Персонально адаптированное лечение пациентов со злокачественными опухолями

В онкологическую поликлинику входят две новые пациентки с диагнозом – «злокачественная опухоль молочной железы с метастазами в лёгкие». У обеих пациенток образование величиной 2 см в груди, у обеих четыре метастаза в лёгких. У обеих после проведения биопсии идентичное гистопатологическое заключение. Обе пациентки получают тот же самый лечебный протокол. Одна пациентка хорошо реагирует, опухоли исчезают, но она страдает от интоксикации, которая выражается в тошноте, рвоте, температуре и тяжёлой слабости. У второй пациентки картина является противоположной: пациентка не страдает от интоксикации, но метастазы растут, и новые появляются в печени. Первая пациентка проживёт ещё много лет, вторая пациентка скончается менее, чем через год. Это характерный пример того, что является ежедневной реальностью в отделениях онкологии. Пациенты с идентичным диагнозом по-разному реагируют на один и тот же лечебный протокол: одному лечение поможет, а второй испытывает нежелательные побочные явления без всякой пользы. Эта разница по большей части связана с генетикой (ДНК) и с другими биологическими различиями между индивидуумами. Известно, что самые лучшие лекарственные препараты помогают примерно в 70% случаев. Этот факт послужил основой возникновения идеи персонально адаптированного лечения – использование аккумулировавшихся сегодня знаний об индивидуальных различиях для планирования применения лекарственного препарата, который будет адаптирован к специфическому пациенту. До последнего времени онкологическое лечение посредством химиотерапии и облучения, назначаемое пациентам, основывалось на результатах эмпирических исследований, которые показывали статистическую эффективность определённого вида лечения для специфического заболевания. Однако, результаты исследований не всегда способны предсказать реакцию индивидуального пациента, страдающего от определённой опухоли, на избранное лечение. Вследствие этого в наши дни усилия исследователей концентрируются на развитии анализов, которые помогут оценить риск возникновения заболевания, а также смогут помочь при индивидуальной адаптации противоракового лечения к определённому заболеванию у конкретного больного.

Персонально адаптированное лечение — это наиболее подходящее лечение для пациента и специфической опухоли, от которой он страдает, и оно развивается на трёх уровнях:
1. Разработка новых анализов для диагноза наличия генетических изменений, концентрирующиеся на связи между пациентом и его заболеванием. Это генетические анализы для оценки склонности к злокачественным заболеваниям с целью максимального предотвращения возникновения опухоли в случаях, когда обнаруживается врождённое изменение в генетике человека.
2. Разработка новых анализов в сфере фармакогенетики – они концентрируются на определении будущей реакции пациента на лекарство. Это генетические анализы, предназначающиеся для определения объёма и характера метаболизма, который проходит лекарственный препарат в организме пациента, и таким образом помогает заранее предсказать степень положительного, а также отрицательного воздействия, которое может оказать определённое лекарство на конкретного человека, страдающего определённой опухолью.
3. Разработка новых анализов в сфере геномики – они концентрируются на связи между заболеванием и лекарством. Это геномические анализы, предназначенные для предсказания процесса и протекания заболевания (прогноз), также для предсказания эффективности/устойчивости лечения посредством анализа генетического профиля клеток опухоли.
Фармакогенетика. Чтобы достичь излечения злокачественной опухоли, химиотерапию проводят в оптимальной дозировке. Она даётся в дозах, близких к диапазону интоксикации. Есть большая разница в воздействии лекарственных препаратов на различных пациентов. Фармакогеномика занимается генетическими различиями, связанными с метаболизмом лекарств у различных людей. Фармакогеномика предоставляет молекулярные данные, которые помогают при персональной адаптации химиотерапии, чтобы максимально сократить явление интоксикации и увеличить эффективность лечения. Генетические различия (Germline Polymorphism) ведут к изменению деятельности энзимов, влияющих на метаболизм, носителей или цели медицинских препаратов.

Ниже мы приводим несколько примеров анализов в сфере фармакогенетики:
Анализ TMPT у пациентов с диагнозом острой лейкемии на ген Thiopurine methyltransferase, вызывающий катализ метилирования mercaptopurin и thioguanin (лекарства, которые являются частью лечения ALL). Пациенты с высокой активностью энзима значительно более подвержены опасности неудачи лечения, так как лекарственный препарат проходит инактивацию в большей степени, и клетки лейкемии меньше подвержены воздействию активных тиопуринов. Эти пациенты нуждаются в больших дозах меркаптопурина. Напротив, пациенты с врождённым дефицитом TPMT более подвержены воздействию активного лекарства, и аккумулируют его избыток, в особенности, в гематопоэтических тканях. Эти пациенты могут развить тяжёлую гематопоэтическую интоксикацию, даже если они получают обычную дозу меркаптопурина, которая, в свою очередь, может привести к летальному исходу.

Анализ Theraguide 5FU1 – пример фармакогенетического анализа, который указывает на потенциал интоксикации лекарственного лечения. Это генетический анализ, который проверяет генетическую непрерывность генов, кодирующих энзимы DPD (Dihydropyrimidine Dehydrogenase) и synthase (TS Thymidylate), ответственные за воздействие препарата флуороурацил-5 (FU5), которое применяется для лечения при нескольких типах рака, например, при злокачественных образованиях пищеварительной системы. Подобно другим химическим видам лечения, лечение посредством FU5 связано с риском тяжёлых побочных явлений, риском, который зависит от врождённых генетических изменений в генах TS и DPD. После получения лечения FU5 около 85% активного вещества расщепляется (и вследствие этого препарат превращается в неактивный) посредством энзима DPD. У части пациентов в результате генетического изменения воздействие энзима является низким, и вследствие этого возникает аккумуляция активного вещества в организме, и возрастает тяжесть побочных явлений. Более того, воздействие FU5 достигается посредством связи лекарства с энзимом TS и его ингибицией. После получения лечения FU5 в случаях, в которых количество TS в организме является низким (вследствие генетического изменения, поддающегося раннему анализу), остаётся избыток активного вещества в организме, и риск существенных побочных явлений возрастает.

Анализ CYP2D6 (3,2) – пример фармакогенетического анализа, указывающего на потенциал эффективности лекарственного лечения. Речь идёт о генетическом анализе, проверяющем генетическую непрерывность гена к энзиму CYP2D6, принадлежащего к цитохромной системе Р450 в печени. Этот энзим, кроме прочего, отвечает за превращение препарата «тамоксипен» в его активный метаболит (эндоксипен). «Тамоксипен» является гормональным лекарством, уже около 30 лет применяющимся при лечении рака молочной железы. Воздействие тамоксипена эффективно при опухолях, выражающих рецепторы для гормона эстрогена, и его фармакологическое действие зависит от его превращения в продукт эндоксипен. Превращение осуществляется энзимом CYP2D6. Этот энзим выражается, главным образом, в ткани печени и принимает участие в метаболизме около четверти лекарств, которые используются в клинической онкологии. Низкое действие энзима CYP2D6 может быть из-за принятия дополнительных лекарств, ингибирующих его действие, например, антидепрессантов флуокастина (прозак) или прокастина (сероксет) или из генетических/наследственных изменений. Примерно у 6-10% процентов населения существуют другие варианты, содержащие дефицит или полиморфизм кодирующего гена к CYP2D6, и они предотвращают возникновение активного энзима и называются Null Alleles, а также (PM-Poor Metabolizers). Пациенты с двумя аллелями типа PM классифицируются как страдающие от сокращённого действия лекарства. Несколько ретроспективных исследований проверяли связь между генотипом CYP2D6 и эффективностью лечения тамоксипеном, и они показали, что в группе женщин после лечения рака молочной железы, выражающим рецепторы к эстрогену, которые прошли операцию по резекции опухоли и были классифицированы как генотип PM CYP2D6, показатель Disease-free Survival был короче почти вдвое по сравнению с другими группами.

Геномика: связь между заболеванием и лекарством – молекулярные цели в клетке злокачественных опухолей. Идентификация генов-мутантов и изменений, происходящих на путях передачи внутриклеточного сигнала, связанных с злокачественным преобразованием, поддерживает концепцию существования генетических «печатей» более агрессивных опухолей по сравнению с опухолями с «лучшей» печатью, и параллельно, она привела к развитию биологических лекарств, направленных на конкретную цель, наряду с более старыми химическими препаратами. Важно отметить, что, подобно продвинутым биологическим лекарствам, также «направленные на конкретную цель» химические лекарства преследуют специфические клеточные цели. Основное различие между химическими препаратами и биологическими лекарствами – это то, что биологические лекарства ингибируют гены или белки с изменением (мутация, дефицит, дублирование), существующим в раковых клетках, которое не появляется в здоровых клетках. Поэтому у биологических лекарств более широкое терапевтическое окно и более очевидная дифференциация действия между злокачественными клетками и клетками здоровых тканей. В свете этого, как в связи с биологическими лекарствами, так и относительно использования химических лекарств, существует важность анализа «целей» направленного лечения перед его началом. Характеризация существования/отсутствия изменения этих клеточных целей позволяет заранее предсказать эффективность/отсутствие эффективности использования лекарств, в целом, и биологических лекарств, в частности.

Анализ для характеризации действия гена HER2 для лекарств «Trastuzumab» (Герцептин) и «Lapatinib» (Тайкерб). Ген, кодирующий HER2, из-за генетической амплификации выражается в более 20% опухолей молочной железы. Этот результат привёл к развитию биологического лекарства, воздействующего на этот рецептор. Послеоперационное лечение антителом против внешнеклеточной части рецептора к HER2, «Trastuzumab», у женщин, страдающих опухолью молочной железы, избыточно выражающим ген HER2, показал сокращение риска рецидива заболевания на 50%. Кроме этого, в последнее время было обнаружено, что дополнение герцептина к химическому лечению у пациентов с продвинутым раком желудка, выражающих в избытке рецептор к HER2, ведёт в этих случаях к более высокой выживаемости. Дополнительное лекарство, «Lapatinib», маленькая молекула, действующая против энзима тирозинкиназы, являющаяся частью механизма воздействия, прикреплённого к рецептору HER2, также утверждена для лечения рака молочной железы с метастазами. Это являлось причиной того, что уже около десятилетия анализ на уровень колирующего гена к HER2 вошёл в каждодневную лабораторную практику, и он включается в каждый гистопатологический ответ при определении опухолей молочной железы, а в последнее время и при опухолях желудка.
Анализ для определения зоны воздействия гена EGFR для лекарства «Gefitinib» (Иресса) и Erlotinib (Тресиба). «Иресса» и «Тресиба» являются маленькими молекулами, ингибирующими связь АТР с энзимом тирозинкиназой, являющегося частью рецептора EGFR (фактор роста клеток эпителия во многих тканях), и таким образом они, фактически, предотвращают процесс фосфорилирования и приведение в действие рецептора (который должен заново активировать внутриклеточные сигнальные пути, стимулирующие размножение и неумирание клеток эпителия). «Иресса» используется для лечения рака лёгких типа NSCLC (Non-small Cell Lung Cancer). Известно, что около десяти процентов пациентов, страдающих от рака лёгкого типа NSCLC, являются носителями мутаций, заново активирующих энзим тирозинкиназу гена EGFR. Эти мутации вызывают активацию рецептора и поэтому маленькие молекулы, которые связываются с этой зоной в рецепторе, эффективны при его ингибиции. Из научных работ на эту тему, проведённых на протяжении последних лет, выяснилось, что существует высокая координация между активирующими мутациями и эффективностью лечения «Ирессой». В дополнение, была охарактеризована приобретаемая устойчивость для ингибиторов тирозинкиназы типа ирессы. Эта устойчивость может появиться у опухоли, в прошлом отреагировавшей на лекарство и вследствие «приобретения» мутации, например, мутация T790M в рецепторе EGFR, ведущей к возрастанию аффинитета к АТР, она причиняет устойчивость к ингибиторам тирозинкиназы. Так как мутации в кодирующем гене EGFR – это условие для эффективности использования ирессы при опухолях NSCLC, анализы для идентификации мутаций в гене EGFR – это предварительное условие для лечения ирессой с момента её включение в «корзину лекарств» в Израиле в январе 2010 года, как часть лечения больных раком лёгкого типа NSCLC. Кроме EGFR, намечаются дополнительные цели для лечения рака лёгкого типа NSCLC. Гибридный белок EML4-ALK, состоящий из N-терминального конца гена EML4 (Echinoderm Microtubule associated Protein-Like4) с внутриклеточной частью тирозинкиназы онкогена ALK. На сегодняшний день были идентифицированы несколько вариантов EML4-ALK при раке лёгкого, все связанные с дефицитом мутаций генов EGFR или K-Ras. Опухоли, содержащие гибридный белок ALK, являются целью лечения ингибиторов ALK, например, «Crizotinib», который был утверждён в июне этого года FDA для лечения ALK Positive-NSCLC.
Анализ, определяющий зону действия C-KIT с целью эффективности использования лекарства «Imatinib» (Гливек), маленькая молекула, ингибирующая энзим тирозинкиназу, который заново активируется из-за производства онкогена BCR-ABL, был утверждён уже в 2001 году как лечение лейкемии типа CML. При этом заболевании в организме появляется гибридный белок как результат транслокации 9 и 22 (хромосома Филадельфия). Энзим тирозинкиназа, который сходит из этого гибридного белка, приводится в действие независимым образом и поэтому стимулирует непрерывным образом процессы размножения и неумирания в злокачественных клетках. Подобно «Ирессе», «Гливек» также ингибирует связь АТР к релевантной зоне энзима тирозинкиназы, и таким образом предотвращает фосфорилирование и повторную активацию внутриклеточных сигнальных путей, стимулирующих клетку к размножению. Было обнаружено, что «Гливек» ингибирует специфическую тирозинкиназу онкогенов PDGFR и KIT, характерных для клеток опухолей типа GIST. Около 75-85% опухолей GIST носят мутации в гене KIT, и от 5 до 10% опухолей GIST носят мутацию в гене PDGFR. Напротив, от 10 до 15% опухолей GIST не являются носителями мутаций KIT или PDGFR вообще. Распространённая мутация в эксоне 11, и в этом случае заболевание чувствительно к лечению «Imatinib». Другие мутации (в эксонах 9, 13, 17) могут вызвать устойчивость к «Imatinib». Первичная устойчивость опухолей GIST к лечению гливек составляет от 10 до 20% от всех этих опухолей. Устойчивость к лечению может развиться также среди пациентов, которые отреагировали на лечение при его начале. Многих научные работы доказали, что существование активирующих мутаций в этих обоих генах является признаком, предсказывающим эффективность лечения «Imatinib». Когда мутация находится в эксоне 11, не обнаруживается разницы в эффективности при использовании различных доз «Imatinib», при том что в случаях, когда мутация находится в эксоне 9, использование увеличенной дозы «Imatinib» (доза 800 мг вместо 400 мг) улучшает эффективность лечения. Дополнительное лекарство из семейства ингибиторов тирозинкиназы – это «Sunitinib» (сутент). Этот препарат был обнаружен эффективным в случаях, в которых использование лекарства «Imatinib» потерпело неудачу, и поэтому есть логика при использовании этого лекарственного препарата как дополнительной линии лечения. Однако, в случаях, в которых мутация гена KIT находится в эксоне 11, нет свидетельств эффективности применения «Sunitinib» в случаях, в которых применение «Гливек» потерпело неудачу. Несмотря на ясные свидетельства связи между существованием мутаций в генах PDGFR и C-KIT и эффективностью реакции на «Гливек» при опухолях GIST, технология характеризации эксона мутации пока что не включена как определение лечения и определения доз лекарственных препаратов. Но, скорее всего, это случится в самое ближайшее время.

Анализ для определения зоны действия K-Ras и эффективности использования лекарств «Cetuximab» (эрбитукс) и «Panitumumab» (вектибикс), которые являются антителами, связывающимися с внешнеклеточной частью рецептора EGFR, и таким образом ингибируют связь лиганда (фактор роста с про-неопластическим воздействием). «Эрбитукс» и «Вектибикс» применяются как пациентов, страдающих раком толстой кишки. «Эрбитукс» также утверждён для лечения опухолей головы-шеи. Одно из важных веществ, принимающих участие в цепи внутриклеточного сигнала, происходящей вследствие запуска в действие рецептора EGFR, это белок K-Ras. Было обнаружено, что в около 40% опухолей толстой кишки существуют мутации кодирующего гена K-Ras, которые, по всей видимости, ведут к постоянной деятельности белка, также после ингибиции действия рецептора EGFR. Исследования показали, что в соответствии с этим, существует очевидная связь между отсутствием мутации в гене K-Ras и эффективностью лечения антителами EGFR. Напротив, не было обнаружено преимущества при лечении эрбитуксом по сравнению только с поддерживающим лечением среди пациентов, чьи опухоли носили мутации гена. В Израиле анализы для идентификации мутаций гена к K-Ras являются предварительным условием для назначения лечения «Эрбитуксом» и «Вектибиксом» для пациентов страдающих раком толстой кишки.

Ведущие анализы в сфере персонально адаптированной медицины. При опухолях типа рака молочной железы и рака толстой кишки, которые диагностируются на ранних стадиях заболевания и после местного хирургического лечения, перед онкологом встаёт вопрос о необходимости в системном лечении, химическом и/или биологическом (адъювантное лечение). Ещё несколько лет назад онколог опирался только на клинические-патологические параметры, например, возраст пациента, величина опухоли и степень дифференциации опухоли. В последнее десятилетие были обнаружены геномические профили (анализы выражения генов в опухоли), позволяющие онкологу с высоким уровнем точности прогнозировать степень риска рецидива заболевания, и, соответственно, взвесить баланс пользы и риска, когда принимается решение назначить такому пациенту лечение со значительными побочными явлениями. В наши дни, наиболее распространённые из этих анлизов:
Анализ «онкотайп» молочной железы. Многие женщины, которым диагностируется рак молочной железы, на ранней стадии получают дополняющее химическое лечение с целью предотвратить рецидив заболевания, но большинство из них не получают от него никакой пользы. Анализ «онкотайп» молочной железы точно предсказывает меру риска рецидива заболевания у женщин, у которых был диагностирован рак молочной железы на ранней стадии. Анализ позволяет решить, в какой степени дополнение химического лечения улучшит шансы на выздоровление, или можно ли отказаться от проведения химического лечения и удовлетвориться только гормональным. При проведении анализа измеряют выражение 21 гена в ткани удаляемой опухоли. Результат анализа даётся как число от 1 до 100, согласно которому можно оценить риск рецидива заболевания. Этот анализ может драматически повлиять на тип лекарственного лечения и его последствия. В случаях, в которых анализ экономит пациентке тяжёлое химическое лечение, это вносит значительный вклад в качество жизни. Более того, когда анализ указывает на потребность пациентки в химиотерапии, что не было запланировано с самого начала, она, на самом деле, является спасающей жизнь.
Анализ «онкотайп» толстой кишки. Геномический анализ, предсказывающей степень риска рецидива рака толстой кишки у пациентов, у которых был диагностирован рак толстой кишки на ранней стадии (стадия 2). Этот анализ измеряет выражения 12 генов в ткани опухоли, которая была удалена в рамках операции, и на основании уровня выражения генов точно оценивает вероятность возврата заболевания. Результат даётся как число или процент риска возврата в течение трёх лет. В противоположность анализу онкотайп при раке молочной железы, анализ толстой кишки не предсказывает, в какой степени химическое лечение сократит риск возврата заболевания.
Анализ «Target Now» помогает выбрать наиболее эффективное лечение на основании молекулярного профиля клеток опухоли. Анализ предназначается для пациентов, у которых был диагностирован «солидный рак», который прогрессировал, несмотря на лечение первой линии, и заболевание не реагирует на обычные лекарственные препараты, которые даются для этого типа рака. Анализ проверяет генетический профиль клеток опухоли, обозревает большое количество потенциальных целей лекарственного воздействия, и, соответственно, предлагает потенциальный список процедур, известных своей эффективностью. Часто обобщение результатов постулирует возможности лечения, которые не включены в стандартные протоколы лечения, а иногда оно отвергает возможность использовать лекарство, предписанное для заболевания. Анализ всё ещё считается экспериментальным и проводится не всем пациентам.
Генетическая расшифровка опухоли неизвестного происхождения (Unknown Origin 10 Tissue of или miRview Mets). Существуют случаи, в которых пациенты попадают в онкологическое отделение с метастатической болезнью, а источник опухоли неизвестен. В этих ситуациях возникает сложность подобрать им эффективное лечение. Этот генетический анализ — настоящий прорыв в лечении этих пациентов. Анализ осуществляется на ткани метастаза, и он может определить его источник и изначальный орган, из которого началось распространение, посредством сравнения его молекулярного профиля с имеющимся резервом молекулярных профилей опухолей различных типов. Благодаря анализу, возможно идентифицировать тип опухоли и подобрать для пациента наиболее верное и точное лечение и таким образом, возможно, улучшить шансы реакции на лечение. Анализ «Tissue of Unknown Origin» рекомендуется FDA только для случаев, когда первичный источник метастаз не был определён другими методами.

Последние новшества. Проект геномической последовательности – это одно из формирующихся направлений в сфере медицины, персонально адаптированной к пациентам со злокачественными заболеваниями. Как сфера, в которой будущее превращается в действительность каждый день, персонально адаптированная медицина характеризуется процессом возникновения диагностических анализов в ритме, который следует за ритмом научных открытий в сфере исследования онкологических заболеваний. После завершения проекта человеческого генома несколько лабораторий в мире начали вкладывать значительные усилия в проект генома злокачественных опухолей. В рамках этого проекта они пользуются информацией, извлечённой из проекта человеческого генома, чтобы локализовать мутации и гены, прямо связанные с злокачественным преобразованием. На сегодняшний день известны около 350 генов, ожидается, что это число дойдёт до 2,500 генов, и работа по их определению должна вскоре закончиться. Поэтому новшества входят в каждодневную практику постоянно. Это является причиной того, что даже если Вас определили как не подходящего для биологического лечения, и это было год назад – проконсультируйтесь ещё раз. В наши дни первые биологические лекарства появляются на рынке почти каждый месяц.
Полная блок-схема всех соматических мутаций в ткани меланомы, как опубликованная в научном журнале «Nature» в 2010 году, позволяет различить между соматическими мутациями, которые играют роль при запуске злокачественного процесса (также называемых Driver Mutations) и между сопровождающими их мутациями, которые не являются существенными в процессе злокачественного преобразования клеток опухоли (также называемых Passenger Mutations). В «Nature» была также опубликована полная блок-схема соматических мутаций, появляющихся в опухоли маленьких клеток легкого (Small Cell Lung Cancer). Этой блок-схеме удалось охарактеризовать мутации, проистекающие из-за контакта с никотином и провести различие между ними и другими мутациями.

В наши дни у специалистов, занимающихся этими проблемами, нет сомнения, что процессы полной картографии мутаций специфических опухолей составят в будущем очень большой «банк целей», который сделает возможным развитие специфических лекарств. Параллельно, эти специфические анализы смогут заранее предсказать степень ожидаемой эффективности от использования этих лекарств, без связи с типом опухоли, а только лишь согласно профилю мутаций опухоли. Также можно будет получить более точный и адекватный прогноз развития заболевания.

0 ответы

Ответить

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *