Personalizovaný přístup k farmakoterapii nemalobuněčných plicních karcinomů v éře cílené (terčové) biologické léčby

Rozvoj diagnostiky a léčby solidních nádorů přinesl v současné době další snížení mortality u zhoubných nádorů, včetně delšího přežití též u nemocných s pokročilým metastazujícím onemocněním.
Nový rozměr onkologické péče spočívá v individualizaci léčby pro každého nemocného a pro každý nádor na základě molekulárního profilu choroby a genové výbavy každého pacienta ve vztahu k účinku podaného léku.

Summary

Petruzelka, L., Vocka, M. Personalised approach to pharmacotherapy of non-small-cell lung carcinomas in the era of targeted biological treatment

The developments in diagnostics and treatment of solid tumours brought about a decrease in mortality of malignancies, including prolonged survival of patients with advanced metastasizing disease. The new dimension of oncologic treatment is based on individualisation of the treatment to each patient and each tumour, based on the disease's molecular profile and the patient's genetic profile in relation to the effects of the administered drugs

Rozvoj diagnostiky a léčby solidních nádorů přinesl na počátku třetího tisíciletí další snížení mortality u zhoubných nádorů. Nemocní mají mnohem větší šanci na uzdravení nebo delší život než na konci tisíciletí minulého. Nové léčebné postupy značně zvýšily šance na delší přežití též u nemocných s pokročilým metastazujícím onemocněním, které byly v minulosti dlouhodoběji neřešitelné. Pokrok lékařské péče o nenádorová onemocnění (především kardiovaskulární choroby) ve vyspělých zemích vede k prodlužování střední doby života a paradoxně přispívá k početnímu navýšení nádory více ohrožené populace. Zlepšení časné diagnostiky a klinické uplatnění nových léčebných postupů ve všech stadiích onemocnění vedou k signifikantnímu prodlužování celkové doby přežití, s čímž úzce souvisí vzestup počtu nemocných, kteří vyžadují stálou onkologickou péči a představují významný nárůst pracovní zátěže onkologických pracovišť. Onkologii 21. století ovlivňuje model individuálního přístupu („cílená léčba na míru“), jenž zdůrazňuje systematické užití informací o každém nemocném k výběru a optimalizaci léčby toho kterého jednotlivce. Nový rozměr onkologické péče spočívá v individualizaci léčby pro každého nemocného a pro každý nádor na základě molekulárního profilu choroby („genový podpis“) a genové výbavy každého pacienta ve vztahu k účinku podaného léku (farmakogenetika a farmakogenomika) (Obr. 1).(1, 2, 3, 4)

Obr. 1 Prolínání faktorů ovlivňujících rozhodovací algoritmus pro léčbu NSCLC
GANDARA DR., et al. Clin Lung Cancer, 2009, 10, p. 148–150.

Koncept stejné léčby pro všechny se stejnou diagnózou je tak postupně nahrazován konceptem personalizované medicíny. Cílem personalizovaného (adresného) přístupu je individualizace léčby s respektováním jedinečných znaků nádorového onemocnění i hostitele. Pro klinickou praxi to znamená vybrat správný lék ve správné dávce pro správného pacienta ve správnou dobu. Největší překážkou úzce specifické cílené léčby je heterogenita nádorových populací v místě i v čase.(5, 6, 7) Karcinom plic je nejčastější příčinou smrti nejen ve vyspělých zemích, ale i v zemích méně rozvinutých. Navzdory enormním aktivitám usilujícím o časnou detekci onemocnění je stále většina nemocných diagnostikována ve stadiu lokálně pokročilého nebo metastazujícího onemocnění. Prognóza onemocnění je proto stále nepříznivá a celkové 5leté přežití je 15 %.(8) Nemalobuněčný karcinom plic (non-small cell lung cancer – NSCLC) byl historicky považován za jedinou klinickou entitu, u všech histologických subtypů nebyly rozdíly v klinickém průběhu a výsledcích léčby.

Z těchto důvodů byla používána v minulých dekádách stejná léčba pro všechny pacienty s diagnózou pokročilého NSCLC. Medián celkové doby přežití byl méně než 12 měsíců.(9) Počátek éry personalizované léčby bronchogenního karcinomu souvisí s rozpoznáním rozdílů v molekulární charakteristice NSCLC, ale neznamená, že by základní histologické vyšetření ztratilo na významu.(10) Předpokladem pro zavedení cílené protinádorové terapie bylo podrobné zmapování celé kaskády nitrobuněčného přenosu signálu, identifikace cílových struktur, identifikace všech možností terapeutické intervence.(11) U NSCLC lze prokázat množství mutací, přičemž spektrum mutací je odlišné u kuřáků a nekuřáků a mezi dlaždicobuněčnými karcinomy a adenokarcinomy. Vybrané molekulární abnormality NSCLC jsou v Tab. a jejich poměrné zastoupení je na Obr. 2.

Tab. Molekulární abnormality NSCLC

Obr. 2 Výskyt mutací u NSCLC
Kris MG., et al. ASCO 2011.

V posledních letech byl zaznamenán velký pokrok v objasnění molekulárních mechanismů nádorové progrese včetně plicních karcinomů, kde byla identifikovaná řada biomarkerů využitelných pro prognostický odhad a predikci účinné léčby. Prognostický faktor odráží biologické vlastnosti nádoru a předpovídá průběh onemocnění bez terapeutické intervence. Řada faktorů má jak prognostický, tak prediktivní význam. Prediktivní faktor (biomarker) je v přímé spojitosti s léčebným efektem (včetně doby přežití) daného způsobu léčby nebo může prediktorem toxicity. K průkazu prediktivního významu jsou nutné randomizované klinické studie včetně validace v dalších klinických studiích. Ideální laboratorní testy (markery) musí být jednoduché, rychlé a spolehlivé za přijatelnou cenu V následujícím přehledu jsou uvedeny biomarkery využitelné pro léčbu nemalobuněčných plicních karcinomů (NSCLC):(3)

ERCC1 (excision-repair cross complementation group 1)

ERCC1 protein je zvýšeně exprimován u dlaždicobuněčných karcinomů. Jedná se o nukleázu zodpovědnou za opravu DNA poškozenou platinovými cytostatiky. Zvýšená exprese ERCC1 je příznivým prognostickým ukazatelem u časných stadií NSCLC. Prodloužení doby přežití bylo při adjuvantní chemoterapii na bázi cisplatiny prokázáno při absenci ERCC1 proteinu. Snížená exprese ERCC1 (stanovená RT-PCR) je prediktorem senzitivity (ORR) k chemoterapii na bázi cisplatiny u pokročilého onemocnění.

RRM1 – ribonukleotid reduktáza (ribonucleotide reductase subunit M1)

Zvýšená exprese RRM1 predikuje rezistenci NSCLC ke kombinované léčbě gemcitabinem a cisplatinou. U časných stadií NSCLC koreluje s příznivou prognózou (doba bez progrese onemocnění DFS a celková doba přežití OS). Vztah mezi RRM1 expresí a histologickým typem nebyl pozorován.

Gen karcinomu prsu BRCA1

BRCA1 se účastní oprav nukleotidových excizí spojených s transkripcí. Zvýšení exprese BRCA1 proteinu je spojeno s nepříznivou prognózou (OS) a může též predikovat rezistenci k cisplatině. TS (thymidylát syntetáza) TS je terčovou strukturou pro pemetrexed. Nejnižší exprese je u adenokarcinomů a častější je vysoká exprese u dlaždicobuněčných karcinomů, což může vysvětlovat rozdílnou účinnost u různých histologických typů.

ß tubulin III

ß tubulin III patří mezi buněčné proteiny, které se při poškození neuronů uvolňují do extracelulárního prostoru. Zvýšená exprese ß tubulinu je spojena s nepříznivou prognózou, ale nemá žádný prediktivní význam pro mikrotubulární inhibitory, jako jsou taxany nebo vinorelbin.

p53 protein

Tumor-supresorový gen TP53 je lokalizován na chromosomu 17. Kóduje protein p53.
Mutace tohoto genu se vyskytuje častěji u kuřáků. U časných stadií NSCLC je zvýšená exprese proteinu p53 spojena s horší prognózou (OS) a predikuje senzitivitu k cisplatině a vinorelbinu.

P27Kip1

Progrese buněčného cyklu z fáze G1 do fáze S je řízena cyklindependentními kinázami (CDK). Protein p27Kip1 je inhibitorem CDK. p27Kip1 nemá prognostický význam, nízká exprese má hraniční prediktivní význam pro senzitivitu k chemoterapii na bázi cisplatiny v adjuvantní indikaci u časných stadií NSCLC.

P16INK4

P16INK4 je tumor supresorový gen lokalizovaný na devátém chromosomu. Ztráta exprese proteinu p16 je prognosticky nepříznivým ukazatelem u zvláště časných stadií NSCLC, i když výsledky nejsou zcela konzistentní. P16INK4 nemá žádný prediktivní význam.

EGFR (receptor pro epidermální růstový faktor)

Důležitou terčovou strukturou cílené molekulární léčby je skupina receptorů pro epidermální růstové faktory EGFR. Zahrnuje tyrozinkinázové receptory označované 1 až 4. Prvním popsaným receptorem této skupiny byl receptor pro epidermální růstový faktor označovaný jako EGFR (HER1, erbB-1). Dalšími receptory jsou HER2/neu nebo erbB-2, HER3 nebo erbB-3 a HER4 nebo erbB-4. Rodina receptorů pro epidermální růstové faktory (EGFR) patří mezi mimořádně významné terčové struktury. Receptory jsou zvýšeně exprimovány a/nebo aktivovány u řady solidních nádorů. Pro cílenou terapii NSCLC má největší význam (HER1, erbB-1). Pro všechny receptory kromě HER2 byly identifikovány přenos signálu zahajující ligandy. Na extracelulární doménu EGFR se mohou vázat různé ligandy, včetně EGF, transformující faktor beta (TGF-ß), amfiregulin, beta cellulin, heparin vázající EGF a epiregulin. Navázání ligandy je následováno dimerizací receptorů, která spouští aktivaci intracelulární C-terminální tyrozinkinázové domény, jež vede k autofosforylaci a posílení dostředivé intracelulární signalizace. Signální protein je uvnitř buňky aktivován navázáním fosforylové skupiny a je inaktivován odstraněním fosforylu. Při přenosu signalizace fosforylací se fosforyl připojuje kovalentně proteinkinázou, která přenáší koncovou fosforylovou skupinu z ATP na signální protein. Aktivované receptorové tyrozinkinázy vytvářejí komplex intracelulárních signálních proteinů. Každý fosforylovaný tyrozin slouží jako specifické vazebné místo pro příslušný intracelulární signální protein, který přebírá signál a přenáší ho dále do nitra buňky.

Stimulace receptorů EGFR vede k iniciaci signální kaskády cestou PI3-K, Akt a STAT nebo cestou Ras/Raf MAPK, které pak cestou alterované genové exprese vedou ke stimulaci proliferačních a anti-apoptotických dějů. Převod extracelulárního signálu na intracelulární signál spočívá v přenosu informace pomocí různých forem signálů. Kritickými místy v přenosu informací jsou body, kde se jedna forma signálu převádí v druhou. Protein receptoru epidermálního růstového faktoru je silně exprimován u NSCLC. Někdy je EGFR onkogen amplifikován, často vzrůstá počet jeho kopií a méně často je postižen aktivačními mutacemi. EGFR řízená léčba zahrnuje reverzibilní specifické tyrozinkinázové inhibitory gefitinib a erlotinib a monoklonální protilátku cetuximab. Hodnocení markerů senzitivity pro léčbu EGFR inhibitory je komplexní, mezi jednotlivými markery je značný průnik. U většiny pacientů s mutací EGFR lze prokázat zvýšené množství genu pomocí FISH. Zároveň je ale význam jednotlivých biomarkerů odlišný – zatímco zvýšené množství kopií genu EGFR je negativním prognostickým faktorem, přítomnost EGFR mutace s sebou nese lepší prognózu a predikuje odpověd na léčbu tyrozinkinázovými inhibitory.

V jedné z největších studií z této skupiny IPASS byli pacienti asijského etnika, celoživotní nekuřáci nebo lehcí kuřáci s histologickým nálezem adenokarcinomu léčeni buď gefitinibem, nebo kombinovanou chemoterapií. Pacienti s mutací EGFR, kterým byl podáván gefitinib, dosáhli výrazně lepší odpovědi a delší doby přežívání bez progrese než pacienti léčení chemoterapií. Pacientům bez mutací EGFR se vedlo výrazně lépe po léčbě chemoterapií než po léčbě gefitinibem, na kterou odpovídali pouze v 1 %. EGFR mutace téměř nikdy nekoexistuje s K-ras mutací. Na některých pracovištích je využíváno stanovení K-ras mutace jako screeningového testu, protože jeho prevalence je vyšší než EGFR mutace. Pokud není nalezena K-ras mutace, provádí se stanovení mutace EGFR.

K-ras mutace

K-ras mutace se vyskytují nejčastěji u mucinózních typů bronchioloalveolárních karcinomů (76–86 %) a ve 30 % byly popsány u adenokarcinomů. K-ras mutace je spojena s nepříznivou prognózou (OS), ale prediktivní význam je stále kontroverzní. Poslední analýzy ukazují, že u většiny nádorů s K-ras mutací nedochází k objektivní odpovědi na EGFR TKI (EGFR tyrozinkinázové receptory). Při hodnocení klinických studií fáze III ale nebyl prokázán vliv na léčebný výsledek. Častá je diskordance mezi výskytem K-ras mutace v primárním a sekundárním nádorovém ložisku.

MET

Onkogen MET se nachází v chromosomální oblasti 7q31 a kóduje receptor růstového faktoru hepatocytů (HGF) s tyrozinkinázovou aktivitou. Amplifikace se vyskytuje až v 54 % u adenokarcinomů. Prognosticky je výrazem nepříznivé prognózy. HGF/MET amplifikace může souviset s rezistencí k EGFR TKI.

HER2 (erbB2)

Produkt genu HER2/neu (erbB2) je transmebránový receptor s tyrozinkinázovou aktivitou, který náleží do rodiny genů EGFR. Zvýšená exprese HER2 se vyskytuje u 17–42 % adenokarcinomů a u 0–5 % dlaždicobuněčných plicních karcinomů a je spojena prognózou (OS) pro všechna klinická stadia. V léčbě NSCLC nemá tento biomarker žádný prediktivní význam.

EML4-ALK (echinoderm microtubule-associated protein-like 4-anaplastic lymphoma kinase)

EML4-ALK fúzní gen byl identifikován u 5–7 % NSCLC. Gen ALK kóduje membránový tyrozinkinázový receptor a u člověka je lokalizován na chromosomu 2p23. Je spojen s mužským pohlavím, vyskytuje se u nekuřáků (event. lehkých kuřáků) v mladší věkové skupině (medián věku je kolem 50 let). Častější výskyt je u adenokarcinomů. EML4-ALK se neobjevuje při EGFR a K-ras mutaci. Pacienti s EML4-ALK fúzí jsou rezistentní k EGFR TKI. Odpověď k chemoterapii na bázi platiny není ovlivněna přítomností fúzního genu. Ve studii fáze I/II byl doložena pozoruhodná účinnost (četnost objektivních léčebných odpovědí ORR 57 %) MET a ALK inhibitoru crizotinibu u nemocných předléčených chemoterapií s prokázanou EML4-ALK fúzí.

LKB1

LKB1 aktivátor enzymu AMPK (AMP aktivovaná kináza), inhibuje mTOR. Je mutován u 11–30 % nemocných s NSCLC. LKB1 mutace je častější u aktivních/bývalých kuřáků, koreluje s K-ras mutací, nevyskytuje se při EGFR mutaci. Teoreticky jsou vhodnými léky pro tento typ nádorů mTOR inhibitory.

BRAF

BRAF mutace v G-smyčce (exon 11) nebo aktivačním segmentu (exon 15) jeho kinázové domény byl pozorován u 3 % nemocných s NSCLC. BRAF mutace u karcinomu plic je kvantitativně odlišná od V600E BRAF mutace u maligního melanomu, která je významná pro účinnost BRAF inhibitoru. Preklinické výsledky ukazují, že BRAF mutace může predikovat senzitivitu buněk NSCLC k MEK inhibitorům.(10)

IGF-1R

Receptor pro inzulínu podobný růstový faktor 1 (IGF-1R) je novou perspektivní terčovou strukturou pro léčbu NSCLC. U operabilních NSCLC je zvýšený počet kopií IGF-1R genu spojován s lepší prognózou. IGF-1R signální cesta může aktivovat některé intracelulární signální dráhy jako RAS/RAF/MAP kináza a PI3K/AKT. U monoklonální protilátky proti IGF-1R figitumumab nebyla ve studii fáze III při kombinaci s chemoterapií prokázána vyšší účinnost ve srovnání se samostatnou chemoterapií. Plně humanizovaná monoklonální protilátka anti-IGF-1R cixutumumab je v současnosti hodnocena v klinické studii fáze II.(10)

Výběr cílené molekulární léčby pokročilých NSCLC

Rozhodnutí o léčebném postupu u NSCLC bylo ještě donedávna založeno na klinickém stadiu, výkonnostním stavu nemocného (performance status) s respektováním věku, nezávisle na histologickém typu. Až v poslední době byl histologický typ nádoru akceptován jako prediktivní faktor (dlaždicobuněčný – skvamózní karcinom vs. adenokarcinom a velkobuněčný karcinom – nonskvamózní histologický typ). V éře molekulární patologie však nelze vydávat toto zjištění za učebnicový příklad individualizace léčby. Histologický typ je epifenomén, jenž je jen špičkou ledovce, kterou se podařilo objevit. Správný prediktivní biomarker (pravděpodobně hladina mRNA pro thymidylát syntetázu) je možné detekovat na molekulární úrovni a patrně bude též přítomen v mizivém množství i u NSCLC dlaždicobuněčného histologického typu. Průlomem při zaostávání povinných molekulárních biomarkerů je povinnost stanovení přítomnosti EGFR mutace před zahájením léčby gefitinibem.

Od histologického nálezu se odvíjí následná sekvence molekulárních vyšetření. U nonskvamózních NSCLC by měla být určena exprese TTF-1 (tyreoideální transkripční faktor 1). TTF-1 je protein patřící do skupiny genové rodiny Nkx2 zvýšeně exprimované epiteliálními buňkami embryonální a zralé tkáně plicní a štítné žlázy. TTF-1 status je rutinně vyšetřován a je důležitý k rozlišení metastazujícího (negativita TTF-1) a primárního adenokarcinomu (pozitivita TTF-1). U nemocných s TTF-1 pozitivitou by mělo být provedeno vyšetření mutace ještě před zahájením léčby. Při TTF-1 negativitě je možné bezodkladně zahájit chemoterapii před vyšetřením mutačního statusu. Schéma vyšetřovacího algoritmu následuje:(12)

Vyšetřovací algoritmus

1. histologický nález
a) klasifikace na skvamózní nebo nonskvamózní
b) všechny ne zcela jednoznačné skvamózní karcinomy by měly být považovány za nonskvamózní
c) nádorové buňky skvamózních karcinomů jsou P63 pozitivní a TTF-1 negativní
d) adenokarcinomy jsou TTF-1 pozitivní (70 %) a P63 negativní

2. u nonskvamózních NSCLC je nutné určit TTF-1 status
a) TTF-1 u NSCLC
– TTF-1 – negativní plicní adenokarcinomy jsou negativní pro EGFR mutaci
– zvýšená exprese TTF-1 se vyskytuje u 71–76 % adenokarcinomů
– skvamózní a velkobuněčné karcinomy nemají nebo se u nich vyskytuje velmi nízká exprese TTF-1

3. u TTF-1 pozitivních nádorů je vhodné určit mutační status co nejdříve před zahájením systémové léčby

4. u TTF-1 negativních nádorů vhodné zahájit chemoterapii s doplněním mutačního statusu v čase

5. při průkazu aktivačních mutací zahájit správnou terčovou léčbu Při průkazu skvamózního (epidermoidního) karcinomu

6. vyšetřování molekulárních markerů (EGFR mutace a ALK) se rutinně zatím neprovádí

7. Léčba
a) první linie: dvojkombinace na bázi karboplatiny nebo cisplatiny plus (paklitaxel, docetaxel, gemcitabin, etoposid, vinblastin, vinorelbin), cetuximab/vinorelbin/ cisplatina – kombinace na bázi pemetrexedu nejsou doporučeny
b) druhá linie: docetaxel, erlotinib
c) třetí linie: erlotinib

Při průkazu nonskvamózního NSCLC:
• Jedná se o TTF-1 pozitivní nádor?
• Pokud ne, je vhodné zahájení chemoterapie s doplněním mutačního stavu v čase.
• Možnosti léčby první linie: – karboplatina/pemetrexed – karboplatina/pemetrexed/bevacizumab – karboplatina/paklitaxel/bevacizumab – erlotinib (při průkazu aktivační EGFR mutace) – gefitinib/erlotinib (při průkazu aktivační EGFR mutace) TTF-1 a EGFR: shrnutí
• Plicní adenokarcinomy jsou TTF-1 negativní a jsou s 99% pravděpodobností bez EGFR mutace.
• U TTF-1 negativních adenokarcinomů by měla být iniciována chemoterapie, což se týká ~ 30 % nemocných.
• Obdobný vztah byl popsán pro EML4-ALK translokaci a TTF-1. Při TTF-1 pozitivitě Určení EGFR mutace a K-ras mutace
• EGFR a K-ras jsou založeny na PCR testování a proto je možné je provádět simultánně.
• Při průkazu aktivační mutace buď EGFR, nebo K-ras pak není nutné testovat EML4-ALK.
• Při EGFR aktivační mutaci zahájit léčbu TKI (erlotinib/gefitinib).
• U nádorů bez průkazu EGFR a K-ras mutace by mělo být provedeno testování EML 4-ALK translokace.

Strategie udržovací terapie

• Skvamózní karcinomy: u nemocných se stabilizací onemocnění nebo lepší objektivní léčebnou odpovědí zvážit udržovací terapii erlotinibem nebo pečlivou observaci.
• Nonskvamózní NSCLC: u nemocných se stabilizací onemocnění nebo lepší objektivní léčebnou odpovědí zvážit: – při EGFR pozitivní aktivační mutaci zvážit udržovací terapii erlotinibem, pokud nebyl použit v primární léčbě – při nepřítomnosti EGFR mutace je volba udržovací terapie závislá na indukčním režimu – karboplatina/paklitaxel/bevacizumab indukce: možné zvážit udržovací terapii bevacizumabem – karboplatina/pemetrexed/bevacizumab indukce: možné zvážit udržovací terapii pemetrexedem a bevacizumabem – jakýkoliv další indukční dublet: zvážit udržovací terapii pemetrexedem a je možné zvažovat i erlotinib

Shrnutí

Histologie a stanovení biomarkerů jsou základem pro optimalizaci terapie pokročilého NSCLC (Obr. 3). U nemocných s plicním adenokarcinomem je určení stavu TTF-1 nepostradatelným faktorem rozhodovacího procesu. Většina aktivačních mutací je exkluzívních. Nemocní s aktivační EGFR mutací mají být léčeni v první linii EGFR TKI. Není důkaz o výhodě simultánního podávání EGFR TKI a chemoterapie v první linii léčby u nemocných s EGFR mutací.

Obr. 3 Možný algoritmus léčby pokročilého NSCLC
GANDARA, DR., et al. Clin Lung Cancer, 2009, 10, p. 392–394. NCCN guidelines 2/2012.

Závěr

Stanovení základních molekulárních prognosticko-prediktivních faktorů umožňuje využití tzv. „léčby na míru“. Klinická aplikace molekulárních prediktorů (biomarkerů) je předpokladem úspěšnosti biologické cílené léčby. Při necíleném (empirickém) podání je protinádorová léčba účinná jen u omezeného počtu nemocných. Současná klinická realita spočívá v omezeném využívání biomarkerů. V budoucnosti bude klinické použití většiny cílených léků podmíněno přítomností obligatorních prediktivních biomarkerů, jak se děje v současnosti u některých léků (např. trastuzumab – HER2, cetuximab, panitumumab – nemutovaný K-ras atd.) a bude se dít v nejbližší budoucnosti (gefitinib, erlotinib – aktivační EGFR mutace, crizotinib – EML4-ALK). Mýtus je identifikovat validní biomarkery pro všechny protinádorové léky.


O autorovi: Prof. MUDr. Luboš Petruželka, CSc., MUDr. Michal Vočka
Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice, Onkologická klinika

e-mail: lubos.petruzelka@vfn.cz

Ohodnoťte tento článek!