Tumörmutationsbörda hos lungcancerpatienter (MUBULUC)

1. Aktuell kunskap om det område som undersöks

   Kliniska bevis visar att behandling med immunkontrollpunktblockerare (ICB) gynnar patienter över flera tumörtyper. Det behövs dock utveckling av prediktiva biomarkörer för att identifiera patienter som är mest benägna att svara på immunterapi.

   En framväxande biomarkör för svar på immunterapi är det totala antalet mutationer som finns i ett tumörprov. Denna biomarkör kallas mutationsbelastning eller tumörmutationsbörda (TMB). Det antas att mycket muterade tumörer är mer benägna att hysa neoantigener som riktas mot aktiverade immunceller. Detta mått, tillåtet av de senaste framstegen inom nästa generations sekvenseringsteknik (NGS), särskilt helexomsekvensering (WES) och RNA-sekvensering (RNA-seq), har i flera tumörtyper visat sig korrelera med patientens svar på ICB. TMB har faktiskt korrelerats med kliniska fördelar med anti-PD-1 och anti-CTLA-4-terapi i olika tumörtyper, inklusive malignt melanom (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) med en tröskel av mer än 100 icke-synonyma enkelnukleotidvarianter (nsSNV) per exom, icke-småcellig lungcancer (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) med ett tröskelvärde definierat som överlägset 178 nsSNVs per exom, och flera DNA-reparationsbrister tumörer (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). En färsk studie bekräftade prospektivt att PFS bland patienter med hög tumörmutationsbörda var signifikant längre med nivolumab plus ipilimumab än med kemoterapi vid NSCLC (Hellmann et al., 2018). Sammantaget föreslås en direkt koppling mellan DNA-reparationsbrist, mutationslandskap, förutspådd neoantigenbelastning och klinisk aktivitet av ICB.

   TMB definierades som antalet somatiska, kodande, bassubstitution och indelmutationer per undersökt megabas av genomet. Alla bassubstitutioner och indelar i den kodande regionen av målgener. Det har visat sig att TMB beräknat med cancergenpanel (CGP)-analys stämmer väl överens med hela exommått på mutationsbördan (Chalmers et al., 2017). Detta indikerar att CGP, som riktar sig till hela den kodande regionen av flera hundra gener, täcker tillräcklig genomisk storlek för att korrekt bedöma WES-mutationsbördan. Det visade sig att filtrering av könslinjeförändringar och sällsynta varianter var viktigt för att få exakta mätningar av TMB, och detta kommer särskilt att vara viktigt för patienter med etnisk bakgrund som inte är väl representerade i sekvenseringsdatauppsättningar. Dessa fynd tyder på att CGP är ett korrekt, kostnadseffektivt och kliniskt tillgängligt verktyg för att mäta TMB. Resultaten av nedsamplingsanalys visar att variationen i mätning på grund av sampling vid sekvensering av 1,1 Mb är acceptabelt låg, vilket resulterar i mycket exakt anrop av TMB vid en rad TMB-nivåer. Denna samplingsvariation ökar när antalet sekvenserade megabaser minskar, speciellt vid lägre nivåer av TMB. Även om riktad CGP kan användas för att noggrant bedöma TMB, är den för närvarande inte lämpad för identifiering av neoantigener, som kan förekomma i vilken gen som helst. Ändå har den teragnostiska effekten av TMB också bestämts med en riktad CGP av FoundationOne CDx-analysen (Hellmann et al., 2018).

   Underlåtenhet att bedöma TMB kan inträffa vid olika steg i analysprocessen. Det kan vara vid provtagningen med en låg nivå av DNA (5-10%). NGS-bearbetningen beroende på metod kan leda till ett processfel på cirka 2-3%. Och slutligen kommer den bioinformatiska kurationen att leda till 3-5 % misslyckande. I slutet kommer TMB att vara obestämd med en förslitningsgrad på 15 % av proverna (Fondation Medicine Personal Communication).

   Implementeringen av bedömning av tumörmutationsbördan i ett rikstäckande perspektiv är utmanande och stora insatser bör göras. Oavsett metod, WES eller stor CGP, kommer mätningarna av TMB att förändra skalan för gensekvensering i de molekylära plattformarna.

   Det är viktigt att plattformarna, där mätningen av tumörmutationsbördan kommer att implementeras, kan kalibrera sin CGP och jämföra den med en standardreferens för mätning av TMB. Dessutom, med den begränsade mängden DNA, måste den implementerade metoden ge tillförlitliga resultat för de flesta av proverna. Plattformarna måste också distribuera sina processer för våta bänkar och deras bioinformatikpipeline för att kunna producera TMB i en handläggningstid som är kompatibel med klinisk patienthantering.

2. Beskrivning av populationen av studiedeltagare och motivering för valet av deltagare

   Som nämnts ovan verkar TMB vara en viktig markör för ICB-effekt. Det är därför viktigt att implementera TMB-mätningen på rikstäckande nivå för att säkerställa lika tillgång till ICB.

   Det franska nationella cancerinstitutet (INCa) har märkt att molekylära plattformar som ansvarar för de olika molekylära testerna bör etablera sina processer för att kunna möta detta nya test. Denna studie är avsedd att testa olika CGP-metoder för att bedöma tumörmutationsbördan vid lungcancer för att jämföra de olika metoderna och identifiera nackdelarna och misslyckandena med de olika metoderna. Resultaten av denna studie bör göra det möjligt att uppskatta behoven för implementering av TMB på rikstäckande nivå, rekommendera cancergenpaneler, föreslå validerade bioinformatiska pipelines och slutligen rekommendera preanalytiska processer för att minska antalet misslyckanden i testerna.

   För detta ändamål kommer denna studie att fastställa TMB på patienter med lungcancer. 200 patienter med icke-småcellig lungcancer (NSCLC) och naiva av behandling kommer att rekryteras.

   Tre kohorter kommer att rekryteras:

   • 100 patienter kommer att inkluderas utan resektion och vi kommer att fastställa TMB på biopsiprovet

   • 100 patienter kommer att inkluderas efter kirurgisk resektion av sin tumör och vi kommer att bestämma TMB på det resekerade provet

     • Inom denna kohort kommer TMB att bedömas både på biopsiprovet och på det resekerade provet för 20 patienter. 200 patienter kommer att registreras för att utföra 220 TMB-analyser.

   Deltagande sajter är stora plattformar som valts ut utifrån sin förmåga att implementera nya tester och som har alla möjligheter att genomföra den beskrivna forskningen. Patienterna som ingår i denna studie kommer att motsvara de som kommer att få immunkontrollpunktshämmare under sjukdomsförloppet. Denna studie i en icke-interventionsstudie, eftersom den inte kommer att ändra den kliniska vården av patienterna. Vävnadsprovet kommer att tas under den kliniska procedur som behövs för patientvård. Studien kommer att föreslås patienter efter verifiering av att vävnader har samlats in på ett sätt som är förenligt med föreliggande studie. Endast tumörmaterial och inget könslinje-DNA kommer att samlas in.

   Utvalda patienter kommer att ligga nära de som får ICB och målpopulationen kommer att berikas med patienter som har blivit kirurgiskt resekerade, för att kunna ha tillräckligt med vävnader för att i dessa prover jämföra olika metoder för att bedöma TMB och även för att jämföra prekirurgiska biopsier och kirurgiska prover.

3. Beskrivning av det eller de delar som undersöks

Element som undersöks är TMB hos NSCLC-patienter. Utslitningsgraden (antal fall utan resultat) i TMB-uppskattningen kommer att bedömas. Guldstandarden för bestämning av TMB är WES eftersom den täcker alla kodningsregioner. Flera andra metoder för cancergenpanel (CGP) har beskrivits baserat på sekvensering av cancergenpaneler. CGP som ingår i denna studie kommer att vara panelen från Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), hemmagjord panel med Agilent-teknologi (Dedicated XT HS) och Foundation medicine F1 CDx. Det är känt att storleken på cancergenpanelerna bör vara nära 1 Mb för att på ett tillförlitligt sätt kunna mäta TMB i olika typer av cancer.

Olika metoder för mätning av TMB kommer att jämföras i denna serie om NSCLC för att validera olika CGP tillgängliga på marknaden eller i de olika INCa-plattformarna. Bioinformatikmodellering kommer att försöka korrelera TMB-resultaten från WES och CGP. För detta ändamål kommer resultaten av mutationsbelastningen att extrapoleras baserat på resultaten av mutationsbelastningen beräknade från resultaten av WES, baserat på ett slumpmässigt urval av 1000 gener som upprepas 1000 gånger. Medelvärdet för korrelationskoefficienten (R2) mellan tumörmutationsbördan beräknad av hela exomsekvenseringen och av de olika slumpmässiga genpanelerna är 0,88 IQR [0,84-0,91] visar att urvalet av gener för att uppskatta TMB bör utvärderas noggrant innan det används i klinisk praxis (opublicerade resultat). Materialet som kommer att samlas in under studien kommer att göra det möjligt att bestämma prestandan för CGP implementerad i de molekylärbiologiska plattformarna.