МД-2021, день 1. Современные направления онкогенетики

Девятого ноября на конференции «Молекулярная диагностика 2021» прошла секция «Современные направления онкогенетики». С какими рисками связаны наследственные опухолевые синдромы? В чем преимущество молекулярно-генетической диагностики онкозаболеваний методами NGS? Что лучше секвенировать — отдельные гены или экзом? Можно ли получить такие услуги по ОМС? Эти и многие другие вопросы обсуждали участники секции.

Credit:
Оксана Сорокина

Секцию открыл Юкихиде Момозава из Центра интегративных медицинских наук RIKEN (Япония) с докладом «Крупномасштабное секвенирование генов наследственных опухолевых заболеваний при 14 типах онкозаболеваний в Японии».

На данный момент большинство GWAS сосредоточены на раке молочной железы (РМЖ) и раке яичников (РЯ). Большинство исследований по другим типам рака включают всего несколько сотен случаев без контролей, и этого недостатовно, чтобы оценить, как варианты и гены влияют на риски заболеваний. Также большая часть исследования проводилась на европейской популяции.

Группа Юкихиде Момозава проанализировала с 2015 года 27 генов на 100 тысячах образцов и 14 типах рака, таких как колоректальный рак, рак простаты, легких, печени, молочной железы и т.д. Данные были получены из BioBank Japan. В качестве примера докладчик описал находки группы по РМЖ, показал частоту возникновения и риски, ассоциированные с патогенными вариантами в генах из рекомендаций NCCN. Также его группа провела анализ доли носителей патогенных вариантов и их семейной истории. В конце Юкихиде Момозава отметил, что даже для таких хорошо изученных генов, как BRCA1 и 2, нужны дополнительные исследования, особенно на японской популяции.

Член-корреспондент РАН Евгений Имянитов из СЗГМУ им. И.И. Мечникова МЗ РФ рассказал о наследственных опухолевых синдромах. До определенного момента человек с таким синдромом остается абсолютно здоровым, но у него есть фатальная предрасположенность к раку определенного органа. Опухоль возникает из-за накопления мутаций в онкогенах и антионкогенах. Одна мутация практически всегда компенсируется. Но если для клеток здорового человека необходимо 5–6 событий, чтобы образовать опухоль, то у носителей мутаций событий нужно меньше, например, 4–5. Поэтому для людей с наследственными опухолевыми синдромами характерен более ранний возраст постановки диагноза, наличие заболеваний у родственников и появление множественных опухолей (например, возникновение двух опухолей молочной железы).

Существует всего несколько десятков наследственных опухолевых синдромов, но генов, которые могут вызывать наследственные раки, больше. Евгений Имянитов отметил, что интерес онкологов, которые занимаются этими синдромами, лежит скорее в области лечения таких раков, а не их предупреждения.

Многие наследственные раки развиваются по особенному механизму. Например, человек унаследовал одну сломанную копию гена BRCA. В одной из клеток молочной железы или яичников в результате случайного события ликвидируется оставшаяся копия. Это приводит к хромосомной нестабильности, дефекту репарации ДНК, возникает рак. Но эти клетки за счет дефекта репарации ДНК чувствительны к очень простым и дешевым мутагенам, например, к цисплатину. Группа Имянитова подтвердила это на практике на РЯ.

Однако докладчик обозначил и проблему такого подхода. РЯ обычно диагностируют на поздних стадиях. У пациентов с наследственным раком опухоль хорошо отвечает на терапию, ее легко вырезают. После операции пациенты получают профилактическую терапию, чтобы элиминировать оставшиеся опухолевые клетки. Казалось бы, эти пациенты должны излечиваться, ведь у них химиочувствительное заболевание. Но большинство из них рецидивируют через год-полтора. Оказывается, еще до начала лечения опухоль содержит единичные клетки с сохранной функцией генов BRCA, резистентные к лечению. После терапии эти клетки дают начало новым опухолям. Так что одного препарата недостаточно. Группа Имянитова провела КИ цисплатина + митомицина для лечения BRCA1-ассоциированного рака яичников. У некоторых пациенток удалось достичь полного морфологического регресса.

Схемы ведения здоровых носителей мутаций в основном заключаются в наблюдении. Но даже при регулярных обследованиях опухоли в молочной железе редко выявляются на ранней стадии. К тому же эти опухоли более агрессивны. Поэтому, например, у общего населения при стадии I РМЖ пятилетняя продолжительность жизни достигает 98%, а у носительниц мутаций в BRCA — 82%. То есть даже если опухоль выявлена вовремя, каждая пятая женщина с наследственным опухолевым синдромом погибнет в течение пяти лет. С РЯ ситуация еще хуже. В международной рекомендации онкологов прямо сказано, что даже если выявлена мутация в BRCA, нет смысла обеспечивать раннюю диагностику РЯ. Специалисты призывают задуматься о профилактических операциях.

Иная картина с синдромом Линча. Здесь в основе также дефект репарации ДНК, но это не хромосомная нестабильность, а большое количество точечных мутаций. Подобные опухоли содержат большое число новых антигенов, они хорошо распознаются иммунной системой и отличаются более благополучным течением. Тут скрининг очень эффективен.

Докладчик также осветил исследование довольно редкого MUTYU-ассоциированного рака толстой кишки. Для него характерна мутация KRAS G12C. Пациентов с раком толстой кишки и этой мутацией исследовали на наследственный опухолевый синдром. Были достигнуты определенные успехи при использовании иммунотерапии.

Доклад Ольги Бурменской из НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова МЗ РФ назывался «Экспрессионное профилирование при раке молочной железы». РМЖ — гетерогенное заболевание. Еще в 2000 году выделили четыре его молекулярных подтипа, которые имеют разные прогнозы и требуют различной терапии. В 2011 году была предложена классификация на основании четырех иммуногистохимических маркеров. Однако ИГХ — это суррогатный метод, первичным является исследование мРНК.

Существует несколько диагностических тестов для исследования опухолевой мРНК. Их используют для классификации опухолей, прогноза и выбора терапии. Эти тесты лучше подлежат автоматизации и менее субъективны, чем ИГХ. Но из-за высокой себестоимости для российских женщин они недоступны, к тому же они практически не представлены в России. Поэтому, например, для определения пролиферации суррогатом может послужить ИГХ-оценка Ki67. Однако при этом возникает зона неопределенности.

Группа Ольги Бурменской изучила 45 мРНК в образцах опухолей в парафиновых срезах, всего исследовали 1018 образцов. Провели кластеризацию образцов по 13 генов. Выделили восемь кластеров, построили тепловые карты. Кластеры удалось соотнести с уже известными ИГХ-группами.

Таким образом, группа Бурменской разработала способ определения молекулярно-генетических подтипов РМЖ, совпадение с ИГХ — 92%. Но требуется валидация метода, определение его возможностей и уточнение когорты пациентов, которым он может быть особенно полезен при выборе терапии.

С докладом «Алгоритмы генетического скрининга злокачественных опухолей» выступила Людмила Любченко из НМИЦ радиологии МЗ РФ. Главные направления генетического скрининга — это молекулярно-генетическиая диагностика герминальных мутаций, диагностика опухолевого генома и медико-генетическое консультирование. Основные цели — подтверждение диагноза, оценка индивидуальной фармакологической чувствительности, оценка риска развития вторых первичных опухолей, генетический скрининг пациентов из групп риска, молекулярное профилирование опухолевого генома для персонализированного подхода к диагностике, лечению и профилактике. Для этого используют разные виды ПЦР и секвенирования. Людмила Любченко особо отметила таргетное NGS, которое дает значимые клинические результаты, хотя секвенируется только 0,005–0,1% генома.

Для таргетного секвенирования используют различные панели — мультигенные, синдром-специфические, опухоль-специфические и комплексные. Диагностическое NGS-тестирование показано, если заболевание наследуется в семье, но не удовлетворяет критериям синдрома, для которого существует диагностический ДНК-тест; если заболевание относится к группе генетически гетерогенных; если оно соответствует наследственному синдрому, но результаты стандартных ДНК-тестов были отрицательными.

Людмила Любченко привела результаты NGS-скрининга при колоректальном раке и пример пациента с синдромом Линча и мутацией в гене MSH2. Она отметила важную роль генетического скрининга с целью выявления активирующих соматических мутаций в генах EGFR, BRAF, NRAS и KRAS, особенно при подборе терапии.

Особую роль играет медико-генетическое консультирование в рамках пренатальной диагностики. Тестирование проводят с помощью трансабдоминальной хорион- и плацентобиопсии. Альтернатива — преимплентационная диагностика.

Продолжил секцию Алексей Никитин из ФНКЦ специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА с докладом об оптимизации тактики лечения в онкологии с помощью NGS. Он отметил, что применение NGS в клинике находится в серой зоне. Ситуация начала меняться только за последний год.

Для внедрения NGS в рутинный анализ нужна массовость — поток образцов должен быть достаточным для регулярных запусков прибора. Второе — это скорость, сравнимая с другими методиками. Онкологические пациенты не могут ждать месяцами. Должно быть не менее 12 образцов в неделю, оптимальное количество — 24 и более, то есть 1500 образцов в год.

Алексей Никитин перечислил гены, анализ которых рекомендован при раке легкого, простаты, РМЖ и колоректального рака. На данный момент есть регистрационные удостоверения (РУ) для NGS-анализа небольшой части этих генов, но далеко не всех. Поэтому пока NGS не может заменить рутинные методы.

Докладчик отметил важную роль автоматизации для рутинных анализов в обычных лабораториях. Нужно также обеспечить скорость, анализ и базы данных. Основная проблема для внедрения NGS — биоинформатика. Облачные решения сложно зарегистрировать, а недостатки локальных решений — производительность, сложность поддержки и стоимость.

Также был приведен пример применения кастомной панели соматических мутаций. Анализ 200 образцов продемонстрировал 95%-ное совпадение с ПЦР-методами. При этом NGS обнаруживало мутации, которые пропускали ПЦР-тесты.

Основные выводы пилотного проекта ФНКЦ ФМБА — при добавлении фьюженов NGS становится альтернативой стандартным подходам; мультигенные универсальные панели позволяют заменять множество ПЦР- и FISH-анализов. Однако требуется тщательный подбор состава панели для контроля себестоимости анализа. Нет смысла секвенировать 500 генов, если по результатам секвенирования 400 из них вы ничего не сможете сказать пациенту.

С докладом «Актуальное решение для клинического применения таргетного секвенирования NGS в онкологии» выступил Дмитрий Воробьев из компании First Genetics. Эта компания — ОЕМ-партнер Thermo Fisher Scientific, которая занимается внедрением их продукции в систему здравоохранения для клинического применения. Она производит зарегистрированные в качестве медицинских изделий локализованные версии систем для высокопроизводительного секвенирования ДНК, а также наборы реагентов. Уже получены РУ Росздравнадзора на систему высокопроизводительного секвенирования ДНК и набор реагентов для скрининга анеуплоидий эмбриона человека.

В исследовании генетических маркеров онкологических заболеваний первично накопление больших объемов данных. В клинике количество данных сужается, оно определяется задачей. Компания First Genetics в качестве клинической задачи выбрала подбор таргетной терапии сóлидных опухолей.

Рекомендации Минздрава и NCCN для подбора таргетной терапии при РМЖ, колоректальном раке и раке легкого не сильно отличаются с точки зрения мишеней и даже методов. Однако на Западе существует целый ряд NGS-решений. Несмотря на упоминание метода в клинических рекомендациях МЗ РФ, реальное применение ограничено числом доступных NGS-панелей.

Опухоли различных локализаций часто имеют сходные генетические маркеры. Компания First Genetics разработала набор для клинического применения на основе панели Oncomine Focus. Эта панель покрывает 52 гена, в том числе точечные мутации, вариации копийности генов, химерные транскрипты (РНК-фьюжены). Панель содержит два пула праймеров на 269 ампликонов в панели ДНК, 284 — в панели РНК. За один запуск можно исследовать до 15 образцов. В 2018 году была опубликована статья по клинической валидации панели с хорошими результатами.

Сначала выделяется ДНК и РНК; проводится обратная транскрипция РНК, создаются ДНК-библиотеки. Предусмотрена возможность автоматизированного протокола подготовки ДНК-библиотек. Также автоматизированная станция помещает материал на чипы перед секвенированием. Есть специальные алгоритмы и программное обеспечение под Oncomine Focus, которое позволяет фильтровать необходимые варианты среди найденных.

Среди опасений, которые препятствуют использованию NGS в клинике, — ограниченная доступность опухолевого материала, высокая стоимость и длительность исследования, а также возможное плохое качество материала. Однако для этой панели требуется всего 10 нг ДНК и 10 нг РНК. Опыт показал, что качество материала — реальная проблема, тут важно соблюдение требований преаналитики и контроль качества на разных этапах анализа.

Например, в панель входят практически все гены, рекомендованные МЗ РФ для анализа при раке легких, кроме PDL1, который анализируется ИГХ. Также панель не анализирует мутационную нагрузку, для ее определения необходимо исследовать около 400 генов. NGS метод в клинике нужен не только для подбора таргетной терапии для конкретного пациента, но и для проведения КИ таргетных препаратов и для открытия возможности регистрации и выхода на российский рынок новых препаратов.

Месяц назад компания подала в Росздравнадзор заявку на регистрацию набора реактивов. РУ надеются получить в первом квартале 2022 года. Дмитрий Воробьев прокомментировал, что вхождение панели в программу ОМС — достижимая цель. В планах компании — комплексная онкопаналь на 161 ген, панель на 500 генов Comprehensive Plus и онкопанели для жидкостной биопсии. 

Дмитрий Чебанов из компании «ОнкоЮнайт Клиникс» сделал сообщение об экзомном секвенировании в рамках специализированной противоопухолевой терапии». Докладчик пояснил, что экзомное секвенирование нужно для определения мутационной нагрузки белок-кодирующих участков всех генов, подбора таргетной и иммунотерапии. Секвенируют экзом пациентов с резистентностью к стандартной терапии и пациентов, для которых отсутствует стандартная терапия (редкие опухоли).

Преимущество полноэкзомного секвенирования — полнота информации. Но времени и ресурсов для ее обработки нужно больше. Для решения этой задачи компания разработала программную платформу OncoUnite. Ее валидировали в НМИЦ радиологии Минздрава РФ. Решение имеет облачную архитектуру. Платформа обрабатывает сырые данные менее чем за 30 минут, после выравнивания — практически мгновенно.

Решение использует почти все доступные базы данных, в том числе текстовый поиск в PubMed. Результат включает мутации, сшивки, амплификации, геномные сигнатуры (мутационная нагрузка и микросателлитная нестабильность). В таком формате уже исследованы 100 наборов данных.

Платформа также применяется для научного анализа. Его цели — планирование стратегии лечения и принятие решение об участии пациента в КИ.

Завершила секцию Анна Строганова из НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина с докладом «NGS по ОМС: опыт внедрения в клиническую практику». Она рассказала о важной роли молекулярно-генетического тестирования в современной клинической практике. Интенсивные исследования мутаций в генах BRCA в России начались с 1996 года. В результате были идентифицированы самые частые мутации и создана диагностическая панель для первичного генетического скрининга пациентов из 8 мутаций. Но на самом деле возможных мутаций намного больше. Их определяют с помощью NGS, и этот метод уже вошел в клинические рекомендации.

Был зарегистрирован первый в России NGS-тест для онкологии — «Соло-тест ABC», куда входят гены BRCA1 и 2, ATM и CHEK2. В 2020 году тариф на NGS-исследования BRCA1/2 был включен в услуги ОМС Москва. В настоящее время услугу предоставляют в более чем 15 регионах.

Российское общество клинической онкологии (RUSSCO) при поддержке «ОнкоАтлас» запустила программу NGS-исследования BRCA1/2 в рамках ОМС по всей России. Образцы из любого региона могут отправляться в NGS-лабораторию, являющуюся оператором программы. Исследование бесплатно, пересылка оплачивается за счет программы, исследование — из средств ОМС по межтерриториальному расчету. Эта программа уже работает в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина.

 

Информация о докладчиках

 

Юкихиде Момозава, PhD, лаборатория разработки методов генотипирования, Центр интегративных медицинских наук RIKEN, Япония

Евгений Наумович Имянитов, д.м.н., профессор, член-корр. РАН, ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России, Санкт-Петербург

Ольга Владимировна Бурменская, д.б.н., ФГБУ НМИЦ АГП им В.И. Кулакова Минздрава России, Москва

Людмила Николаевна Любченко, д.м.н., профессор ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Москва

Алексей Георгиевич Никитин, к.б.н., ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России, Москва

Дмитрий Алексеевич Воробьев, компания First Genetics

Дмитрий Константинович Чебанов, компания «ОнкоЮнайт Клиникс», Сколково, Москва

Анна Михайловна Строганова, НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина, Москва

Добавить в избранное

Вам будет интересно