Tumor mutasjonsbyrde hos lungekreftpasienter (MUBULUC)

1. Nåværende kunnskap om feltet som undersøkes

   Klinisk bevis viser at behandling med immunkontrollpunktblokkere (ICB)-midler er til fordel for pasienter på tvers av flere tumortyper. Imidlertid er utvikling av prediktive biomarkører nødvendig for å identifisere pasienter som er mest sannsynlig å respondere på immunterapi.

   En ny biomarkør for respons på immunterapi er det totale antallet mutasjoner som er tilstede i en tumorprøve. Denne biomarkøren kalles mutasjonsbelastning eller tumormutasjonsbelastning (TMB). Det er antatt at svært muterte svulster er mer sannsynlig å inneholde neoantigener målrettet av aktiverte immunceller. Denne beregningen, tillatt av nyere fremskritt innen neste generasjons sekvenseringsteknologier (NGS), spesielt heleksomsekvensering (WES) og RNA-sekvensering (RNA-seq), har vist seg, i flere tumortyper, å korrelere med pasientens respons på ICB. TMB har faktisk blitt korrelert med kliniske fordeler av anti-PD-1 og anti-CTLA-4 terapi i ulike tumortyper, inkludert malignt melanom (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) med en terskel av mer enn 100 ikke-synonyme enkeltnukleotidvarianter (nsSNV) per eksom, ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) med en terskel definert som overlegen 178 nsSNV per eksom, og flere DNA-reparasjonsmangelfulle svulster (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). En fersk studie bekreftet prospektivt at PFS blant pasienter med høy tumormutasjonsbyrde var signifikant lengre med nivolumab pluss ipilimumab enn med kjemoterapi ved NSCLC (Hellmann et al., 2018). Totalt sett foreslås en direkte kobling mellom DNA-reparasjonsmangel, mutasjonslandskap, forutsagt neoantigenbelastning og klinisk aktivitet til ICB.

   TMB ble definert som antall somatiske, kodende, basesubstitusjons- og indelmutasjoner per megabase av genomet som ble undersøkt. Alle basesubstitusjoner og indeler i den kodende regionen til målrettede gener. Det har vist seg at TMB beregnet ved bruk av kreftgenpanel (CGP)-analyse stemmer godt overens med hele eksommål for mutasjonsbyrde (Chalmers et al., 2017). Dette indikerer at CGP, rettet mot hele den kodende regionen på flere hundre gener, dekker tilstrekkelig genomisk størrelse til å nøyaktig vurdere WES-mutasjonsbyrden. Det ble funnet at filtrering av kimlinjeendringer og sjeldne varianter var viktig for å oppnå nøyaktige målinger av TMB, og dette vil spesielt være viktig hos pasienter med etnisk bakgrunn som ikke er godt representert i sekvenseringsdatasett. Disse funnene indikerer at CGP er et nøyaktig, kostnadseffektivt og klinisk tilgjengelig verktøy for å måle TMB. Resultatene av nedprøvetakingsanalyse viser at variasjonen i måling på grunn av prøvetaking ved sekvensering av 1,1 Mb er akseptabelt lav, noe som resulterer i svært nøyaktige anrop av TMB ved en rekke TMB-nivåer. Denne samplingsvariasjonen øker etter hvert som antallet megabaser sekvensert avtar, spesielt ved lavere nivåer av TMB. Selv om målrettet CGP kan brukes til å vurdere TMB nøyaktig, er den foreløpig ikke egnet for identifikasjon av neoantigener, som kan forekomme i et hvilket som helst gen. Likevel er den terapeutiske virkningen av TMB også bestemt med en målrettet CGP av FoundationOne CDx-analysen (Hellmann et al., 2018).

   Manglende vurdering av TMB kan oppstå på forskjellige trinn i den analytiske prosessen. Det kan være ved prøveopptaket med et lavt nivå av DNA (5-10%). NGS-behandlingen avhengig av metoden kan føre til en prosesssvikt rundt 2-3 %. Og til slutt vil den bioinformatiske kurasjonen føre til 3-5 % feil. På slutten vil TMB være ubestemt med en avgangsrate på 15 % av prøvene (Fondation Medicine Personal communication).

   Implementeringen av tumormutasjonsbelastningsvurdering i et landsdekkende perspektiv er utfordrende og det bør gjøres stor innsats. Uansett metode, WES eller stor CGP, vil målingene av TMB endre omfanget av gensekvensering i de molekylære plattformene.

   Det er viktig at plattformene hvor måling av tumormutasjonsbelastning skal implementeres kan være i stand til å kalibrere sin CGP og sammenligne den med en standardreferanse for måling av TMB. Dessuten, med den begrensede mengden DNA, må den implementerte metoden gi pålitelige resultater for de fleste prøvene. Plattformene må også distribuere sine våte benker-prosesser og deres bioinformatikk-pipeline for å kunne produsere TMB i en behandlingstid som er kompatibel med klinisk pasientbehandling.

2. Beskrivelse av populasjonen av studiedeltakere og begrunnelse for valg av deltakere

   Som nevnt ovenfor ser TMB ut til å være en viktig markør for ICB-effekt. Det er derfor viktig å implementere TMB-målingen på landsdekkende nivå for å sikre lik tilgang til ICB.

   Det franske nasjonale kreftinstituttet (INCa) har merket at molekylære plattformer som er ansvarlige for de forskjellige molekylære testene skal etablere sine prosesser for å kunne møte denne nye testen. Denne studien er utpekt til å teste forskjellige CGP-metoder for å vurdere tumormutasjonsbyrden i lungekreft for å sammenligne de forskjellige metodene og identifisere ulempene og feilene ved de forskjellige metodene. Resultatene av denne studien skal gjøre det mulig å estimere behovene for implementering av TMB på landsdekkende nivå, anbefale kreftgenpaneler, foreslå validerte bioinformatikkrørledninger og til slutt anbefale preanalytiske prosesser for å redusere feilraten på testene.

   For dette formålet vil denne studien bestemme TMB på pasienter med lungekreft. 200 pasienter med en ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) og naive til behandling vil bli rekruttert.

   Tre årskull vil bli rekruttert:

   • 100 pasienter vil bli inkludert uten reseksjon og vi vil bestemme TMB på biopsiprøven

   • 100 pasienter vil bli inkludert etter kirurgisk reseksjon av svulsten, og vi vil bestemme TMB på den resekerte prøven

     • Innenfor denne kohorten vil TMB bli vurdert både på biopsiprøven og på den resekerte prøven for 20 pasienter. 200 pasienter vil bli registrert for å utføre 220 TMB-analyser.

   Deltakende nettsteder er store plattformer som ble valgt ut på bakgrunn av deres kapasitet til å implementere nye tester og som har alle fasiliteter for å utføre den beskrevne forskningen. Pasientene som er inkludert i denne studien vil tilsvare de som vil motta immunsjekkpunkthemmere i løpet av sykdomsforløpet. Denne studien i en ikke-intervensjonsstudie, da den ikke vil endre den kliniske behandlingen av pasientene. Vevsprøven vil bli tatt under klinisk prosedyre som er nødvendig for pasientbehandling. Studien vil bli foreslått til pasienter etter verifisering av at vev er samlet inn på en måte som er forenlig med denne studien. Kun tumormateriale og ikke kimlinje-DNA vil bli samlet inn.

   Utvalgte pasienter vil være nær de som mottar ICB, og målpopulasjonen vil bli beriket med pasienter som har blitt kirurgisk resekert, for å kunne ha nok vev til å sammenligne i disse prøvene forskjellige metoder for å vurdere TMB og også for å sammenligne prekirurgisk biopsier og kirurgiske prøver.

3. Beskrivelse av elementet eller elementene som undersøkes

Elementer som undersøkes er TMB for NSCLC-pasienter. Avgangsprosenten (antall saker uten resultat) i TMB-estimatet vil bli vurdert. Gullstandarden for bestemmelse av TMB er WES, da den dekker alle kodende regioner. Flere andre metoder for kreftgenpanel (CGP) er beskrevet basert på sekvensering av kreftgenpaneler. CGP inkludert i denne studien vil være panelet fra Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), hjemmelaget panel med Agilent-teknologi (Dedicated XT HS) og Foundation medicine F1 CDx. Det er anerkjent at størrelsen på kreftgenpanelene bør være nær 1 Mb for å kunne måle pålitelig TMB i forskjellige typer kreft.

Ulike metoder for måling av TMB vil bli sammenlignet i denne serien om NSCLC for å validere forskjellige CGP tilgjengelig på markedet eller i de forskjellige INCa-plattformene. Bioinformatikkmodellering vil prøve å korrelere TMB-resultatene fra WES og CGP. For dette formålet, basert på resultater av mutasjonsbelastning beregnet fra resultater av WES, vil resultater av mutasjonsbelastning bli ekstrapolert basert på et tilfeldig utvalg av 1000 gener gjentatt 1000 ganger. Gjennomsnittet av korrelasjonskoeffisienten (R2) mellom tumormutasjonsbelastningen beregnet av hele eksomsekvenseringen og av de forskjellige tilfeldige genpanelene er 0,88 IQR [0,84-0,91] som viser at utvalget av gener for å estimere TMB bør evalueres nøye før det brukes i klinisk praksis (upubliserte resultater). Materialet som vil bli samlet inn under studien vil tillate å bestemme ytelsen til CGP implementert i de molekylærbiologiske plattformene.