Материалы конгрессов и конференций

X РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНГРЕСС

ВЫБОР ТЕРАПИИ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО ПОРТРЕТА ОПУХОЛИ:
МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

Е.Н. Имянитов
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России, С.-Петербург

В настоящее время назначение большинства противоопухолевых препаратов основывается на статистической вероятности получения положительного эффекта. Если эта вероятность достигает 80% при применении современных комбинаций цитостатиков на начальных этапах терапии относительно химиочувствительных опухолей (например, рака молочной железы), то во многих ситуациях, например при лечении карцином толстой кишки 5-фторурацилом, регресс новообразования наблюдается менее чем у 1 из 5 пациентов. В настоящее время предпринимаются интенсивные попытки, направленные на выявление предиктивных маркеров противоопухолевой терапии. Исследования подобного рода ставят две задачи:

  1. молекулярно-генетическая характеристика пациента, позволяющая индивидуализировать дозировку препаратов и уменьшить риск появления токсических реакций;
  2. мутационный и экспрессионный анализ опухолевой ткани с целью предсказания чувствительности новообразования к лекарственным средствам.

К настоящему времени идентифицированы несколько генных полиморфизмов, ассоциированных с повышенной чувствительностью к цитостатикам. В частности, носители мутантных аллелей гена TPMT плохо метаболизируют меркаптопурин и нуждаются в 10-15-кратном уменьшении дозировки этого препарата [Marsh and McLeod, 2004; Dervieux et al., 2005]. Некоторые варианты гена UGT1A1 ассоциированы с повышенной чувствительностью к иринотекану. Соответствующий лабораторный тест, направленный на выявление подобных индивидуумов и влекущий за собой необходимость снижения стартовой дозировки препарата на 20-25%, уже рекомендован к применению FDA [Innocenti and Ratain, 2004; Innocenti et al., 2006]. Вероятно, применение метотрексата также требует пересмотра ряда количественных аспектов в зависимости от полиморфизма гена MTHFR [Toffoli et al., 2000; Ulrich et al., 2001; Chiusolo et al., 2002; Toffoli et al., 2003]. Носительство мутантных аллелей гена DPD сопряжено с риском летальных реакций в ответ на введение 5-фторурацила [van Kuilenburg, 2004].

Химиочувствительность новообразования в заметной степени коррелирует с экспрессионными характеристиками некоторых молекул. Избыток мишени 5-фторурацила TS приводит к тому, что переносимые дозы препарата не могут «насытить» этот фермент и оказываются заведомо неэффективными. Высокая экспрессия DPD ассоциирована с повышенным внутриопухолевым распадом 5-фторурацила, что также негативно сказывается на результате лечения. TP является фактором ангиогенеза, поэтому повышенная экспрессия этого фермента ассоциирована с неблагоприятным прогнозом. Однако TP обладает способностью активировать предшественник 5-фторурацила капецитабин, поэтому опухолево-специфическое увеличение активности фермента может способствовать локальному увеличению концентрации цитостатика [Aschele et al., 2002; Omura, 2003; Ciccolini et al., 2004; Formentini et al., 2004; van Kuilenburg, 2004; Marsh, 2005; Robert et al., 2005; Stohlmacher, 2005].

Повышенная экспрессия ферментов репарации ДНК позволяет опухоли нейтрализовать воздействие терапевтических средств. Подобный эффект подтверждён для препаратов платины и алкилирующих агентов [Robert et al., 2004; Rosell et al., 2005; Liu and Gerson, 2006]. Положительный результат при назначении антрациклинов более вероятен, когда в опухоли активирована мишень препаратов этой группы – топоизомераза II-альфа. Правда, работы подобного рода проводились только на одной группе новообразований – опухолях молочной железы [Coon et al., 2002; Di Leo et al., 2002a; MacGrogan et al., 2003; Park et al., 2003; Knoop et al., 2005; Tanner et al., 2006]. Высокая экспрессия одной из молекул тубулинов, а именно бэта-тубулина III класса, может снизить лечебный эффект таксанов и винкаалкалоидов [Ferrandina et al., 2006; Seve et al., 2005; Urano et al., 2006].

Определение статуса рецепторов гормонов и HER2 для подбора таргетной терапии РМЖ уже стало классическим примером молекулярной индивидуализации терапии [Di Leo et al., 2002; Roos et al., 2003; Pusztai et al., 2004]. Назначение ритуксимаба (Мабтеры) и иматиниба (Гливека) также производится исключительно на основании результатов молекулярного теста [Druker, 2004; Guilhot, 2004; Doan and Massarotti, 2005]. Огромный интерес научного и онкологического сообщества вызвали сообщения о чёткой ассоциации между присутствием мутации в гене EGFR и хорошими результатами лечения немелкоклеточного рака лёгкого гефитинибом (Ирессой) и эрлотинибом (Тарцевой) [Giaccone and Rodrigues, 2005; Imyanitov et al., 2005; Chan et al., 2006]. Хорошей воспроизводимостью отличаются работы, демонстрирующие высокую чувствительность к цетуксимабу (Эрбитуксу) опухолей толстой кишки, содержащих амплификацию гена EGFR [Giaccone and Rodrigues, 2005; Imyanitov et al., 2005; Chan et al., 2006].

Вопреки общепринятому мнению, многие из методов молекулярно-биологического анализа опухолей представляются вполне доступными для применения в условиях повседневной клинической работы. Для оценки некоторых из перечисленных выше маркеров допустимо использование нескольких альтернативных подходов. В частности, исследование экспрессии тех или иных ферментов может осуществляться как при помощи иммуногистохимии, так и посредством ПЦР-детекции соответствующих транскриптов (RT-PCR). В первом случае тест может выполняться в условиях обычной патоморфологической лаборатории. Недостатком иммуногистохимического метода является его полуколичественный характер, а также необходимость использования весьма дорогостоящего и не всегда доступного компонента – специфических антител. Для применения RT-PCR требуется более сложное медицинское оборудование (в частности, прибор для мониторинга ПЦР в режиме реального времени), однако к преимуществам метода следует отнести, прежде всего, его универсальность: в отличие от длительного процесса создания новых антител, специфические олигонуклеотиды могут быть синтезированы для любой молекулы в течение нескольких дней. В последнее время стали часто упоминаться принципиально новые технологии, подразумевающие комплексную одновременную оценку всех элементов генома. В частности, «микрочиповые» подходы к идентификации «экспрессионных профилей» новообразований позволили выявить несколько десятков потенциальных маркеров прогноза и химиочувствительности опухолей. Хотя приоритет подобных методов в процессе идентификации новых клинически значимых молекул представляется абсолютно неоспоримым, следует подчеркнуть, что «микрочипы» не могут применяться в рутинной диагностике ввиду огромной стоимости, низкой чувствительности и полуколичественным характером измерений.

В табл. 1 обобщены наиболее воспроизводимые сведения о молекулярных предикторах терапии новообразований. В докладе предполагается представить опыт НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова (С.-Петербург) по практическому внедрению молекулярной диагностики в онкологии.

Таблица 1.
Молекулярные маркеры эффективности и токсичности противоопухолевой терапии.

Препарат Прогнозирование токсичности Прогнозирование противоопухолевого эффекта Автор
Цитостатические препараты
Меркаптопурин TPMT (полиморфизм)   Marsh and McLeod, 2004; Dervieux et al., 2005
Иринотекан UGT1A1 (полиморфизм)   Innocenti and Ratain, 2004; Innocenti et al., 2006
Метотрексат MTHFR (полиморфизм)   Toffoli et al., 2000; Ulrich et al., 2001; Chiusolo et al., 2002; Toffoli et al., 2003
5-фторурацил и его производные DPD (DPYD) (полиморфизм) TS (TYMS) и MTHFR (полиморфизм); TS, DPD, TS, OPRT (экспрессия) Aschele et al., 2002; Omura, 2003; Watters and McLeod, 2003; Ciccolini et al., 2004; Formentini et al., 2004; van Kuilenburg, 2004; Kawakami et al., 2005; Marsh, 2005; Robert et al., 2005; Stohlmacher, 2005; Ochiai et al., 2006
Препараты платины   ERCC1 (экспрессия) Rosell et al., 2005
Алкилирующие вещества   MGMT (экспрессия) Robert et al., 2004; Liu and Gerson, 2006
Антрациклины   TOP2A (амплификация и/или гиперэкспрессия) Coon et al., 2002; Di Leo et al., 2002a; MacGrogan et al., 2003; Park et al., 2003; Knoop et al., 2005; Tanner et al., 2006
Препараты, взаимодействующие с микротубулами   class III beta-tubulin, tau, thioredoxin (экспрессия) Rouzier et al., 2005; Seve et al., 2005; Ferrandina et al., 2006; Kim et al., 2006; Urano et al., 2006
Таргетные препараты
Антиэстрогенные препараты   ER, PR экспрессия; HER2, cyclin D1 амплификация и/или гиперэкспрессия Di Leo et al., 2002; Pusztai et al., 2004
Ритуксимаб   CD20 экспрессия Doan and Massarotti, 2005
Трастузумаб   HER2 амплификация и/или гиперэкспрессия Ross et al., 2003
Иматиниб   BCR-ABL translocation, KIT mutation Druker, 2004; Guilhot, 2004
Гефитиниб и эрлотиниб   EGFR mutation Giaccone and Rodrigues, 2005; Imyanitov et al., 2005; Chan et al., 2006
Цетуксимаб   EGFR амплификация Moroni et al., 2005; Lievre et al., 2006

Список литературы:

  1. Aschele C, Lonardi S, Monfardini S. Thymidylate Synthase expression as a predictor of clinical response to fluoropyrimidine-based chemotherapy in advanced colorectal cancer. Cancer Treat Rev. 2002 Feb;28(1):27-47.
  2. Chan SK, Gullick WJ, Hill ME. Mutations of the epidermal growth factor receptor in non-small cell lung cancer - search and destroy. Eur J Cancer. 2006 Jan;42(1):17-23.
  3. Chiusolo P, Reddiconto G, Casorelli I, Laurenti L, Sora F, Mele L, Annino L, Leone G, Sica S. Preponderance of methylenetetrahydrofolate reductase C677T homozygosity among leukemia patients intolerant to methotrexate. Ann Oncol. 2002 Dec;13(12):1915-8.
  4. Ciccolini J, Evrard A, Cuq P. Thymidine phosphorylase and fluoropyrimidines efficacy: a Jekyll and Hyde story. Curr Med Chem Anticancer Agents. 2004 Mar;4(2):71-81.
  5. Coon JS, Marcus E, Gupta-Burt S, Seelig S, Jacobson K, Chen S, Renta V, Fronda G, Preisler HD. Amplification and overexpression of topoisomerase II alpha predict response to anthracycline-based therapy in locally advanced breast cancer. Clin Cancer Res. 2002 Apr;8(4):1061-7.
  6. Dervieux T, Meshkin B, Neri B. Pharmacogenetic testing: proofs of principle and pharmacoeconomic implications. Mutat Res. 2005 Jun 3;573(1-2):180-94.
  7. Di Leo A, Gancberg D, Larsimont D, Tanner M, Jarvinen T, Rouas G, Dolci S, Leroy JY, Paesmans M, Isola J, Piccart MJ. HER-2 amplification and topoisomerase IIalpha gene aberrations as predictive markers in node-positive breast cancer patients randomly treated either with an anthracycline-based therapy or with cyclophosphamide, methotrexate, and 5-fluorouracil. Clin Cancer Res. 2002a May;8(5):1107-16.
  8. Doan T, Massarotti E. Rituximab. Drugs Today (Barc). 2005 Dec;41(12):785-97.
  9. Druker BJ. Imatinib as a paradigm of targeted therapies. Adv Cancer Res. 2004;91:1-30.
  10. Ferrandina G, Zannoni GF, Martinelli E, Paglia A, Gallotta V, Mozzetti S, Scambia G, Ferlini C. class III beta-tubulin overexpression is a marker of poor clinical outcome in advanced ovarian cancer patients. Clin Cancer Res. 2006 May 1;12(9):2774-9.
  11. Formentini A, Henne-Bruns D, Kornmann M. Thymidylate synthase expression and prognosis of patients with gastrointestinal cancers receiving adjuvant chemotherapy: a review. Langenbecks Arch Surg. 2004 Oct;389(5):405-13.
  12. Giaccone G, Rodriguez JA. EGFR inhibitors: what have we learned from the treatment of lung cancer? Nat Clin Pract Oncol. 2005 Nov;2(11):554-61.
  13. Guilhot F. Indications for imatinib mesylate therapy and clinical management. Oncologist. 2004;9(3):271-81.
  14. Imyanitov E.N., Kuligina E.Sh., Belogubova E.V., Togo A.V., Hanson K.P. Mechanisms of lung cancer. Drug Discov. Today: Dis. Mech., 2005, v. 2, p. 213-223.
  15. Innocenti F, Ratain MJ. "Irinogenetics" and UGT1A: from genotypes to haplotypes. Clin Pharmacol Ther. 2004 Jun;75(6):495-500.
  16. Innocenti F, Vokes EE, Ratain MJ. Irinogenetics: what is the right star? J Clin Oncol. 2006 May 20;24(15):2221-4.
  17. Kawakami K, Graziano F, Watanabe G, Ruzzo A, Santini D, Catalano V, Bisonni R, Arduini F, Bearzi I, Cascinu S, Muretto P, Perrone G, Rabitti C, Giustini L, Tonini G, Pizzagalli F, Magnani M. Prognostic role of thymidylate synthase polymorphisms in gastric cancer patients treated with surgery and adjuvant chemotherapy. Clin Cancer Res. 2005 May 15;11(10):3778-83.
  18. Kim SJ, Miyoshi Y, Taguchi T, Tamaki Y, Nakamura H, Yodoi J, Kato K, Noguchi S. High thioredoxin expression is associated with resistance to docetaxel in primary breast cancer. Clin Cancer Res. 2005 Dec 1;11(23):8425-30.
  19. Leo A, Cardoso F, Durbecq V, Giuliani R, Mano M, Atalay G, Larsimont D, Sotiriou C, Biganzoli L, Piccart MJ. Predictive molecular markers in the adjuvant therapy of breast cancer: state of the art in the year 2002. Int J Clin Oncol. 2002b Aug;7(4):245-53.
  20. Lievre A, Bachet JB, Le Corre D, Boige V, Landi B, Emile JF, Cote JF, Tomasic G, Penna C, Ducreux M, Rougier P, Penault-Llorca F, Laurent-Puig P. KRAS mutation status is predictive of response to cetuximab therapy in colorectal cancer. Cancer Res. 2006 Apr 15;66(8):3992-5.
  21. Liu L, Gerson SL. Targeted modulation of MGMT: clinical implications. Clin Cancer Res. 2006 Jan 15;12(2):328-31.
  22. MacGrogan G, Rudolph P, Mascarel Id I, Mauriac L, Durand M, Avril A, Dilhuydy JM, Robert J, Mathoulin-Pelissier S, Picot V, Floquet A, Sierankowski G, Coindre JM. DNA topoisomerase IIalpha expression and the response to primary chemotherapy in breast cancer. Br J Cancer. 2003 Aug 18;89(4):666-71.
  23. Marsh S, McLeod HL. Cancer pharmacogenetics. Br J Cancer. 2004 Jan 12;90(1):8-11.
  24. Marsh S. Thymidylate synthase pharmacogenetics. Invest New Drugs. 2005 Dec;23(6):533-7.
  25. Moroni M, Veronese S, Benvenuti S, Marrapese G, Sartore-Bianchi A, Di Nicolantonio F, Gambacorta M, Siena S, Bardelli A. Gene copy number for epidermal growth factor receptor (EGFR) and clinical response to antiEGFR treatment in colorectal cancer: a cohort study. Lancet Oncol. 2005 May;6(5):279-86.
  26. Ochiai T, Nishimura K, Noguchi H, Kitajima M, Tsukada A, Watanabe E, Nagaoka I, Futagawa S. Prognostic impact of orotate phosphoribosyl transferase among 5-fluorouracil metabolic enzymes in resectable colorectal cancers treated by oral 5-fluorouracil-based adjuvant chemotherapy. Int J Cancer. 2006 Jun 15;118(12):3084-8.
  27. Omura K. Clinical implications of dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) activity in 5-FU-based chemotherapy: mutations in the DPD gene, and DPD inhibitory fluoropyrimidines. Int J Clin Oncol. 2003 Jun;8(3):132-8.
  28. Park K, Kim J, Lim S, Han S. Topoisomerase II-alpha (topoII) and HER2 amplification in breast cancers and response to preoperative doxorubicin chemotherapy. Eur J Cancer. 2003 Mar;39(5):631-4.
  29. Pusztai L, Rouzier R, Wagner P, Symmans WF. Individualized chemotherapy treatment for breast cancer: is it necessary? Is it feasible? Drug Resist Updat. 2004 Dec;7(6):325-31.
  30. Robert J, Vekris A, Pourquier P, Bonnet J. Predicting drug response based on gene expression. Crit Rev Oncol Hematol. 2004 Sep;51(3):205-27.
  31. Robert J, Morvan VL, Smith D, Pourquier P, Bonnet J. Predicting drug response and toxicity based on gene polymorphisms. Crit Rev Oncol Hematol. 2005 Jun;54(3):171-96.
  32. Rosell R, Cobo M, Isla D, Sanchez JM, Taron M, Altavilla G, Santarpia M, Moran T, Catot S, Etxaniz O. Applications of genomics in NSCLC. Lung Cancer. 2005 Dec;50 Suppl 2:S33-40.
  33. Ross JS, Fletcher JA, Linette GP, Stec J, Clark E, Ayers M, Symmans WF, Pusztai L, Bloom KJ. The Her-2/neu gene and protein in breast cancer 2003: biomarker and target of therapy. Oncologist. 2003;8(4):307-25.
  34. Rouzier R, Rajan R, Wagner P, Hess KR, Gold DL, Stec J, Ayers M, Ross JS, Zhang P, Buchholz TA, Kuerer H, Green M, Arun B, Hortobagyi GN, Symmans WF, Pusztai L. Microtubule-associated protein tau: a marker of paclitaxel sensitivity in breast cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Jun 7;102(23):8315-20.
  35. Seve P, Isaac S, Tredan O, Souquet PJ, Pacheco Y, Perol M, Lafanechere L, Penet A, Peiller EL, Dumontet C. Expression of class III beta-tubulin is predictive of patient outcome in patients with non-small cell lung cancer receiving vinorelbine-based chemotherapy. Clin Cancer Res. 2005 Aug 1;11(15):5481-6.
  36. Scandinavian Breast Group Trial 9401; Tanner M, Isola J, Wiklund T, Erikstein B, Kellokumpu-Lehtinen P, Malmstrom P, Wilking N, Nilsson J, Bergh J. Topoisomerase IIalpha gene amplification predicts favorable treatment response to tailored and dose-escalated anthracycline-based adjuvant chemotherapy in HER-2/neu-amplified breast cancer: Scandinavian Breast Group Trial 9401. J Clin Oncol. 2006 Jun 1;24(16):2428-36.
  37. Stohlmacher J. Pharmacogenetics in gastrointestinal tumors. Onkologie. 2005 Aug;28(8-9):435-40.
  38. Toffoli G, Veronesi A, Boiocchi M, Crivellari D. MTHFR gene polymorphism and severe toxicity during adjuvant treatment of early breast cancer with cyclophosphamide, methotrexate, and fluorouracil (CMF). Ann Oncol. 2000 Mar;11(3):373-4.
  39. Toffoli G, Russo A, Innocenti F, Corona G, Tumolo S, Sartor F, Mini E, Boiocchi M. Effect of methylenetetrahydrofolate reductase 677C-->T polymorphism on toxicity and homocysteine plasma level after chronic methotrexate treatment of ovarian cancer patients. Int J Cancer. 2003 Jan 20;103(3):294-9.
  40. Ulrich CM, Yasui Y, Storb R, Schubert MM, Wagner JL, Bigler J, Ariail KS, Keener CL, Li S, Liu H, Farin FM, Potter JD. Pharmacogenetics of methotrexate: toxicity among marrow transplantation patients varies with the methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism. Blood. 2001 Jul 1;98(1):231-4.
  41. Urano N, Fujiwara Y, Doki Y, Kim SJ, Miyoshi Y, Noguchi S, Miyata H, Takiguchi S, Yasuda T, Yano M, Monden M. Clinical significance of class III beta-tubulin expression and its predictive value for resistance to docetaxel-based chemotherapy in gastric cancer. Int J Oncol. 2006 Feb;28(2):375-81.
  42. van Kuilenburg AB. Dihydropyrimidine dehydrogenase and the efficacy and toxicity of 5-fluorouracil. Eur J Cancer. 2004 May;40(7):939-50.
  43. Watters JW, McLeod HL. Cancer pharmacogenomics: current and future applications.Biochim Biophys Acta. 2003 Mar 17;1603(2):99-111.