Исследование экспрессии генов при раке

Обновлено: 13.05.2024

Благодаря развитию молекулярной биологии и генетики, в онкологии за последние десятилетия появилось много новых методов лечения. Созданы таргетные препараты, которые с точностью снайпера находят и блокируют молекулы, жизненно необходимые для раковых клеток. Иммунопрепараты активируют иммунитет и заставляют его эффективнее уничтожать опухолевую ткань.

Не существует двух опухолей, обладающих совершенно одинаковыми молекулярно-генетическими характеристиками. Каждый пациент уникален, поэтому препараты, которые хорошо помогают в одном случае, могут оказаться неэффективны в другом, несмотря на то, что гистологически это тот же тип рака. Противоопухолевая терапия должна быть персонализированной. Для того чтобы выбрать оптимальный план лечения, нужно составить «молекулярный портрет» рака. В этом помогают специальные анализы, и один из них — исследование экспрессии PD-L1.

Что такое PD1 и PD-L1, и какое значение имеют эти вещества при лечении рака?

В иммунной системе человека работают сложные механизмы, с помощью которых она отличает «чужих» от «своих». Если их работа нарушается, иммунитет может «проспать» серьезную инфекцию, либо, наоборот, начинает вести себя агрессивно и атаковать нормальные ткани, принимая их за чужаков. Такая саморегуляция осуществляется за счет особых сигнальных молекул и их рецепторов, которые находятся на поверхности клеток.

Подавляющие активность иммунитета рецепторы и их лиганды (молекулы, которые вступают в связь с рецептором и вызывают определенные эффекты) называются контрольными точками. К этому классу веществ относится мембранный белок — рецептор запрограммированной клеточной смерти PD1 и его лиганд PD-L1.

Белок PD1 встроен в мембрану иммунных клеток — T-лимфоцитов. PD-L1 экспрессируется на поверхности других иммунных клеток, которые взаимодействуют с T-лимфоцитами, а также клеток других тканей — слизистых оболочек, внутренней оболочки кровеносных сосудов. При взаимодействии PD1 и PD-L1 замедляется размножение T-лимфоцитов, снижается их активность.

Этот механизм используют некоторые раковые клетки. Они выставляют на своей поверхности PD-L1 и тем самым как бы говорят лимфоцитам: «мы свои, нас не нужно атаковать».

«Разбудить» иммунную систему помогают иммунопрепараты из группы ингибиторов контрольных точек. Они представляют собой моноклональные антитела (аналоги человеческих антител), которые связываются с PD1 или PD-L1 и тем самым блокируют их. Передача молекулярного сигнала, подавляющего активность T-клеток, прекращается. Иммунная система снова начинает распознавать и атаковать опухоль.

В 2014 году в США были одобрены два ингибитора PD-1: пембролизумаб (Кейтруда) и ниволумаб (Опдиво) для борьбы с метастатической меланомой. В 2015 году их одобрили для лечения пациентов, страдающих немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ). Среди ингибиторов PD-L1 применяют атезолизумаб (Тецентрик), авелумаб (Бавенсио), дурвалумаб (Имфинзи). Блокаторы PD1 и PD-L1 уже лицензированы для лечения различных типов рака и на данный момент продолжают исследоваться более чем в 1000 клинических испытаниях.

Зачем проводить анализ экспрессии PD-L1?

С появлением ингибиторов контрольных точек в развитии онкологии наступила новая эпоха. У врачей появился эффективный инструмент для борьбы со злокачественными опухолями на поздних стадиях. Ремиссия при метастатическом раке по-прежнему, как правило, невозможна, но иммунопрепараты помогают повысить выживаемость таких пациентов, затормозить прогрессирование болезни, когда не помогают другие виды лечения.

Однако, есть и некоторые проблемы. Ингибиторы контрольных точек помогают не всем. Они эффективны лишь в случаях, когда имеется повышенная экспрессия соответствующих молекул-мишеней, в частности, PD1 и PD-L1. Необоснованное назначение иммунопрепаратов недопустимо, потому что, при всех своих преимуществах, они могут вызывать весьма серьезные побочные эффекты. Лекарства стоят очень дорого, потому что производитель должен окупить огромные средства, вложенные в их разработку и клинические исследования.

Для врача-онколога важно четко определиться, кому из пациентов ингибиторы контрольных точек принесут реальную ощутимую пользу, есть ли веские основания, чтобы назначить их в конкретном случае. В этом помогает анализ экспрессии PD-L1.

Насколько такой анализ помогает повысить эффективность лечения?

В мае 2017 года был опубликован анализ 14 исследований, включивших 2019 пациентов с запущенным немелкоклеточным раком легкого, которые получали иммунотерапию. Авторы публикации пришли к выводу о том, что сверхэкспрессия PD-L1 является прогностическим фактором более высокой выживаемости на фоне терапии ингибиторами контрольных точек.

Кому стоит выполнить анализ экспрессии PD-L1?

Исследование в первую очередь рекомендовано пациентам, которые страдают немелкоклеточным раком легкого на поздних стадиях. При этой злокачественной опухоли позитивный результат анализа экспрессии PD-L1 встречается в 60-65% случаев, высокопозитивный — в 23-25% случаев.

Как проводят исследование?

Для того чтобы проверить экспрессию PD-L1, нужен образец ткани, в котором содержится не менее 100 опухолевых клеток. Его можно получить во время операции или биопсии. Материал исследуют иммуногистохимическим методом с помощью специальных моноклональных антител. В зависимости от уровня экспрессии PD-L1, может быть получен один из трех результатов:

Отрицательный — PD-L1
Положительный — PD-L1>1%.
Высокоположительный — PD-L1>50%.

В современной онкологии крайне важен персонализированный подход к выбору противоопухолевой терапии. Это дает уверенность в том, что пациенту было назначено оптимальное лечение. Врачи «Евроонко» следуют данному принципу и применяют наиболее современные технологии. В этом нам помогает сотрудничество с ведущими зарубежными онкологическими центрами, специализированными лабораториями. Свяжитесь с нами, мы знаем, как помочь:

Генетика и онкология: главные вопросы

Что такое онкоген? Как возникают мутации в ДНК? Какие мутации провоцируют рак? Кому и чем могут помочь молекулярно-генетические исследования?
На эти и другие вопросы во Всемирный день ДНК отвечает Александр Олегович Иванцов - доктор медицинских наук, старший научный сотрудник научной лаборатории морфологии опухолей ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.

Александр Олегович Иванцов, доктор медицинских наук

— Александр Олегович, что такое мутация? Как возникают «поломки» в молекулах ДНК?

— Организм человека состоит из большого числа специализированных клеток, ядра которых содержат нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Совокупность этих молекул содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания клеток, органов и систем органов в целом. Весь наследственный материал, заключённый в клетке, получил название - геном. У человека он представлен 23 парами хромосом (22 пары аутосом и пара половых хромосом), находящихся в ядре. ДНК является длинной полимерной молекулой, она хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности повторяющихся блоков — нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных типах РНК, которые необходимы для последующего биосинтеза важнейших белков. Открытие структуры ДНК в 1953 году стало поворотным моментом в развитии биологии, а исследователям Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия в 1962 году. Стойкое изменение генома получило название - мутация. Эти изменения могут касаться структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. То есть изменение последовательности нуклеотидов приводит к нарушениям в кодировании информации - в итоге к аномалиям на уровне качества или количества соответствующих белков.

— Почему некоторые мутации приводят к развитию рака? Как устроен этот механизм? Как ученые определяют, какие именно «поломки» в ДНК приводят к развитию злокачественных опухолей?

— Чтобы ответить на этот вопрос, стоит разобраться как развивается опухоль. Она имеет автономный характер роста. Что это значит? В норме количество клеток в организме человека регулируется балансировкой двух противоположных процессов - клеточного деления и клеточной гибели. При росте опухоли прибавление клеточной массы опережает клеточную гибель. Это возможно по двум причинам - либо активируются процессы пролиферации, т.е. деления клетки, либо угнетается апоптоз, т.е. запрограммированная клеточная гибель. Автономность опухоли состоит в том, что ее клетки не способны реагировать на внешние сигналы организма, и, как следствие, она продолжает рост.

Если изменения нуклеотидной последовательности ДНК происходят в значащих фрагментах ДНК (прим. - экзонах), то они могут привести к развитию опухоли. К развитию рака приводят в основном мутации, нарушающие баланс деления и гибели клеток, то есть мутации в генах, контролирующих именно эти процессы. Мутации могут возникать случайно, например, в процессе удвоения ДНК в результате деления клетки. А могут возникать под влиянием мутагенов: например, воздействия ультрафиолетового или рентгеновского излучения, высокой температуры, некоторых химических веществ. На последний вопрос, можно ответить, что патогенность мутации можно предположить в первую очередь по функции гена, который она затрагивает, по её структурным характеристикам (насколько сильно она нарушает или изменяет работу этого гена), и подтвердить путем функциональных исследований (например, на клеточных культурах).

— Что такое онкогены?

— Онкогеном называется ген, который в норме не оказывает влияние на процессы деления и гибели клеток, а в опухоли активизируется, вследствие чего раковые клетки приобретают способность к неконтролируемому размножению. Кроме того, в настоящее время известно о роли антионкогенов. В норме они подавляют процесс деления клеток или способствуют их гибели, а в опухоли этот сдерживающий эффект подобных генов отсутствует, тем самым провоцируется рост опухолевых масс. Современная наука полагает, что для возникновения трансформированного клеточного клона необходимо как минимум пять-девять мутаций в разных онкогенах и антионкогенах.

— Эти мутации можно выявить с помощью генетического исследования?

— Да, конечно, можно. Спектр генетических повреждений в опухолях характеризуется удивительным многообразием. Например: амплификации (увеличение копийности генов), делеции, инсерции, транслокации, микромутации (точковые замены, микроделеции, микроинсерции) и так далее. Кроме того, в опухоли изменяются уровни экспрессии генов в результате аномального метилирования их промоторов.
Существует много методов, используемых для выявления мутаций в опухолевой ткани, и достаточно много ситуаций, когда это требуется. Выявление определённых мутаций иногда помогает поставить диагноз, определить лечебную тактику, прогноз и так далее. Наиболее часто для молекулярного тестирования используются технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР) и секвенирования нового поколения (NGS, next generation sequencing). Обе технологии универсальны и используются для анализа любой генетической последовательности, а также многократно превосходят все другие технологии по своей чувствительности, специфичности и не сопряжены с риском получения «промежуточных», неинтерпретируемых результатов. Секвенирование экзома позволяет выявить все мутации в кодирующих последовательностях генома в каждой конкретной опухоли. Именно полногеномное секвенирование значительно расширяет возможности персонализированного подбора препаратов, предназначенных для специфического поражения мутированных онкобелков.

— Кому и чем могут помочь генетические исследования? Верно ли, что от генетического исследования может зависеть успех лечения? Кому стоит пройти генетическое исследование на мутации?

— Сфера медицинского применения ДНК- и РНК-тестов в современной онкологии постоянно расширяется. Сейчас это тестирование позволяет диагностировать наследственные опухолевые синдромы, выявить предиктивные мутации, осуществить анализ экспрессионных характеристик опухоли. Также совершенствуются технологии, которые позволяют уточнять диагноз опухолей с невыявленным первичным очагом, эффективно контролировать течение заболевания и изменения свойств опухоли (жидкостная биопсия), выполнять различные биологические тесты с опухолевыми клетками.
Индивидуализация лечения онкологического пациента во многих случаях напрямую зависит от результатов генетического тестирования. Эмпирический подход, сопряжённый со случайным перебором биологически активных химикатов, постепенно замещается научно-обоснованным, молекулярно-направленным поиском специфических противоопухолевых средств, направленных на активацию или инактивацию ключевых биохимических компонентов опухолевой трансформации.

Например, еще недавно клиническое деление всех первичных опухолей легкого на мелкоклеточный и немелкоклеточный рак было достаточным для определения стратегии лечения. Ситуация изменилась с открытием активирующих мутаций в гене, который кодирует рецептор эпидермального фактора роста — EGFR, сделавших этот онкогенный белок избирательной мишенью для воздействия препаратов ингибиторов EGFR. Мутации EGFR, как правило, встречаются у пациентов с аденокарциномой легкого. Тест на мутацию EGFR позволяет практически со 100%-й достоверностью отобрать тех больных, у которых гарантирован положительный результат применения гефитиниба, эрлотиниба или афатиниба.

— Может ли генетическое исследование помочь здоровому человеку предупредить рак или выявить его на ранней стадии?

— Вообще, бывают наследственные и ненаследственные опухоли. Наследственные опухолевые синдромы составляют незначительную долю от общего числа новообразований (около 1%), хотя для определённых локализаций (молочная железа, яичник, толстая кишка) их удельный вклад достигает более высоких показателей (5-20 %). Носительство наследуемой «раковой» мутации является причиной подобного заболевания. В этих случаях, в каждой клетке организма человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Лица, имеющие такой генетический дефект, остаются практически здоровыми до определенного момента. В то же время они обладают фатально высоким риском возникновения опухолей (85-100%).

Генетическое исследование при подозрении на наследственный раковый синдром носит комплексный характер. Оно начинается со сбора онкологического анамнеза ‒ уделяется внимание случаям злокачественных заболеваний у кровных родственников. В результате составляются родословные, позволяющие заподозрить наследственную патологию. На заключительном этапе проводится анализ ДНК, что позволяет установить наличие в генотипе больного, а также членов его семьи, подозреваемые мутации.

— Какие виды мутаций ученые уже выявили? Существует ли для каждого вида таргетный препарат? Как именно работает таргетный препарат?

— Много разных видов мутаций при разных опухолях известны, но наибольший интерес представляют мутации в онкогенах, в частности, в рецепторных протеинкиназах, для блокировки которых разрабатываются специфические препараты. Мутации в протеинкиназах изменяют конформацию белковых молекул и, таким образом, формируют идеальное терапевтическое окно. Таргетный препарат избирательно воздействует на клетки опухоли, содержащие молекулярную мишень, и этим выгодно отличается от химиотерапии. Известно об успешном использовании ингибитора тирозинкиназы ALK - кризотиниба - у больных с ALK-транслоцированными карциномами легкого. Успешным оказалось и применение специфических ингибиторов мутированного белка BRAF - вемурафениба и дабрафениба для лечения больных меланомой. Другой пример: ген BRCA1 кодирует фермент репарации ДНК. BRCA1-дефицитные клетки демонстрируют неспособность эффективно удалять сшивки ДНК, индуцированные препаратами платины. В наследственных BRCA1-ассоциированных раках отмечается наибольшая эффективность цисплатина, т.к. в опухолевых клетках наблюдается соматическая утрата оставшегося BRCA1-аллеля, в то время как нормальные клетки носительниц мутаций BRCA1 сохраняют интактную копию данного гена. Этим обусловлено уникальное терапевтическое окно и это объясняет высокую эффективность цисплатина при лечении BRCA1-ассоциировнного рака молочной железы, яичника. Конечно, по разным причинам, не для всех мутаций есть такие препараты, но их спектр и количество неуклонно возрастает.

— Какие исследования, связанные с мутациями ДНК, сейчас проводятся в научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова»?

— В настоящее время проводятся исследования в двух направлениях: диагностика наследственных раковых синдромов и индивидуализация подбора лекарственных препаратов на основе молекулярных характеристик опухоли. Тем самым повышается клиническая эффективность применения дорогостоящих лекарственных препаратов, снижается частота и тяжесть побочных эффектов, и в некоторых случаях предотвращается неблагоприятный исход заболевания.

Генетический анализ на рак

Генетические анализы на рак - это тесты, которые помогают выявить наследственные (доставшиеся от родителей) и соматические (возникшие в течение жизни) мутации, связанные с онкологическими заболеваниями. Можно выявлять прицельно определенные мутации или проанализировать всю последовательность ДНК, что позволяет обнаруживать до 85% и более генетических нарушений, способствующих развитию злокачественных опухолей.

У здорового человека генетические анализы на рак помогают выявить носительство наследственных мутаций, повышенный риск развития онкозаболеваний и своевременно принять меры по профилактике. У людей с уже диагностированной злокачественной опухолью генетическое тестирование помогает определить подтип новообразования, уточнить прогноз, подобрать наиболее эффективное лечение.

Рак — заболевание, которое ежегодно уносит миллионы жизней, уступая среди причин смертности только сердечно-сосудистым патологиям. Ученые и врачи-онкологи уже давно ведут с ним борьбу, постоянно внедряя новые средства, которые помогают сохранить жизни всё большего числа пациентов. За последние десятилетия поле сражения сильно сместилось с гистологического и клеточного уровня на молекулярно-генетический.

Если раньше было лишь известно, что при раке меняется внешний вид и поведение клеток, то теперь ученые стремятся разобраться в процессах на уровне генов и отдельных молекул. Это стало возможным с развитием молекулярной биологии, и на этом поприще достигнуты немалые успехи.

Каждая клетка человеческого организма содержит около 30 тысяч генов. Среди них есть те, которые контролируют рост и размножение клетки, ее продолжительность жизни, отвечают за «починку» поврежденной ДНК.

Рак развивается из-за мутаций, в результате которых эти гены начинают работать неправильно. Генетические дефекты возникают случайно или при воздействии внешних факторов: курения, ультрафиолетового излучения, канцерогенов в пище и окружающей среде. Некоторые мутации (наследственные) человек получает от родителей, другие (приобретенные) — в течение жизни. [8]

Наследуемая природа злокачественных новообразований доказана для некоторых локализаций. Наиболее часто встречаются рак груди, яичников, поджелудочной железы, толстой кишки, рак желудка и меланома. По различным данным, доля наследственных форм в структуре онкологических заболеваний составляет:

10-17% - Рак яичников. [1]
5-10% - Колоректальный рак. [3]
5-10% - Рак груди. [1]
10% - Рак поджелудочной железы. [5,7]
5-10% - Рак желудка. [7]
5-10% - Меланома. [6,7]

Каждый рак уникален, несет собственный набор мутаций. И эти различия могут сильно влиять на прогноз, чувствительность раковых клеток к тем или иным лекарственным препаратам. Выяснить это помогают специальные генетические анализы.

Что такое генетический тест

Перед тем, как рассказать о генетических тестах, давайте разберемся что такое гены и ДНК. ДНК - это макромолекула (очень большая), которая хранит и передает генетическую информацию. Ген - это участок ДНК, в котором зашифрована информация о белке. Совокупность генов конкретного организма называется генотипом.

Генетические тесты - это очень большой спектр анализов, с помощью которых можно исследовать генотип и отдельные гены человека, а также инфекционных агентов, которые вызывают у него заболевания. Такие исследования нашли широкое распространение в медицине, судебной экспертизе, криминалистике, профессиональном спорте и даже сельском хозяйстве. Наиболее популярные методы, с помощью которых они проводятся: секвенирование, полимеразная цепная реакция (ПЦР), фрагментный анализ и др.

Огромное значение генетическое тестирование имеет и в онкологии, поскольку все злокачественные опухоли являются следствием накопления особых мутаций в клетках организма. А их выявление позволяет поставить точный диагноз, назначить эффективное современное лечение, подтвердить или опровергнуть наследственную природу рака, а также оценить прогноз заболевания.

Выявление наследственных мутаций позволяет разработать план профилактики рака или его обнаружения на ранних стадиях. Например, некоторым пациентам может быть показано изменение образа жизни, в других случаях обсуждается вопрос проведения превентивных операций по удалению органа-мишени, кому-то может быть показано регулярное прохождение углубленного медицинского осмотра, который направлен на выявление опухоли на начальной стадии. [4,8]

Преимущества генетического тестирования в определении предрасположенности к раку

Генетические исследования в онкологии помогают решать важные задачи:

Обнаружить наследственные мутации и оценить риск развития рака, своевременно принять профилактические меры.
Разобраться, есть ли у человека генетические дефекты, связанные с повышенным риском онкологических заболеваний, которые он может передать своим детям.
Составить «молекулярно-генетический портрет» опухоли и выяснить, к каким препаратам она чувствительна.
Устранить беспокойство человека и его родственников, если оно имеется.

Все генетические исследования на мутации, связанные с раком, можно разделить на две большие группы: те, которые проводят у здоровых людей, чтобы выявить риски, и те, которые проводят у онкологических больных, чтобы изучить опухолевые клетки и подобрать правильное лечение. Для каждой группы есть свои показания. Вне зависимости от полученных результатов исследования, необходимо получить консультацию онкогенетика. [4]

Анализы для людей, у которых уже диагностирован рак

Обычно такие исследования назначают при поздних стадиях онкологических заболеваний, когда стандартные методы лечения не помогают. Эти анализы применяют для диагностики заболевания, подбора персонализированной терапии и оценки прогноза.

Наиболее распространенные исследования из этой группы:

При меланоме: исследования мутация в гене BRAF.
При немелкоклеточном раке легкого: гены EGFR, BRAF, ALK.
При раке толстой и прямой кишки: ген KRAS.
При раке молочной железы: ген HER2.
При раке яичников: гены BRCA1, BRCA2.

Эти мутации будут встречаться только в опухолевых клетках. В остальных, здоровых, тканях организма указанные гены будут функционировать нормально. [1,3,5,6,7]

Анализы для здоровых людей, направленные на оценку рисков

Наследственные мутации человек получает от родителей. Они присутствуют в половых клетках, а значит, их получат все клетки тела человека. В настоящее время с помощью генетического теста можно определить повышенный риск развития следующих типов рака:

яичников;
молочной железы;
щитовидной железы;
толстой кишки;
поджелудочной железы;
простаты;
желудка;
почки.

Кроме того, генетические исследования помогают оценить риск меланомы, сарком — злокачественных опухолей из соединительной ткани.

Эксперты из Американского общества клинической онкологии (American Society of Clinical Oncology) рекомендуют рассмотреть возможность проведения генетических исследований на наследственные мутации людям, у которых в семье часто встречались определенные типы злокачественных опухолей, если такой диагноз был установлен у близких родственников. Правильное решение о необходимости обследования помогут принять онколог, клинический генетик. [2]

Что показывает анализ?

Генетические тесты показывают, в каких генах произошли изменения, связанные с повышенным риском рака. Выделяют две группы генов, в которых могут возникать такие мутации.

Протоонкогены кодируют белки, активирующие деление клеток. В норме они должны «включаться» лишь в определенное время. Если в протоонкогене возникает мутация, либо он становится чрезмерно активным (например, из-за увеличения количества копий), он превращается в онкоген, и нормальная клетка становится опухолевой.

Распространенные примеры онкогенов — EGFR и HER2. Эти белки-рецепторы встроены в клеточную мембрану. При активации они запускают цепочку биохимических реакций, в результате чего клетка начинает активно, бесконтрольно размножаться. Все мутации в протоонкогенах — приобретенные, они не наследуются.

Гены-супрессоры опухолей ограничивают размножение клеток, восстанавливают поврежденную ДНК, отвечают за «смерть» отработавших своё клеток. Рак возникает из-за того, что в результате мутаций эти гены перестают справляться со своей функцией. Например, гены BRCA1 и BRCA2 отвечают за репарацию ДНК. При наследственных мутациях в них у женщин повышен риск того, что будет диагностирован рак молочной железы, яичников. [6,8]

«Евроонко» сотрудничает с ведущими зарубежными лабораториями. Они применяют современные технологии секвенирования, которые помогают быстро изучить ДНК человека и выявить изменения в сотнях генов:

замену оснований — «букв» генетического кода;
делеции — утрату участка хромосомы;
инсерции — «лишние» вставки ДНК в хромосомах;
изменение числа копий определенного гена;
фьюжн-мутации — слияние генов, в результате которого образуется новый, гибридный ген;
мутационную нагрузку опухоли.

Какие гены вызывают онкологические заболевания

Как мы уже говорили выше, в образовании злокачественной опухоли имеют значение две большие группы генов: протоонкогены и гены-супрессоры опухоли. Если протоонкоген мутировал и перестал выполнять свою функцию, он превращается в онкоген. Наиболее известные онкогены это HER2/neu - эпидермальный фактор роста, который важную роль в развитии агрессивного рака молочной железы, гены семейства RAS, которые кодируют сигнальные белки, передающие информацию о размножении. Информация о некоторых онкогенах и вызываемых ими злокачественных новообразованиях представлена в таблице:

Протоонкоген	Тип нарушений	Виды опухоли
PDGFB, EGF, TGFA, VEGF, FGFA, FGFB	Гиперэкспрессия либо амплификация	Злокачественные новообразования молочной железы, желудка
PDGFRB, PDGFRA, EGFR, HER2/NEU, RET, MET, ROS, VEGFR	Гиперэкспрессия либо амплификация	Плоскоклеточные злокачественные новообразования, глиобластомы, рак молочной железы и яичников
ABL	Слияние с геном BCR	Острый лимфолейкоз
RAF/MIL, MOS, BCR, PIM1, AKT	Мутации, слияние	Рак желудка, легких, толстой кишки, поджелудочной железы, нейробластома
FOSB, FRA1, FRA2, JUND, BCL3, MYB	Гиперэкспрессия, амплификация	Рак желудка, кишечника, яичников, легких, лимфома Беркитта, нейробластома
BAX, BCL2A, BCL2B	Гиперэкспрессия, транслокация	Фолликулярная В-клеточная лимфома

Наиболее известными генами-супрессорами являются BRCA 1 и 2, которые участвуют в процессах репарации ДНК, p53 - белок, запускающий процесс клеточного цикла и ее гибель при накоплении повреждений ДНК. Также к ним относятся и следующие: [6]

Ген-супрессор	Эффект зародышевых мутаций	Эффект соматических мутаций
Р53	Синдром Ли-Фраумени	Рак толстой кишки, легкого, молочной железы и др.
RB	Ретинобластома	Различные опухоли
p16/INK4A	Наследственная меланома	Рак поджелудочной железы, глиома и др.
ATM	Синдром Луи-Бар	Рак молочной железы, легких, опухоли лимфатической системы
MSH2, MLH1	Наследственный рак толстой кишки и эндометрия	Рак толстой кишки, рак эндометрия
BRCA1, BRCA2	Наследственный рак молочной железы и яичников	Редко мутируют в спорадических опухолях
APC	Семейный аденоматозный полипоз толстой кишки	Рак толстой кишки
PTEN / MMAC1	Болезнь Коудена	Рак эндометрия, простаты, почек, молочной железы, опухоли мозга и др.

Что делать, если мутации выявлены?

В результате проведения анализа пациент получает заключение, в котором представлена информация о проведенных исследованиях. При выявлении одной или нескольких мутаций рекомендуется обратиться к онкологу, генетику или онкогенетику, чтобы составить план дальнейших действий. Он может включать проведение следующих мероприятий:

У пациентов с уже диагностированным раком выявленные мутации помогут подобрать оптимальный метод лечения, в том числе назначение таргетной терапии и иммунотерапии. [1,4,6]

Существуют ли противопоказания?

Генетические тесты могут нести некоторые негативные эффекты. Когда здоровый человек узнаёт, что у него мутация, связанная с повышенным риском рака, это может стать сильным эмоциональным потрясением. Врач порекомендует рассказать об этом членам семьи, чтобы они тоже знали о рисках, и это может сделать семейную атмосферу более напряженной. Сам по себе генетический анализ стоит недешево. Если его проводят у онкологического больного для подбора персонализированной терапии, рекомендованные по результатам исследования препараты тоже могут оказаться очень дорогими.

Как происходит сдача анализа?

Если речь идет о наследственных мутациях, для анализа достаточно сдать кровь из вены. Для составления «молекулярно-генетического портрета» рака чаще всего нужен биоптат — образец ткани злокачественной опухоли. Существует и более современная методика — жидкостная биопсия, когда исследуют ДНК опухолевых клеток, циркулирующую в крови. [8]

Насколько достоверны результаты?

Точность обнаружения мутаций с помощью современных генетических исследований составляет почти 95%.

Что может повлиять на точность результата?

Для того чтобы анализ показал достоверный результат, врач-онколог должен правильно провести биопсию, соблюдать технику фиксации (специальной обработки) ткани. Организация, которая отправляет материал в лабораторию, должна соблюдать правила транспортировки. В противном случае провести исследование не получится.

Расшифровка анализа

Если анализ на наследственные мутации показал отрицательный результат, это значит, что у человека нет генетических дефектов, повышающих риск развития тех или иных злокачественных опухолей. Но это не значит, что он никогда не заболеет раком. Просто его риски несколько ниже. Аналогично положительный результат не говорит о том, что у пациента обязательно будет диагностировано онкологическое заболевание. У него повышены риски, и, возможно, потребуются некоторые профилактические мероприятия.

Иногда результат исследования на наследственные мутации сомнителен. В таких случаях многие онкологи и клинические генетики предпочитают считать, что риск рака всё же повышен, и рекомендуют некоторые меры профилактики. В ряде случаев ситуацию помогают прояснить анализы близких родственников.

Иногда обнаруживают неизвестные изменения в генах. Непонятно, то ли это вариант нормы, то ли нейтральная мутация, то ли она повышает риск рака.

Если анализ проводится у онкологического пациента для подбора эффективного лечения, лаборатория высылает лечащему врачу отчет, в котором указывает:

обнаруженные мутации;
список научных публикаций, в которых эти мутации фигурируют;
препараты, одобренные для лечения рака с такими генетическими дефектами;
препараты, которые в настоящее время не одобрены для лечения данного типа рака, но успешно применяются для борьбы с другими злокачественными опухолями с аналогичными мутациями.

На основе этой информации онколог принимает решение по поводу дальнейшего лечения. [6,8]

Генетические исследования на рак в «Евроонко»

Мы знаем, как помочь, если в другой клинике сказали, что больше ничего нельзя сделать, или лечение, назначенное ранее, перестало помогать. Свяжитесь с нами.

Анализ генов BRCA1 и BRCA2 для выявления синдрома наследственного рака молочной железы и яичника

Одним из самых частых видов семейных опухолей является наследственный рак молочной железы (РМЖ), он составляет 5-10% от всех случаев злокачественного поражения молочных желез. Часто наследственный РМЖ связан с высоким риском развития рака яичника (РЯ). Как правило, в научной и медицинской литературе используют единый термин «синдром РМЖ/РЯ» (breast-ovarian cancer syndrome). Причем, при опухолевых заболеваниях яичника доля наследственного рака даже выше, чем при РМЖ: 10-20% случаев РЯ обусловлены присутствием наследственного генетического дефекта.

С предрасположенностью к возникновению синдрома РМЖ/РЯ связано присутствие у таких пациентов мутаций в генах BRCA1 или BRCA2. Мутации являются наследственными - то есть, буквально в каждой клетке организма такого человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Вероятность возникновения злокачественного новообразования у пациентов с мутациями BRCA1 или BRCA2 к 70 годам достигает 80%.

Гены BRCA1 и BRCA2 играют ключевую роль в поддержании целостности генома, в частности в процессах репарации (восстановления) ДНК. Мутации, затрагивающие эти гены, как правило приводят к синтезу укороченного, неправильного белка. Такой белок не может правильно выполнять свои функции - «следить» за стабильностью всего генетического материала клетки.

Однако, в каждой клетке присутствует две копии каждого гена — от мамы и от папы, поэтому вторая копия может компенсировать нарушение работы клеточных систем. Но вероятность выхода ее из строя также очень высока. При нарушении процессов восстановления ДНК в клетках начинают накапливаться и другие изменения, которые, в свою очередь, могут привести к злокачественной трансформации и росту опухоли.

Определение генетической предрасположенности к онкологическим заболеваниям:

На базе лаборатории молекулярной онкологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова применяется проведение поэтапного анализа для пациентов:

сначала исследуется присутствие самых частых мутаций (4 мутации)
при отсутствии таковых и клинической необходимости возможно проведение расширенного анализа (8 мутаций) и/или анализа полной последовательности генов BRCA1 и BRCA2.

С марта 2020 г. лаборатория молекулярной онкологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова, возглавляемая членом-корреспондентом РАН, профессором Евгением Наумовичем Имянитовым, включена в систему ОМС (обязательного медицинского страхования).

На данный момент известно более 2 000 вариантов патогенных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. Кроме того, данные гены являются довольно большими - 24 и 27 экзонов соответственно. Поэтому полный анализ последовательностей генов BRCA1 и BRCA2 является трудоемким, дорогостоящим и длительным по времени процессом.

Однако для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.

Анализ последовательности гена BRCA2, выявление мутации c.9096_9097delAA

В каких случаях нужно сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?

Национальная онкологическая сеть - National Comprehensive Cancer Network (NCCN) рекомендует направлять на генетическое исследование следующих пациентов:

Пациенты до 45 лет с диагнозом рак молочной железы
Пациенты в возрасте до 50 лет с РМЖ, если в семье есть хотя бы один близкий кровный родственник с таким диагнозом
Также в том случае, если у пациента до 50 лет с РМЖ семейная онкологическая история неизвестна
Если в возрасте до 50 лет диагностировано множественное поражение молочных желез
Пациенты с РМЖ в возрасте до 60 лет — если по результатам гистологического исследования опухоль является трижды-негативной (отсутствует экспрессия маркеров ER, PR, HER2).
При наличии диагноза рак молочной железы в любом возрасте — если присутствует хотя бы один из следующих признаков:
- не менее 1 близкой родственницы с РМЖ в возрасте менее 50 лет;
- не менее 2 близких родственниц с РМЖ в любом возрасте;
- не менее 1 близкой родственницы с РЯ;
- наличие не менее 2 близких родственников с раком поджелудочной железы и/или раком предстательной железы;
- наличие родственника-мужчины с раком грудной железы;
- принадлежность к популяции с высокой частотой наследственных мутаций (например, евреи Ашкенази);
Все пациенты с диагностированным раком яичников.
Если диагностирован рак молочной железы у мужчины.
Если диагностирован рак простаты (с индексом по шкале Глисона >7) при наличии не менее одного родственника с РЯ или РМЖ в возрасте менее 50 лет или при наличии не менее двух родственников с РМЖ, раком поджелудочной железы или раком простаты.
Если диагностирован рак поджелудочной железы при наличии не менее одного родственника с РЯ или РМЖ в возрасте менее 50 лет или при наличии не менее двух родственников с РМЖ, раком поджелудочной железы или раком простаты.
Если рак поджелудочной железы диагностирован у уиндивидуума, принадлежащего к этносу евреев Ашкенази.
Если у родственника обнаружена мутация BRCA1 или BRCA2

Выполнение молекулярно-генетического анализа должно сопровождаться генетическим консультированием, в ходе которого обсуждаются содержание, смысл и последствия тестирования; значение позитивного, негативного и неинформативного результатов; технические ограничения предлагаемого теста; необходимость информировать родственников в случае обнаружения наследственной мутации; особенности скрининга и профилактики опухолей у носителей мутаций и др.

Как сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?

Материалом для анализа является кровь. Для генетических исследований используют пробирки с ЭДТА (фиолетовая крышка). Сдать кровь можно в лаборатории НМИЦ или привезти из любой другой лаборатории. Кровь хранится при комнатной температуре до 7 дней.

Особая подготовка к исследованию не нужна, на результаты исследования не влияют приемы пищи, прием лекарств, введение контрастных веществ и пр.

Пересдавать анализ через некоторое время или после лечения не потребуется. Наследственная мутация не может исчезнуть или появиться в течение жизни или после полученного лечения.

Что делать, если у женщины обнаружена мутация BRCA1 или BRCA2?

Для носителей патогенных мутаций разработан комплекс мероприятий по ранней диагностике, профилактике и терапии новообразований молочной железы и рака яичников. Если среди здоровых женщин своевременно выявить тех, у кого имеется генный дефект, есть возможность диагностировать развитие заболевания на ранних стадиях.

Исследователями были выявлены особенности лекарственной чувствительности BRCA-ассоциированных опухолей. Они хорошо реагируют на некоторые цитостатические препараты, и лечение может быть весьма успешным.

Для здоровых носителей BRCA-мутаций рекомендовано:

Ежемесячное самообследование с 18 лет
Клиническое обследование молочных желез (маммография или магнитно-резонансная томография) с 25 лет.
Мужчинам-носителям мутации в генах BRCA1/2 рекомендовано проведение ежегодного клинического обследования грудных желез начиная с 35-летнего возраста. С 40 лет целесообразно выполнение скринингового обследования предстательной железы.
Проведение дерматологического и офтальмологического осмотров c целью ранней диагностики меланомы.

Как предрасположенность к РМЖ и РЯ передается по наследству.

Часто у носителей мутаций BRCA1/BRCA2 возникает вопрос - всем ли детям она передалась и какие генетические причины появления наследственной формы РМЖ? Шансы передать повреждённый ген потомству составляют 50%.

Заболевание одинаково наследуется, как мальчиками, так и девочками. Ген, связанный с развитием рака молочной железы и рака яичников, расположен не на половых хромосомах, поэтому вероятность носительства мутации не зависит от пола ребенка.

Если мутация в нескольких поколениях передавалась через мужчин, очень сложно проводить анализ родословных, так как мужчины довольно редко болеют РМЖ даже при наличии генного дефекта.

Например: носителями были дедушка и отец пациентки, и у них заболевание не проявилось. На вопрос, были ли случаи онкологических заболеваний в семье, такая пациентка ответит отрицательно. При отсутствии других клинических признаков наследственных опухолей (ранний возраст/множественность опухолей), наследственная составляющая заболевания может быть не учтена.

При обнаружении мутации BRCA1 или BRCA2 всем кровным родственникам рекомендуется также пройти тестирование.

Почему при генетическом исследовании важно учитывать этнические корни?

Для многих этнических групп характерен свой набор частых мутаций. Национальные корни обследуемого необходимо учитывать при выборе глубины исследования.

Учеными было доказано, что для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.

И, в заключение, наглядная инфографика «Синдром наследственного рака молочной железы и яичников». Автор — Кулигина Екатерина Шотовна, к.б.н., старший научный сотрудник Научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.

Авторская публикация:
АЛЕКСАХИНА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА,
лаборант-исследователь научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России

Что вам необходимо сделать

Если вы хотите узнать побольше о бесплатных возможностях ФБГУ НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова Минздрава России, получить очную или заочную консультацию по диагностике и лечению, записаться на приём, ознакомьтесь с информацией на официальном сайте.

Если вы хотите общаться с нами через социальные сети, обратите внимание на аккаунты в ВКонтакте и Одноклассники.

Генетические исследования при раке

В конце 2018 года швейцарская компания Roche наладила доставку образцов тканей онкологических больных из России в лабораторию в Германии, где проводятся молекулярно-генетические исследования по современной технологии NGS.

В этой статье мы расскажем о том, как в раковых клетках обнаруживают мутации с применением метода NGS, как результаты этого анализа могут повлиять на эффективность лечения, и кому необходимо данное исследование.

Каждый рак уникален

Еще совсем недавно злокачественные опухоли классифицировали только по гистологическому принципу, то есть в зависимости от того, в каком органе они возникали, и как опухолевая ткань выглядела под микроскопом.

С развитием молекулярной биологии и генетики, ученые смогли заглянуть глубже. Изучены многие мутации, приводящие к раку, «неправильные» молекулы, благодаря которым опухоль бесконтрольно растет, поддерживает свою жизнедеятельность, защищается от иммунной системы. Заблокировать эти молекулы и тем самым затормозить прогрессирование заболевания помогают современные таргетные препараты, иммунопрепараты.

Сложность в том, что не существует двух злокачественных опухолей с одинаковыми молекулярно-генетическими характеристиками. Набор мутаций всегда разный, поэтому универсальной «таблетки от рака» нет и быть не может. Для того чтобы назначить эффективное лечение, врач должен понимать, какие мутации есть в опухолевых клетках у конкретного пациента, присутствуют ли в них «мишени» для того или иного препарата.

Для этого и нужны молекулярно-генетические анализы.

Некоторые из генов, связанных с развитием рака, хорошо изучены и постоянно на слуху. Например это мутации EGFR при раке легких, HER2, BRCA1 и BRCA2 при раке молочной железы, BRAF при меланоме.

Американская компания Foundation Medicine, Inc. (Кембридж, США) проводит комплексное генетическое профилирование, во время которого изучают все известные мутации четырех разных классов более чем в 300 генах. Это помогает составить максимально полный «молекулярный портрет» злокачественной опухоли и выбрать наилучшую схему лечения.

В конце 2018 года швейцарская компания Roche наладила доставку биоматериала от онкологических пациентов из России в лабораторию Германии, где есть возможность провести такой анализ. Транспортировка биоматериала проводится в соответствии со всеми требованиями Росздравнадзора.

Мы в «Евроонко» поддерживаем это начинание и считаем его важным шагом в развитии помощи онкологическим больным в России. Если пациенту необходим молекулярно-генетический анализ, наши врачи рассказывают о такой возможности и помогают ею воспользоваться.

Технология нового поколения

Foundation Medicine, Inc. применяет технологию секвенирования нового поколения (англ. next generation sequencing, сокращенно NGS). С ее появлением изучение последовательности всей ДНК человека стало возможным за один день. Методам «первого поколения» для этого требовалось около десяти лет. Технология NGS вывела молекулярную биологию на новый уровень и открыла большие возможности для персонализированной медицины.

С помощью NGS изучают все известные мутации четырех видов:

1. Замена оснований. При этом меняется одна из «букв» генетического кода, что приводит к нарушению структуры белка, кодируемого данным геном.

2. Делеции - утрата определенного участка хромосомы.
Инсерции - когда в гене возникает «лишняя» вставка другой ДНК.

3. Изменение числа генов - увеличение или уменьшение числа копий определенного гена, в результате чего снижается или повышается его экспрессия (активность).

4. Фьюжн - слияние генов, когда из двух отдельных образуется один гибридный.

Кроме того, NGS помогает выявить микросателлитную нестабильность, мутационную нагрузку - количество мутаций на определенный объем генома клеток опухолей.

По завершении анализа врач получает максимально полную информацию о состоянии генов злокачественной опухоли, и эти данные помогают:

Выявить мутации, которые могут повлиять на эффективность лечения, прогноз для пациента.
Подобрать оптимальные схемы терапии.
Узнать, в каких клинических испытаниях может принять участие пациент, если ему не помогают доступные виды лечения.

Услуги FMI

В настоящее время FMI предлагает три вида анализов:

FoundationOne CDx - для солидных (плотных) опухолей. Именно этот анализ применяется в большинстве случаев. Врач проводит биопсию - получает фрагмент опухоли и отправляет в лабораторию. В среднем через 2 недели из лаборатории приходит отчет. Анализируются все рекомендованные гены при солидных опухолях. Исследование микросателлитной нестабильности и мутационной нагрузки помогает в принятии решений по поводу проведения иммунотерапии. Тест FoundationOne CDx одобрен американским Управлением по контролю качества лекарственных препаратов и продуктов питания (FDA), он регулярно обновляется в соответствии с текущими рекомендациями.
FoundationOne Heme - для сарком (злокачественных опухолей соединительной ткани) и злокачественных заболеваний кроветворной системы (лимфом, лейкозов и др.).
FoundationOne Liquid - анализ ДНК опухолевых клеток, свободно циркулирующей в крови. Это наиболее современная технология, так называемая жидкостная биопсия. Для того чтобы провести такой анализ, нужны две пробирки с кровью по 8,5 мл.

Кому необходимо такое исследование?

Тест FoundationOne CDx, как правило, показан на поздних стадиях рака, когда нужно подобрать эффективные таргетные препараты, иммунопрепараты. Тесты FoundationOne Heme могут быть использованы для диагностики заболевания, оценки прогноза, выбора подходящего лечения.

Чаще всего анализ FoundationOne CDx применяют при следующих типах рака:

Немелкоклеточный рак легкого: мутации EGFR, ALK, BRAF.
Меланома: мутации BRAF.
Рак молочной железы: мутация HER2.
Колоректальный рак: мутация KRAS.
Рак яичников: мутации BRCA1, BRCA2.

Какую информацию предоставляет лаборатория по результатам анализа?

Отчет состоит из трех частей. В первой части указаны все мутации, обнаруженные в опухоли у данного пациента, и таргетные препараты, которые будут наиболее эффективны в данном случае:

Таргетная терапия, одобренная для данного типа опухолей с обнаруженными мутациями.
Таргетная терапия, которая одобрена для лечения других типов рака с аналогичными мутациями.
Список клинических исследований, которые могут иметь значение в случае с данным пациентом.

Во второй части отчета представлен литературный обзор с подробными данными об уровне значимости, частоте встречаемости, действии на течение заболевания и возможности использовать тот или иной вид таргетной терапии при выявленных генетических нарушениях. Эта информация регулярно обновляется.

В третьей части отчета указаны клинические исследования, в которых пациент может принять участие.

Анализы FNI уже хорошо себя зарекомендовали на бесплатных образцах по 50 пациентам с раком молочной железы, толстой и прямой кишки, пищевода, желудка, яичников. После тестирования, проведенного компанией Roche, некоторые пациенты, которым не удавалось подобрать таргетные препараты с помощью других методов диагностики, ответили на терапию, составленную в соответствии с рекомендациями лаборатории.

В клиниках «Евроонко» доступны наиболее современные методы диагностики и оригинальные противоопухолевые препараты последнего поколения. Мы знаем, как помочь при запущенном раке, если лечение, назначенное другим врачом, перестало помогать. Свяжитесь с нами.

Читайте также: