomórkowym płuca szacuje się, że 15–25% wykonanych biopsji i tak nie dostarcza materiału nowotworowego w wystarczającej ilości i/lub jakości, aby nadawał się do wiarygodnej analizy molekularnej technikami NGS. Z kolei archiwalny materiał tkankowy nie zawsze odzwierciedla aktualny status zaburzeń molekularnych w momencie rozpoczęcia leczenia. Dla tej grupy chorych badanie molekularne płynnej biopsji stanowi jedyną możliwość oceny wskaźnika TMB.
Obecnie prowadzone są badania nad optymalizacją procedury oznaczania TMB we krwi (blood-TMB, bTMB) oraz oceną jego przydatności klinicznej jako czynnika predykcyjnego w immunoterapii niedrobnokomórkowego raka płuca (zob. ryc. 10.1). Amerykański zespół pod kierunkiem prof. D.R. Gandara pokazał po raz pierwszy wyniki retrospektywnej oceny PFS i OS chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca leczonych atezolizumabem (inhibi-
Część II. Zasady diagnostyki molekularnej
tor PD-L1) w II linii, u których oceniano TMB w płynnej biopsji. Wykazano wysoką zgodność między wynikami analizy TMB w płynnej biopsji i tkance nowotworowej (89% wyników dodatnich było prawdziwie dodatnich, 100% wyników ujemnych – prawdziwie ujemnych). Zaledwie 30 spośród 229 chorych (13%) prezentowało jednocześnie wysoki TMB ≥ 16 i ekspresję PD-L1 na komórkach nowotworowych. Właśnie w tej grupie chorych leczenie atezolizumabem wykazywało najwyższą skuteczność w postaci dłuższych PFS i OS.
Trwają badania kliniczne mające na celu prospektywną ocenę wartości predykcyjnej bTMB w immunoterapii niedrobnokomórkowego raka płuca.
B-F1RST (N = 152) było pierwszym prospektywnym badaniem fazy II oceniającym bTMB jako biomarker monoterapii atezolizumabu w I linii leczenia miejscowo zaawansowanego lub przerzutowego niedrobnokomórkowego raka płuca. Badanie wykazało diagnostyczną i kliniczną użyteczność bTMB jako biomarkera predykcyjnego w immunoterapii – mediana PFS wyniosła 5,0 miesięcy u chorych z bTMB ≥ 16 vs. 3,5 miesiąca przy bTMB < 16, natomiast mediana OS 23,9 vs. 13,4 miesiąca, odpowiednio.
IASLC w swoim stanowisku z 2021 roku podkreśla, że wskazania do badania molekularnego biopsji płynnej u chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca bez cech uzależnienia od onkogenu są obecnie słabo zdefiniowane i mimo obiecujących wyników pierwszych badań w tym zakresie, w szczególności tych dotyczących bTMB, należy poczekać na ostateczne wyniki prospektywnych badań klinicznych oraz udoskonaloną i zwalidowaną metodologię.
Rak jelita grubego
Wczesne wykrywanie i badania przesiewowe
Konwencjonalne podejście do nieinwazyjnego wykrywania i skriningu raka jelita grubego opiera się na badaniu kału na obecność krwi utajonej metodą biochemiczną (fecal occult blood test, FOBT) lub immunochemiczną (fecal immunochemical test, FIT) oraz nowotworowego DNA i zawartych w nim specyficznych markerów molekularnych (stool DNA test, Cologuard). Cologuard wykrywa 92% raków jelita grubego i 42% zaawansowanych gruczolaków, podczas gdy badanie immunochemiczne stolca – 74% raków oraz 24% zaawansowanych gruczolaków. Jednakże Cologuard jest mniej precyzyjny w identyfikacji chorych bez raka i bez gruczolaków (wynik negatywny u 87% chorych vs. 95% dla badania immunochemicznego). Czułość testu FOBT w populacji ogólnej wynosi około 33%, przy specyficzności około 87%.
10. Płynna biopsja
Genetyka raka jelita grubego
Weronika Bulska-Będkowska, Jerzy Chudek
Wstęp
Rak jelita grubego (RJG) jest nowotworem złośliwym o złożonej etiologii, w której znaczącą rolę odgrywają zaburzenia molekularne. W rozdziale omówiono zespoły genetyczne predysponujące do rozwoju tego nowotworu, w tym zespół Lyncha oraz zespoły związane z polipowatością gruczolakowatą i hamartomatyczną. Przedstawiono również najważniejsze zaburzenia molekularne protoonkogenów i genów supresorowych, takich jak: KRAS, NRAS, BRAF, NTRK, HER2, RET. Szczególną uwagę poświęcono ich roli w doborze terapii celowanych. Warianty genów RAS i BRAF są negatywnymi czynnikami predykcyjnymi odpowiedzi na terapie inhibitorami EGFR. Niestabilność mikrosatelitarna lub deficyty systemu naprawy niesparowanych par zasad zwiększają szansę na uzyskanie korzyści z immunoterapii ingerującej w szlaki punktów kontroli immunologicznej. Amplifikacja/nadmierna ekspresja HER2 oraz warianty RET mogą stanowić potencjalne cele dla nowych terapii. Leczenie ukierunkowane molekularnie zwiększa skuteczność, jednocześnie minimalizując toksyczność terapii systemowych. W rozdziale podkreślono znaczenie diagnostyki molekularnej w personalizacji terapii oraz kierunki dalszych badań nad nowymi strategiami terapeutycznymi.
Charakterystyka kliniczna
Rak jelita grubego (RJG) jest jednym z najczęściej występujących nowotworów złośliwych w Europie. W Polsce zajmuje trzecie miejsce pod względem zachorowalności na nowotwory złośliwe u mężczyzn i kobiet oraz charakteryzuje się wysoką śmiertelnością.
2. Genetyka raka jelita grubego
W 70% przypadków występuje sporadycznie w wyniku nabytych mutacji genów supresorowych (np. APC, TP53) prowadzących do rozrostu komórek nabłonka gruczołowego, a następnie jego transformacji złośliwej poprzez aktywację onkogenów, takich jak KRAS (Kirsten rat sarcoma viral oncogene), NRAS (neuroblastoma RAS viral oncogene homolog) i BRAF (V-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1). U pozostałych 30% stwierdza się dodatni wywiad rodzinny, u których rozwój RJG warunkują czynniki genetyczne lub środowiskowe bądź oba jednocześnie. Do tej grupy należą rzadziej występujące (5–10%) dziedziczne zespoły predyspozycji do raka jelita grubego oraz rak jelita grubego (common familial colorectal cancer, cFCC; 20–25%) związany z zachorowaniami na RJG w rodzinie co najmniej u jednego krewnego niebędącego nosicielem poznanych zmutowanych wariantów genów związanych z zespołami genetycznymi. Ryzyko zachorowania zależy od liczby krewnych z RJG, stopnia pokrewieństwa oraz wieku krewnych, u których rozpoznano nowotwór. Osoby, u których co najmniej jeden krewny I stopnia zachorował na RJG, są obciążone dwukrotnie większym ryzykiem wystąpienia RJG. Z kolei posiadanie dwóch krewnych I stopnia z RJG jest obarczone sześciokrotnym wzrostem ryzyka względnego tej choroby.
Dziedziczne zespoły predyspozycji do raka jelita grubego
Istnieje kilka zespołów genetycznych związanych z zachorowaniem na RJG, do których zalicza się zespoły związane lub niezwiązane z polipowatością. Zespoły są rozpoznawane na podstawie liczby i cech histopatologicznych polipów, cech molekularnych nowotworów jelita grubego oraz badań genetycznych linii zarodkowej. Pacjenci z zespołami dziedzicznymi, takimi jak zespół Lyncha, zespoły polipowatości gruczolakowatej oraz polipowatości hamartomatycznej, są obciążeni największym ryzykiem zachorowania na RJG z powodu wysokiej penetracji genów.
Zespół Lyncha
Jest najczęstszą przyczyną genetycznie uwarunkowanego raka jelita grubego i stanowi 2–4% wszystkich zachorowań na RJG. Jest chorobą dziedziczoną autosomalnie dominująco, spowodowaną mutacjami germinalnymi systemu naprawy błędnie sparowanych zasad azotowych (mismatch repair, MMR), takich jak: MLH1 (MutL homolog 1), MSH2 (MutS homolog 2), MSH6 (MutS homolog 6), PMS2 (PMS1 homolog 2) lub EpCAM (epithelial cell adhesion molecule). Ponad 70% przypadków dotyczy dziedziczonych wariantów MLH1, MSH2 i EpCAM. Wynikiem zaburzeń jest akumulacja błędów podczas replikacji DNA w powtarzalnych sekwencjach, co powoduje niestabilność
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
mikrosatelitarną (microsatellite instability, MSI). Delecje w EpCAM powodują zahamowanie ekspresji MSH2 w wyniku hipermetylacji promotora tego genu. Zmutowane MLH1 oraz MSH2 wiążą się z najwyższym ryzykiem RJG i młodszym wiekiem zachorowania. Z kolei zmutowane allele MSH6 i PMS2 są przeważnie wykrywane u osób z RJG niezależnie od wieku i wywiadu rodzinnego. RJG w zespole Lyncha zazwyczaj rozwija się w prawej części okrężnicy, a ryzyko jego wystąpienia wynosi 33–61% w przypadku zmutowanych alleli MLH1 lub MSH2 oraz 8,7–20% w przypadku wariantów MSH6 i PMS2. Pacjenci z zespołem Lyncha są też obciążeni ryzykiem innych nowotworów, szczególnie raka endometrium (30–51%), nowotworów żołądka (18%), jajnika (4–15%), jelita cienkiego (3–5%), wątroby, dróg żółciowych, trzustki (4%), układu moczowego (2–20%), mózgu i gruczolaków łojowych skóry. Nowotwory endometrium, jajnika, żołądka, jelita cienkiego, górnych dróg moczowych i skóry częściej występują u nosicieli zmutowanych alleli MSH2. Z kolei u nosicieli patologicznych wariantów MLH1 obserwuje się podwyższony odsetek nowotworów przewodu pokarmowego (żołądka, jelita cienkiego, trzustki), a u nosicielek wariantów MSH6 – raka jajnika.
Kryteria kliniczne stosowane do identyfikacji osób narażonych na wystąpienie zespołu Lyncha opierają się na wieku i historii chorób w rodzinie (tab. 2.1).
Tabela 2.1. Kryteria amsterdamskie II i zmodyfikowane kryteria Bethesda
Kryteria amsterdamskie II
Co najmniej 3 krewnych z rozpoznaniem raka okrężnicy, endometrium, jelita cienkiego, moczowodu lub nerki oraz spełnienie wszystkich poniższych kryteriów:
Co najmniej 1 krewny I stopnia
Co najmniej 2 pokolenia
Co najmniej u 1 krewnego nowotwór rozpoznany przed 50. rokiem życia
Wykluczona rodzinna polipowatość gruczolakowata
Zmodyfikowane kryteria Bethesda
RJG zdiagnozowany u pacjenta poniżej 50. roku życia
Obecność synchronicznego lub metachronicznego raka jelita grubego lub inny nowotwór ze spektrum zespołu Lyncha, niezależnie od wieku
RJG z niestabilnością mikrosatelitarną u pacjenta poniżej 60. roku życia
RJG zdiagnozowany u pacjenta z co najmniej 1 krewnym chorym na raka związanego z zespołem Lyncha, przy czym jeden z nowotworów rozpoznano przed 50. rokiem życia
RJG stwierdzony u pacjenta, który ma co najmniej 2 krewnych I lub II stopnia chorych na raka związanego z zespołem Lyncha, niezależnie od wieku
RJG – rak jelita grubego.
2. Genetyka raka jelita grubego
Rodzinna polipowatość gruczolakowata (familial adenomatous polyposis, FAP)
To choroba dziedziczona autosomalnie dominująco, spowodowana mutacją germinalną APC (adenomatous polyposis coli). Wyróżnia się postać klasyczną oraz łagodną (atenuated FAP, aFAP). Zmutowane allele w APC wykrywane są w 80% przypadków FAP i 10% aFAP. Ta postać polipowatości jest przyczyną mniej niż 1% przypadków RJG. U osób z klasyczną postacią choroby rozwija się do tysiąca polipów gruczołowatych w okrężnicy w młodym wieku. Ze względu na liczbę polipów ryzyko zachorowania na RJG jest prawie 100-procentowe. Bez leczenia u 7% pacjentów z FAP rozwija się RJG w wieku 21 lat, u 50% – w wieku 39 lat i u 90% – w wieku 50 lat. Dodatkowo u tych chorych mogą występować: polipowatość żołądka (około 50%) i gruczolaki dwunastnicy (90%) z ryzykiem przemiany do nowotworów złośliwych w 10% przypadków. Obserwuje się również zwiększone ryzyko raków: tarczycy, trzustki, mózgu (zwykle w dzieciństwie) i hepatoblastomy. FAP jest także składową zespołu Gardnera (FAP + kostniaki + nowotwory tkanek miękkich) oraz zespołu Turcota (FAP + guzy ośrodkowego układu nerwowego, OUN).
W aFAP występuje mniejsza liczba polipów w jelicie grubym – poniżej 100. Polipy pojawiają się również około 10 lat później niż w klasycznej postaci. Osoby obciążone także są narażone na RJG, ale nie u wszystkich rozwinie się nowotwór złośliwy. W 30–40% przypadków nie stwierdza się dodatniego wywiadu rodzinnego, co sugeruje wystąpienia mutacji de novo.
Polipowatość gruczolakowata związana z polimerazą proofreading (polymerase proofreading-associated polyposis, PPAP)
Jest chorobą dziedziczoną autosomalnie dominująco, odpowiadającą za 0,12––0,25% przypadków RJG. Jej przyczyną są patologiczne warianty POLE1 (DNA polymerase epsilon, catalytic subunit – gen katalitycznej podjednostki polimerazy ε) lub POLD1 [polymerase (DNA directed), delta 1, catalytic subunit – katalityczna podjednostka polimerazy δ1], które odpowiadają za sprawdzanie poprawności syntezy DNA. Pacjenci z PPAP wykazują oligopolipowatość, która charakteryzuje się większymi polipami w mniejszej liczbie niż w FAP.
Osoby mają 28-procentowe ryzyko rozwoju RJG, a POLD1 – 82–90-procentowe. U pacjentów z PPAP istnieje również zwiększone ryzyko wystąpienia raka endometrium, jajnika i guzów OUN.
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
Polipowatość związana z genem MUTYH (MUTYH-associated polyposis, MAP)
Jest zespołem dziedziczonym autosomalnie recesywnie, spowodowanym patologicznymi wariantami obu alleli MUTYH (mutY DNA glycosylase), który koduje glikozylazę naprawiającą oksydacyjne uszkodzenia DNA. Najbardziej rozpowszechnionymi zmutowanymi wariantami allelicznymi w populacji rasy kaukaskiej są Y179C i G396D. MAP odpowiada za mniej niż 1% przypadków RJG. Obraz kliniczny jest podobny do aFAP – stwierdza się do 100 polipów w jelicie grubym. Rozwój polipów u nosicieli patologicznych wariantów zwykle występuje w 2. lub 3. dekadzie życia. Średni wiek rozpoznania wynosi 48 lat. Ponadto mogą się rozwijać gruczolaki i nowotwory dwunastnicy, a także nowotwory gruczołów łojowych.
Inne postaci polipowatości gruczolakowatej
Obserwowano również wzrost zachorowania na RJG u osób z polipowatością gruczolakowatą związaną z wariantami AXIN2 (axis inhibition protein 2) dziedziczonymi autosomalnie dominująco oraz z NTHL1 (NTH like DNA glycosyalase 1) dziedziczonymi recesywnie (16p13.3). Dane dotyczące zespołów genetycznych, za które odpowiadają te patologiczne warianty, są jednak ograniczone.
Na zespoły polipowatości hamartomatycznej składają się choroby dziedziczone autosomalnie dominująco: zespół Peutza i Jeghersa, zespół polipowatości młodzieńczej oraz zespoły guzów hamartomatycznych związanych z patologicznymi wariantami PTEN (phosphatase and tensin homolog). Zespoły są rzadkie i występują z częstotliwością 1 na 100 tys. do 1 na 200 tys. osób. Rozpoznanie kliniczne zespołu polipowatości młodzieńczej możemy ustalić po stwierdzeniu co najmniej pięciu polipów młodzieńczych w jelicie grubym lub mnogich polipów młodzieńczych w całym przewodzie pokarmowym albo w przypadku dodatniego wywiadu rodzinnego.
Zespół Peutza i Jeghersa
Jest spowodowany występowaniem zmutowanych alleli STK11 (serine/threonine kinase 11) / LKB1 (liver kinase B1). Poza polipami o specyficznych cechach histologicznych w młodym wieku, często stwierdza się ciemne obszary wokół ust i plamy pigmentowe na wewnętrznej powierzchni policzków. Ryzyko zachorowania na RJG wynosi 39% przy średnim wieku 46 lat. Ponadto obserwuje się zwiększone ryzyko zachorowania na nowotwory złośliwe trzustki, żołądka, jelita cienkiego, piersi, jajników, macicy, płuc,
2. Genetyka raka jelita grubego
jądra i szyjki macicy. Rozpoznanie kliniczne zespołu Peutza i Jeghersa można ustalić po spełnieniu jednego z kryteriów:
co najmniej dwa polipy hamartomatyczne w przewodzie pokarmowym lub
dowolna liczba polipów hamartomatycznych u osoby z dodatnim wywiadem rodzinnym, lub
dowolna liczba polipów hamartomatycznych i charakterystyczne przebarwienia skóry lub błon śluzowych, lub charakterystyczne przebarwienia skóry lub błon śluzowych i dodatni wywiad rodzinny.
Zespół polipowatości młodzieńczej
Jest spowodowany występowaniem mutacji germinalnych SMAD4 (SMAD family member 4) lub BMPR1A (bone morphogenetic protein receptor 1A). U pacjentów rozwijają się polipy hamartomatyczne w młodym wieku w całym przewodzie pokarmowym, ale głównie w okrężnicy. Ryzyko RJG jest szacowane na 68%, przy średnim wieku wystąpienia polipowatości wynoszącym 34 lata.
Zespoły genetyczne o zwiększonym ryzyku raka jelita grubego niezwiązane z polipowatością podsumowano w tabeli 2.2, a związane z polipowatością –w tabeli 2.3.
Zaburzenia genetyczne w sporadycznych nowotworach jelita grubego
Patologiczne warianty RAS
Mutacje RAS są zaliczane do najczęściej występujących w nowotworach litych. Onkogenna aktywacja RAS pojawia się na początkowym etapie kancerogenezy jelita grubego i odgrywa rolę w transformacji nowotworowej komórek nabłonka okrężnicy w 30–50% przypadków. Rodzina RAS obejmuje trzy onkogeny: KRAS, NRAS i HRAS, zlokalizowane na krótkim ramieniu chromosomu 12. Aż w 40% zaawansowanych RJG wykrywane są zmutowane warianty KRAS, zazwyczaj w kodonach 12 (prawie 80% wszystkich mutacji KRAS) i 13, eksonu 2. Rzadziej wykrywane są mutacje w eksonach 3 (kodony 59 i 61) oraz 4 (kodony 117 i 146). Mutacje NRAS są rzadsze (5–10% RJG) i występują głównie w eksonach 3 (kodon 61) i 2 (kodon 12 i 13).
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
Tabela 2.2. Zespoły genetyczne niezwiązane z polipowatością o zwiększonym ryzyku raka jelita grubego
Warianty o wysokiej penetracjiWarianty o niskiej lub umiarkowanej penetracji
TP53CHEK2BRCA1/2PALB2
Geny MLH1 , MSH2 , MSH6 , PMS2
Dziedziczny zespół predyspozycji do raka piersi i jajnika
Dziedziczny zespół predyspozycji do raka piersi i jajnika
Dziedziczny zespół predyspozycji do raka piersi
Zespół genetyczny Zespół LynchaZespół Liego i Fraumeniego
Nieokreślona
Częstość 1/280 osóbNieokreślona1,7%1/400 BRCA1 1/800 BRCA2
Fenotyp RJG dMMRpMMRpMMRpMMRpMMR Ryzyko RJG 10–61% – w zależności od rodzaju wariantu genu a > 20%5–10 % ryzyka raka śluzowego 3,4-krotny ryzyka
2.
a MLH1 –46–61%; MSH2 i EpCAM –33–52%; MSH6 –10–44%; PMS2 –8,7–20%.
dMMR –deficient mismatch repair ; pMMR –proficient mismatch repair ; RJG –rak jelita grubego. Źródło: J. Abud, P. Koehler-Santos, P. Ashton-Prolla i wsp.; Study Group on Hereditary Breast and Colorectal Cancer: CHEK2 1100DELC germline mutation : A frequency study in hereditary breast and colon cancer Brazilian families . Arq. Gastroenterol. 2012, 49(4): 273–278; S.H. AlDubayan, M. Giannakis, N.D. Moore i wsp.: Inherited DNA-repair defects in colorectal cancer. Am. J. Hum. Genet. 2018, 102(3): 401–414; A. Grinshpun, N. Halpern, R.Z. Granit i wsp.: Phenotypic characteristics of colorectal cancer in BRCA1/2 mutation carriers. Eur. J. Hum. Genet. 2018, 26(3): 382–386; F. Kastrinos, N.J. Samadder., R.W. Burt: Use of family history and genetic testing to determine risk of colorectal cancer . Gastroenterology 2020, 158(2): 389–403; R. Pearlman, S. Haraldsdottir, A. de la Chapelle i wsp.: Clinical characteristics of patients with colorectal cancer with double somatic mismatch repair mutations compared with Lynch syndrome . J. Med. Genet. 2019, 56(7): 462–470; W. Rengifo-Cam, H.M. Shepherd, K.W. Jasperson i wsp.: Colon pathology characteristics in Li–Fraumeni syndrome. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2018, 16(1): 140–141; M. Rodríguez-Soler, L. Perez-Carbonell, C. Guarinos i wsp.: Risk of cancer in cases of suspected Lynch syndrome without germline mutation. Gastroenterology 2013, 144(5): 926–932; N. Stjepanovic, L. Moreira, F. Carneiro i wsp.: Hereditary gastrointestinal cancers: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up . Ann. Oncol. 2019, 30(10): 1558–1571.
Genetyka raka jelita grubego
Tabela 2.3. Zespoły genetyczne związane z polipowatością o zwiększonym ryzyku raka jelita grubego
Polipowatość grucz olakowataPolipowat ość hamartomatyczna
Geny APCPOLE , POLD1MUTYHSTK11/LKB1SMAD4/BMPR1APTEN
Zespoły guzów hamartomatycznych
Zespół genetyczny FAPPPAPMAPPJSMłodzieńcza polipowatość
Częstość 1/10 000 0,12–0,25%< 1%1/200 000 1/100 000 1/200 000
Niedziałający system naprawy mTORTGF-β/BMPP13K AKT
Zaburzenie szlaków sygnałowych Sygnalizacja WntPolimeraza proofreading
Dziedziczenie DominująceDominująceRecesywneDominująceDominująceDominujące
Liczba polipów ≥ 10030–10010–100 a ≥ 2≥
a Przeważnie gruczolakowate, możliwe również hiperplastyczne, ząbkowane.
aFAP ( attenuated familial adenomatous polyposis ) –łagodna postać rodzinnej polipowatości gruczolakowatej; BMP ( bone morphogenetic protein ) –białka morfogenetyczne kości; FAP ( familial adenomatous polyposis ) –rodzinna polipowatość gruczolakowata; MAP ( MUTYH-associated polyposis ) –polipowatość związana z genem MUTYH ; PJS ( Peutz–Jeghers syndrome ) –zespół Peutza i Jeghersa; PPAP ( polymerase proofreading-associated polyposis ) –polipowatość gruczolakowata związana z polimerazą proofreading; RJG –rak jelita grubego; TGF-β ( tumor necrosis factor beta ) –czynnik martwicy nowotworu β. Źródło: A.D. Beggs, A.R. Latchford, H.F. Vasen i wsp.: Peutz–Jeghers syndrome: A systematic review and recommendations for management . Gut 2010, 59(7): 975–986; F. Bellido, M. Pineda, G. Aiza i wsp.: POLE and POLD1 mutations in 529 kindred with familial colorectal cancer and/or polyposis: Review of reported cases and recommen dations for genetic testing and surveillance . Genet Med 2016, 18(4): 325–332; C. Esteban-Jurado, D. Gimenez-Zaragoza, J. Munoz i wsp.: POLE and POLD1 screening in 155 patients with multiple polyps and early-onset colorectal cancer . Oncotarget 2017, 8(16): 26 732–26 743; S. Grover, F. Kastrinos, E.W. Steyerberg i wsp.: Prevalence and phenotypes of APC and MUTYH mutations in patients with multiple colorectal adenomas . JAMA 2012, 308(5): 485–492; J.G. Karstensen, J. Burisch, H.C. Pommergaard i wsp.: Colorectal cancer in individuals with familial adenomatous polyposis, based on analysis of the Danish polyposis registry . Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 17(11): 2294–2300; F. Kastrinos, N.J. Samadder., R.W. Burt: Use of family history and genetic testing to determine risk of colorectal cancer . Gastroenterology 2020, 158(2): 389–403; A.R. Latchford, K. Neale, R.K. Phillips i wsp.: Juvenile polyposis syndrome: A study of genotype, phenotype, and long-term outcome . Dis. Colon Rectum 2012, 55(10): 1038–1043; NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology: Genetic/Familial High-Risk Assessment Colorectal. Version 2.2023 ; S. Yamaguchi, H. Ogata, D. Katsumata i wsp.: MUTYH-associated colorectal cancer and adenomatous polyposis . Surg. Today. 2014, 44(4): 593–600.
Białka KRAS/NRAS są elementem kaskady szlaku MAPK (mitogen-activated protein kinases – kinazy aktywowane mitogenami). Szlak MAPK rozpoczyna się od aktywacji receptora EGRF (epidermal growth factor receptor – receptor nabłonkowego czynnika wzrostu) i następnie RAS/RAF (Raf proto-oncogene) / MEK (mitogen-activated protein kinase) / ERK (extracellular signal-regulated kinase). Dysfunkcyjne białka kaskady tego szlaku odpowiadają za aktywację szlaku niezależną od EGFR. Nowotwor y z patologicznymi wariantami eksonów 2-4 KRAS i NRAS powodują brak wrażliwości na terapię przeciwciałami monoklonalnymi skierowanymi przeciwko EGFR: panitumumabem i cetuksymabem, a terapia jest obarczona jedynie ryzykiem toksyczności. Pacjenci z prawidłowym KRAS, którzy otrzymywali chemioterapię według schematu FOLFOX (opartego na oksaliplatynie i 5-fluorouracylu) w skojarzeniu z panitumumabem uzyskali dłuższy czas przeżycia wolny od progresji (progression-free survival, PFS) i całkowity czas przeżycia (overall survival, OS), w porównaniu z tymi, którzy otrzymywali sam FOLFOX (badanie PRIME). Podobne wyniki dotyczące OS obserwowano po dodaniu cetuksymabu do schematu FOLFIRI (schemat chemioterapii oparty na irinotekanie i 5-fluorouracylu) w badaniu FIRE-3.
Inhibitory EGFR zapewniają wyraźną korzyść w leczeniu pacjentów z wariantami wild-type (warianty dzikie) KRAS/NRAS, szczególnie z lewostronną lokalizacją guza. Pacjenci z prawostronnymi guzami i wariantami dzikimi RAS osiągnęli dłuższy OS, gdy byli leczeni bewacyzumabem niż cetuksymabem w I linii (29,2 vs. 13,6 miesiąca). Przeciwnie, pacjenci z lewostronnymi guzami wild-type RAS charakteryzują się dłuższym OS w przypadku zastosowania cetuksymabu niż bewacyzumabu (39,3 vs. 32,6 miesiąca). Prawdopodobnie wpływ lokalizacji guza na wyniki leczenia anty-EGFR jest skutkiem nieprzypadkowego rozkładu podtypów molekularnych jelita grubego i bliżej niescharakteryzowanych różnic genomicznych.
Do niedawna wszystkie warianty KRAS traktowano jednakowo. Podejście to uległo zmianie po przełomowym odkryciu, dotyczącym możliwości celowanego leczenia przy substytucji p.G12C KRAS. W przypadku tego wariantu (c.34G>T, odpowiedzialnego za substytucję p.G12C) w II linii leczenia można zastosować inhibitory KRAS G12C – sotorasib lub adagrasib w skojarzeniu z cetuksymabem lub panitumumabem. Występowanie wariantu p.G12C KRAS jest rzadkie i dotyczy 2–4% przypadków. Wiąże się z agresywnym przebiegiem choroby, ze słabą odpowiedzią na leczenie standardowe i gorszymi wynikami niż w przypadku innych wariantów KRAS.
2. Genetyka raka jelita grubego
Patologiczne warianty BRAF
W 5–9% przypadków RJG występuje wariant p.V600E BRAF (c.1799T>A).
Wiąże się on ze złym rokowaniem i brakiem odpowiedzi na leki anty-EGFR, takie jak cetuksymab czy panitumumab. Produkt białkowy niezmutowanego BRAF pojawia się po aktywacji KRAS w szlaku EGFR, z kolei zmutowany wariant BRAF prowadzi do ciągłego wytwarzania białka BRAF, co skutkuje opornością na leki anty-EGFR. W badaniu PRIME nie wykazano korzyści z dodania panitumumabu do schematu FOLFOX w I linii leczenia RJG z wariantem p.V600E BRAF. Z kolei badanie III fazy Medical Research Council COIN sugeruje wręcz szkodliwość dodania cetuksymabu do schematu
FOLFOX lub CAPEOX w I linii leczenia. Metaanaliza z 2015 roku nie wykazała wydłużenia PFS w przypadku zastosowania leków anty-EGFR w tej grupie chorych. Z kolei w innej metaanalizie obejmującej 21 badań i 9885 pacjentów występowanie wariantu p.V600E BRAF było skojarzone z proksymalną lokalizacją guzów, niskim zróżnicowaniem i znacznym zaawansowaniem miejscowym choroby (cechą T4), co potwierdza związek tego wariantu z dużą agresywnością guzów.
Celowanym lekiem zalecanym w II linii terapii RJG z wariantem p.V600E BRAF jest enkorafenib – inhibitor BRAF. Jednakże z uwagi na jedynie 5% odpowiedzi po zastosowaniu enkorafenibu w monoterapii poszukiwano terapii wielolekowych. W chwili obecnej najbardziej zasadnym postępowaniem jest podawanie enkorafenibu z cetuksymabem, gdyż brak skuteczności enkorafenibu w tej grupie chorych wynika najprawdopodobniej z adaptacyjnej aktywacji MAPK za pośrednictwem EGFR.
Wykazano również skuteczność innych połączeń inhibitorów BRAF: wemurafenibu z cetuksymabem i irinotekanem oraz dabrafenibu z panitumumabem i trametynibem, jakkolwiek z powodu nasilenia toksyczności terapia potrójna nie jest zalecana ani przez National Comprehensive Cancer Network (NCCN), ani Europejskie Towarzystwo Onkologii Medycznej (European Society for Medical Oncology, ESMO).
Niestabilność mikrosatelitarna / deficyt MMR
Somatyczne zaburzenia mechanizmów naprawy uszkodzeń DNA o typie niedopasowania (deficient mismatch repair, dMMR) występują w około 19% przypadków RJG, z czego somatyczna hipermetylacja promotora genu MLH1 może stanowić aż 52% z nich. Gdy system MMR nie działa, w komórkach kumulują się również błędy w sekwencjach mikrosatelitarnych, które są powtarzającymi się sekwencjami DNA rozmieszczonymi w obrębie całego 36
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
genomu. Efektem tych błędów naprawy jest tzw. niestabilność mikrosatelitarna (MSI), podobnie jak w uwarunkowanym germinalnie zespole Lyncha. Guzy wykazujące obecność MSI klasyfikuje się jako MSI-High (MSI-H – wysoka niestabilność mikrosatelitarna) lub MSI-Low (MSI-L –niska niestabilność mikrosatelitarna), w zależności od ładunku mutacji, natomiast nowotwory nieposiadające tej cechy są klasyfikowane jako MSS (microsatelitte stability – stabilność mikrosatelitarna). Pacjenci z dMMR (deficient MMR) biologicznie odzwierciedlają populację z MSI-H.
Częstość występowania MSI-H różni się w zależności od stopnia zaawansowania. Odsetek guzów MSI-H w II stopniu zaawansowania klinicznego wynosi około 22%, w III stopniu – 12%, w IV stopniu – 3,5–6,5%. Nowotwory MSI-H mają prawdopodobnie mniejszą zdolność tworzenia odległych przerzutów, a niedobory białek MMR i MSI-H są korzystnymi czynnikami prognostycznymi.
Wykrywanie dMMR/MSI-H jest istotne do planowania leczenia uzupełniającego w II stopniu zaawansowania klinicznego oraz w leczeniu paliatywnym. Status MSI-H jest negatywnym czynnikiem predykcyjnym w uzupełniającej chemioterapii z 5-fluorouracylem w II stopniu zaawansowania klinicznego. Należy podkreślić, że tylko populacja MSI-L lub MSS odnosi korzyść, natomiast pacjenci z MSI-H nie odnoszą żadnych korzyści z zastosowania standardowej adjuwantowej chemioterapii w II stopniu zaawansowania.
Nowotwory dMMR charakteryzują się dużym ładunkiem mutacji, co prowadzi do kodowania niewystępujących fizjologicznie białek, które jako obce antygeny mogą być rozpoznawane przez układ immunologiczny, jakkolwiek komórki nowotworowe wytwarzają mechanizmy wspomagające ucieczkę przed układem odpornościowym gospodarza. Ligandy zaprogramowanej śmierci komórek typu 1 i 2 (programmed cell death ligand 1 and 2, PDL-1 i PDL-2) na komórkach nowotworowych tłumią odpowiedź immunologiczną poprzez wiązanie się z receptorem PD-1 na komórkach efektorowych (limfocytach), doprowadzając do ich apoptozy. Zablokowanie interakcji między PD-1 a PDL-1 przywraca efektywniejsze działanie układu immunologicznego. W badaniach potwierdzono skuteczność inhibitorów PD-1 w rozsiewie RJG o fenotypie dMMR/MSI-H. W I linii leczenia rozsianego RJG z dMMR/ MSI-H wykazano przewagę pembrolizumabu nad chemioterapią w zakresie odsetka obiektywnych odpowiedzi i wydłużenia PFS (badanie Keynote 177). Podobnie w badaniu Check-Mate 142 potwierdzono skuteczność niwolumabu i ipilimumabu zarówno w I, jak i kolejnych liniach terapii RJG dMMR/ MSI-H. Z kolei w badaniu GARNET I fazy oceniono bezpieczeństwo
2. Genetyka raka jelita grubego
i skuteczność dostarlimabu-gxly u pacjentów z guzami litymi, którzy otrzymywali wcześniej leczenie z powodu zaawansowanej choroby.
Również w badaniach NICHE i NICHE-2 wykazano bardzo wysoki odsetek odpowiedzi patologicznej w przypadku zastosowania immunoterapii neoadjuwantowej we wczesnym stadium raka okrężnicy przed resekcją w populacji dMMR/MSI-H. W badaniu NICHE po zastosowaniu jednej dawki ipilimumabu i dwóch dawek niwolumabu obserwowano całkowitą odpowiedź patologiczną u 69% pacjentów z dMMR/MSI-H, a odpowiedź patologiczną u 100%, definiowaną jako co najmniej 50-procentowe zmniejszenie masy guza. W badaniu NICHE-2, które prowadzono głównie w grupie pacjentów w III stopniu zaawansowania z dMMR/MSI-H, po krótkotrwałej neoadjuwantowej immunoterapii z ipilimumabem i niwolumabem osiągnięto 67% całkowitych odpowiedzi patologicznych i 95% dużych odpowiedzi patologicznych (choroba resztkowa poniżej 10%). Dane te wskazują na duży potencjał immunoterapii neoadjuwantowej, aby stać się standardem leczenia u pacjentów z nowotworami dMMR/MSI-H.
Rzadkie warianty genetyczne
W przypadku niewykrycia najczęstszych patologicznych wariantów należy dążyć do identyfikacji rzadkich zaburzeń molekularnych, takich jak fuzje RET (Ret proto-oncogene rearranged during transfection) i NTRK (Neurotrophic tyrosine receptor kinase), których wykrycie może wpłynąć na postępowanie terapeutyczne.
Fuzje NTRK występują w 0,2–1% przypadków RJG. Trzy geny NTRK kodują kinazę receptorową tropomiozyny (tropomyosin receptor kinase, TRK), z kolei ich fuzja prowadzi do konstytutywnej aktywacji szlaku. Obserwowano, że fuzje NTRK wykluczają się z występowaniem patologicznych wariantów KRAS, NRAS i BRAF i częściej współwystępują z chorobotwórczymi wariantami
POLE/POLD1. Ponadto większość pacjentów z RJG i fuzją NTRK ma również niedobór MMR/wysoką niestabilność mikrosatelitarną (76%). Istnieją dwie terapie celowane na NTRK: larotrektynib i entrektynib w leczeniu przerzutowego RJG. Inhibitory NTRK wykazują aktywność tylko w przypadku fuzji, ale nie w mutacjach punktowych alleli NTRK. Dane dotyczące skuteczności leczenia w RJG są ograniczone z powodu niewielkiej grupy badanej. W badaniu NAVIGATE na ośmioro pacjentów z RJG i fuzją NTRK 50% wykazało częściową odpowiedź, a kolejne 50% miało stwierdzoną stabilizację choroby po zastosowaniu larotrektynibu. Z kolei w analizie dotyczącej entrektynibu pochodzącej z trzech badań (ALKA-372-001, STARTRK-1 i STARTRK-2)
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
na czworo pacjentów z RJG z fuzją NTRK tylko u jednego odnotowano odpowiedź.
Fuzje genu RET wykrywane są częściej u starszych pacjentów, z lokalizacją prawostronną guza i jego większym stopniem zaawansowania. W fuzjach RET obserwuje się również częstsze występowanie MSI-H. Fizjologicznie białko RET jest transbłonowym receptorem kinazy tyrozynowej odgrywającej ważną rolę w homeostazie różnych typów tkanek: nerwowej, krwiotwórczej, neuroendokrynnej. Fuzja RET prowadzi do konstytutywnej aktywacji szlaku RET. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) zatwierdziła selperkatynib do leczenia przerzutowych guzów litych z fuzją RET po wcześniejszym leczeniu systemowym z progresją i przy braku zadowalających alternatywnych możliwości leczenia.
Nadekspresja/amplifikacja HER2
HER2 (human epidermal growth factor receptor 2) rzadko ulega amplifikacji/nadekspresji w RJG i stanowi 3–5% wszystkich przypadków. Zaburzenia te nie mają wartości prognostycznej jak w rakach piersi, ale są markerem predykcyjnym, wiążąc się z opornością na przeciwciała monoklonalne skierowane przeciwko EGFR. Amplifikacja/nadekspresja HER2 w tkance RJG może uzasadniać zastosowanie terapii celowanej anty-HER2, takiej jak: trastuzumab derukstekan w monoterapii lub trastuzumab w skojarzeniu z pertuzumabem, lapatynibem lub tukatynibem. W badaniu MyPathway odsetek obiektywnych odpowiedzi po zastosowaniu trastuzumabu i pertuzumabu wynosił 32 (95% CI: 20–45). Podobne wyniki uzyskano w badaniu HERACLES, w którym skojarzono trastuzumab i lapatynib (ORR – 30%; 95%CI: 14–50). Nieco lepsze wyniki otrzymano po zastosowaniu tukatynibu z trastuzumabem (ORR – 38,1%; 95%CI: 27,7–49,3) w badaniu MOUNTAINEER oraz trastuzumabu derukstekanu (ORR – 45,3%; 95%CI: 31,6–59,6) w badaniu DESTINY-CRC01.
Nowotwory wyrostka robaczkowego
Nowotwory śluzowe wyrostka robaczkowego różnią się budową histologiczną i biologiczną od nowotworów jelita grubego. Rozwijają się w wyniku punktowych mutacji KRAS, GNAS (guanine nucleotide binding protein, alpha stimulating), RNF43 (ring finger protein 43). Zarówno w nowotworach o niskiej, jak i wysokiej złośliwości występują patologiczne warianty GNAS, RNF43, natomiast w nowotworach o wysokiej złośliwości zmiany wykrywane są również w genach TP53, ATM (ataxia telangiectasia mutated), APC. U 14% pacjentów
2. Genetyka raka jelita grubego
ze śluzowym gruczolakorakiem wyrostka robaczkowego występują patologiczne warianty RAS bez uszkodzeń GNAS i TP53. Typ ten charakteryzuje się mniejszą liczbą mutacji i zmian chromosomalnych oraz dłuższymi całkowitymi przeżyciami w porównaniu z nowotworami z patologicznymi wariantami GNAS i TP53. Ponadto nowotwory z zaburzeniami molekularnymi GNAS są wysoce chemiooporne, a guzy z patologicznymi wariantami TP53 charakteryzują się aneuplodią i wysoką agresywnością.
Diagnostyka
Diagnostyka dziedzicznych zespołów predyspozycji do raka jelita grubego
Decyzja o wykonaniu badań genetycznych w kierunku dziedzicznych predyspozycji do raka jelita grubego zależy od występowania licznych polipów w jelicie grubym, zachorowania na RJG czy przypadków RJG w rodzinie.
U pacjentów z rozpoznaniem klinicznym RJG lub polipów, którego obraz odpowiada dziedzicznemu zespołowi predyspozycji do RJG, lub mających krewnych obciążonych genetycznie należy rozważyć wykonanie badań w kierunku określonych wariantów genowych lub panelu wielogenowego. Rozpoznanie 10 lub więcej gruczolaków jest wskazaniem do oceny genetycznej w kierunku dziedziczonych zmutowanych wariantów APC, MUTYH, POLE, POLD1 i NTHL1. U pacjentów z dwoma lub więcej polipami o budowie hamartomatycznej należy poszukiwać wariantów STK11, PTEN, BMPR1A, SMAD4.
Z kolei u wszystkich pacjentów z rozpoznanym RJG niezwiązanym z polipowatością należy wykonywać wstępne badania diagnostyczne, zanim przeprowadzi się badania genetyczne. W 90% przypadków RJG i innych nowotworów w zespole Lyncha stwierdza się MSI i/lub utratę białka MMR. Zatem do wstępnej identyfikacji zespołu Lyncha służą metody immunohistochemiczne w kierunku ekspresji białek MMR, która jest zwykle obniżona z powodu mutacji, oraz analiza w kierunku MSI poprzez ocenę zmian w długości powtarzających się fragmentów DNA w tkance nowotworowej, spowodowanych wstawieniem lub usunięciem powtarzających się zasad azotowych. Dodatkowo w przypadku braku ekspresji MLH1 w tkance guza należy wykonać badanie wariantów BRAF. Obecność zmutowanych wariantów BRAF wskazuje wówczas na inaktywację MLH1 wynikającą z somatycznej hipermetylacji promotora genu, a nie dziedziczenia. Należy jednak pamiętać, że 1% pacjentów
Część I. Aspekty kliniczne wybranych nowotworów
