Biomarkery v kolorektálnom
karcinóme
MUDr. Zuzana Hlavatá
Biomarkery – ako ukazovatele pre cielenú liečbu – sú vyvíjané
v nádeji, že nám poskytnú informácie ohľadom biologického
účinku, mechanizmu pôsobenia, prípadne vzniku nežiaducich
účinkov pri zlepšení účinnosti konkrétnej liečby. Prediktívne biomarkery dávajú predpoklad pre klinický prínos na základe správneho výberu liečby, sú teda vo vzťahu k liečbe selektívne −
na rozdiel od prognostických biomarkerov, ktoré klasickým
spôsobom identifikujú pacienta s vyšším rizikom napr. pre recidívu ochorenia či úmrtie nezávisle od výberu liečby.
Prognostické biomarkery
Pri kolorektálnom karcinóme (CRC), ako aj pri iných malignitách, prebieha intenzívny výskum za účelom stanovenia významnosti nových prognostických faktorov, ktoré by mohli odhaliť
vyššiu pravdepodobnosť recidívy ochorenia. Vedeli by sme tak
vyselektovať rizikovú skupinu pacientov pre prípadné podanie
zaisťovacej liečby. Z doteraz známych prognostických faktorov,
ktoré sú klinicky relevantné, zatiaľ platí, že najdôležitejšími sú
hĺbka prerastania tumoru v črevnej stene a počet pozitívnych
lymfatických uzlín.1 Horšia prognóza sa ďalej viaže na inváziu do
krvného a lymfatického riečiska, histologický podtyp „signet
ring“ karcinómov a nižší stupeň diferenciácie nádorových buniek. Všeobecne akceptovanými nepriaznivými prognostickými
faktormi sú obštrukcia či perforácia, najmä pri pravostranných
tumoroch, a zvýšená koncentrácia nádorového markera CEA.2,3
Prognosticky signifikantným ukazovateľom pri karcinóme
prsníka a prostaty sa zdajú byť cirkulujúce nádorové bunky. Predovšetkým pokroky v technológiách imunomagnetickej separácie a prietokovej cytometrie nás posúvajú v problematike cirkulujúcich nádorových buniek kolorekta k signifikancii, stále je však
ešte potrebné doplniť prospektívne štúdie.
Z pohľadu molekulovej genetiky sú zaujímavé dva faktory, a to
mikrosatelitová instabilita (MSI) a chromozómová instabilita.
Približne 15 % CRC má MSI, čo sú úseky DNA s krátkymi opakujúcimi sa sekvenciami nukleotidov, ktoré vyúsťujú do genetickej
nestability. Táto je väčšinou spojená s poruchou génov, ktoré sa
uplatňujú pri opravách DNA (napr. MLH1 a MSH2). Defektné typy
génov s takýmto fenotypom (s viac ako 2 markermi) sa označujú
ako high-frequency microsatellite instability phenotype (MSI-H).4
Až 85 % karcinómov však vykazuje rôzne chromozómové instability, najmä stratu heterozygozity (predilekčne chromozóm 18q),
rôzne chromozómové amplifikácie či translokácie. Nazývajú sa tiež
microsatellite-stable tumors (MSS).5 Skúma sa vzťah jednotlivých
genetických alterácií ako v súvislosti s prognózou, tak aj v súvislosti so zaisťovacou liečbou (na báze 5-fluórouracilu [5-FU]), kedy by
tieto faktory mali priamo prediktívny charakter. Výsledky sú zatiaľ
nejednoznačné a nemajú evidentný klinický prínos.
Kolorektálny karcinóm
■
■ Interná klinika, Národný onkologický ústav, Bratislava
Prediktívne biomarkery
Chemoterapia
V liečbe CRC sú z cytostatík etablované režimy na báze 5-FU,
irinotekánu a oxaliplatiny. Na základe poznania metabolizmu
5-FU boli uskutočnené štúdie s cieľom poznať biomarker účinnosti tejto liečby alebo rezistencie na ňu. Zdá sa, že rezistenciu
na 5-FU by mohli predikovať vysoké hodnoty či už tymidylát syntázy (TS), dihydropyrimidín dehydrogenázy (DPD) alebo tymidín
fosforylázy (TP) v tumore stanovené RT-PCR.6 Toto poznanie však
zatiaľ nemá korelát v rutinnej praxi. Obdobne vyznievajú i mnohé
práce týkajúce sa metabolizmu irinotekánu, resp. jeho aktívneho
metabolitu SN-38. Na jeho inaktiváciu je totiž potrebný enzýmový
systém uridíndifosfát glukuronozyltransferázy 1 (UGT1A1). Podľa
experimentálnych prác je známe, že génový polymorfizmus UGT1A1 by mohol slúžiť ako prediktor pre liečbu irinotekánom. Najmä homozygotný genotyp UGT1A1*28 je pravdepodobne spojený so závažnou toxicitou irinotekánu.7
Antiangiogénna liečba
Napriek tomu, že antiangiogénna liečba je v terapii CRC
etablovaná už niekoľko rokov, nepoznáme žiadny prediktívny
faktor jej účinnosti. Monitorovanie procesu angiogenézy a jej
inhibície poskytuje široké spektrum teoretických vedomostí, ktoré sa však doposiaľ nevyužívajú v rutinnej praxi. Viaceré molekulárne markery, napr. cirkulujúce proteíny (VEGF či iné proangiogénne rastové faktory), solubilné VEGF receptory či cirkulujúce
endotelové progenitorové bunky, boli vyhodnotené v experimentálnych podmienkach, z hľadiska klinickej praxe sú však zatiaľ irelevantné.8–10
Hypertenzia
Jedným z dôsledkov väzby cievneho endotelového rastového
faktora (VEGF) na VEGFR-2 je upregulácia produkcie oxidu dusnatého (NO) endotelovými bunkami, čo vedie k lokálnej vazodilatácii a redukcii krvného tlaku. VEGF tiež upreguluje iný parakrinný vazodilatátor prostacyklín, a to cez VEGFR-1 a -2 a cez
ko-receptor neuropilín-1. Bevacizumab, monoklonová protilátka
používaná aj v liečbe CRC, môže ako inhibítor angiogenézy spôsobovať zvýšenie krvného tlaku. Tento špecifický nežiaduci účinok, hypertenzia stupňa 3–4, sa vyskytuje u 5–18 % pacientov
liečených bevacizumabom. Z klinického pohľadu môže byt zvažovaná ako prediktor odpovede.
Výsledky analýz štúdií použitia bevacizumabu pri karcinóme
pankreasu, kolorekta či obličky sú väčšinou retrospektívne
a kontroverzné. Veľká retrospektívna analýza fázy III pri nemalobunkovom karcinóme pľúc popisuje vznik hypertenzie – ako
biomarkera – v ramene paklitaxel/karboplatina/bevacizumab ako
33
■
Biomarkery v kolorektálnom karcinóme
vhodný z pohľadu prežívania bez progresie ochorenia (PFS), ale
nie pre celkové prežívanie (OS).11 Na druhej strane z retrospektívnej analýzy šiestich štúdií, ktoré sa zaoberali karcinómom kolorekta, karcinómom prsníka a karcinómom obličky, sa hypertenzia navodená bevacizumabom do 60 dní od začatia liečby
ukázala byť prediktorom pre liečbu pre PFS a OS len v jednej
štúdii.12 V retrospektívnej analýze štúdie fázy III CALGB 90206 pri
metastatickom karcinóme obličky autori vyhodnotili hypertenziu
stupňa 2 a viac ako prediktor liečby pre PFS aj OS.13
Anti-EGFR liečba
Len čo sa potvrdili výsledky štúdií svedčiace o účinnosti anti-EGFR liečby pri CRC, bola pomerne jednoduchá predstava
o prediktívnom faktore, a teda jednoznačnej selekcii pacientov,
ktorí by z liečby profitovali. Na začiatku éry tzv. biologickej liečby
sa predpokladalo, že anti-EGFR liečba bude fungovať u pacientov so zvýšenou expresiou receptora pre epidermový rastový
faktor (EGFR). Preto všetky pôvodné klinické skúšania s prvou
anti-EGFR molekulou – cetuximabom – boli selektované pre pacientov s mCRC, ktorých nádory vykazovali pozitivitu EGFR verifikovanú imunohistochemicky. Množili sa však dáta o nekorelovaní účinnosti liečby a EGFR ako prediktívneho markera. Zároveň sa
skúmali ďalšie možnosti predpokladu účinnosti anti-EGFR liečby,
keďže mechanizmus účinku, ako aj „signálna cesta“ intracelulárneho pôsobenia sa stále viac a viac objasňovali. EGFR je receptor
s tyrozínkinázovou vnútrobunkovou aktivitou smerom k bunkovej
proliferácii a k inhibícii apoptózy. V liečbe CRC sa v súčasnosti
uplatňujú dve monoklonové protilátky blokujúce ligandom indukovanú tyrozínkinázovú aktivitu EGFR, a to cetuximab a panitumumab. Inhibítory tyrozínkináz, tzv. „malé molekuly“, sa zatiaľ
v liečbe CRC nepoužívajú. Pozitívny molekulárny prediktívny faktor pre anti-EGFR liečbu CRC nepoznáme.
Úloha Ras rodiny onkogénov je v onkogenéze známa už viac
ako 40 rokov. Syntetizované Ras proteíny plnia funkciu binárnych on-off prepínačov cez cyklickú premenu GDP/GTP. Extracelulárne podnety (napr. epidermový rastový faktor) spôsobujú
prechodnú tvorbu aktívnej formy Ras naviazaného na GTP, čo
spustí kaskádu Raf-MEK-ERK aktivizujúcich sa Raf kináz, ale
pravdepodobne aj iných intracelulárnych kaskád vedúcich k nekontrolovanému rastu nádorovej bunky.14 Mutované gény Ras,
ktoré sú prítomné v ľudských nádoroch, kódujú defektné pro­
teíny, so substitúciou jedinej aminokyseliny, hlavne na zvyškoch
G12, G13 alebo Q61 − takáto aktivácia je už nezávislá od vonkajších podnetov.15 Približne 32–40 % CRC má mutáciu KRAS
a asi 85–90 % z týchto mutácií sa vyskytuje v kodóne 12 alebo 13,
zvyšné sú v kodóne 61 a 146.16,17 Je dokázané, že mutácia KRAS
je prediktorom rezistencie voči anti-EGFR liečbe u pacientov
s mCRC. To znamená, že ide o negatívnu predikciu liečebnej
odpovede. Preto je v súčasnosti štandardom vyšetriť mutačný
stav KRAS a u pacientov s mutáciou je liečba kontraindikovaná.
V prípade WT (divoký typ) KRAS je možné liečbu podať, ale jej
potenciál je limitovaný. Preto sa intenzívne hľadajú ďalšie molekulárne faktory. Približne 15 % CRC má mutáciu BRAF, a to
prevažne V600E v rámci aktivačnej kinázovej domény. Vplyv tejto
mutácie však v klinickom používaní zatiaľ nenachádza uplatnenie. Zdá sa, že mutácia BRAF má významnejší negatívny prognostický účinok, a pa­cienti s WT KRAS, ale majúci mutáciu
34
■
v BRAF, majú menšiu pravdepodobnosť účinnosti protinádorovej
liečby.18 Z ďalších sa intenzívne skúmajú strata aktivity PTEN,
ktorá je častá pri viacerých nádoroch, a mutácie v PI3K. Problémom pri oboch sú zatiaľ inkoherentné výsledky, pomerne nízke
frekvencie mutácií a odlišnosti vo výskyte v primárnom tumore
a v metastatickej lézii.
Kožná toxicita
Okrem molekulárnych faktorov je z klinického pohľadu prediktorom odpovede na anti-EGFR liečbu rozvinutie kožnej toxicity. Existuje viacero randomizovaných klinických štúdií, ktoré poukázali na koreláciu medzi účinnosťou liečby a stupňom kožnej
reakcie na anti-EGFR liečbu. Najčastejšími nežiaducimi účinkami
tejto liečby sú akneiformný raš a pruritus.19 Rozvinutie kožnej
toxicity stupňa 3–4 má vplyv na kvalitu života, preto je navrhnutý systém odporúčaní dokonca preventívnych opatrení na zmiernenie tohto nežiaduceho účinku, keďže závažná kožná toxicita
môže byť dôvodom na redukciu dávky či prerušenie liečby, čo nie
je žiaduce pre potenciálny dopad na účinnosť.20
Literatúra
1W
olmark N, Fisher B, Wieand HS. The prognostic value of the modifications of the Dukes’s C
class of colorectal cancer. An analysis of the NSABP clinical trials. Ann Surg 1986;203(2):115.
2 Compton CC, Fielding LP, Burgart LJ, et al. Prognostic factors in colorectal cancer. College of
American Pathologists Consensus Statement 1999. Arch Pathol Lab Med 2000;124(7):979.
3 Messerini L, Palomba A, Zampi G. Primary signet-ring cell carcinoma of the colon and rectum.
Dis Colon Rectum 1995;38(11):1189.
4 Thibodeau SN, French AJ, Cunningham JM, et al. Microsatellite instability in colorectal cancer:
different mutator phenotypes and the principal involvement of hMLH1. Cancer Res
1998;58(8):1713.
5 Boland CR, Sato J, Saito K, et al. Genetic instability and chromosomal aberrations in colorectal
cancer: a review of the current models. Cancer Detect Prev 1998;22(5):377.
6 Salonga D, Danenberg KD, Johnson M, et al. Colorectal tumors responding to 5-fluorouracil
have low gene expression levels of dihydropyrimidine dehydrogenase, thymidylate synthase,
and thymidine phosphorylase. Clin Cancer Res 2000;6(4):1322.
7 Liu CY, Chen PM, Chiou TJ, et al. UGT1A1*28 polymorphism predicts irinotecan-induced
severe toxicities without affecting treatment outcome and survival in patients with metastatic
colorectal carcinoma. Cancer 2008;1:112(9):1932–40.
8 Bertolini F, Shaked Y, Mancuso P, et al. The multifaceted circulating endothelial cell in cancer:
from promiscuity to surrogate marker and target identification. Nat Rev Cancer 2006;6:835.
9 Longo R, Gasparini G. Challenges for patient selection with VEGF inhibitors. Cancer
Chemother Pharmacol 2007;60:151.
10 Jubb AM, Hurwitz HI, Bai W, et al. Impact of vascular endothelial growth factor-A expression,
thrombospondin-2 expression, and microvessel density on the treatment effect of
bevacizumab in metastatic colorectal cancer. J Clin Oncol 2006;24:217.
11 Dahlberg SE, Sandler AB, Brahmer JR, et al. Clinical course of advanced non-small-cell lung
cancer patients experiencing hypertension during treatment with bevacizumab in combination
with carboplatin and paclitaxel on ECOG 4599. J Clin Oncol 2010;28(6):949–54.
12 Hurwitz H, Douglas PS, Middleton JP, et al. Analysis of early hypertension (HTN) and clinical
outcome with bevacizumab (BV). J Clin Oncol 2010; 28 (suppl): (abstr 3039)
13 Rini BI, Halabi S, Rosenberg JE, et al. Phase III trial of bevacizumab plus interferon alfa versus
interferon alfa monotherapy in patients with metastatic renal cell carcinoma: final results of
CALGB90206. J Clin Oncol 2010;28:2137–43.
14 Mitin N, Rossman KL, Der CJ. Signaling interplay in Ras superfamily function. Curr Biol
2005;15:563–74.
15 Roberts PJ, Der CJ. Targeting the Raf-MEK-ERK mitogen-activated protein kinase cascade for
the treatment of cancer. Oncogene 2007;26:3291–310.
16 Allegra CJ, Jessup JM, Somerfield MR, et al. American Society of Clinical Oncology provisional
clinical opinion:testing for KRAS gene mutations in patients with metastatic colorectal
carcinoma to predict response to anti-epidermal growth factor receptor monoclonal antibody
therapy. J Clin Oncol 2009;27:2091–96.
17 De Roock W, Claes B, Bernasconi D, et al. Effects of KRAS, BRAF, NRAS, and PI3KCA
mutations on the efficacy of cetuximab plus chemotherapy in chemotherapy-refractory
metastatic colorectal cancer:a retrospective consortium analysis. Lancet Oncol 2010;11:753–62.
18 Van Cutsem E, Lang I, Folprecht G, et al. Cetuximab plus FOLFIRI: final data from the CRYSTAL
study on the association of KRAS and BRAF biomarker status with treatment outcome. Proc
Am Soc Clin Oncol 2010;28:abstr 3570.
19 Mitchell EP, Piperdi B, Lacouture ME, et al. The efficacy and safety of panitumumab
administered concomitantly with FOLFIRI or irinotecan in second-line therapy for metastatic
colorectal cancer: the secondary analysis from STEPP by KRAS status. Clin Colorectal Cancer
2011;10(4):333–9.
20 Baas JM, Krens LL, Guchelaar HJ, et al. Recommendations on management of EGFR inhibitor-induced skin toxicity: a systematic review. Cancer Treat Rev 2012;38(5):505–14.
■
November 2012
Download

Biomarkery v kolorektálnom karcinóme