Tumor mutationsbyrde hos lungekræftpatienter (MUBULUC)

1. Aktuel viden om det felt, der undersøges

   Klinisk evidens viser, at behandling med immun checkpoint blocker (ICB) midler gavner patienter på tværs af flere tumortyper. Der er dog behov for udvikling af prædiktive biomarkører for at identificere patienter, som er mest tilbøjelige til at reagere på immunterapi.

   En ny biomarkør for respons på immunterapi er det samlede antal mutationer, der er til stede i en tumorprøve. Denne biomarkør kaldes mutationsbelastning eller tumormutationsbyrde (TMB). Det er en hypotese, at stærkt muterede tumorer er mere tilbøjelige til at huse neoantigener målrettet af aktiverede immunceller. Denne metrik, der er muliggjort af de seneste fremskridt inden for næste generations sekventeringsteknologier (NGS), især hel-eksom-sekventering (WES) og RNA-sekventering (RNA-seq), har i flere tumortyper vist sig at korrelere med patientens respons på ICB. TMB er faktisk blevet korreleret med kliniske fordele ved anti-PD-1 og anti-CTLA-4-terapi i forskellige tumortyper, herunder malignt melanom (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) med en tærskelværdi af mere end 100 ikke-synonyme enkeltnukleotidvarianter (nsSNV) pr. exom, ikke-småcellet lungecancer (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) med en tærskel, der er defineret som overordnet 178 nsSNV'er pr. exom, og flere DNA-reparationsmanglende tumorer (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). En nylig undersøgelse bekræftede prospektivt, at PFS blandt patienter med en høj tumormutationsbyrde var signifikant længere med nivolumab plus ipilimumab end med kemoterapi ved NSCLC (Hellmann et al., 2018). Samlet set foreslås en direkte sammenhæng mellem DNA-reparationsmangel, mutationslandskab, forudsagt neoantigenbelastning og klinisk aktivitet af ICB.

   TMB blev defineret som antallet af somatiske, kodende, basesubstitutions- og indelmutationer pr. megabase af det undersøgte genom. Alle basesubstitutioner og indeler i den kodende region af målrettede gener. Det er blevet vist, at TMB beregnet ved hjælp af cancergenpanel (CGP) assay stemmer godt overens med hele exome-mål for mutationsbyrde (Chalmers et al., 2017). Dette indikerer, at CGP, rettet mod hele den kodende region af flere hundrede gener, dækker tilstrækkelig genomisk størrelse til nøjagtigt at vurdere WES mutationsbyrde. Det viste sig, at frafiltrering af kimlinieændringer og sjældne varianter var vigtigt for at opnå nøjagtige målinger af TMB, og dette vil især være vigtigt hos patienter med etnisk baggrund, der ikke er godt repræsenteret i sekventeringsdatasæt. Disse resultater indikerer, at CGP er et nøjagtigt, omkostningseffektivt og klinisk tilgængeligt værktøj til måling af TMB. Resultaterne af nedprøvetagningsanalyse viser, at variationen i måling på grund af prøvetagning ved sekventering af 1,1 Mb er acceptabelt lav, hvilket resulterer i meget nøjagtige opkald af TMB ved en række TMB-niveauer. Denne prøveudtagningsvariation stiger, efterhånden som antallet af megabaser sekventeret falder, især ved lavere niveauer af TMB. Mens målrettet CGP kan bruges til nøjagtigt at vurdere TMB, er det ikke i øjeblikket egnet til identifikation af neoantigener, som kan forekomme i ethvert gen. Ikke desto mindre er den teragnostiske virkning af TMB også blevet bestemt med en målrettet CGP af FoundationOne CDx-assayet (Hellmann et al., 2018).

   Manglende vurdering af TMB kan forekomme på forskellige trin i den analytiske proces. Det kan være ved prøveoptagelsen med et lavt niveau af DNA (5-10%). NGS-behandlingen afhængigt af metoden kan føre til en procesfejl på omkring 2-3%. Og endelig vil den bioinformatiske kuration føre til 3-5% fejl. I slutningen vil TMB være ubestemt med en nedslidningsrate på 15 % af prøverne (Fondation Medicine Personal communication).

   Implementeringen af ​​tumormutationsbyrdevurdering i et landsdækkende perspektiv er udfordrende, og der bør gøres en stor indsats. Uanset metoden, WES eller stor CGP, vil målingerne af TMB ændre skalaen af ​​gensekventering i de molekylære platforme.

   Det er vigtigt, at de platforme, hvor måling af tumormutationsbelastningen vil blive implementeret, kan være i stand til at kalibrere deres CGP og sammenligne den med en standardreference for måling af TMB. Med den begrænsede mængde DNA skal den implementerede metode desuden producere pålidelige resultater for de fleste af prøverne. Platformene skal også implementere deres våde bænke-processer og deres bioinformatik-pipeline for at være i stand til at producere TMB'en i en ekspeditionstid, der er kompatibel med klinisk patientbehandling.

2. Beskrivelse af populationen af ​​studiedeltagere og begrundelse for valg af deltagere

   Som nævnt ovenfor synes TMB at være en vigtig markør for ICB-effektivitet. Det er derfor vigtigt at implementere TMB-målingen på landsdækkende niveau for at sikre lige adgang til ICB.

   Det franske Nationale Kræftinstitut (INCa) har mærket molekylære platforme, som er ansvarlige for de forskellige molekylære tests, skal etablere deres processer for at kunne klare denne nye test. Denne undersøgelse er beregnet til at teste forskellige CGP-metoder til at vurdere tumormutationsbyrde i lungecancer for at sammenligne de forskellige metoder og identificere ulemperne og fejlene ved de forskellige metoder. Resultaterne af denne undersøgelse skulle gøre det muligt at estimere behovene for implementering af TMB på landsdækkende niveau, anbefale cancergenpaneler, foreslå validerede bioinformatik-pipelines og endelig anbefale præanalytiske processer til at reducere fejlraten af ​​testene.

   Til dette formål vil denne undersøgelse bestemme TMB på patienter med lungekræft. 200 patienter med en ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) og naive af behandling vil blive rekrutteret.

   Tre årgange vil blive rekrutteret:

   • 100 patienter vil blive inkluderet uden resektion, og vi vil bestemme TMB på biopsiprøven

   • 100 patienter vil blive inkluderet efter kirurgisk resektion af deres tumor, og vi vil bestemme TMB på den resekerede prøve

     • Inden for denne kohorte vil TMB blive vurderet både på biopsiprøven og på den resekerede prøve for 20 patienter. 200 patienter vil blive indskrevet for at udføre 220 TMB-analyser.

   Deltagende sites er store platforme, som er udvalgt på baggrund af deres kapacitet til at implementere nye test, og som har alle faciliteter til at udføre den beskrevne forskning. Patienterne inkluderet i denne undersøgelse vil svare til dem, der vil modtage immun checkpoint-hæmmere i løbet af deres sygdom. Denne undersøgelse er et ikke-interventionsstudie, da det ikke vil ændre den kliniske pleje af patienterne. Vævsprøven vil blive taget under den kliniske procedure, der er nødvendig for patientpleje. Undersøgelsen vil blive foreslået til patienter efter verifikation af, at væv er blevet indsamlet på en måde, der er kompatibel med nærværende undersøgelse. Kun tumormateriale og intet kimlinje-DNA vil blive indsamlet.

   Udvalgte patienter vil være tæt på dem, der modtager ICB, og målpopulationen vil blive beriget med patienter, der er blevet kirurgisk resekeret, for at være i stand til at have nok væv til at sammenligne forskellige metoder i disse prøver til at vurdere TMB og også til at sammenligne prækirurgiske biopsier og kirurgiske prøver.

3. Beskrivelse af det eller de elementer, der undersøges

Elementer, der undersøges, er TMB for NSCLC-patienter. Nedslidningsraten (antal sager uden resultat) i TMB-estimatet vil blive vurderet. Guldstandarden for bestemmelse af TMB er WES, da den dækker alle kodende regioner. Adskillige andre metoder til cancergenpanel (CGP) er blevet beskrevet baseret på sekventering af cancergenpaneler. CGP inkluderet i denne undersøgelse vil være panelet fra Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), hjemmelavet panel med Agilent teknologi (Dedicated XT HS) og Foundation medicin F1 CDx. Det anerkendes, at størrelsen af ​​cancergenpanelerne bør være tæt på 1 Mb for at kunne måle pålideligt TMB i forskellige typer cancer.

Forskellige metoder til måling af TMB vil blive sammenlignet i denne serie om NSCLC for at validere forskellige CGP tilgængelige på markedet eller i de forskellige INCa platforme. Bioinformatikmodellering vil forsøge at korrelere TMB-resultaterne fra WES og CGP. Til dette formål, baseret på resultater af mutationsbelastning beregnet ud fra resultater af WES, vil resultater af mutationsbelastning blive ekstrapoleret baseret på et tilfældigt udvalg af 1000 gener gentaget 1000 gange. Middelværdien af ​​korrelationskoefficienten (R2) mellem tumormutationsbyrden beregnet af hele exom-sekventeringen og af de forskellige tilfældige genpaneler er 0,88 IQR [0,84-0,91] viser, at udvælgelsen af ​​gener til at estimere TMB bør evalueres omhyggeligt, før det kan bruges i klinisk praksis (upublicerede resultater). Materialet, der vil blive indsamlet under undersøgelsen, vil gøre det muligt at bestemme ydeevnen af ​​CGP implementeret i de molekylærbiologiske platforme.