mutace k-Ras u nemalobuněčného karcinomu plic: prognostická a prediktivní hodnota

Abstrakt

nemalobuněčný karcinom plic (NSCLC) je heterogenní onemocnění způsobené přítomností různých klinicky relevantních molekulárních podtypů. Až do dnešního dne bylo v plicním adenokarcinomu identifikováno několik biologických událostí, včetně mutací receptoru epidermálního růstového faktoru (EGFR) a translokací kinázy anaplastického lymfomu (ALK), které nabízejí nové naděje pacientům s metastatickým onemocněním. Bohužel u přibližně 50% adenokarcinomu a u těch, kteří nesou mutace k-RAS, nejčastější mutace u kavkazského plicního adenokarcinomu, dosud žádný specifický lék neprokázal účinnost. Geny sarkomu potkanů (RAS), včetně H-RAS, K-RAS a N-RAS, kódují rodinu proteinů regulujících buněčný růst, diferenciaci a apoptózu. Mutace k-RAS jsou přítomny v 20-30% NSCLC a vyskytují se nejčastěji, ale ne výlučně, v histologii adenokarcinomu a u celoživotních kuřáků. Ačkoli u pacientů s kolorektálním karcinomem představují mutace k-RAS validovaný negativní prediktivní biomarker pro léčbu anti-EGFR monoklonálními protilátkami, jejich role při výběru specifické léčby pro pacienty s NSCLC zůstává Nedefinovaná. Cílem tohoto článku je kriticky analyzovat prognostickou a prediktivní hodnotu mutací k-RAS v NSCLC.

1. Úvod

v roce 2011 zůstává nemalobuněčný karcinom plic (NSCLC) hlavní příčinou úmrtí souvisejících s rakovinou na celém světě, což představuje více než jeden milion úmrtí ročně . Terapeutické pokroky se podepsaly v posledním desetiletí, ale medián přežití u pacientů v pokročilém stádiu je stále zklamáním . NSCLC představuje 80% plicních nádorů, včetně adenokarcinomu v 35-40% případů, spinocelulárního karcinomu v 25-30% a velkobuněčného karcinomu v 10-15%. Po mnoho let jsme léčili metastazující NSCLC stejnými režimy, bez ohledu na klinické nebo biologické vlastnosti. Histologie se dnes jeví jako relevantní parametr pro definování nejlepšího režimu s novými látkami, jako je pemetrexed a bevacizumab, účinnými a bezpečnými pouze u nekvamózních populací . V posledních několika letech vedlo zlepšení znalostí biologie rakoviny plic k identifikaci molekulárních událostí zásadních pro přežití nádorových buněk. Přežití rakovinných buněk může záviset na expresi jednomutantního onkogenu podle modelu zvaného „závislost na onkogenu“. V NSCLC byla identifikována řada hnacích mutací, včetně mutací receptoru epidermálního růstového faktoru (EGFR), mutací KRAS, mutací HER2 a translokací EML4-ALK. Od jejich identifikace v roce 2004 se aktivující genové mutace EGFR objevily jako nejdůležitější prediktor odpovědi na třídu sloučenin, inhibitory EGFR tyrosinkinázy (EGFR-TKIs) gefitinib a erlotinib. Šest randomizovaných studií fáze III prokázalo, že pacienti, kteří mají aktivační mutace EGFR, mají větší prospěch z EGFR – TKIs než ze standardní chemoterapie na bázi platiny, alespoň pokud jde o míru odpovědi (RR), přežití bez progrese (PFS), profil toxicity a kvalita života . Randomizované studie fáze III v udržovacím nastavení (SATURN a ATLAS), ve druhé linii versus chemoterapie (zájem a TITAN) a versus placebo (BR21 )potvrdily vysokou účinnost EGFR-TKIs v přítomnosti aktivačních mutací EGFR. Dnes u pacientů s mutací EGFR představuje gefitinib nebo erlotinib nejlepší terapeutickou možnost bez ohledu na léčebnou linii. Nicméně velké randomizované klinické studie prokázaly, že erlotinib může přinést mírný přínos i v populaci divokého typu EGFR .

proto je v klinické praxi důležitým problémem identifikace pacientů s divokým typem EGFR, kteří by mohli mít prospěch nebo kteří by mohli být vyloučeni z léčby EGFR-TKI. Bohužel v současné době neexistuje jediný biomarker, který by mohl být použit k vyloučení léčby jakémukoli pacientovi, včetně mutací k-RAS . Ačkoli u kolorektálního karcinomu jsou mutace k-RAS nejužitečnějším biomarkerem pro výběr pacientů, kteří jsou kandidáti na léčbu anti-EGFR monoklonálními protilátkami, cetuximabem nebo panitumumabem, jeho role v NSCLC jako prognostický nebo prediktivní marker je méně definována . Cílem této práce je analyzovat roli mutací k-RAS v NSCLC.

2. Mutace RAS v NSCLC

rodina genů RAS zahrnuje H-RAS, K-RAS a N-RAS a kóduje se pro membránově vázané 21-kd guanosin-trifosfát-(GTP -) vazebné proteiny regulující buněčný růst, diferenciaci a apoptózu interakcí s více efektory včetně mitogenem aktivované proteinkinázy (MAPK), fosfoinositidové 3-kinázy (PI3K) a signálových převodníků a aktivátorů transkripčních kaskád (Stat) (Obrázek 1). Proteiny RAS získávají transformační potenciál, když bodová mutace v genu nahradí aminokyselinu v poloze 12, 13 nebo 61 . Tyto mutace vedou k formám RAS se zhoršenou aktivitou GTPázy, což způsobuje konstitutivní aktivaci signální dráhy RAS. Mutace v genu k-RAS se vyskytují často u NSCLC , častěji (20-30%) u adenokarcinomu a méně často (asi 7%) u spinocelulárního karcinomu. V NSCLC zahrnuje drtivá většina mutací k-RAS kodony 12 nebo 13 a jsou obvykle spojeny s anamnézou užívání tabáku . Frekvence mutací k-RAS se u různých etnických skupin liší, s nižší frekvencí pozorovanou u Asiatů a vyšší frekvencí u afroameričanů ve srovnání s bílými bělochy . Nedávno byly u významné části pacientů s NSCLC nikdy nekuřáků zjištěny mutace k-RAS, s incidencí až 15% . Na rozdíl od mutací EGFR, které se vyskytují častěji u nikdy nekuřáků, nelze přítomnost mutace k-RAS předvídat pouze na základě historie kouření.

Obrázek 1

aktivační / deaktivační cyklus Ras pomocí GEF (faktory výměny guaninu) a GAP(aktivační proteiny GTPázy).

3. Mutace k-RAS jako prognostický Biomarker

úloha mutací k-RAS jako prognostického faktoru v NSCLC zůstává kontroverzní. Ačkoli některé studie naznačovaly potenciální negativní prognostický účinek, jiné studie nepotvrdily žádný negativní dopad na přežití u jedinců s mutací k-RAS. Bylo publikováno více než 50 studií s použitím různých metod pro testování k-RAS a s protichůdnými výsledky (Tabulka 1). V doplňkové studii JBR.10 studie, studie fáze III adjuvantní chemoterapie versus pozorování v resekovaném NSCLC, mezi 450 analyzovanými případy 26% obsahovalo mutaci k-RAS . Ve skupině pacientů, kteří nebyli léčeni chemoterapií, nebyly mutace k-RAS prognostické pro přežití (𝑃=0, 4). Ve studii E4592, další studii fáze III adjuvantní chemoterapie versus pozorování u resekovaného NSCLC, bylo 24% z 184 hodnotitelných nádorů pozitivních na mutace k-RAS . Medián přežití pacientů s mutovaným a divokým typem nebyl statisticky odlišný (30 a 42 měsíců, resp. 𝑃=0.38). Graziano a kol. zkoumal prognostický účinek mutací k-RAS ve stadiu I a II resekovaném NSCLC . V celé populaci nebyl zjištěn žádný statistický rozdíl v OS u pacientů s pozitivními a negativními mutacemi K-RAS (𝑃=0,33). Keohavong et al. nebyla zjištěna žádná souvislost s mutací k-RAS a přežitím u 173 pacientů s adenokarcinomem a adenosquamous NSCLC . V jiné studii Lu et al. vyhodnocena prognostická role panelu šesti biomarkerů včetně mutací k-RAS, v úplně resekovaném stadiu I NSCLC . Pacienti byli sledováni po dobu minimálně 5 let; Mutace k-RAS byly detekovány u 34% vzorků a nebyly spojeny s celkovým přežitím (𝑃=0,517). Naopak, Slebos hlásil sérii 69 chirurgicky léčených adenokarcinomů plic, u nichž k-Ras kodon-12 bodové mutace vedly k negativnímu prognostickému faktoru pro přežití bez onemocnění (𝑃=0,038) a celkové přežití (𝑃=0,002). Tento rozdíl byl konzistentní i po úpravě faktorů, jako je Stadium, velikost nádoru a diferenciace. V prospektivní sérii 365 pacientů s resekovaným časným stádiem NSCLC léčených v Massachusetts General Hospital byly mutace k-RAS nalezeny pouze u kuřáků a byly spojeny s horším přežitím (𝑃=0, 009, log-rank test) pouze ve stadiu I onemocnění, ale ne v celé populaci . V japonské studii Fukuyama et al. zkoumali 159 případů NSCLC pro mutaci v kodonu 12 genu k-RAS a zjistili 6,9% mutovaných pacientů . Pozitivní skupina na mutaci k-RAS měla horší přežití než negativní skupina na K-RAS (𝑃<0,05). V jiné japonské studii byly mutace k-RAS detekovány v 8.3% ze 144 pacientů . Míra OS u pacientů s NSCLC s divokým typem k-RAS byla lepší než u pacientů, jejichž nádory obsahovaly mutace k-RAS (𝑃=0, 033). Miyake a kol. analyzována nádorová tkáň od 187 pacientů s NSCLC, z nichž 8% obsahovalo mutaci k-RAS . V této studii měli pacienti s divokým typem k-RAS významně lepší míru přežití než pacienti s mutovaným k-RAS (𝑃=0, 0369). V jiné studii Marks et al. vyhodnocena prognostická role EGFR a K-RAS u 296 resekovaných plicních adenokarcinomů . Pacienti byli stratifikováni na mutaci EGFR a k-RAS, mutaci k-RAS nebo absenci mutace EGFR a k-RAS. Při absenci cílených terapií byla 3letá OS 90%, 76% A 66% u pacientů s mutacemi EGFR, divokým typem EGFR/k-RAS a mutacemi k-RAS. Rozdíl v přežití mezi skupinou mutovanou EGFR a skupinou mutovanou k-RAS byl statisticky významný (𝑃=0,009). V roce 2005 systematický přehled a metaanalýza 28 studií zahrnujících celkem 3620 pacientů ukázala, že přítomnost mutací k-RAS poskytuje významně horší prognózu s kombinovaným HR 1.35 pro OS v modelu s náhodným efektem . V histologické analýze podskupin vedla mutace k-RAS ke statisticky významnému prognostickému faktoru pro přežití pouze u adenokarcinomu (HR 1,59).

dostupné údaje naznačují, že mutace k-RAS představují negativní prognostický faktor zejména u populací pacientů s vysokým výskytem mutací EGFR, jako je adenokarcinom a u asijských pacientů. Možným vysvětlením je, že u adenokarcinomu a u asijských pacientů je vysoký výskyt mutací EGFR, které jsou považovány za pozitivní prognostický faktor. Ve skutečnosti, ve studii provedené Marks et al., OS byl významně horší u plicních adenokarcinomů s mutacemi k-RAS ve srovnání s pacienty s mutacemi EGFR .

4. Mutace k-RAS jako prediktivní Biomarker

4.1. Chemoterapie

nedávné údaje naznačují, že mutace k-RAS mohou ovlivnit výsledek pacientů s NSCLC léčených chemoterapií (Tabulka 2). V adjuvantním prostředí údaje ze studie JBR10 nenaznačovaly žádný přínos adjuvantní chemoterapie u pacientů s mutací k-RAS (HR 0, 95, 𝑃=0, 87) . V lace-BIO sloučené analýze byla prognostická a prediktivní role mutací k-RAS zkoumána u 1751 pacientů léčených adjuvantní chemoterapií . Mezi hodnocenými pacienty bylo 304 (19.7%) přechovávali mutace k-RAS bez vlivu na přežití (HR 1,18, 𝑃=0,09).

několik studií zkoumalo vliv mutací k-RAS na citlivost na chemoterapii u pokročilého NSCLC. Camps et al. analyzoval stav k-RAS ve vzorcích plazmy od 308 pokročilých pacientů s NSCLC léčených cisplatinou a docetaxelem. Mezi pacienty s divokým typem k-RAS a pacienty s mutací k-RAS nebyl zjištěn žádný rozdíl v PFS (5,4 versus 5,7 měsíce, 𝑃=0,2) nebo OS (10,0 versus 9,0 měsíců, 𝑃=0,5). Další studie retrospektivně analyzovala 162 pacientů dosud neléčených chemoterapií s lokálně pokročilým / metastazujícím NSCLC, kteří dostávali chemoterapii první linie . Přítomnost mutací k-RAS neovlivnila odpověď na chemoterapii (RR, 26,5% pro divoký typ k-RAS oproti 25% pro mutant k-RAS; 𝑃=0.87) ani čas do progrese (TTP, 4,2 měsíce u mutanta k-RAS oproti 4,7 měsíce u divokého typu k-RAS; 𝑃=0,42). Kromě toho nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v přežití mezi pacienty s divokým typem k-RAS a pacienty s mutací k-RAS (14, 5 versus 18, 5 měsíce u mutací pozitivních a pacientů s divokým typem k-RAS; 𝑃=0, 52).

celkově tyto údaje naznačují, že mutace k-RAS nemají žádnou roli v predikci odpovědi na standardní chemoterapii v NSCLC, a proto by se tento test neměl používat v klinické praxi.

4.2. EGFR-TKIs

K-RAS je kritickým následným efektorem dráhy EGFR (Obrázek 2). Proto existuje biologické zdůvodnění podporující hypotézu, že nádory NSCLC s mutacemi k-RAS jsou vnitřně rezistentní na terapie zaměřené na EGFR. Ve skutečnosti mohou mutace v tomto genu vyvolat konstitutivní aktivaci kinázy, která může potlačit inhibici signalizace EGFR. Počáteční studie u malých kohort NSCLC prokázaly nedostatečnou odpověď na EGFR-TKIs u pacientů s mutacemi k-RAS . Giaccone a kol. analyzoval stav k-RAS u pacientů léčených erlotinibem v první linii a zjistil, že žádný z 10 mutovaných pacientů nereagoval na léčbu anti-EGFR . V jiné studii fáze II u starších pacientů byla hlášena Absence odpovědi na erlotinib. V této studii byly analyzovány vzorky tkáně od 41 pacientů na mutace k-RAS a všech 6 identifikovaných mutovaných pacientů bylo refrakterních na erlotinib . Pao et al. zkoumala roli mutací k-RAS u 60 plicních adenokarcinomů léčených gefitinibem nebo erlotinibem; Mutace k-RAS byly identifikovány u 9 (24%) z 38 pacientů refrakterních na kteroukoli léčivou látku, zatímco u 21 citlivých pacientů nebyla zjištěna žádná mutace . Retrospektivní analýza mutací k-RAS u pacientů léčených EGFR-TKIs byla provedena Massarelli et al. V této studii mělo 16 (22,8%) ze 70 pacientů mutaci k-RAS a všichni (100%) měli během léčby progresivní onemocnění . Tyto studie naznačují souvislost mezi mutacemi k-RAS a absencí odpovědi na EGFR-TKI. Nedávno dvě metaanalýzy ukázaly, že přítomnost mutací k-RAS byla spojena s nedostatečnou odpovědí na EGFR-TKIs u pacientů s NSCLC . Nicméně obě metaanalýzy nebyly dostatečné k určení souvislosti mezi stavem k-RAS a PFS a OS.

Obrázek 2

signalizační dráha EGFR.

Tabulka 3 uvádí údaje o mutačním stavu k-RAS a jeho vztahu k přežití ve studiích fáze III s anti-EGFR terapií. Ve studii TRIBUTE, která porovnávala chemoterapii a chemoterapii plus erlotinib, měli pacienti s mutacemi k-RAS významně kratší přežití, pokud byli léčeni chemoterapií plus erlotinibem, což naznačuje možný škodlivý účinek TKIs u pacientů, kteří mají takové mutace . Br.21 studie hodnotící erlotinib ve srovnání s placebem ve druhé a třetí linii prokázala výhodu přežití erlotinibu v celkové populaci (6, 7 versus 4, 7 měsíce, HR 0, 70; P < 0, 001) . Pro analýzu k-RAS bylo k dispozici dvě stě šest vzorků a v 16% případů byla detekována mutace k-RAS. V modelu Cox interakce mezi stavem mutace k-RAS a léčbou naznačovala nedostatek přínosu erlotinibu u pacientů s mutacemi (𝑃<0, 09). Důležité je, že při vícerozměrné analýze nebyla přítomnost mutace k-RAS prediktivní pro diferenciální léčebný účinek (𝑃=0,13) .

potenciální přínos v přežití vyvolaný erlotinibem ve studii NSCLC s mutací k-RAS byl hlášen ve studii SATURN, velké studii fáze III, která randomizovala 889 pacientů, kteří nepostupovali po chemoterapii první linie, aby dostávali erlotinib nebo placebo jako udržovací léčbu . Čtyři sta devadesát tři (55,4%) nádorových vzorků bylo analyzováno na mutace k-RAS. U pacientů léčených erlotinibem došlo k delšímu PFS bez ohledu na mutační stav k-RAS, s marginálním, i když ne významným zlepšením přežití v populaci mutovaných k-RAS (HR 0, 79). Další udržovací studie, studie ATLAS, hodnotila udržovací léčbu bevacizumabem s placebem nebo erlotinibem u metastazujících pacientů s NSCLC, kteří nepostupovali po 4 cyklech chemoterapie na bázi platiny. Přidání erlotinibu významně snížilo riziko progrese (HR 0, 72), s nejvyšším přínosem pozorovaným u pacientů s mutací EGFR . Analýza mutací k-RAS ukázala delší PFS u pacientů s divokým typem k-RAS léčených bevacizumabem/erlotinibem (HR 0, 66, log-rank 𝑃=0, 0105), ale žádný rozdíl u pacientů s mutací k-RAS (HR 0, 92, log-rank 𝑃=0.76) mezi oběma rameny. A konečně, v zájmové studii, velké studii fáze III srovnávající gefitinib a docetaxel jako terapii druhé linie u metastazujícího NSCLC, 18% pacientů mělo mutace k-RAS . Nebyly zjištěny žádné rozdíly v PFS a četnosti odpovědí v obou léčebných ramenech podle stavu K-RAS, bez důkazů o jakémkoli diferenciálním účinku přežití (𝑃=0, 51).

ačkoli pacienti, kteří mají mutaci k-RAS, nereagují na EGFR-TKIs, nelze vyloučit minimální účinek přežití. Z tohoto důvodu se v současné době testování K-RAS nedoporučuje pro vyloučení léčby EGFR-TKI u žádného pacienta s NSCLC.

4.3. Anti-EGFR monoklonální protilátka

druhou strategií zaměřenou na inhibici signalizace EGFR je použití monoklonálních protilátek vázajících extracelulární doménu receptoru. Dvě velké studie fáze III zkoumaly kombinaci cetuximabu, humánně-myší chimérické anti-EGFR IgG monoklonální protilátky, s chemoterapií versus chemoterapií samotnou . Ve studii FLEX bylo randomizováno 1125 pacientů s EGFR exprimujícím pokročilý NSCLC, kteří dostávali cisplatinu/vinorelbin v první linii s cetuximabem nebo bez něj . Přidání cetuximabu k chemoterapii vedlo k významnému, ale klinicky marginálnímu zlepšení přežití (11,3 versus 10 měsíců, HR 0,87, 𝑃=0,044) se zvýšeným rizikem toxicity, zejména febrilní neutropenie. Podobné výsledky byly pozorovány ve studii BMS099, studii fáze III, která náhodně přidělila 676 pacientů s CHEMONAÏV NSCLC k karboplatině plus taxanu oproti stejnému chemoterapeutickému režimu plus cetuximabu . Zejména pacienti byli zařazeni do studie bez ohledu na expresi EGFR. Ačkoli byl hlášen nevýznamný trend k delšímu přežití (9, 6 versus 8, 3 měsíce HR 0, 89, 𝑃=0, 17), primární koncový bod zlepšení PFS v rameni s cetuximabem nebyl splněn (4, 4 versus 4, 2 měsíce, 𝑃=0, 2). Na základě výsledků těchto studií Evropská agentura pro léčivé přípravky (EMA) nedávno zamítla schválení cetuximabu pro pokročilý NSCLC. Toto rozhodnutí jasně zdůrazňuje potřebu biomarkerů užitečných při výběru pacientů potenciálně kandidátů na léčbu cetuximabem. Nedávná analýza biomarkerů studie FLEX zdůraznila přínos přežití u pacientů s NSCLC s nadměrnou expresí EGFR i při absenci přínosu PFS . To vedlo k novému podání EMA v březnu 2011.

u pacientů s kolorektálním karcinomem s mutacemi k-RAS byl prokázán nedostatečný přínos monoklonálních protilátek proti EGFR . Stav genu k-RAS byl zkoumán i ve studiích FLEX a BMS099. Ve studii BMS099 měli pacienti s mutací k-RAS léčeni cetuximabem plus chemoterapií tendenci ke zlepšení PFS a OS než pacienti léčení pouze chemoterapií . Podobně ve studii FLEX testování genu K-RAS nedokázalo identifikovat pacienty, kteří nemají prospěch z cetuximabu, a prokázalo podobné přežití mezi pacienty s mutací k-RAS a divokým typem bez ohledu na léčbu .

tyto výsledky ukazují, že na rozdíl od případu kolorektálního karcinomu zůstává negativní prediktivní hodnota mutací k-RAS v NSCLC nejasná. Nedávno bylo navrženo možné vysvětlení odlišné role mutace k-RAS u plic a kolorektálního karcinomu. Danenberg a kol. analyzoval stav mutace k-RAS v 2693 kolorektálních a plicních vzorcích . Překvapivě byly u plic a kolorektálního karcinomu detekovány různé typy mutací k-RAS, s významnou převahou transverzí DNA k-RAS v NSCLC, pravděpodobně spojených s expozicí tabáku. Poměr základních transverzí k přechodům byl 3,27 oproti 0,77 (𝑝< 001)u NSCLC a kolorektálního karcinomu. Transverze g>t spojené s karcinogenezí tabáku (kodon 12 GGT>TGT plus GGT>GGT) představovaly 61% mutací k-RAS u NSCLC a 39% u kolorektálního karcinomu (𝑃<0,001). Je možné, že odlišný vzorec mutace a biologická funkce mohou přispět k rozdílům v prediktivní hodnotě léčby cetuximabem mezi NSCLC a kolorektálním karcinomem.

5. Závěr

testování mutací k-RAS je validovaným biomarkerem v klinické praxi k předpovědi výsledku léčby anti-EGFR u kolorektálního karcinomu. Ve významné frakci NSCLC, zejména adenokarcinomu a kuřáků, je detekovatelná mutace k-RAS, ale její prognostická a prediktivní role zůstává nejasná. Ačkoli je tato událost obecně považována za spojenou s horší prognózou a rezistencí na několik léků, včetně EGFR-TKIs, dostupné údaje jsou protichůdné a nepodporují použití testování K-RAS v klinické praxi pro výběr NSCLC.

bohužel, ačkoli mutace k-RAS jsou jednou z nejčastěji se vyskytujících onkogenových aberací u lidského karcinomu, v současné době není k dispozici žádná specifická léčba. Novou naději pro pacienty s mutací k-RAS představují nové léky, které jsou v současné době zkoumány ve studiích fáze II a III . Nedávno vědci odhalili trhlinu v molekulárním brnění RAS, vazebnou kapsu funkčního významu, která by mohla poskytnout dlouho hledaný bod útoku pro terapeutické činidlo . Dvacet pět sloučenin s afinitou k vazbě na onkoproteiny RAS bylo identifikováno nukleární magnetickou rezonanční spektroskopií. Ačkoli všechny tyto sloučeniny vykazovaly slabou afinitu k RAS proteinu a neschopnost úplně vyřadit onkoprotein, představují první generaci inhibitorů RAS, což otevírá nový pozoruhodný způsob výzkumu dalších sloučenin schopných zabránit aktivaci RAS. Při čekání na nové léky je nepřetržitá spolupráce mezi základními vědci a klinickými výzkumníky nejdůležitějším způsobem, jak dát naději našim pacientům s rakovinou.

zkratky

potvrzení

částečně podporováno italskou Asociací pro výzkum rakoviny (AIRC).