Tumor Mutational Burden bij longkankerpatiënten (MUBULUC)

1. Actuele kennis over het onderzoeksgebied

   Klinisch bewijs toont aan dat behandeling met immuuncheckpointblokkers (ICB) gunstig is voor patiënten met meerdere tumortypes. De ontwikkeling van voorspellende biomarkers is echter nodig om patiënten te identificeren die het meest waarschijnlijk zullen reageren op immunotherapie.

   Een opkomende biomarker voor respons op immunotherapie is het totale aantal mutaties dat aanwezig is in een tumorspecimen. Deze biomarker wordt mutatiebelasting of tumormutatiebelasting (TMB) genoemd. Er wordt verondersteld dat sterk gemuteerde tumoren meer kans hebben om neoantigenen te bevatten die het doelwit zijn van geactiveerde immuuncellen. Deze maatstaf, mogelijk gemaakt door recente ontwikkelingen in next-generation sequencing (NGS)-technologieën, met name whole-exome sequencing (WES) en RNA-sequencing (RNA-seq), is bij verschillende tumortypes aangetoond om te correleren met de respons van de patiënt op ICB. De TMB is inderdaad gecorreleerd met klinische voordelen van anti-PD-1- en anti-CTLA-4-therapie bij verschillende tumortypes, waaronder kwaadaardig melanoom (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) met een drempelwaarde van meer dan 100 niet-synonieme single-nucleotide varianten (nsSNV) per exoom, niet-kleincellige longkankers (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) met een drempel gedefinieerd als superieur aan 178 nsSNV's per exoom, en verschillende DNA-reparatie-deficiënte tumoren (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). Een recente studie bevestigde prospectief dat de PFS bij patiënten met een hoge tumormutatielast significant langer was met nivolumab plus ipilimumab dan met chemotherapie bij NSCLC (Hellmann et al., 2018). Over het algemeen wordt een direct verband gesuggereerd tussen DNA-reparatiedeficiëntie, mutatielandschap, voorspelde neoantigeenbelasting en klinische activiteit van ICB.

   TMB werd gedefinieerd als het aantal somatische, coderings-, basensubstitutie- en indel-mutaties per onderzochte megabase van het genoom. Alle basesubstituties en indels in het coderende gebied van gerichte genen. Er is aangetoond dat TMB, berekend met behulp van een kankergenenpanel (CGP)-assay, goed overeenkomt met volledige exome-metingen van mutatiebelasting (Chalmers et al., 2017). Dit geeft aan dat CGP, gericht op het gehele coderende gebied van enkele honderden genen, voldoende genomische omvang beslaat om WES-mutatielast nauwkeurig te beoordelen. Er werd vastgesteld dat het uitfilteren van kiembaanveranderingen en zeldzame varianten belangrijk was voor het verkrijgen van nauwkeurige metingen van TMB, en dit zal vooral belangrijk zijn bij patiënten met een etnische achtergrond die niet goed vertegenwoordigd zijn in datasets voor sequencing. Deze bevindingen geven aan dat CGP een nauwkeurige, kosteneffectieve en klinisch beschikbare tool is voor het meten van TMB. De resultaten van downsampling-analyse tonen aan dat de variatie in meting als gevolg van sampling bij het sequentiëren van 1,1 Mb acceptabel laag is, wat resulteert in een zeer nauwkeurige aanroep van TMB op een reeks TMB-niveaus. Deze bemonsteringsvariatie neemt toe naarmate het aantal megabases waarvan de sequentie wordt bepaald afneemt, vooral bij lagere niveaus van TMB. Hoewel gerichte CGP kan worden gebruikt om TMB nauwkeurig te beoordelen, is het momenteel niet geschikt voor de identificatie van neoantigenen, die in elk gen kunnen voorkomen. Niettemin is de theragnostische impact van TMB ook bepaald met een gerichte CGP door de FoundationOne CDx-assay (Hellmann et al., 2018).

   Het niet kunnen beoordelen van de TMB kan optreden bij verschillende stappen in het analyseproces. Het kan bij de monsterverwerving zijn met een laag DNA-gehalte (5-10%). De NGS-verwerking kan, afhankelijk van de methode, leiden tot een procesfout van ongeveer 2-3%. En tot slot zal de bioinformatische curatie leiden tot een mislukking van 3-5%. Op het einde zal de TMB onbepaald zijn met een verlooppercentage van 15% van de monsters (Fondation Medicine Persoonlijke mededeling).

   De implementatie van de beoordeling van tumormutatielast in een landelijk perspectief is een uitdaging en er moeten grote inspanningen worden geleverd. Wat de methode ook is, WES of grote CGP, de metingen van TMB zullen de schaal van gensequencing in de moleculaire platforms veranderen.

   Het is belangrijk dat de platforms waar de meting van de tumormutatielast zal worden geïmplementeerd, hun CGP kunnen kalibreren en vergelijken met een standaardreferentie voor het meten van TMB. Bovendien moet de geïmplementeerde methode met de beperkte hoeveelheid DNA voor de meeste monsters een betrouwbaar resultaat opleveren. De platforms moeten ook hun wet bench-processen en hun bio-informatica-pijplijn inzetten om de TMB te kunnen produceren in een doorlooptijd die compatibel is met het beheer van klinische patiënten.

2. Beschrijving van de populatie van studiedeelnemers en motivering voor de keuze van de deelnemers

   Zoals hierboven vermeld, lijkt de TMB een belangrijke marker te zijn voor de werkzaamheid van ICB. Het is daarom belangrijk om de TMB-meting landelijk uit te voeren om de gelijke toegang tot de ICB te waarborgen.

   Het Franse Nationale Kankerinstituut (INCa) heeft moleculaire platforms gelabeld die verantwoordelijk zijn voor de verschillende moleculaire tests die hun processen moeten vaststellen om deze nieuwe test het hoofd te kunnen bieden. Deze studie is bedoeld om verschillende CGP-methoden te testen om de tumormutatielast bij longkanker te beoordelen om de verschillende methoden te vergelijken en de nadelen en mislukkingen van de verschillende methoden te identificeren. De resultaten van deze studie moeten het mogelijk maken om de behoeften voor de implementatie van TMB op nationaal niveau in te schatten, kankergenpanels aan te bevelen, gevalideerde bioinformatica-pijplijnen voor te stellen en ten slotte preanalytische processen aan te bevelen om het faalpercentage van de tests te verminderen.

   Daartoe zal deze studie de TMB bepalen bij patiënten met longkanker. Er zullen 200 patiënten met niet-kleincellige longkanker (NSCLC) worden gerekruteerd die nog niet eerder zijn behandeld.

   Er zullen drie cohorten worden aangeworven:

   • Er worden 100 patiënten opgenomen zonder resectie en we bepalen de TMB op het biopsiemonster

   • 100 patiënten zullen worden geïncludeerd na chirurgische resectie van hun tumor en we zullen de TMB op het gereseceerde monster bepalen

     • Binnen dit cohort zal TMB zowel op het biopsiemonster als op het gereseceerde monster worden beoordeeld voor 20 patiënten. 200 patiënten zullen worden ingeschreven om 220 TMB-analyses uit te voeren.

   Deelnemende sites zijn grote platforms die zijn geselecteerd op basis van hun capaciteit om nieuwe tests uit te voeren en die alle faciliteiten hebben om het beschreven onderzoek uit te voeren. De patiënten die in deze studie zijn opgenomen, zullen overeenkomen met degenen die in de loop van hun ziekte immuuncontrolepuntremmers zullen krijgen. Deze studie is een niet-interventionele studie, aangezien het de klinische zorg van de patiënten niet zal wijzigen. De weefselmonsters worden genomen tijdens de klinische procedure die nodig is voor patiëntenzorg. De studie zal aan patiënten worden voorgesteld nadat is geverifieerd dat weefsels zijn verzameld op een manier die compatibel is met de huidige studie. Er wordt alleen tumormateriaal en geen kiembaan-DNA verzameld.

   Geselecteerde patiënten zullen in de buurt komen van degenen die ICB krijgen en de doelpopulatie zal worden verrijkt met patiënten die chirurgisch zijn gereseceerd, om voldoende weefsels te hebben om in deze monsters verschillende methoden te vergelijken om TMB te beoordelen en ook om pre-chirurgische biopsieën en chirurgisch specimen.

3. Beschrijving van het element of de elementen die worden onderzocht

Elementen die worden onderzocht, zijn de TMB van NSCLC-patiënten. Het verloop (aantal gevallen zonder resultaat) in de TMB-schatting wordt beoordeeld. De gouden standaard voor de bepaling van TMB is de WES, aangezien deze alle coderingsregio's omvat. Verschillende andere Cancer Gene Panel-methoden (CGP) zijn beschreven op basis van sequentiebepaling van kankergenpanels. De CGP die in deze studie wordt opgenomen, is het panel van Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), zelfgemaakte panel met Agilent-technologie (Dedicated XT HS) en Foundation Medicine F1 CDx. Erkend wordt dat de grootte van de kankergenpanels dicht bij 1Mb moet liggen om betrouwbaar de TMB in verschillende soorten kanker te kunnen meten.

In deze serie over NSCLC zullen verschillende methoden voor het meten van TMB worden vergeleken om verschillende CGP beschikbaar op de markt of in de verschillende INCa-platforms te valideren. Bioinformatica-modellering zal proberen de TMB-resultaten van WES en CGP te correleren. Voor dit doel zullen, op basis van de resultaten van de mutatiebelasting berekend op basis van de resultaten van WES, de resultaten van de mutatiebelasting worden geëxtrapoleerd op basis van een willekeurige selectie van 1000 genen die 1000 keer worden herhaald. Het gemiddelde van de correlatiecoëfficiënt (R2) tussen de tumormutatielast berekend door de hele exome-sequencing en door de verschillende willekeurige genenpanels is 0,88 IQR [0,84-0,91] waaruit blijkt dat de selectie van genen om de TMB te schatten zorgvuldig moet worden geëvalueerd voordat deze in de klinische praktijk wordt gebruikt (niet-gepubliceerde resultaten). Het materiaal dat tijdens de studie zal worden verzameld, zal het mogelijk maken om de prestaties te bepalen van de CGP die is geïmplementeerd in de moleculaire biologieplatforms.