CMS4 好ましくない結腸直腸がんサブタイプの診断のための FAPI 分子イメージング (FoCus)

CRCは世界で3番目に多いがんであり、オランダでは年間約14,000人が新たに診断され、約5,000人が死亡しています（世界レベルでは190万人、93万5,000人）。 CRC は、予後、治療反応、および根底にある腫瘍生物学の点で不均一な疾患です。 原発性大腸癌腫瘍の大規模転写プロファイリングにより、4 つの異なるコンセンサス分子サブタイプ (CMS) の存在が明らかになりました。CMS は、現在、大腸癌の最も堅牢な分子分類システムです。 この分類システムは、原発腫瘍の位置、組織病理学的悪性度、予後などの臨床変数との重要な関連性を示します。 CMS4は、すべての初期段階のCRC患者の約25%を占め、進行した病期でより蔓延しています(ステージIVでは約40%)。 さらに、CMS4 サブタイプは予後が悪いという特徴があります（例: 他のサブタイプと比較して、無再発生存ハザード比（HR）は約 1.75）、特に早期 CRC では、（多くの場合オキサリプラチンをベースとした）標準的な全身治療レジメンからの利益が少ない可能性があります。 興味深いことに、CMS4 CRC はイリノテカンベースの化学療法レジメンからより多くの恩恵を受けるようです。 これは、転移の場合、第一選択の全身療法レジメンがイリノテカンベースのレジメンではなくオキサリプラチンであることが多いため、関連しています。 さらに、腫瘍細胞は（フルオロピリミジンベースの）化学療法にさらされた後に CMS4 表現型を獲得する可能性があり、これが治療抵抗性に寄与する可能性があります。 これまでのところ、CMS4 を標的とした効果的な臨床使用可能な治療法はありませんが、これは活発な研究分野です。 例えば、最近、原発性結腸癌において、生存率の向上に関連する遺伝子発現変化を特徴とするCMSスイッチング（CMS4からCMS2）薬としてイマチニブが価値がある可能性があることが示された。 さらに、MoTriColor 研究では、通常 CMS4 CRC サブタイプで活性化される活性化トランスフォーミング成長因子ベータ (TGF-β) サインを持つ進行化学療法抵抗性 CRC 患者を対象に、TGF-β 受容体阻害剤 (galunisertib) とカペシタビンの併用を研究しています。 (NCT04031872)。 最後に、前述のように、CMS4 負荷が高い CRC 患者は、オキサリプラチン ベースの治療計画と比較して、イリノテカン ベースの治療レジメンからより多くの利益を得る可能性があります。

CMS4 腫瘍で上方制御される遺伝子サインは、CAF が寄与する TGF-β シグナル伝達、上皮間葉移行および間質浸潤に関連する遺伝子です。 過去 10 年間、腫瘍生物学に対する腫瘍間質の影響が広範囲に研究されてきました。 腫瘍間質で最も顕著な細胞は CAF です。 CAFと正常な線維芽細胞を区別する細胞表面マーカーの1つはFAPです。

FAP は胚形成および創傷治癒中に発現します。 健康な成人組織では、FAP はほとんど発現しません。 しかし、FAP は多くの異なる固形腫瘍の腫瘍間質内の CAF で過剰発現されます。 これは、細胞外マトリックスのリモデリングを通じて腫瘍細胞の遊走を可能にし、腫瘍微小環境において血管新生促進および免疫抑制作用があると報告されています。 FAP 発現が高いと、CRC を含む多くの上皮がんにおける全生存率の低下と関連しています。 原発性大腸癌腫瘍サンプルの IHC に基づく高い FAP 発現は、生存率の低下と関連しています (HR: 1.72、95% CI: 1.58-9.48、 p = 0.009)。

2018年に、FAPを標的とする新しい放射性トレーサーの最初の臨床データが発表されました。 この放射性トレーサー、[68Ga]-FAPI は、キノリン小分子 FAP 阻害剤、FAPI に基づいています。 過去 5 年間で、さまざまな種類のがんを患う 3,000 人を超えるがん患者の FAPI 画像データが公開されました。 また、複数の出版物が、イットリウム-90、ルテチウム-177 ([177Lu])、またはサマリウム-153 による最後の治療法として使用される FAP 標的放射性リガンドについて報告しており、一部の患者では数か月間安定した疾患を示しています。 [177Lu]-DOTA-FAPI を調査する第 1 相臨床試験は現在募集中です (NCT04849247)。 さらに、別のグループは最近、[177Lu]放射性標識FAP阻害剤を使用したいくつかのファースト・イン・ヒト研究を実施し、FAPI化合物を使用した治療療法の可能性をさらに示しています。

データはまだ不足していますが、3 つの研究が腫瘍の FAPI 取り込みと IHC による FAP 発現に関連しており、すべて有意な正の相関関係を示しました (r = 0.43-0.94)。 ある研究では、切除または生検によって得られた組織間のこの相関関係を比較し、切除後の相関関係がより強いことが判明しました。 これは、腫瘍内での FAP の発現が不均一であるため、サンプリング方法が重要であることを示しています。

FAPI の低いバックグラウンド活性と高い腫瘍取り込みにより、非常に鮮明な腫瘍描写が得られ、[68Ga]-FAPI PET は 2019 年に核医学学会および分子イメージング画像オブザイヤーを受賞しました。 これまでに、(転移性) CRC 患者 68 人の [68Ga]-FAPI PET データが公開されています。 取り込み値は原発性および転移性 CRC で高く、正常肝臓を含むバックグラウンドでの取り込みは非常に低かった (詳細についてはセクション 4.1b も参照)。 さらに、CRC における FAPI の取り込みには大きなばらつきがあります（例: CRC肝転移全体のSUVmax標準偏差は3.6）、FAP発現の変動を視覚化できることを示しています。

この好ましくないCRCサブタイプに対するCMS4を標的とした治療戦略の開発には、個々のがん患者のすべての病変（原発性および転移性）のCMS4状態を包括的に定量的に評価するための、堅牢で臨床的に適用可能な診断検査が必要です。 腫瘍生検の RNA 配列決定に基づく 273 遺伝子の分類子が、CMS4 を診断するための現在の参照標準ですが、代替検査が開発されています。 これらの検査はすべて腫瘍サンプルを必要とし、CMS 状態の病変内および病変間の不均一性により解釈が複雑になります。 たとえば、これらの検査の 1 つを使用して、調査した 20 個の原発性 CRC 腫瘍のうち 55% で CMS4 陽性腫瘍領域と陰性腫瘍領域の両方が示され、同じ患者内でも原発腫瘍部位と転移腫瘍部位の間で CMS4 の状態が大きく異なる可能性があることがわかりました。 さらに、我々は、術前の概念実証ウィンドウ研究でCMS4特異的治療法としてのイマチニブの可能性を研究するためにCMS4 CRC患者を前向きに選択するための結腸内視鏡検査中の多領域腫瘍生検により、再び広範な腫瘍内腫瘍が確認されたことを示した。 CMS4 の異質性。

この空間的な CMS4 の不均一性を超えて、CMS4 は化学療法中に時間的な不均一性を示す可能性もあります。これは、術前化学療法が CMS4 サブタイプの独立した危険因子であった 129 件の原発性大腸癌および対肝転移で示されています。 患者由来のCRCオルガノイドに関する実験研究によって我々が裏付けることができた観察は、そのようなオルガノイドをin vitroで6回の短いサイクルの5-フルオロウラシルに曝露すると、間葉様（CMS4）遺伝子シグネチャーを誘導したというものである。 この兆候は、公的に入手可能な遺伝子発現データを持つ大規模な大腸がん患者の予後不良に関連していました。

広範な組織生検プロトコルは、CMS の不均一性というこの問題に対処し、正確な CMS4 診断を可能にする可能性がありますが、日常的な臨床診療では困難であり、患者にとって負担がかかります。 CMS4 診断検査の有望な代替案は、全身分子イメージングによる生体内での CMS4 の定量的評価を可能にする放射性トレーサーを使用することです。 このイメージングモダリティは、診断目的で、（標的）治療のコンパニオン診断として、または診断用放射性トレーサーを使用して患者を選択し、その後同じ放射性トレーサーで治療を行う「治療的」戦略の一部として、不均一な発現を持つバイオマーカーを評価するのに特に適しています。治療用化合物に標識されたトレーサー。 FAP は、この CRC サブタイプに豊富に存在する CAF 上で高度に発現しているため、CMS4 の分子イメージング標的の優れた候補です。 実際、我々は、腫瘍生検で単一マーカーとして測定されたFAP遺伝子発現がCMS4を他のCRCサブタイプから正確に識別することを発見した(AUROC: 0.91; 95% CI: 0.90-0.93)。 さらに、公表されたデータの再分析により、15 人の CRC 患者と腫瘍部位内およびそれらの間で顕著な [68Ga]-FAPI 取り込みの不均一性が示され、CMS4 CRC を診断するためのこのトレーサーの潜在的な価値が確認されました。

FoCus 研究では、[18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT によって in vivo で評価された FAP タンパク質発現を CMS4 ステータスに関連付けることにより、次のステップに進みます。 当社はこれまで、SOFIE iTheranostics (FAPI トレーサーの世界的ライセンス所有者) と協力して、2021 年 4 月に最初のグループとしてオランダで臨床導入し、[68Ga]-FAPI-46 イメージングの経験を積みました。 2023 年 9 月までに、診断上のジレンマを抱えた 20 人のがん患者を画像化してきましたが、スキャンはすべてにおいて有意義に貢献しました。 どの患者も副作用を経験しておらず、文献から予想されるように、腫瘍対バックグラウンドの比率は優れていました。 フッ化物 18 ([18F]) イメージングは​​、画質、コントラスト、調和性、日常使用の容易さの点でガリウム 68 ([68Ga]) よりも優れています。 これらの理由により、当社は、Cyclotron Noordwest BV が SOFIE iTheranostics と協力して製造した [18F]-ALF-FAPI-74 を使用して FoCus の開発を進めます。

私たちは、[18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT と腫瘍病変レベルの CMS4 状態との関係を、特に CRC 肝転移切除術の対象となる患者において研究します。1) CMS4 はステージ IV の疾患でより蔓延しており、それにより統計が改善されます。下位の CRC ステージと比較した効率。 2) 患者は多発性肝転移を患っていることが多く、同時性疾患の場合は原発腫瘍も外科的に切除されるため、病変レベルでの有効サンプルサイズがさらに向上し、患者内の不均一性の評価も可能になります。 したがって、この患者集団は概念実証には理想的です。 しかし、この特定の大腸がん患者サブグループから得られた病変レベルのCMS4状態に対する[18F]-ALF-FAPI-74 PET/CTの診断価値に関する結果は、他の大腸がん病期および症状に向けて一般化され、したがって臨床的に関連する可能性がある。

FoCus が、[18F]-ALF-FAPI-74 PET/CT が確かに転移性 CRC 患者の CMS4 負荷を評価する強力な診断検査であることを示した場合、大規模な組織サンプリングを必要とせずに、患者選択のための不可欠なバイオマーカーとしてその後の応用を構想します。 - (転移性) CRC に対する CMS4 サブタイプを標的とした治療戦略を開発および評価するための臨床研究。 これには、FAPI 自体が治療用化合物の標的部分として機能する治療戦略が含まれます。 これらの取り組みは、最終的には、個別化された CMS4 治療戦略、患者の転帰、および CRC 患者の生活の質の改善につながる可能性があります。