naujienos

Imunoterapija atnešė revoliucinius pokyčius piktybinių navikų gydyme, tačiau vis dar yra pacientų, kuriems ji nėra naudinga. Todėl klinikiniuose taikymuose skubiai reikalingi tinkami biožymenys, kad būtų galima numatyti imunoterapijos veiksmingumą, maksimaliai padidinti veiksmingumą ir išvengti nereikalingo toksiškumo.

FDA patvirtinti biožymenys

PD-L1 raiška. Imunohistocheminiu (IHC) metodu įvertinus PD-L1 raiškos lygius, gaunamas naviko dalies balas (TPS), kuris yra iš dalies arba visiškai membrana nudažytų bet kokio intensyvumo naviko ląstelių procentinė dalis išgyvenusiose naviko ląstelėse. Klinikinių tyrimų metu šis testas yra pagalbinis diagnostinis testas gydant išplitusį nesmulkialąstelinį plaučių vėžį (NSCLC) pembrolizumabu. Jei mėginio TPS yra ≥ 1 %, laikoma, kad tai PD-L1 raiška; TPS ≥ 50 % rodo didelę PD-L1 raišką. Pradiniame 1 fazės tyrime (KEYNOTE-001) pacientų, kurių PD-L1 TPS > 50 % pogrupyje buvo vartojamas pembrolizumabas, atsako dažnis buvo 45,2 %, o nepaisant TPS, visų pacientų, gavusių gydymą šiuo imuninės kontrolės inhibitoriumi (ICI), atsako dažnis buvo 19,4 %. Vėlesniame II/III fazės tyrime (KEYNOTE-024) pacientai, kurių PD-L1 TPS > 50 %, buvo atsitiktinai priskirti pembrolizumabui ir standartinei chemoterapijai, o rezultatai parodė reikšmingą bendro išgyvenamumo (OS) pagerėjimą pacientams, gydytiems pembrolizumabu.

Vis dėlto PD-L1 taikymą prognozuojant ICI atsaką riboja įvairūs veiksniai. Pirma, optimali skirtingų tipų vėžio riba skiriasi. Pavyzdžiui, pabolizumabas gali būti vartojamas, kai pacientų, sergančių skrandžio, stemplės, šlapimo pūslės ir plaučių vėžiu, naviko PD-L1 raiška yra atitinkamai 1%, 10% ir 50%. Antra, PD-L1 raiškos ląstelių populiacijos vertinimas skiriasi priklausomai nuo vėžio tipo. Pavyzdžiui, gydant pasikartojančią ar metastazavusią galvos ir kaklo plokščialąstelinę karcinomą, galima pasirinkti kitą FDA patvirtintą tyrimo metodą – išsamų teigiamą balą (CPS). Trečia, beveik nėra koreliacijos tarp PD-L1 raiškos įvairiuose vėžio tipuose ir ICI atsako, o tai rodo, kad naviko fonas gali būti pagrindinis veiksnys prognozuojant ICI biožymenis. Pavyzdžiui, remiantis CheckMate-067 testo rezultatais, neigiama PD-L1 raiškos prognozinė vertė melanomos atveju yra tik 45%. Galiausiai, keli tyrimai parodė, kad PD-L1 raiška yra nevienoda skirtinguose naviko pažeidimuose tame pačiame paciente, net ir to paties naviko viduje. Apibendrinant galima teigti, kad nors pradiniai nesmulkialąstelinio vėžio klinikiniai tyrimai paskatino PD-L1 raiškos, kaip galimo prognozuojamojo biožymens, tyrimus, jo klinikinė nauda skirtingų tipų vėžiui vis dar neaiški.

Naviko mutacijų našta. Naviko mutacijų našta (NAM) buvo naudojama kaip alternatyvus naviko imunogeniškumo rodiklis. Remiantis KEYNOTE-158 klinikinio tyrimo rezultatais, iš 10 pembrolizumabu gydytų išplitusio solidinio naviko tipų, pacientams, kuriems buvo bent 10 mutacijų megabazėje (didelis NAM), atsako dažnis buvo didesnis nei tiems, kuriems buvo mažas NAM. Verta paminėti, kad šiame tyrime NAM buvo PFS prognozavimo veiksnys, tačiau jis negalėjo numatyti bendrojo išgyvenamumo (OS).

Imuninės terapijos atsaką daugiausia lemia T ląstelių naujų antigenų atpažinimas. Su didesniu TMB susijęs imunogeniškumas taip pat priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant naviko pateiktą naviko neoantigeną; imuninė sistema atpažįsta naviko neoantigenus; šeimininko gebėjimo inicijuoti antigenui specifinį atsaką. Pavyzdžiui, duomenys rodo, kad navikai, kuriuose yra didžiausia kai kurių imuninių ląstelių infiltracija, iš tikrųjų gali turėti slopinamąją reguliacinių T ląstelių (Treg) klono amplifikaciją. Be to, TMB diapazonas gali skirtis nuo TMB neoantigenų potencialo, nes tiksli mutacijos vieta taip pat vaidina svarbų vaidmenį; mutacijos, kurios tarpininkauja skirtingiems antigeno pateikimo keliams, gali turėti įtakos naujų antigenų pateikimui (arba nepateikimui) imuninei sistemai, o tai rodo, kad norint sukelti optimalų ICI atsaką, naviko vidinės ir imunologinės savybės turi būti nuoseklios.

Šiuo metu TMB matuojamas naudojant naujos kartos sekvenavimą (NGS), kuris gali skirtis skirtingose ​​įstaigose (viduje) arba naudojamose komercinėse platformose. NGS apima viso egzomo sekvenavimą (WES), viso genomo sekvenavimą ir tikslinį sekvenavimą, kurį galima gauti iš naviko audinio ir cirkuliuojančios naviko DNR (ctDNR). Verta paminėti, kad skirtingų tipų navikai turi platų TMB diapazoną, o imunogeniniai navikai, tokie kaip melanoma, nesmulkialąstelinė plaučių karcinoma ir plokščialąstelinė karcinoma, turi didžiausią TMB lygį. Panašiai ir skirtingų tipų navikams skirti aptikimo metodai turi skirtingas TMB slenkstinių verčių apibrėžtis. Tiriant NSCLC, melanomą, urotelinę karcinomą ir smulkialąstelinį plaučių vėžį, šie aptikimo metodai naudoja skirtingus analitinius metodus (pvz., WES arba PGR aptikimą konkrečiam susijusių genų skaičiui) ir slenksčius (aukštas arba žemas TMB).

Mikrosatelitai yra labai nestabilūs. Labai nestabilus mikrosatelitas (MSI-H), kaip visos vėžio rūšies biožymuo, skirtas ICI atsakui nustatyti, puikiai prognozuoja ICI veiksmingumą įvairių rūšių vėžio atveju. MSI-H yra neatitikimų taisymo defektų (dMMR) rezultatas, dėl kurio atsiranda didelis mutacijų dažnis, ypač mikrosatelitų regionuose, dėl ko susidaro daug naujų antigenų ir galiausiai sukeliamas kloninis imuninis atsakas. Dėl didelės mutacijų naštos, kurią sukelia dMMR, MSI-H navikai gali būti laikomi didelės mutacijų naštos (TMB) navikais. Remiantis KEYNOTE-164 ir KEYNOTE-158 klinikinių tyrimų rezultatais, FDA patvirtino pembrolizumabą MSI-H arba dMMR navikų gydymui. Tai vienas pirmųjų FDA patvirtintų vaistų nuo visos vėžio rūšies, pagrįstų naviko biologija, o ne histologija.

Nepaisant didelės sėkmės, naudojant MSI statusą taip pat reikia žinoti apie problemas. Pavyzdžiui, iki 50 % dMMR kolorektaliniu vėžiu sergančių pacientų nereaguoja į ICI gydymą, o tai pabrėžia kitų savybių svarbą prognozuojant atsaką. Kiti navikų vidiniai požymiai, kurių negalima įvertinti naudojant dabartines aptikimo platformas, gali būti prisidedantys veiksniai. Pavyzdžiui, buvo pranešimų, kad pacientams, turintiems mutacijas genuose, koduojančiuose svarbius polimerazės delta (POLD) arba polimerazės ε (POLE) katalizinius subvienetus DNR srityje, trūksta replikacijos tikslumo ir jų navikai pasižymi „supermutacijos“ fenotipu. Kai kuriems iš šių navikų būdingas žymiai padidėjęs mikrosatelitų nestabilumas (todėl jie priklauso MSI-H), tačiau neatitikimų taisymo baltymų netrūksta (todėl jie nepriklauso dMMR).

Be to, panašiai kaip ir TMB, MSI-H taip pat veikia nauji antigenų tipai, atsirandantys dėl mikrosatelitų nestabilumo, šeimininko atpažinimo naujų antigenų tipų ir šeimininko imuninės sistemos jautrumo. Net MSI-H tipo navikuose buvo identifikuota daug vieno nukleotido mutacijų kaip keleivių mutacijos (ne vairuotojo mutacijos). Todėl nepakanka pasikliauti vien navike identifikuotų mikrosatelitų skaičiumi; tikrasis mutacijos tipas (identifikuojamas pagal specifinius mutacijų profilius) gali pagerinti šio biožymens prognozavimo veiksmingumą. Be to, tik nedidelė dalis vėžiu sergančių pacientų priklauso MSI-H navikams, o tai rodo, kad šiuo metu reikia plačiau taikomų biožymenų. Todėl kitų veiksmingų biožymenų, skirtų prognozuoti veiksmingumą ir valdyti pacientus, nustatymas išlieka svarbia tyrimų sritimi.

Organizacijomis pagrįsti biomarkerių tyrimai

Atsižvelgiant į tai, kad ICI veikimo mechanizmas yra imuninių ląstelių slopinimo panaikinimas, o ne tiesioginis veikimas į naviko ląstelių vidinius kelius, tolesni tyrimai turėtų būti sutelkti į sistemingą naviko augimo aplinkos ir naviko ląstelių bei imuninių ląstelių sąveikos analizę, kuri gali padėti išsiaiškinti veiksnius, turinčius įtakos ICI atsakui. Daugelis tyrimų grupių tyrinėjo specifinių audinių tipų naviko ar imunines ypatybes, tokias kaip naviko ir imuninių genų mutacijų ypatybės, naviko antigenų pateikimo trūkumai arba daugialąsčiai imuniniai centrai ar agregatai (pvz., tretinės limfoidinės struktūros), kurie gali numatyti atsaką į imunoterapiją.

Tyrėjai naudojo NGS naviko ir imuninės sistemos egzomui bei transkriptomui sekvenuoti paciento audiniuose prieš ir po ICI gydymo, taip pat atliko erdvinio vaizdavimo analizę. Naudojant kelis integruotus modelius kartu su tokiais metodais kaip vienos ląstelės sekoskaita ir erdvinis vaizdavimas arba multiomikos modeliais, pagerėjo ICI gydymo rezultatų prognozavimo gebėjimas. Be to, išsamus naviko imuninių signalų ir vidinių naviko charakteristikų vertinimo metodas taip pat parodė stipresnį prognozavimo gebėjimą. Pavyzdžiui, išsamus partijos sekoskaitos metodas, kuris vienu metu matuoja naviko ir imunines charakteristikas, yra pranašesnis už vieną analitinį kintamąjį. Šie rezultatai pabrėžia būtinybę modeliuoti ICI veiksmingumą išsamiau, įskaitant šeimininko imuninio pajėgumo, vidinių naviko charakteristikų ir naviko imuninių komponentų vertinimo rezultatų įtraukimą į individualius pacientus, siekiant geriau numatyti, kurie pacientai reaguos į imunoterapiją.

Atsižvelgiant į naviko ir šeimininko veiksnių įtraukimo į biožymenų tyrimus sudėtingumą, taip pat į galimą imuninės mikroaplinkos ypatybių išilginės integracijos poreikį, žmonės pradėjo tyrinėti biožymenis naudodami kompiuterinį modeliavimą ir mašininį mokymąsi. Šiuo metu šioje srityje atsirado keletas novatoriškų tyrimų laimėjimų, rodančių personalizuotos onkologijos, paremtos mašininiu mokymusi, ateitį.

Iššūkiai, su kuriais susiduria audinių pagrindu veikiantys biožymenys

Analitinių metodų apribojimai. Kai kurie reikšmingi biožymenys gerai veikia tam tikrų tipų navikuose, bet nebūtinai kitų tipų navikuose. Nors navikui būdingi genų požymiai turi stipresnį prognozavimo gebėjimą nei TMB ir kiti, jie negali būti naudojami visų navikų diagnozei. Tyrime, skirtame NSCLC pacientams, nustatyta, kad genų mutacijų požymiai labiau prognozuoja ICI veiksmingumą nei didelis TMB (≥ 10), tačiau daugiau nei pusė pacientų negalėjo aptikti genų mutacijų požymių.

Naviko heterogeniškumas. Audinių pagrindu sukurtas biomarkerinis metodas ima mėginius tik iš vienos naviko vietos, o tai reiškia, kad konkrečių naviko dalių įvertinimas gali netiksliai atspindėti visų paciento navikų bendrą raišką. Pavyzdžiui, tyrimais nustatytas PD-L1 raiškos heterogeniškumas tarp navikų ir jų viduje, ir panašios problemos kyla ir su kitais audinių žymenimis.

Dėl biologinių sistemų sudėtingumo daugelis anksčiau naudotų audinių biožymenų galėjo būti pernelyg supaprastinti. Be to, naviko mikroaplinkos (TME) ląstelės paprastai yra mobilios, todėl erdvinėje analizėje rodomos sąveikos gali neatspindėti tikrosios naviko ląstelių ir imuninių ląstelių sąveikos. Net jei biožymenys idealiai gali reprezentuoti visą naviko aplinką konkrečiu laiko momentu, šie taikiniai vis tiek gali būti indukuojami ir dinamiškai keistis laikui bėgant, o tai rodo, kad vienas momentinis vaizdas tam tikru laiko momentu gali neatspindėti dinaminių pokyčių.

Pacientų heterogeniškumas. Net jei aptinkami žinomi genetiniai pokyčiai, susiję su atsparumu ICI, kai kuriems pacientams, turintiems žinomų atsparumo biožymenų, vis tiek gali būti naudingas gydymas ICI, galbūt dėl ​​molekulinio ir (arba) imuninio heterogeniškumo naviko viduje ir skirtingose ​​naviko vietose. Pavyzdžiui, β2-mikroglobulino (B2M) trūkumas gali rodyti naują arba įgytą atsparumą vaistams, tačiau dėl B2M trūkumo heterogeniškumo tarp individų ir navikų viduje, taip pat dėl ​​imuninio atpažinimo pakeitimo mechanizmų sąveikos šiems pacientams, B2M trūkumas negali tiksliai prognozuoti individualaus atsparumo vaistams. Todėl, nepaisant B2M trūkumo, pacientams vis tiek gali būti naudingas gydymas ICI.

Organizaciniais pagrindais pagrįsti išilginiai biožymenys
Biožymenų raiška gali keistis laikui bėgant ir dėl gydymo poveikio. Statiniai ir vienkartiniai navikų bei imunobiologijos vertinimai gali nepaisyti šių pokyčių, taip pat gali būti nepastebėti naviko TME ir šeimininko imuninio atsako lygio pokyčiai. Daugybė tyrimų parodė, kad mėginių ėmimas prieš gydymą ir jo metu gali tiksliau nustatyti su ICI gydymu susijusius pokyčius. Tai pabrėžia dinaminio biožymenų vertinimo svarbą.

Kraujo pagrindu pagaminti biožymenys
Kraujo analizės privalumas yra tas, kad ji leidžia biologiškai įvertinti visus atskirus naviko pažeidimus, atspindint vidutinius rodmenis, o ne konkrečios vietos rodmenis, todėl ji ypač tinka vertinant su gydymu susijusius dinaminius pokyčius. Daugybė tyrimų rezultatų parodė, kad cirkuliuojančios naviko DNR (ctDNR) arba cirkuliuojančių naviko ląstelių (CTC) naudojimas minimaliai likusiai ligai (MRD) įvertinti gali padėti priimti sprendimus dėl gydymo, tačiau šie tyrimai turi ribotą informaciją apie tai, ar pacientams gali būti naudinga imunoterapija, pvz., ICI. Todėl ctDNR tyrimus reikia derinti su kitais metodais, skirtais imuniniam aktyvavimui ar šeimininko imuniniam pajėgumui matuoti. Šiuo atžvilgiu padaryta pažanga periferinio kraujo mononuklearinių ląstelių (PKL) imunofenotipavimo ir ekstraląstelinių pūslelių bei plazmos proteominės analizės srityse. Pavyzdžiui, periferinių imuninių ląstelių potipiai (pvz., CD8+ T ląstelės), didelė imuninės kontrolės molekulių raiška (pvz., PD1 ant periferinių CD8+ T ląstelių) ir padidėjęs įvairių baltymų kiekis plazmoje (pvz., CXCL8, CXCL10, IL-6, IL-10, PRAP1 ir VEGFA) gali būti veiksmingi ctDNR dinaminių ko biožymenų papildai. Šių naujų metodų privalumas yra tas, kad jie gali įvertinti naviko pokyčius (panašius į ctDNR aptiktus pokyčius) ir taip pat gali atskleisti paciento imuninės sistemos pokyčius.

Radiomika
Vaizdo duomenų prognozavimo veiksniai gali veiksmingai įveikti audinių biožymenų mėginių ėmimo ir biopsijos apribojimus ir bet kuriuo metu stebėti visą naviką bei galimas kitas metastazes. Todėl ateityje jie gali tapti svarbia neinvazinių dinaminių biožymenų dalimi. Delta radiomika gali kiekybiškai apskaičiuoti kelių naviko ypatybių (pvz., naviko dydžio) pokyčius skirtingais laiko momentais, pavyzdžiui, prieš ir po ICI gydymo, gydymo metu ir vėlesnio stebėjimo metu. Delta radiomika gali ne tik numatyti pradinį atsaką į ankstyvą gydymą arba jo nebuvimą, bet ir realiuoju laiku nustatyti įgytą atsparumą ICI bei stebėti bet kokį atsinaujinimą po visiškos remisijos. Vaizdavimo modelis, sukurtas naudojant mašininio mokymosi technologiją, yra dar geresnis nei tradicinis RECIST standartas, prognozuojant gydymo atsaką ir galimus nepageidaujamus reiškinius. Dabartiniai tyrimai rodo, kad šių radiomikos modelių plotas po kreive (AUC) prognozuojant imuninės terapijos atsaką yra iki 0,8–0,92.

Dar vienas radiomikos privalumas yra gebėjimas tiksliai nustatyti pseudoprogresavimą. Radiomikos modelis, sukurtas naudojant mašininį mokymąsi, gali efektyviai atskirti tikrąją ir klaidingą progresavimą, pakartotinai išmatuodamas kiekvieno naviko KT arba PET duomenis, įskaitant tokius veiksnius kaip forma, intensyvumas ir tekstūra, kai AUC yra 0,79. Šie radiomikos modeliai ateityje gali būti naudojami siekiant išvengti priešlaikinio gydymo nutraukimo dėl neteisingo ligos progresavimo įvertinimo.

Žarnyno mikrobiota
Tikimasi, kad žarnyno mikrobiotos biožymenys leis numatyti terapinį atsaką į ICI. Daugybė tyrimų parodė, kad specifinė žarnyno mikrobiota yra glaudžiai susijusi su įvairių tipų vėžio atsaku į gydymą ICI. Pavyzdžiui, pacientams, sergantiems melanoma ir kepenų vėžiu, Ruminococcaceae bakterijų gausa yra susijusi su PD-1 imunoterapijos atsaku. Akkermansia muciniphila praturtėjimas yra dažnas pacientams, sergantiems kepenų vėžiu, plaučių vėžiu ar inkstų ląstelių karcinoma, kurie gerai reaguoja į gydymą ICI.

Be to, naujas mašininio mokymosi modelis gali būti nepriklausomas nuo naviko tipų ir susieti konkrečias žarnyno bakterijų gentis su imunoterapijos terapiniu atsaku. Kiti tyrimai taip pat atskleidė specifinį atskirų bakterijų grupių vaidmenį reguliuojant šeimininko imuninę sistemą, toliau tyrinėdami, kaip užkirsti kelią vėžio ląstelių imuniniam pabėgimui arba jį skatinti.

Neoadjuvantinė terapija
Dinaminis naviko biologijos vertinimas gali padėti nustatyti vėlesnes klinikinio gydymo strategijas. Neoadjuvantinės terapijos tyrimas gali įvertinti terapinį poveikį chirurginių mėginių patologinės remisijos požiūriu. Melanomos gydymo metu pirminis patologinis atsakas (MPR) yra susijęs su išgyvenamumu be recidyvo. PRADO tyrimo metu tyrėjai nustato kitas klinikinės intervencijos priemones, tokias kaip chirurgija ir (arba) adjuvantinė terapija, remdamiesi konkrečiais paciento patologinės remisijos duomenimis.

Tarp įvairių vėžio tipų keletas naujų adjuvantinės terapijos variantų vis dar nėra tiesiogiai palyginami. Todėl pasirinkimą tarp imunoterapijos monoterapijos ar kombinuotos terapijos dažnai kartu sprendžia gydantis gydytojas ir pacientas. Šiuo metu tyrėjai sukūrė interferono gama (IFN gama) požymį, turintį 10 genų, kaip biožymenį, skirtą patologinei melanomos remisijai po neoadjuvantinės terapijos prognozuoti. Jie toliau integravo šiuos požymius į algoritmą, skirtą atrinkti pacientus, kuriems pasireiškia stiprus arba silpnas atsakas į neoadjuvantinę terapiją. Tolesniame tyrime, vadinamame DONIMI, tyrėjai naudojo šį balą kartu su sudėtingesne analize ne tik gydymo atsakui numatyti, bet ir nustatyti, kuriems III stadijos melanomos pacientams reikia papildomai skirti histono deacetilazės inhibitorių (HDACi), siekiant sustiprinti atsaką į neoadjuvantinę ICI terapiją.

Iš pacientų gautas naviko modelis
In vitro navikų modeliai gali numatyti pacientui būdingas reakcijas. Skirtingai nuo in vitro platformos, naudojamos hematologinių piktybinių navikų vaistų reakcijos spektro analizei, kietieji navikai susiduria su didesniais iššūkiais dėl unikalios naviko mikrostruktūros ir naviko imuninės sąveikos. Paprasta naviko ląstelių kultūra negali lengvai atkartoti šių sudėtingų savybių. Šiuo atveju naviko tipo organai arba organų lustai, gauti iš pacientų, gali kompensuoti šiuos struktūrinius apribojimus, nes jie gali išsaugoti originalią naviko ląstelių struktūrą ir imituoti sąveiką su limfoidinėmis ir mieloidinėmis imuninėmis ląstelėmis, kad būtų galima įvertinti ICI reakcijas pacientui būdingu būdu, tokiu būdu tiksliau atkuriant biologines savybes realesnėje trimatėje aplinkoje.

Keletas proveržio tyrimų Kinijoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose pritaikė šį naują didelės raiškos trimatį in vitro naviko modelį. Rezultatai rodo, kad šie modeliai gali veiksmingai numatyti plaučių vėžio, gaubtinės žarnos vėžio, krūties vėžio, melanomos ir kitų navikų atsaką į ICI. Tai sudaro pagrindą tolesniam šių modelių prognozavimo efektyvumo tikrinimui ir standartizavimui.