進行肺腺癌患者における予後ツールとしての循環腫瘍 DNA (ctDNA)

EGFR-TKI および ALK-TKI は 70% という高い奏効率を達成できますが、TKI で治療されたすべての患者は必ず治療に対する耐性を獲得します。 無増悪生存期間の中央値は 10 ～ 16 か月です。 TKIに対する獲得耐性の最も一般的なメカニズムは、元の腫瘍に存在していた耐性がん細胞の少数の亜集団の治療によるクローン選択です。 EGFR 変異 T790M の出現は、EGFR-TKI に対する耐性を獲得した患者の約 50 ～ 70% で発生します。 他の EGFR 変異、およびホスファチジルイノシトール-4,5-ビスリン酸 3-キナーゼ触媒サブユニット アルファ (PIK3CA) および B-Raf Proto-Oncogene (BRAF) の変異も EGFR-TKI 耐性と関連していますが、それらは低頻度で発生します。 ALK-TKI に対する耐性はより複雑で、さまざまな耐性変異が関与しています。

TKI 耐性は、NSCLC の臨床管理における主要な問題のままです。 耐性を獲得した患者は、第 2 世代の TKI で治療できますが、まだ FDA の承認は得られていませんが、併用療法戦略によって治療することもできます。 したがって、疾患の経過全体にわたる腫瘍の分子特性評価は、新薬を腫瘍の進化するゲノムプロファイルに一致させ、効果的な個別化治療を導くのに役立ちます。 ただし、腫瘍の分子シグネチャを監視するための連続組織サンプリングは、侵襲的で非現実的であり、日常的な臨床診療ではありません。 ジェノタイピングに十分な組織材料を入手することも、組織サンプリングの大きなハードルです。 腫瘍のゲノム プロファイルの非侵襲的な連続分析を可能にする技術を開発する必要があります。

無細胞循環 DNA は、細胞または細胞断片に関連付けられていない、循環中に見られる断片化された DNA です。 腫瘍細胞が死ぬと、腫瘍の DNA が血流に放出されます。 循環腫瘍 DNA (ctDNA) として知られる腫瘍由来の無細胞循環 DNA は、腫瘍に存在する変異を持っているため、正常細胞由来の無細胞循環 DNA と区別することができます。 ctDNA の検出とその濃度は、腫瘍の病期とがんの生存率と相関することが示されています。 さらに、血漿中の ctDNA を使用して固形がんのゲノム変化を検出することができ、対になったホルマリン固定パラフィン包埋 (FFPE) と血漿 DNA サンプル間で検出された変異に高い一致性があることが示されています。

結腸直腸癌患者における EGFR 遮断に対する獲得耐性の研究では、疾患が進行するまで 4 週間間隔で繰り返し血清サンプルが収集されました。 数学的モデリングを使用したこの研究では、次の重要な発見がありました。耐性変異は、治療開始前に腫瘍内のクローン亜集団に存在し、サブクローンが拡大するのにかなり一貫した期間 (約 5 ～ 6 か月) を要しました。そして病変を再増殖させ、循環する耐性変異は、疾患進行のレントゲン写真の証拠の数ヶ月前に検出される可能性があります。 この独創的な研究は、個別化された治療を促進し、それによって寛解を延長するために、非侵襲的な方法で腫瘍のゲノム進化と選択を追跡するための ctDNA テストの使用の可能性を実証しました。

研究者らは、EGFR 変異を有する進行期の肺腺癌患者における EGFR 変異の血漿検出を実証し、EGFR-TKI の被験者の予後と相関しています。 ある前向き研究では、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応 (RT-PCR) を使用して、進行 NSCLC 患者の ctDNA の EGFR 変異を検出しました。 ベースライン時 (治療前) に EGFR 変異 + であった患者の中で、治療 (化学療法 +/- エルロチニブ) のサイクル 3 で EGFR 変異を失った患者は、無増悪生存期間が良好でした。生存期間の中央値は、ベースラインとサイクル 3 でそれぞれ EGFR 変異 (+,+) と (+,-) の患者で 7.2 か月対 12.0 か月でした。

他の研究では、他の発癌性変異、特に KRAS 変異の実現可能性も実証されています。

これらの研究は、ctDNA の腫瘍変異を検出する可能性を示しましたが、単一の遺伝子 (EGFR や KRAS など) の検査に限定されていました。

他の研究では、NSCLC 患者に次世代シーケンスを適用していました。 スタンフォード大学の Max Diehn の研究室は、130 を超える遺伝子のディープ シーケンスによって ctDNA を定量化する方法を開発しました。 対になった血漿 DNA と腫瘍組織サンプルを使用した 17 人の患者で、以前に組織で同定されたすべての変異に加えて、多くの追加の体細胞バリアントを検出することができました。 彼らはまた、ctDNA のレベルが腫瘍の体積と高度に相関していることも発見しました。 彼らの研究では複数の遺伝子を調べましたが、ctDNA の変異を追跡し、特定の変異を治療結果と相関させるための有望な要素はありませんでした。

化学療法を受けている患者の ctDNA の検査は行われたことがありません。 ゲノムプロファイリングにより、化学療法に対する耐性と反応に関連する変異を特定できます。

したがって、研究者らは、第一選択のTKIまたは化学療法で治療された進行NSCLC患者を対象に、連続血液サンプルを前向きに収集し、ctDNAの次世代シーケンシングを使用して進化的ゲノムプロファイルを調べる縦断的研究を提案している. この研究は、進行NSCLC患者の治療反応と生存を予測するためのゲノムマーカーを特定する際のctDNA検査の有用性を評価することを目的としています。

この提案された研究は、第一選択のTKIまたは化学療法で治療された患者のNSCLCの予後に関するゲノムマーカーを特定する際のctDNAの有用性を調べます。 診断後、患者は3か月間隔で追跡されます。 各研究訪問時に、血漿サンプルが収集され、臨床的に示される場合はいつでも、組織サンプルも取得されます。 腫瘍のゲノムプロファイリングは、FFPE 組織サンプルおよび前向きに収集された血漿サンプルから抽出された ctDNA で行われます。 目的は次のとおりです。

1. ctDNA と腫瘍組織 DNA に見られる体細胞変異の一致と不一致を判断する。
2. (a) EGFR-TKI 治療、(b) ALK-TKI 治療、または (c) 化学療法を受けた患者の予後 (治療反応および無増悪生存期間) に関連する ctDNA の変異を特定すること。
3. (a) 経時的な総 ctDNA 濃度の変動、(b) 耐性/再発に関連する変異が血漿中で最初に検出される時期、および (c) 耐性関連の変異画分がどのように突然変異は時間とともに変化します。
4. 目的 2 と 3 の情報を組み合わせて、(a) EGFR-TKI 治療、(b) ALK-TKI 治療、または (c) 化学療法を受ける患者の予後予測モデルを開発すること。