Опухолевая мутационная нагрузка

Мутационная нагрузка опухоли (TMB): многообещающий биомаркер иммунного ответа, и потенциальный лидер в продвижении исследований таргетной терапии Халил Шукар, Сьюзан Моранд, Лаура Стэнбери, Джеральд Эдельман, Лэнс Дворкин и Джон Немунайтис https://www.nature.com/articles/s41417-020-0174-y#Abs1 (Статья представлена со значительными сокращениями).

Считается, что сильно мутировавшие опухоли несут повышенный уровень неоантигенов, что делает их иммуногенными и, следовательно, более чувствительными к иммунотерапии. Это основано на постулате, что мутационная нагрузка опухоли (TMB), которая количественно определяет общее число мутаций на одну мегабазу кодирующего генома в образце опухоли, стала многообещающим количественным геномным биомаркером для прогнозирования ответа на иммунотерапию, независимо от микросателлитной нестабильности (MSI) или статуса экспрессии PD-L1.

Как заболевание, обусловленное нарушением в геноме, раковые клетки приобретают генетические изменения, которые повышают их шанс на выживаемость и способность уклоняться от механизмов контроля. Воздействие экзогенных или эндогенных мутагенных факторов, а также химиотерапевтических средств, значительно увеличивают скорость образования соматических мутаций, что в конечном итоге приводят к появлению новых белков/пептидов (неоантигенов), которые могут распознаваться как «чужие» и вызывать противоопухолевый иммунный ответ, повышая клиническую эффективность ингибиторов иммунных контрольных точек. Реально TMB варьирует в разных типах опухолей с более высокими средними значениями при раковых заболеваниях, подверженных сильному мутагенному воздействию, таких как легкие, мочевой пузырь (курение) и меланома (инсоляция), по сравнению с другими типами опухолей.

Технически оценка TMB проводится секвенированием следующего поколения (NGS) образцов опухоли. В то время как первоначальные исследования TMB проводились с помощью секвенирования всего человеческого экзона (области около 22 000 генов), со временем появились более современные и целевые панели раковых генов для оценки TMB. В качестве альтернативы FoundationOne® представляет собой панельный анализ 324 генов, одобренный FDA для изучения мутаций в солидных опухолях и оценки геномных сигнатур, включая TMB и MSI. Помимо этого, представлены иные продукты для оценки TMB с вполне приемлемой стоимостью.

Одним из первых упоминаний успешного применения TNB была работа Barve М. с соавт. в начале 2014 года о лечение пациентки с метастатическим раком эндометрия, у которой было PD-L1 <1%, что свидетельствовало о нечувствительности к ингибиторам контрольных точек. Однако TMB пациентки содержал более 20 мутаций/мб ДНК, что явилось для врачей аргументом для экспериментального назначения Дурвалумаба и был получен значительный продолжительный ответ.

В нескольких ключевых исследованиях изучалась взаимосвязь между высоким уровнем TMB и ответом на ингибиторы контрольных точек в популяциях, для которых в настоящее время утверждена терапия чек-поинт ингибиторами. Исследование, проведенное Yarchoan M и соавт., оценивали частоту объективного ответа анти-PD1 и анти-PD-L1 терапии (ниволумаб, пембролизумаб, атезолизумаб, дурвалумаб, авелумаб и цемиплимаб) при различных уровнях TMB в большой подгруппе пациентов (n= 1569) со следующими типами опухолей: НМРЛ, мелкоклеточный рак легких, уротелиальный рак, меланома, ПКР, рак яичников, гепатоцеллюлярная карцинома, рак пищевода и пищеводно-желудочного переход, желудка, рак шейки матки, рак эндометрия и тройной негативный рак молочной железы. Исследование включало оценку монотерапии ингибиторами контрольных точек и TMB для каждого типа опухоли. Авторами сообщается о значительной корреляции между уровнем TMB и объективным ответом (P <0,001). Коэффициент корреляции составил 0,74, причем более высокий ТМВ коррелировал с лучшей ЧОО (линейная корреляция).

В исследовании CheckMate 227 участвовали 1004 пациента с 4-й стадией или рецидивирующим НМРЛ, которые ранее не получали химиотерапию. Оценивались терапевтический эффект и безопасность комбинации ниволумаб/ипилимумаб по сравнению с монотерапией ниволумабом и химиотерапией. Отдельно проводился анализ результатов лечения пациентов с низким и высоким уровнями ТМВ. ТМВ оценивался анализом FoundationOne® NGS с пороговым значением 10 mut/Mb. Время без прогрессирования (ВБП) у пациентов с высоким уровнем ТМВ была значительно больше при применении комбинации ниволумаба/ипилимумаба, чем при химиотерапии: 1- летняя ВБП: 42,6% против 13,2%. Медиана времени без прогрессирования: 7,2 месяца против 5,5 месяцев; HR для прогрессирования заболевания или смерти: 0,58; P <0,001).

Аналогичным образом, ЧОО составила при высокой TМB 45,3% при комбинации ниволумаб/ипилимумаб по сравнению с 26,9% при химиотерапии. Интересно, что эти результаты были независимы от уровней экспрессии PD-L1 (<1% или ≥1%) или гистологии (плоскоклеточный или неплоскоклеточный типы), что явилось одним из первых доказательств потенциальной роли TMB как биомаркера ответа на терапию иммунными препаратами, который является более информативным, чем существующие маркеры. Важно: данное наблюдение может указывать на необходимость двойной иммунотерапии у пациентов с высоким уровнем ТМВ, поскольку это отражает более высокую иммуногенность, при которой одна монотерапия может быть неэффективной. В аналогичном исследовании (CheckMate 032) с участием пациентов с SCLC, которые получали по крайней мере 1 схему химиотерапии, содержащую платину (n = 211). В исследовании сравнивалась эффективность монотерапии ниволумабом или в комбинации с ипилимумабом. В обеих группах лечения пациенты с высоким TMB имели значительно более высокие показатели ВБП в течение 1 года: 21,2% и 30,0% для ниволумаба и ниволумаба/ипилимумаба, соответственно, по сравнению с низким: 0% и 6,2%, соответственно, или средним TMB: 3,1% и 8,0% соответственно. Показатели ОВ в течение 1 года: 35,2% и 62,4% для монотерапии ниволумабом и комбинации ниволумаб/ ипилимумаб, по сравнению с низким значением TMB: 22,1% и 23,4%, соответственно, или средним TMB: 26,0 % и 19,6% соответственно. ЧОО: 21,3% и 46,2% по сравнению с низким: 4,8% и 22,2%, соответственно, или средним TMB: 6,8% и 16,0%. Кроме того, среди пациентов с полным ответом или частичным ответом на монотерапию или комбинированную терапию TMB был значительно выше, чем у пациентов со стабильным заболеванием или прогрессирующим заболеванием.В исследовании Forbe et al. Оценивалось влияние TMB у пациентов с резектабельным НМРЛ I, II или IIIA стадии (n = 22), получавших неоадъювантную терапию ниволумабом. TMB был оценено с помощью программного обеспечения VariantDx. Из 20 опухолей, которые были полностью резецированы, патоморфологический ответ (полный и частичный) произошел в 9/20 (45%) со значительной корреляцией между патоморфологическим ответом и TMB как в положительных, так и в отрицательных опухолях по PD-L1. В когорте из 76 пациентов (Ван Ф и др., 2019г) с прогрессирующим химиорезистентным немелкоклеточным раков легких, раком желудка и пищевода ответ (ЧОО и частота контроля заболевания) на терапию анти-PD1 по сравнению с химио+анти- PD1 терапией был оценен и сравнен между низким и высоким статусом TMB (определено как ≥ 12 с использованием FoundationOne® NGS). В когорте, получавшей монотерапию анти-PD1, группа с высоким уровнем TMB показала значительно более высокую ОВ по сравнению с низкой TMB (14,6 против 4,0 месяцев; HR = 0,48; P<0,05), в то время как избыточная экспрессия PD-L1 не коррелировала со значительной выживаемостью.

Наконец метаанализ, проведенный Zhu et al., в 2019г исследовал связь между TMB и исходами  онкологических пациентов, получавших ингибиторы PD-1/PD-L1, у 2661 пациента с запущенными различными солидными злокачественными новообразованиями. В исследовании пациенты с высоким TMB демонстрировали значительно более длительную ВБП по сравнению с низким, с HR в диапазоне от 0,19 до 0,64 (95% CI в диапазоне от 0,08 до 0,94), таким образом подчеркивая значительные преимущества ингибирования PD-1/PD-L1 у пациентов с высоким TMB по сравнению с пациентами с низким TMB.

Вышеупомянутые доказательства убедительно подтверждают потенциальную роль TMB как предпочтительного биомаркера для скрининга и, возможно, для проведения терапии для пациентов, которым может помочь ингибирование PD-1/PD-L1. Также существуют доказательства использования TMB в качестве биомаркера ответа на ингибиторы контрольных точек в популяциях пациентов без текущих показаний для иммунной терапии ввиду отсутствия экспрессии PD-L1 и MSS статуса.

В большом метааналитическом исследовании, упомянутом ранее (Yarchoan М. с соавт, 2017) эффект анти-PD1 или анти-PD-L1терапии оценивался в зависимости от уровня TMB. В когорту вошли пациенты с: адренокортикальным раком, анальным раком, мультиформной глиобастомой, мезотелиомой, раком поджелудочной железы, простаты и саркомами. Исследование показало значительную положительную корреляцию между высоким TMB и ЧОО (P <0,001). Исследование Goodman et al., сравнивало результаты лечения пациентов с анти-PD1, анти-PD-L1 и анти-CTLA4 с высоким TMB (определенным как ≥20 в анализе FoundationOne®) по сравнению с ТМВ низкого-среднего уровня и также включали пациентов, у которых не было текущих показаний к применению ингибиторов контрольных точек. К ним относились: рак надпочечников, аденокарцинома аппендикса, рак шейки матки, саркома, базальноклеточная карцинома, мезотелиома, рак простаты, рак щитовидной железы и карцинома уретры. Анализ полученных данных показал, что в подгруппе из 22 пациентов с высоким TMB, но без показаний для иммунотерапии контрольными точками, демонстрировали эффект от иммунотерапии. В популяции, которая исключила пациентов с немелкоклеточным раком легких и меланомой, анализ показал частоту объективного ответа 47% в группе с высоким TMB (против 9% в группе с низким уровнем среднего; P = 0,006) и время без прогрессирования 10,0 месяцев (против 2,1 месяца; P = 0,003).

Пациентка с аденокарциномой эндометрия (Mehnert JM et al.J Clin Res. 2016) после неэффективных 3 линий терапии и высоким статусом TMB достигла стойкого ответа в течение более 14 месяцев (сохранялся на момент публикации случая), а также симптоматического улучшения.

У пациента с метастатической увеальной меланомой, резистентной к предыдущим линиям терапии и TMB в пять раз выше среднего, лечение комбинацией ипилимумаба и пембролизумаба привело к положительному клиническому ответу (Johansson PA., 2019).  У пациента была выживаемость в течение 2 лет с метастатическим заболеванием.

В исследовании Saller et al. Пациент с прогрессирующей саркомой Капоши, резистентной к химиотерапии, был успешно пролечен пембролизумабом. Пациент имел промежуточный TMB (7 mut / Mb) и получил полный эффект от лечения. Сообщалось, что 53-летняя женщина с внутрипеченочной холангиокарциномой, не поддающаяся хирургическому вмешательству успешно прошла курс лечения пембролизумабом (Mou H et al., 2018). Пациентка имела высокую экспрессию PD-L1 (TPS 80%) и высокий TMB (19,3Mut / Mb), ей было проведено шесть циклов химиотерапии + пембролизумаб, затем только пембролизумаб, и она достиг полного ответа в течение 10 месяцев, прежде чем была потеряна для последующего наблюдения.

Интересно, также сообщения о случаях ответа на ингибитор контрольных точек у пациентов с высоким TMB, но отрицательным статусом PD-L1: 64-летний пациент с метастатической отрицательной PD-L1 (<1%) крупноклеточной нейроэндокринной карциномой, резистентной к химиотерапии и лучевой терапии лечился пембролизумабом после того, как у него был обнаружен высокий уровень TMB (24,76 Mut / Mb по результатам анализа FoundationOne®. (Ван В.Е. и др,2017г). В течение одного цикла терапии все видимые поражения уменьшились, и новых поражений не наблюдалось. Сообщалось также о подобном случае опухоли, отрицательной по PD-L1, но с высоким содержанием TMB (Шараби А и др,2017г): у 48-летней женщины с метастатической, резистентной к химиотерапии нейроэндокринной карциномой шейки матки был обнаружен PD-L1-негативный геномный профиль с высоким содержанием TMB (53 Mut/Mb) по данным NGS (FoundationOne®). Пациентка проходила лечение стереотаксической лучевой терапией и ниволумабом и продемонстрировала замечательный местный и системный ответ с почти полным исчезновением опухоли в течение более 10 месяцев и продолжался на момент публикации.

Заключение: TMB является новым биомаркером чувствительности к ингибиторам иммунных контрольных точек, и многие исследования показывают более значительную связь с ответом на иммунную терапию блокадой PD-1, PD-L1 и CTLA-4, чем экспрессия PD- 1/PD-L1. Пациенты с высоким статусом TMB продемонстрировали более длительную выживаемость по сравнению с пациентами с низким или промежуточным TMB, и, что важно - независимо от статуса PD-L1! Несмотря на это, ни одно проспективное исследование еще не установило полезность TMB для назначения иммунной терапии, данный материал может быть интересен практическим врачам для размышления в качестве возможной опции применения чек-пойнт ингибиторов.

PS: Осенью 2020 года в США на основании исследования KEYNOTE-158 зарегистрировано показание для назначения пембролизумаба вне зависимости от органной принадлежности при TMB не менее 10 мутаций на мегабазу в опухоли.