Что такое мутация в контексте онкологии и метастазов

Мутация в онкологии представляет собой изменения в ДНК клеток, которые могут привести к бесконтрольному росту и делению, что в свою очередь способствует образованию злокачественных опухолей. Эти изменения могут быть как случайными, так и вызванными внешними факторами, такими как радиация или химические вещества.

Метастазы — это процесс, при котором раковые клетки покидают первоначальную опухоль и перемещаются в другие части тела через кровь или лимфу, образуя новые опухоли. Этот процесс часто связан с мутациями, которые позволяют клеткам адаптироваться к новым условиям и выживать вне их исходного места. Метастазирование делает лечение рака более сложным и снижает шансы на выздоровление.

Что означает мутация при онкологии и метастазах

Определение мутаций в гене KRAS – онкогене, который может трансформировать нормальные клетки в злокачественные. Данный анализ демонстрирует генетические изменения, характерные для колоректального рака.

Одной из наиболее значительных соматических мутаций, обнаруживаемых в опухолях толстой кишки, является мутация в гене KRAS, встречающаяся с частотой от 30 до 50 %. Пациенты с колоректальным раком должны пройти тест на мутации гена KRAS, поскольку его статус имеет критическое значение для выбора дальнейших стратегий таргетного лечения.

Методы исследования

Секвенирование по методу Сэнгера.

Какой биоматериал подходит для исследования?

Образец ткани (в парафиновом блоке).

Как правильно подготовиться к исследованию?

Подготовка к исследованию не требуется.

Общая информация об исследовании

Все формы рака, ассоциируемые с геном Ras, отличаются своей агрессивностью, быстрым разрастанием и с трудом поддаются лечению. Мутации этого гена сопровождают 20-25% случаев различных видов онкологических заболеваний.

Использование соматических мутаций в KRAS для диагностических целей объясняется их высокой частотой в опухолях различных локализаций и ограниченными размерами гена, с мутациями, как правило, сосредоточенными в определенном кодоне. Мутации K-ras выявляются не только при раке поджелудочной железы и толстой кишки, но В полипах и небольших аденомах толстой кишки, что делает их многообещающими маркерами для ранней диагностики этих новообразований.

Мутации KRAS выявляют в 35-45% случаев колоректального рака (КРР). К настоящему времени описано свыше 3000 точечных мутаций гена в клетках опухолей. Приблизительно 82 и 17 % всех описанных мутаций KRAS обнаруживают в кодонах 12 и 13 соответственно. Проведенный анализ клинических данных свидетельствует, что только 3% больных КРР с наличием мутации KRAS в опухолевых клетках отвечают на лечение анти-EGFR МКАТ, в то время как у пациентов, опухоли которых экспрессируют нормальный (дикий) тип гена, этот показатель достигает 33%. По этой причине определение мутационного статуса гена KRAS у больных КРР является ключевым моментом в планировании и прогнозировании ответа на таргетную терапию панитумумабом и цетуксимабом.

Эффективность терапии рака толстой кишки современными препаратами зависит от наличия мутаций в KRAS и других факторов. При отсутствии мутаций в этом гене вероятность успешного лечения метастатического рака толстой и прямой кишки значительно возрастает, что может продлить жизнь пациента на 1-2 года и снизить уровень рецидивов.

Напротив, присутствие активирующих мутаций в KRAS в клетках опухоли делает применение препаратов, таких как Эрбитукс или Вектибикс, неэффективным при лечении метастатического рака.

В связи с этим Американское общество клинических онкологов и европейское медицинское агентство рекомендует применение препаратов только для лечения опухолей, содержащих ген KRAS дикого типа (т. е. без мутаций).

Наличие активирующих мутаций KRAS в опухолях служит противопоказанием для применения EGFR-ингибиторов.

Для чего используется исследование?

• Для определения генетических факторов, влияющих на развитие и прогноз онкологического заболевания.

Что означают результаты?

Интерпретацией результатов исследования должен заниматься врач, опираясь на другие генетические, анамнестические, клинические и лабораторные данные.

Важные замечания

• Мутация в гене KRAS считается неблагоприятным признаком для прогноза и течения колоректального рака.
• Требуется индивидуализированный подход к лечению пациентов с наличием мутации в KRAS.
• Генетические исследования могут быть включены в стандартное обследование больных колоректальным раком в качестве предиктивных маркеров для оценки течения заболевания и прогнозирования результатов лечения.
• Опухоли с мутациями в KRAS имеют тенденцию к более частым метастазам в регионарные лимфатические узлы и увеличиваемому количеству отдаленных метастазов.

Что означает мутация при онкологии и метастазах

Про фессиональное

решение

про блем

меланомы

• Об Ассоциации

• Документы
• Банковские реквизиты
• Элементы правления
• Координационный Совет
• Работа Ассоциации
• Контакты

• Календарь событий
• План мероприятий

• Клинические рекомендации
• Новости
• Информация для специалистов
• Записи конференций
• Публикации
• Информация о клинических исследованиях для врачей

• Информация для пациентов
• Новости для пациентов
• Информация о клинических исследованиях для пациентов

Мутации BRAF, выживаемость и рецидив заболевания у пациентов, перенесших операцию по поводу метастазов колоректального рака в печень

Ключевые моменты

Наличие мутации BRAF V 600 E (но не мутации, не относящиеся к V 600 E ), ассоциировалось со значительно худшим прогнозом.

Мутация BRAF V 600 E более тесно связана с пониженной общей и безрецидивной выживаемостью, чем мутация KRAS.

В исследовании, опубликованном в журнале JAMA Surgery, было установлено, что наличие мутации BRAF V 600 E связано с высоким риском рецидива и низкой общей выживаемостью у пациентов, перенесших операцию по удалению метастазов колоректального рака в печень.

Детали исследования

Это когортное исследование охватило 849 пациентов, которых можно было оценить (60% из которых были мужчины), прошедших гепатэктомию по поводу метастазов колоректального рака в печень, и для которых были известны данные о статусе мутаций BRAF и KRAS. Лечение проводилось с января 2000 года по декабрь 2016 года в клиниках, входящих в Международное генетическое объединение по метастазам колоректального рака в печени. Среди всех пациентов 5.1% имели генотип с мутантным (mut) BRAF/диким типом (wt) KRAS (V 600 E и не-V 600 E), 56.5% имели генотип wtBRAF/wtKRAS, а 38.4% – генотип wtBRAF/mutKRAS. В группе с генотипом mutBRAF/wtKRAS было значительно больше женщин (62.8% против 35.2%), людей в возрасте 65 лет и старше (51.2% против 36.9%), с первичной опухолью с правой стороны (в восходящей части) (62.8% против 17.4%), а также с метахронными метастазами в печени (64.3% против 46.8%).

Прогностические ассоциации

Исследователи сделали вывод о том, что «наличие мутации V 600 E BRAF связано с неблагоприятным прогнозом и повышенным риском рецидива. Эта мутация оказалась более значимым прогностическим фактором, чем KRAS, и была основным прогностическим признаком в данной когорте.»

Исследование поддерживалось Фондом Бодоссаки, созданным докторами Китом и Вальдой Кей, а также исследовательским фондом Каролин Пасторини.

Автором, отвечающим за корреспонденцию для статьи в журнале JAMA Surgery , является Matthew J . Weiss , MD , сотрудник отделения хирургии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса.

Содержание данной публикации не подвергалось обсуждению Американским Обществом Клинической Онкологии (ASCO), и оно не обязательно отражает взгляды и мнения ASCO.

Генные мутации: что это такое и как они влияют на заболеваемость раком

Причина появления опухоли — это генетические мутации, которые появляются в клетках, и последние начинают бесконтрольно делиться. «Неправильные» клетки образуют ткань опухоли, которая бывает доброкачественной и злокачественной. Доброкачественная опухоль, как правило, имеет капсулу и растет медленно. Злокачественное новообразование может не иметь четких границ, растет достаточно быстро и может распространять по всему организму свои дочерние клетки — метастазы.

Почти каждая клетка нашего организма содержит гены, записанные в виде последовательности ДНК. Клетки используют эти гены для синтеза белков и других веществ. Любая мутация вносит изменения в структуру ДНК, и такие мутации могут быть трех типов:

• замена нуклеотида;
• вставка нуклеотида;
• утрата нуклеотида.

Мутации могут наследоваться или возникать в процессе жизни под воздействием различных вредных факторов.

Наследственный и спорадический рак

В большинстве случаев рак не передается по наследству, а развивается под влиянием окружающей среды случайно (спорадически). Возникновение онкологического заболевания можно объяснить случайными мутациями во время деления клеток, которые возникли, например, под чрезмерным воздействием ультрафиолетовых лучей.

Иногда мутация происходит в гене одного человека, а затем передается его потомкам. Если в семье раком болеют из поколения в поколение, говорят о наследственной форме рака. Дефекты гена можно диагностировать на молекулярном уровне, для этого существуют специальные молекулярно-генетические тесты. Если человек получил от своих родителей мутировавший ген, это не значит, что он заболеет раком, но риск развития онкологического заболевания у него значительно выше, чем у других людей

Например, в настоящее время хорошо изучены риски, связанные с раком молочной железы. ДНК-тестирование помогает выявить предрасположенность к этому заболеванию, определить меры профилактики, а также, в случае возникновения рака, диагностировать его на ранних стадиях и подобрать наиболее эффективный способ лечения.

Что способствует развитию мутаций, которые приводят к раку?

Мутации, связанные с онкозаболеваниями, бывают двух основных видов. Наследственные мутации происходят в половых клетках, и затем они будут присутствовать во всех клетках тела ребенка. Соматические мутации присутствуют только в клетках, в которых они изначально возникли, и в их потомках — например, только в злокачественной опухоли.

Как правило, для превращения нормальной клетки в злокачественную необходимо накопление множества мутаций. Точно определить, что привело к этому процессу, редко удается. Существует множество факторов, ежедневно влияющих на организм человека, и многие из них могут спровоцировать мутации в генах.

Ниже приведены распространенные факторы риска, способствующие развитию рака:

Некоторые инфекции, например, ВПЧ

Плохая экологическая обстановка, воздействие вредных веществ на месте работы

Пол — многие онкологические заболевания чаще встречаются у мужчин или женщин

Наследственность: наличие рака у близких родственников

Чрезмерное потребление красного и переработанного мяса (говядина, свинина, баранина, фаст-фуд, сосиски и колбасы, бекон и др.)

Распространенные мутации при раке

Мутации в гене EGFR – это мутации белка-рецептора эпидермального фактора роста, располагающегося на поверхности клеток и стимулирующего их размножение.

T790M — один из вариантов мутации в гене EGFR

Мутации в гене ROS1 – белка, интегрированного в мембрану клетки и передающего сигналы, влияющие на рост и дифференцировку клеток.

Мутации в гене BRAF – белока, участвующего в регуляции клеточных делений за счет активации специфического сигнального пути.

Слияние генов с участием NTRK — когда из двух генов получается “неправильный”, гибридный. Гены NTRK кодируют белки Trk, которые выполняют разные функции, в том числе защищают клетки от апоптоза.

Мутации в гене ALK – белка, встроенного в клеточную мембрану, который отвечает за передачу сигналов, касающихся роста, миграции клеток и формирования новых кровеносных сосудов.

Мутации в генах BRCA — белков, которые помогают восстанавливать ДНК, когда в обеих ее цепочках происходят разрывы

Мутации в генах RAS – белков, которые осуществляют передачу сигналов внутри клеток и регулируют их деление. К семейству RAS относятся три гена: KRAS, NRAS и HRAS.

Мутации в PIK3CA – гене, который кодирует PI3K, белок, играющий ключевую роль в регуляции жизненно важных процессов в клетках.

Мутации в HRR — группе генов, продукты которых участвуют в репарации ДНК при двухцепочечных разрывах

Мутации в гене TP53 – кодирующем белок p53, «стража генома», который блокирует размножение клеток с поврежденной ДНК и инициирует их самоуничтожение.

Результатом некоторых мутаций может стать микросателлитная нестабильность — состояние, при котором нарушается восстановление ДНК, и она приобретает повышенную склонность к мутациям.

Как растут метастазы

Еженедельник «Аптека» www.apteka.ua по материалам Stanford Medicine: Те же мутации лежат в основе распространения рака у отдельных людей.

Исследователи из медицинской школы Стэнфордского университета в США провели анализ, в результате которого они смогли обнаружить ключевой механизм метастазирования у отдельных пациентов.

Большинство случаев смерти, связанных с онкологическими заболеваниями, вызвано метастазами или вторичными опухолями в отдаленных участках тела, которые распространились от первоначальной материнской опухоли. Если первичные опухоли часто удаляются хирургическим путем, то лечение метастатических обычно требует стандартной химиотерапии или таргетированной терапии. Успех этих новых целевых методов лечения зависит от наличия специфической мутации во всех раковых клетках, в частности в метастатических опухолях.

Ранее большинство научных работ, посвященных изучению генетической вариативности и гетерогенности раковых опухолей, в основном фокусировалось на первичных опухолях. Хотя такие сведения остаются крайне значительными, они все же лишь частично объясняют проблему, так как раковые клетки обладают способностью к изменению, быстрому делению и уклонению от терапии, особенно во время распространения по организму.

«Мы взяли образцы из нескольких метастазов, которые до этого не поддавались терапии, у каждого пациента. При этом наблюдали сочетание перекрывающихся генов и различных драйверов мутаций, – сообщил Йоханнес Рейтер (Johannes Reiter), преподаватель кафедры радиологии в Медицинской школе Стэнфордского университета. – Но с помощью вычислительных анализов мы предположили, что драйверы мутаций, которые наиболее вероятно обусловливали развитие рака, были распределены между всеми метастазами у каждого пациента».

Опухоль состоит из миллиардов клеток, которые имеют различные генетические мутации. Как нормальные, так и опухолевые клетки накапливают множество мутаций в процессе деления. Выявление мутаций-драйверов, существенно влияющих на развитие рака, критически важно для иммуноонкологии, поскольку это позволяет врачам разрабатывать терапию злокачественной опухоли на основе её генетического профиля.

«Врачи могут проанализировать образец первичной опухоли и обнаружить мутацию, назовем её «X», в генах-драйверах. После этого они могут назначить лечение, направленное на уничтожение клеток, содержащих эту мутацию, – объясняет Й. Рейтер. – Однако если данная мутация присутствует только в некоторых метастазах, то только они отреагируют на терапию и остановят рост или погибнут, в то время как клетки без мутации «X» будут продолжать делиться. Таким образом, если драйверы мутаций различаются между всеми метастазами, пациент не увидит ремиссии. Это объясняет, почему важно понимать, однородна ли мутация гена-драйвера среди всех метастазов», – добавил ученый.

Что на самом деле является истинным драйвером мутации?

Драйверы мутации возникают в генах, участвующих в генезе опухолей, таких как гены, обычно контролирующие деление клеток. Когда эти гены мутируют, они могут побуждать клетку к бесконтрольному делению, что приводит к развитию онкологического заболевания. В то время как огромное количество генов-драйверов идентифицировано по всем типам рака в течение последних десятилетий, относительно небольшое количество мутаций считается важным в развитии рака у человека. Точно так же трудно понять, какие из них действительно «виновны», а какие являются «мутациями-пассажирами» или безобидными мутациями, которые происходят случайно, «проездом», даже если они возникли в генах-драйверах.

Для определения однородности мутаций гена-драйвера во всех метастазах рака Й. Рейтер и его команда проанализировали образцы ДНК из 76 не обработанных метастазов, представляющих 20 пациентов с 8 разными типами злокачественных опухолей. При этом у каждого участника было взято минимум два разных метастаза.

В ходе эксперимента ученые выбрали мутации, которые произошли в известных генах-драйверах, и выяснили, были ли они выявлены во всех метастазах, взятых у отдельных пациентов. В некоторых видах злокачественных опухолей исследователи идентифицировали только 2 мутации гена-драйвера; в других – 18.

Анализ данных с использованием крупных баз данных, содержащих информацию о мутациях более 25 тысяч ранее секвенированных генов различных видов рака, показал, что мутации-драйверы, которые были обнаружены в метастазах пациента, часто совпадали с мутациями, выявленными в ранее изученных злокачественных опухолях. Это свидетельствует о том, что эти мутации являются истинными драйверами заболевания и играют жизненно важную роль в прогрессировании рака.

Кроме того, эксперимент показал, что некоторые мутации-драйверы, отсутствующие во всех метастазах, в большинстве случаев либо имеют слабые функциональные последствия, либо не влияют на функционирование клетки. Другими словами, недостаточное обнаружение мутаций в отдельных метастазах, вероятно, указывает на то, что они являются «пассажирскими» мутациями, несмотря на их присутствие в генах-драйверах и не играли основной роли в развитии рака. По словам Й. Рейтера, это открытие может дать новые перспективы для понимания и интерпретации биопсий опухолей в будущем.

Подтверждая открытие общих драйверов мутации, Й. Рейтер сообщил, что пока еще слишком рано обобщать эти данные из-за небольшого размера когорты. Но результаты исследования действительно свидетельствуют о том, что образцы опухолей из одного метастаза обычно представляют собой полный набор функциональных драйверов-мутаций рака конкретного пациента. Ученые надеются расширить исследование до большего числа пациентов с различными типами рака. «Исследования обработанных образцов не могут дать то же самое механистическое понимание эволюции рака, поскольку наблюдаемые мутации могут быть результатом лечения и, возможно, не наблюдались бы при выборе другого лечения или вообще его отсутствии. Мы хотим увидеть, поддерживается ли идея общих функциональных драйверов при работе с 20–30 видами злокачественных опухолей и сотнями не поддававшихся терапии образцов», – заявляет ученый.

Протоонкогены и онкогены

В организме человека есть протоонкогены, это гены, мутации в которых делают их онкогенами, способствующими росту и развитию опухоли. Многие протоонкогены кодируют белки, которые регулируют клеточный рост и дифференцировку. Факторов, превращающих протоонкогены в онкогены огромное количество. Самые часто встречающиеся: канцерогены, онковирусы, облучение.

К онкогенам принадлежат гены RAS, HER2, BCR-ABL1, CMYC, NMYC, EGFR, KRAS и другие [2]. Мутации в них вызывают изменения в рецепторах факторов роста на клеточных поверхностях, ведут к выработке факторов роста и влияют на частоту деления клеток, рост сосудов и восстановление ДНК.

Контроль над нормальным делением клеток и репликацией ДНК осуществляется генами-супрессорами, такими как BRCA1, BRCA2, MLH1, MSH2, TP53, RB1, APC, PTEN и другими [2]. Эти гены способны подавлять развитие злокачественных опухолей на ранних этапах. Когда же они утрачивают свои функции, рост рака становится неуправляемым.

Драйверные мутации (driver mutations)

Cоматических мутаций за жизнь может накопиться очень много. Те, которые не дают преимущества к росту и развитию опухоли называют пассажирскими (passenger mutations). Мутации приводящие к опухолевому росту называют драйверными. Они также отвечают за выживаемость злокачественных клеток в неблагоприятных условиях. В 91% исследованных опухолей выявляется по крайней мере одна драйверная мутация, а в среднем по 4-5 мутаций в зависимости от типа рака [7] .

Определение драйверных мутаций имеет ключевое значение для выбора целевой терапии. Применение эффективной целевой терапии снижает общий уровень токсичности лечения, так как она направлена на драйверные мутации и гораздо меньше воздействует на здоровые клеточные структуры.

Генетика и онкология

— Человеческое тело включает множество специализированных клеток, которые имеют ядра, содержащие нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Совокупность этих молекул хранит биологическую информацию, необходимую для формирования и функционирования клеток, органов и всего организма. Вся наследственная информация, содержащаяся в клетке, называется геном.

У человека он представлен 23 парами хромосом (22 пары аутосом и пара половых хромосом), находящихся в ядре. ДНК является длинной полимерной молекулой, она хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности повторяющихся блоков — нуклеотидов.

Последовательность нуклеотидов «кодирует» информацию о различных типах РНК, необходимых для синтеза ключевых белков. Открытие структуры ДНК в 1953 году стало знаковым событием в биологии, что было отмечено Нобелевской премией, присуждённой Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу в 1962 году. Устойчивые изменения в геноме получили наименование мутации. Эти изменения могут затрагивать отдельные гены, хромосомы или весь геном. То есть, изменение в последовательности нуклеотидов может привести к нарушениям в кодировании информации, что в конечном итоге ведёт к аномалиям в синтезе соответствующих белков.

— Почему некоторые мутации приводят к раковым заболеваниям? Как это происходит? Как специалисты определяют, какие именно «сбои» в ДНК могут быть причиной злокачественных опухолей?

— Чтобы ответить на этот вопрос, стоит разобраться как развивается опухоль. Она имеет автономный характер роста. Что это значит? В норме количество клеток в организме человека регулируется балансировкой двух противоположных процессов – клеточного деления и клеточной гибели. При росте опухоли прибавление клеточной массы опережает клеточную гибель.

Это может происходить по двум основным причинам: активизируется процесс деления клеток, или подавляется апоптоз – запрограммированная гибель клеток. Автономность опухолевых клеток состоит в том, что они не реагируют на сигналы организма, что ведёт к бесконечному росту.

Если изменения нуклеотидной последовательности ДНК происходят в значащих фрагментах ДНК (прим. – экзонах), то они могут привести к развитию опухоли. К развитию рака приводят в основном мутации, нарушающие баланс деления и гибели клеток, то есть мутации в генах, контролирующих именно эти процессы. Мутации могут возникать случайно, например, в процессе удвоения ДНК в результате деления клетки. А могут возникать под влиянием мутагенов: например, воздействия ультрафиолетового или рентгеновского излучения, высокой температуры, некоторых химических веществ. На последний вопрос, можно ответить, что патогенность мутации можно предположить в первую очередь по функции гена, который она затрагивает, по её структурным характеристикам (насколько сильно она нарушает или изменяет работу этого гена), и подтвердить путем функциональных исследований (например, на клеточных культурах).

— Что такое онкогены?

— Онкогены – это гены, которые в обычном состоянии не влияют на деление и гибель клеток, но начинают активироваться в раковых клетках, что позволяет им бесконтрольно делиться. Также имеются антионкогены, которые обычно тормозят деление клеток или способствуют их гибели; при опухолевом процессе этот сдерживающий эффект отсутствует, что приводит к росту опухолей. Современная наука считает, что для возникновения клеточных трансформаций необходимо минимум пять-девять мутаций в различных онкогенах и антионкогенах.

— Эти мутации можно выявить с помощью генетического исследования?

— Да, безусловно. Гены опухолевых клеток могут подвергаться разнообразным генетическим повреждениям, такими как амплификации (увеличение числа копий генов), делеции, инсерции, транслокации, а также микромутации (точечные замены, микроделеции, микроинсерции) и другим изменениям. Кроме того, в опухолевых клетках изменяются уровни экспрессии генов из-за аномального метилирования их промоторов.

Существует много методов, используемых для выявления мутаций в опухолевой ткани, и достаточно много ситуаций, когда это требуется. Выявление определённых мутаций иногда помогает поставить диагноз, определить лечебную тактику, прогноз и так далее.

Для молекулярного тестирования чаще всего применяются технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР) и секвенирования следующего поколения (NGS). Обе методики универсальны и подходят для анализа любых генетических последовательностей, они значительно превосходят другие подходы по чувствительности и специфичности, а также не предъявляют риска получения непонятных, промежуточных результатов. Секвенирование экзома позволяет выявить все мутации в кодирующих последовательностях генома конкретной опухоли. Полногеномное секвенирование значительно улучшает возможности подбора индивидуализированной терапии, направленной на целевое воздействие на мутированные онкобелки.

— Как генетические исследования могут помочь пациентам? Верно ли, что успех лечения может зависеть от результатов таких тестов? Кому стоит пройти генетическое тестирование на мутации?

— Сфера медицинского применения ДНК- и РНК-тестов в современной онкологии постоянно расширяется. Сейчас это тестирование позволяет диагностировать наследственные опухолевые синдромы, выявить предиктивные мутации, осуществить анализ экспрессионных характеристик опухоли. Также совершенствуются технологии, которые позволяют уточнять диагноз опухолей с невыявленным первичным очагом, эффективно контролировать течение заболевания и изменения свойств опухоли (жидкостная биопсия), выполнять различные биологические тесты с опухолевыми клетками.

Индивидуализированный подход к лечению онкологических пациентов во многих случаях напрямую зависит от результатов их генетического тестирования. Эмпирические методы, основанные на произвольном применении химических препаратов, постепенно уступают место научно-обоснованным, молекулярно направленным стратегиям поиска специфических противораковых средств, направленных на активацию или инактивацию основных биохимических компонентов опухолевого процесса.

Например, еще недавно клиническое деление всех первичных опухолей легкого на мелкоклеточный и немелкоклеточный рак было достаточным для определения стратегии лечения. Ситуация изменилась с открытием активирующих мутаций в гене, который кодирует рецептор эпидермального фактора роста — EGFR, сделавших этот онкогенный белок избирательной мишенью для воздействия препаратов ингибиторов EGFR. Мутации EGFR, как правило, встречаются у пациентов с аденокарциномой легкого. Тест на мутацию EGFR позволяет практически со 100%-й достоверностью отобрать тех больных, у которых гарантирован положительный результат применения гефитиниба, эрлотиниба или афатиниба.

— Способно ли генетическое тестирование помочь здоровому человеку предотвратить развитие рака или диагностировать его на ранних этапах?

— В зависимости от происхождения, опухоли делятся на наследственные и ненаследственные. К наследственным опухолевым синдромам относится лишь небольшая часть всех новообразований (примерно 1%), хотя для некоторых типов опухолей (таких как рак молочной железы, яичников и толстой кишки) их доля может достигать 5-20 %.

Носительство наследуемой «раковой» мутации является причиной подобного заболевания. В этих случаях, в каждой клетке организма человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Лица, имеющие такой генетический дефект, остаются практически здоровыми до определенного момента. В то же время они обладают фатально высоким риском возникновения опухолей (85-100%).

Процедура генетического тестирования в случае подозрения на наследственный рак является многогранной. Она начинается с анализа семейной истории, где акцент делается на случаях онкологических заболеваний у близких родствениках. На основании полученных данных формируются генеалогические деревья, что позволяет выявить возможные наследственные риски. Завершающим шагом является анализ ДНК, помогающий выявить подозреваемые мутации у пациента и его родственников.

— Какие виды мутаций ученые уже выявили? Существует ли для каждого вида таргетный препарат? Как именно работает таргетный препарат?

— Существует множество различных мутаций, ассоциированных с различными видами опухолей, но наибольшее внимание привлекают мутации в онкогенах, особенно в рецепторных протеинкиназах, для блокировки которых разрабатываются специальные препараты. Изменения в протеинкиназах приводят к изменению структуры белков, создавая тем самым оптимальные условия для терапии.

Таргетная терапия направленно воздействует на клетки опухоли, которые содержат определённые молекулы-мишени, что делает её более эффективной по сравнению с традиционной химиотерапией. Примером успешного применения является ингибитор тирозинкиназы ALK – кризотиниб, использовавшийся у пациентов с карциномами легкого, связанными с ALK-транслокациями.

Успешным оказалось и применение специфических ингибиторов мутированного белка BRAF – вемурафениба и дабрафениба для лечения больных меланомой. Другой пример: ген BRCA1 кодирует фермент репарации ДНК. BRCA1-дефицитные клетки демонстрируют неспособность эффективно удалять сшивки ДНК, индуцированные препаратами платины.

В случаях наследственного рака, ассоциированного с BRCA1, цисплатин демонстрирует наибольшую эффективность, поскольку в клетках опухоли происходит утрата оставшейся копии аллеля BRCA1, тогда как в нормальных клетках носителей этой мутации сохраняется неповрежденная версия гена. Это создает уникальные условия для лечения, что объясняет высокую эффективность цисплатина при терапии рака молочной железы и яичников, связанного с BRCA1. Конечно, не для всех мутаций имеются соответствующие препараты, но их количество постоянно увеличивается.

— Какие исследования, связанные с мутациями ДНК, сейчас проводятся в научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н. Н. Петрова»?

— В настоящее время исследования проводятся в двух основных направлениях: выявление наследственных раковых синдромов и индивидуализация лечения препаратов в зависимости от молекулярных характеристик опухолей. Это повышает клинические результаты применения дорогих препаратов, снижает частоту и тяжесть побочных эффектов и даже помогает предотвратить негативные исходы заболевания.

Таргетная терапия — это метод, сосредоточенный на конкретных молекулах или белках на поверхности или внутри опухолевых клеток, препятствуя их росту и распространению, при этом здоровые клетки остаются нетронутыми.

Для разных типов рака характерны различные мишени. Генетические тесты используются, чтобы определить, какое лечение является наиболее эффективным.

На данный момент активно ведутся клинические испытания, направленные на поиск новых эффективных таргетных методов лечения.

Таргетная терапия. Показания к препаратам

ТАРГЕТНАЯ ТЕРАПИЯ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ИЛИ МЕТАСТАТИЧЕСКОГО НМРЛ

(NCCN Guidelines Version 3.2022)

Трастузумаб Пертузумаб Маргетуксимаб Адо-трастузумаб эмтанзин Трастузумаб дерукстекан Олапариб Талазопариб Алпелисиб + фулвестрант

Пембролизумаб + химиотерапия (паклитаксел, паклитаксел, связанный с альбумином, или гемцитабин и карбоплатин)

Ларотректиниб Энтректиниб Пембролизумаб Достарлимаб Пембролизумаб

* микросателлитная нестабильность / дефицит системы репарации неспаренных оснований

** высокая мутационная нагрузка

Мультигенное секвенирование при раке молочной железы: информационный бюллетень по биомаркерам европейского общества онкологов (ESMO)

Соматические мутации

Подтипы рака молочной железы характеризуются различными мутационными профилями, которые могут повлиять на эффективность лечения и прогноз.

Люминальные опухоли А представляют более высокую долю мутаций PIK3CA (49%), тогда как базальноподобные опухоли имеют в основном мутации TP53 (84%).

Мутации PIK3CA имеют прогностическое значение, поскольку на ранних этапах они связаны с улучшением выживаемости без инвазивной болезни. Однако в HER2-положительных опухолях они коррелируют с меньшей вероятностью достижения патологического полного ответа (pCR). Относительно их прогностической ценности в применении ингибиторов PI3K существуют противоречивые данные:

• В начале исследования LORELEI (неоадъювантный летрозол с таселисибом или без него) была показана аналогичная эффективность добавления таселисиба (ингибитора PI3K-альфа) в общей группе по сравнению с подгруппой с мутацией PIK3CA.
• При метастазировании пациенты с PIK3CA-мутантным раком имеют аналогичное соотношение рисков для выживаемости без прогрессирования (ВБП) по сравнению с популяцией дикой формации, которая начала лечение в испытаниях FERGI (фулвестрант с/без пиктилисибом, ингибитором пан-PI3K) и PEGGY (паклитаксел с/без пиктилисиба).
• В исследованиях BELLE-2 и BELLE-3 положительный эффект от добавления бупарлисиба (ингибитора пан-PI3K) был замечен только у пациента с мутацией PIK3CA.
• В исследовании SANDPIPER изучалось добавление тазелисиба, а в SOLAR-1 добавлялся алпелисиб к эндокринной терапии (ЭТ) для двух групп: с PIK3CA-мутантными опухолями и без них. В обеих работах увеличение ВБП наблюдалось только у пациентов с PIK3CA-мутантными опухолями.

Мутации ESR1 являются маркером резистентности к ЭТ, обычно возникающей у пациентов, получавших ингибиторы ароматазы в адъюванте и при метастатическом заболевани. Его обнаружение можно использовать для мониторинга прогрессирования заболевания, и в настоящее время проводится исследование (PADA-1, NCT03079011), проверяющее эффективность изменения ЭТ (замена ингибитора ароматазы на фулвестрант) при раннем обнаружении мутаций ESR1 в ctDNA у пациентов, получающих палбоциклиб с ингибитором ароматазы.

Кроме амплификации, Встречаются мутации в гене ERBB2 (HER2) в опухолях молочной железы. Тем не менее, данные о клинической эффективности анти-HER2-терапии у пациентов с немодифицированными мутациями ERBB2 относятся к числу ограниченных.

В опухолях молочной железы были выявлены потенциально клинически значимые изменения в других генах. В настоящее время существует несколько мультигенных панелей, использующих NGS для тестирования множества генетических изменений в опухолях молочной железы. Несмотря на наличие мультигенных панелей, одобренных FDA, в Европе вопрос оценки генетических тестов обычно регулируется на уровне отдельных стран. Недавно Европейская сеть по оценке технологий здравоохранения (EUnetHTA) начала централизованно оценивать медицинские технологии, однако до сих пор не проводились оценки многожанровых тестов на мутации или другие генетические изменения опухолей.

Пациенты с опухолями с множественными изменениями или с различными аномалиями в каждом участке метастазирования представляют собой еще одну проблему, поскольку необходимо решить, какому изменению отдать приоритет. Таким образом, тест с несколькими аналитами, включающий оценку экспрессии РНК и белка, может помочь в принятии решения о лечении, проясняя, какой нижестоящий путь активируется.

Многие учреждения уже создали консилиумы по молекулярной онкологии, чтобы помочь врачам интерпретировать результаты мультигенных панелей.

Мультигенные панели позволяют группировать паттерн мутаций опухоли, который называется мутационной сигнатурой. При раке молочной железы дефектные пути репарации ДНК (например, мутации в BRCA1/2) вызывают дефицит гомологичной рекомбинации (HRD), и недавно было показано, что паттерны соматических замен, инсерций/делеций и хромосомных переcтроек также связаны с HRD. Таким образом, опухоли с дефицитом гомологичной рекомбинации, могут быть чувствительны к ингибированию PARP.

Метод NGS также позволяет количественно оценить мутационную нагрузку опухоли молочной железы, что может быть связано с реакцией на иммунотерапию.

Тем не менее, как ранее упоминалось, все вышеперечисленные маркеры нуждаются в клиническом верификации в контексте рака молочной железы. Исключением являются редкие случаи пациентов с опухолями молочной железы, обладающими высоким уровнем микросателлитной нестабильности (MSI), которые могут быть кандидатами на терапию ингибиторами контрольных точек иммунитета.

Метод NGS

Метод NGS позволяет осуществить одновременное прочтение сотен миллионов коротких последовательностей ДНК и обнаружить все типы мутаций, включая:

«Горячие точки» мутагенеза (SNV/InDels)

Нарушения числа копий гена (CNV)

Хромосомные перестройки (Gene fusions)

Преимущества

• Высокая чувствительность и специфичность метода
• Быстрая оборачиваемость теста
• Одновременное выявление всех типов мутаций, в том числе структурных изменений
• Минимальные требования к количеству и качеству образцов
• Сокращение времени на проведение анализа

Вопросы по теме

Как мутации способствуют развитию устойчивости опухолей к лечению?

Мутации играют ключевую роль в развитии устойчивости опухолей к различным методам лечения, включая химиотерапию и иммунотерапию. Когда рак подвергается воздействию лечения, некоторые клетки опухоли могут иметь мутации, которые позволяют им выживать и продолжать делиться, несмотря на терапию. Эти клетки становятся доминирующими, что приводит к рецидиву заболевания, так как они часто обладают преимуществами, позволяющими им игнорировать или избегать действия лекарств. Таким образом, даже при успешном начале лечения, развитие новых мутаций может значительно осложнить дальнейшую терапию.

Какой механизм мутаций способствует образованию метастазов?

Метастазы возникают, когда раковые клетки отрываются от первичной опухоли и распространяются в другие органы и ткани. В этом процессе мутации играют решающую роль. Например, мутации могут активировать гены, отвечающие за миграцию и инвазию клеток, что позволяет раковым клеткам легко покидать первичную опухоль и проникать в кровеносные и лимфатические сосуды. Также мутации могут изменять взаимодействие между опухолевыми клетками и окружающей их средой, что способствует образованию «безопасных» мест для метастазирования. Эти процессы делают рак значительно более агрессивным и трудным для лечения.

Какие факторы влияют на тип мутаций, наблюдаемых при раке?

Типы мутаций, возникающих при раке, могут зависеть от множества факторов, включая возраст пациента, тип рака, экологические факторы и генетическую предрасположенность. Например, длительное воздействие канцерогенов, таких как табак или тяжелые металлы, может привести к специфическим мутациям, связанным с определенными формами рака. Кроме того, наследственные мутации, такие как те, что наблюдаются при синдромах, связанных с раком, могут влиять на то, как быстро и в каких генах возникают мутации. Таким образом, каждый случай рака уникален и требует индивидуального подхода.