Mutační zátěž nádoru u pacientů s rakovinou plic (MUBULUC)

1. Aktuální poznatky o zkoumaném oboru

   Klinické důkazy prokazují, že léčba látkami blokujícími imunitní kontrolní bod (ICB) je přínosná pro pacienty s více typy nádorů. K identifikaci pacientů, u nichž je největší pravděpodobnost odpovědi na imunoterapii, je však zapotřebí vývoj prediktivních biomarkerů.

   Nově vznikajícím biomarkerem odpovědi na imunoterapii je celkový počet mutací přítomných ve vzorku nádoru. Tento biomarker se nazývá mutační zátěž nebo nádorová mutační zátěž (TMB). Předpokládá se, že vysoce mutované nádory s větší pravděpodobností obsahují neoantigeny cílené aktivovanými imunitními buňkami. Ukázalo se, že tato metrika, kterou umožnil nedávný pokrok v technologiích sekvenování nové generace (NGS), zejména sekvenování celého exomu (WES) a sekvenování RNA (RNA-seq), u několika typů nádorů koreluje s reakcí pacienta na ICB. TMB byla skutečně korelována s klinickými přínosy anti-PD-1 a anti-CTLA-4 terapie u různých typů nádorů, včetně maligního melanomu (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) s prahem více než 100 nesynonymních jednonukleotidových variant (nsSNV) na exom, nemalobuněčné karcinomy plic (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) s prahem definovaným jako lepší než 178 nsSNV na exom a několik s deficitem opravy DNA nádory (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). Nedávná studie prospektivně potvrdila, že PFS u pacientů s vysokou nádorovou mutační zátěží bylo významně delší u nivolumab plus ipilimumab než u chemoterapie u NSCLC (Hellmann et al., 2018). Celkově se předpokládá přímá souvislost mezi nedostatkem opravy DNA, mutační krajinou, předpokládanou zátěží neoantigeny a klinickou aktivitou ICB.

   TMB byl definován jako počet somatických, kódujících mutací, substitucí bází a indelových mutací na megabázi zkoumaného genomu. Všechny substituce bází a indely v kódující oblasti cílových genů. Ukázalo se, že TMB vypočítaná pomocí testu rakovinného genového panelu (CGP) dobře souhlasí s celkovými exomovými měřeními mutační zátěže (Chalmers et al., 2017). To naznačuje, že CGP, zacílený na celou kódující oblast několika stovek genů, pokrývá dostatečnou velikost genomu pro přesné posouzení mutační zátěže WES. Bylo zjištěno, že odfiltrování zárodečných změn a vzácných variant bylo důležité pro získání přesných měření TMB, a to bude zvláště důležité u pacientů z etnického prostředí, které nejsou dobře zastoupeny v souborech sekvenačních dat. Tato zjištění naznačují, že CGP je přesný, nákladově efektivní a klinicky dostupný nástroj pro měření TMB. Výsledky analýzy sestupného vzorkování ukazují, že odchylky v měření způsobené vzorkováním při sekvenování 1,1 Mb jsou přijatelně nízké, což má za následek vysoce přesné volání TMB na řadě úrovní TMB. Tato variace vzorkování se zvyšuje se snižujícím se počtem sekvenovaných megabází, zejména na nižších úrovních TMB. Zatímco cílený CGP může být použit k přesnému stanovení TMB, není v současné době vhodný pro identifikaci neoantigenů, které se mohou vyskytovat v jakémkoli genu. Nicméně, theragnostický dopad TMB byl také stanoven s cíleným CGP testem FoundationOne CDx (Hellmann et al., 2018).

   Selhání posouzení TMB může nastat v různých krocích analytického procesu. Může to být při odběru vzorku s nízkou hladinou DNA (5-10 %). Zpracování NGS v závislosti na metodě může vést k selhání procesu kolem 2-3%. A konečně, bioinformatická léčba povede k 3-5% selhání. Na konci bude TMB neurčená s mírou opotřebení u 15 % vzorků (osobní sdělení Nadace Medicine).

   Implementace hodnocení nádorové mutační zátěže v celostátní perspektivě je náročná a je třeba vyvinout velké úsilí. Bez ohledu na metodu, WES nebo velký CGP, měření TMB změní rozsah genového sekvenování na molekulárních platformách.

   Je důležité, aby platformy, kde bude měření mutační zátěže nádoru implementováno, byly schopny kalibrovat svůj CGP a porovnat jej se standardní referencí pro měření TMB. Navíc s omezeným množstvím DNA musí implementovaná metoda poskytovat spolehlivé výsledky pro většinu vzorků. Platformy také potřebují nasadit své procesy na mokré stolici a své bioinformatické potrubí, aby byly schopny vyrobit TMB v čase obratu kompatibilním s řízením klinických pacientů.

2. Popis populace účastníků studie a zdůvodnění výběru účastníků

   Jak bylo uvedeno výše, TMB se zdá být důležitým ukazatelem účinnosti ICB. Je proto důležité zavést měření TMB na celostátní úrovni, aby byl zajištěn rovný přístup k ICB.

   Francouzský národní institut pro rakovinu (INCa) označil molekulární platformy, které mají na starosti různé molekulární testy, aby zavedly své procesy, aby byly schopny tomuto novému testu čelit. Tato studie je určena k testování různých metod CGP k posouzení mutační zátěže nádorů u rakoviny plic, aby bylo možné porovnat různé metody a identifikovat nevýhody a selhání různých metod. Výsledky této studie by měly umožnit odhadnout potřeby implementace TMB na celostátní úrovni, doporučit panely rakovinných genů, navrhnout validované bioinformatické pipeline a nakonec doporučit preanalytické procesy pro snížení neúspěšnosti testů.

   Za tímto účelem tato studie určí TMB u pacientů s rakovinou plic. Bude přijato 200 pacientů s nemalobuněčným karcinomem plic (NSCLC), kteří dosud nebyli léčeni.

   Budou přijaty tři kohorty:

   • Zařazeno bude 100 pacientů bez resekce a na bioptickém vzorku určíme TMB

   • Zařazeno bude 100 pacientů po chirurgické resekci jejich nádoru a na resekovaném vzorku určíme TMB

     • V této kohortě bude vyšetřena TMB jak na bioptickém vzorku, tak na resekovaném vzorku u 20 pacientů. K provedení analýzy 220 TMB bude zařazeno 200 pacientů.

   Zúčastněná místa jsou velké platformy, které byly vybrány na základě jejich schopnosti implementovat nové testy a které mají všechna zařízení pro provádění popsaného výzkumu. Pacienti zahrnutí do této studie budou odpovídat pacientům, kteří budou dostávat inhibitory imunitního kontrolního bodu v průběhu jejich onemocnění. Tato studie v neintervenční studii, protože nebude modifikovat klinickou péči o pacienty. Vzorek tkáně bude odebrán během klinického postupu potřebného pro péči o pacienta. Studie bude navržena pacientům po ověření, že tkáně byly odebrány způsobem, který je kompatibilní s touto studií. Bude odebrán pouze nádorový materiál a žádná zárodečná DNA.

   Vybraní pacienti budou blízcí těm, kteří dostávají ICB, a cílová populace bude obohacena o pacienty, kteří byli chirurgicky resekováni, aby bylo možné v těchto vzorcích porovnat různé metody pro stanovení TMB a také pro porovnání předoperační biopsie a chirurgické vzorky.

3. Popis zkoumaného prvku nebo prvků

Sledovanými prvky jsou TMB pacientů s NSCLC. Bude hodnocena míra opotřebení (počet případů bez výsledku) v odhadu TMB. Zlatým standardem pro stanovení TMB je WES, protože pokrývá všechny kódující oblasti. Bylo popsáno několik dalších metod panelu rakovinných genů (CGP) založených na sekvenování panelů rakovinných genů. CGP zahrnutý do této studie bude panel od Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), podomácku vyrobený panel s technologií Agilent (Dedicated XT HS) a Foundation medicine F1 CDx. Je známo, že velikost panelů rakovinných genů by se měla blížit 1 Mb, aby bylo možné spolehlivě měřit TMB u různých typů rakoviny.

Různé metody měření TMB budou v této sérii porovnány na NSCLC za účelem ověření různých CGP dostupných na trhu nebo v různých platformách INCa. Bioinformatické modelování se pokusí korelovat výsledky TMB z WES a CGP. Pro tento účel, na základě výsledků mutační zátěže vypočítaných z výsledků WES, budou výsledky mutační zátěže extrapolovány na základě náhodného výběru 1000 genů opakovaných 1000krát. Průměr korelačního koeficientu (R2) mezi mutační zátěží nádoru vypočítanou sekvenováním celého exomu a různými náhodnými genovými panely je 0,88 IQR [0,84-0,91] ukazující, že výběr genů pro odhad TMB by měl být před použitím v klinické praxi pečlivě vyhodnocen (nepublikované výsledky). Materiál, který bude shromážděn během studie, umožní určit výkon CGP implementovaného na platformách molekulární biologie.