По распространенности среди злокачественных новообразований рак легкого занимает первое место у мужчин и четвертое у женщин. В 2013 г. в России выявлено порядка 50 тыс. новых случаев рака легкого. Летальность на первом году с момента установления диагноза составила 52% [1]. Группа немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) составляет 85% всех раков легкого. Среди гистологических типов НМРЛ выделяют аденокарциному, плоскоклеточный рак, аденоплоскоклеточный, крупноклеточный рак. Первые два типа составляют 80–90% от всех НМРЛ.
В настоящее время в онкологии наступила эра таргетной терапии и персонализированного подхода к выбору тактики лечения пациентов со злокачественными новообразованиями. Для НМРЛ определение гистологического типа опухоли и его генетических нарушений служит неотъемлемой частью диагностики и лечения пациентов с данной нозологией. В этой статье рассматриваются молекулярно-генетические изменения при НМРЛ и их клиническое значение.
Рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), также известный как HER1, или ErbB1, относится к подсемейству тирозинкиназных рецепторов. Нарушения в гене EGFR вызывают активацию сигнальных путей Ras/Raf/Mek/Mapk и PI3K/Akt/mTOR, что приводит к пролиферации опухолевых клеток, инвазивному росту, метастазированию и стимуляции опухолевого неоангиогенеза. Мутации в гене EGFR встречаются в 15–40% случаев НМРЛ и характерны для аденокарцином, чаще встречаются в азиатской популяции, среди женщин, некурящих [2–4]. 18–21-я экзоны гена EGFR кодируют тирозинкиназный домен рецептора, и мутации в этих регионах определяют чувствительность к терапии низкомолекулярными ингибиторами EGFR.
К наиболее распространенным мутациям относятся делеции в 19-й экзоне и мутация p.L858R в 21-й экзоне гена EGFR, реже встречаются мутации в 18-й и 20-й экзонах этого гена [5].
Гефитиниб и эрлотиниб – ингибиторы EGFR первого поколения, блокирующие внутриклеточный тирозинкиназный домен рецептора, ингибируя дальнейшую передачу сигнала по сигнальному пути [6]. Клинические исследования IPASS, NEJSG 002, WJTOG3405, OPTIMAL, EURTAC показали, что пациенты с поздней стадией НМРЛ, имеющие активирующие мутации в гене EGFR и получавшие гефитиниб/эрлотиниб в первой линии терапии, имеют лучшие показатели выживаемости, времени без прогрессирования заболевания и ответа на терапию по сравнению с пациентами, получавшими стандартную химиотерапию [7–10]. В мае 2013 г. эрлотиниб был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) в качестве препарата первой линии терапии пациентов с поздней стадией НМРЛ, имеющих активирующие мутации в гене EGFR. На сегодняшний день Американское общество клинической онкологии (ASCO) и Российское общество клинической онкологии (RUSSCO) рекомендуют селективный отбор пациентов, основанный на статусе мутаций гена EGFR, для назначения низкомолекулярных ингибиторов EGFR.
К сожалению, у большинства пациентов с НМРЛ, получавших терапию низкомолекулярными ингибиторами EGFR, в течение года с момента назначения препарата развивается вторичная резистентность. В 50% случаев причиной такой резистентности служит появление мутации T790M в 20-й экзоне гена EGFR [11]. Кроме того, описано появление нескольких редких мутаций в гене EGFR: L747S, D761Y, T854A [11, 12]. К другим причинам возникновения вторичной резистентности относятся амплификация гена c-MET (примерно в 20% случаев), гистологическая трансформация в мелкоклеточный рак легкого (примерно 6% пациентов), амплификация гена HER2 (12%) и мутации в гене BRAF (1%) [13, 14]. Существуют разные мнения относительно механизмов возникновения вторичной резистентности. Некоторые исследователи полагают, что определенные опухолевые клетки уже изначально несут мутацию и начавшееся лечение приводит к селекции мутированных клонов; согласно данным других работ, резистентные мутации могут возникать de novo в ответ на лечение таргетными препаратами [15, 16].
Возникновение вторичной резистентности у пациентов с НМРЛ привело к созданию ингибиторов второго поколения, таких как афатиниб и дакомитиниб, являющихся необратимыми ингибиторами тирозиновых киназ EGFR/Her1, Her2 и Her4. Доклинические исследования показали высокую активность данных веществ при активирующих мутациях EGFR и мутации T790M [17].
В июле 2013 г. FDA одобрило афатиниб для лечения пациентов с поздней стадией НМРЛ в первой линии терапии, имеющих активирующие мутации гена EGFR (делеции в 19-й экзоне, L858R – в 21-й). Однако испытания афатиниба и дакомитиниба в группах пациентов с мутацией T790M не показали значительной разницы в выживаемости, времени без прогрессирования заболевания и ответа на терапию. Поэтому на сегодняшний день идут активные клинические испытания (TIGER 2, AURA 2) низкомолекулярных ингибиторов третьего поколения – CO 1686 и AZD9291, показавших перспективные данные в исследованиях in vitro [18].
Ген ALK кодирует одноименную тирозиновую киназу. 5–10% случаев аденокарцином легкого имеют транслокацию и/или химерный ген EML4-ALK. Химерный ген образуется при инверсии в коротком плече 2-й хромосомы, которая соединяет экзоны 1–14-го гена EML4 с экзонами 20–29-го гена ALK [19]. Это приводит к постоянной активации сигнального пути ALK, который в конечном счете активирует ключевые регуляторы клеточного деления, такие как MAP-киназу и PI3K. Кроме EML4 существует еще несколько химерных партнеров ALK: KIF5B, TGF, однако эти варианты встречаются редко [20, 21]. Перестройки гена ALK практически никогда не сочетаются с мутациями в генах EGFR и KRAS и характерны для пациентов молодого возраста, некурящих и аденокарцином. Критерием к назначению ингибиторов ALK является ALK-позитивный статус опухоли. «Золотым» стандартом для определения перестройки гена ALK служит флуоресцентная гибридизация in situ (FISH). Согласно рекомендациям Европейского общества патологов по определению перестроек ALK при НМРЛ, ALK-позитивной считается опухоль, имеющая более 50% клеток с перестройкой (более 25 из 50 опухолевых клеток), при этом критерием разрыва является расстояние между сигналами в 2 красных сигналах. При обнаружении 5–25 клеток (10–50%) с перестроенным сигналом обязателен подсчет вторым специалистом. Однако FISH – довольно дорогостоящее исследование, требующее наличия специального оборудования, поэтому на сегодняшний день в качестве скринингового метода для определения ALK-статуса опухоли используют иммуногистохимическое исследование (ИГХ) с антителами клона D5F3 (Ventana) с разработанными критериями оценки.
Кризотиниб – ингибитор ALK первого поколения. Этот препарат показал крайне высокую эффективность в клинических испытаниях пациентов с НМРЛ, имеющих транслокацию гена ALK. Положительный ответ на лечение кризотинибом составил 57%, а 6-месячная выживаемость без прогрессирования заболевания – 72%.
В августе 2011 г. FDA одобрило применение кризотиниба пациентами с местнораспространенным или метастатическим НМРЛ, имеющими ALK-положительный статус опухоли. Однако, как и в случае с низкомолекулярными ингибиторами EGFR, в течение года после назначения кризотиниба у пациентов с НМРЛ зачастую развивается вторичная резистентность. Примерно в 25% случаев формирование вторичной резистентности происходит за счет появления любой вторичной мутации (например, мутации резистентности L1196M) и/или амплификации гена ALK. Примерно у 50% пациентов происходит активация через другие сигнальные пути (EGFR, KIT) [22].
Возникновение вторичной резистентности привело к появлению ингибиторов ALK второго поколения, таких как серитиниб, алектиниб, AP26113, X-396, PF-06463922. В апреле 2014 г. FDA одобрило применение серитиниба пациентами с ALK-позитивным метастатическим НМРЛ, у которых наблюдалось прогрессирование заболевания или отсутствие чувствительности к кризотинибу. Остальные препараты на данный момент находятся в процессе клинических испытаний.
ROS1 – интегральный мембранный белок I типа, кодируемый геном ROS1, обладающий тирозинкиназной активностью. Недавние исследования выявили наличие перестройки гена ROS1, а также некоторые химерные варианты этого гена для пациентов с НМРЛ. Частота этих изменений невелика и составляет 1,5–2,0%. Показано, что данные изменения характерны для аденокарцином, относительно молодых пациентов и некурящих [23–25]. Опухоли, имеющие транслокации и/или химерные варианты гена ROS1, чувствительны к терапии ингибиторами ALK (кризотиниб, серитиниб, AP26113).
Ген KRAS – протоонкоген, кодирующий одноименный белок, который является представителем белков семейства RAS, представляет собой ГТФазу и является компонентом многих сигнальных путей, в т.ч. RAS/RAF/MEK/MAPK. Мутации в гене KRAS встречаются среди 15–35% пациентов с НМРЛ [26]. Наиболее частые мутации в 12-м и 13-м кодонах гена KRAS (90%); мутации в 10-м и 61-м кодонах встречаются редко [27]. Мутации гена KRAS характерны для аденокарцином легкого, чаще встречаются среди европеоидов, чем среди азиатов (30 и 5% соответственно), и ассоциированы с курением [28]. Наличие мутации в гене KRAS считается неблагоприятным фактором прогноза. Мутации в этом гене ассоциированы со снижением выживаемости пациентов, а также неэффективностью терапии ингибиторами EGFR первого поколения (гефитиниб, эрлотиниб) [29].
Сигнальный путь RAS/RAF/MEK/MAPK служит одним из ключевых механизмов, участвующих в патогенезе рака легкого. Непосредственно белок KRAS заблокировать практически невозможно, однако его партнеры по сигнальному пути являются многообещающими мишенями для блокады [30]. MEK – основная из таких мишеней. Поскольку этот белок является непосредственным эффектором сигналов с KRAS, его блокада может оказаться эффективной для пациентов с резистентностью к антагонистам EGFR [28]. На данный момент проводятся клинические испытания по применению ингибиторов MEK (траметиниб, вандетиниб, MEK162) пациентами с распространенным и/или метастатическим НМРЛ и мутациями в гене KRAS [18].
Ген BRAF кодирует одноименную серин/треониновую протеинкиназу и функционирует в сигнальном каскаде ниже RAS. Мутации гена BRAF встречаются примерно в 1–3% НМРЛ [31]. Примерно в 50% случаев это мутация V600E, однако встречаются другие мутации, например G468A и L596V [32]. В отличие от EGFR, ALK, ROS1 мутации в гене BRAF характерны для курильщиков. Дабрафениб – ингибитор BRAF, который в настоящее время проходит II фазу клинических испытаний на пациентах с распространенным НМРЛ (в качестве монотерапии и в сочетании с траметинибом) [18].
HER2 (ErbB-2) — мембранный белок, тирозиновая протеинкиназа семейства рецепторов ErbB. Известно, что амплификация гена HER2 характерна для инвазивного рака молочной железы. Однако амплификация этого гена также встречается примерно в 4% НМРЛ [33]. Согласно данным других исследований 1–2% НМРЛ, обнаружены мутации в 20-й экзоне гена HER2, характерные для женщин, некурящих и аденокарцином легкого [34, 35]. Показано, что анти-HER2-терапия пациентов с НМРЛ, имеющих амплификацию гена HER2, неэффективна.
Проводятся следующие клинические испытания (II фаза) [18]:
- трастузумаб в сочетании с химиотерапией пациентов с НМРЛ и мутациями в гене HER2;
- нератиниб – низкомолекулярный ингибитор HER2 в качестве монотерапии, а также в сочетании с темсиролимусом (ингибитор mTOR) в группе пациентов с НМРЛ и мутациями в гене HER2.
Ген PIK3CA кодирует каталитическую субъединицу, участвующую в процессах фосфорилирования ATФ, является участником сигнального пути PI3K/Akt/mTOR. Мутации в гене PIK3CA встречаются примерно в 15% плоскоклеточных раков легкого и 2% аденокарцином, а в настоящее время служат также объектом клинических исследований (ингибиторы PIK3CA – BKM120, GDC-0941) [18, 36]. Сигнальный путь PI3K/Akt/mTOR играет важную роль в пролиферации клеток, синтезе белков и ангиогенезе. Основным фактором, лимитирующим активность данного пути, является ген PTEN, ключевой ген – супрессор опухолевого роста, мутации в котором встречаются примерно в 10% плоскоклеточных раков легкого. Делеции, или инактивирующие, мутации в гене PTEN приводят к усилению экспрессии гена PI3KCA, что активирует сигнальный путь PI3K/Akt/mTOR. Инактивация гена PTEN является маркером неблагоприятного прогноза для пациентов с НМРЛ [37].
c-Met – протоонкоген, который кодирует белок MET, обладающий тирозинкиназной активностью. Активация MET при НМРЛ коррелирует с неблагоприятным прогнозом: активным опухолевым ростом, стимуляцией ангиогенеза, метастазированием. Амплификация c-MET встречается среди 20–22% пациентов, получавших таргетную терапию, и всего лишь среди 4% пациентов, не получавших лечения. Амплификация и экспрессия этого гена вызывают резистентность к низкомолекулярным ингибиторам EGFR [38]. Результаты клинических испытаний по совместному применению низкомолекулярных ингибиторов EGFR и ингибиторов MET (INC280), возможно, позволят решить проблему вторичной резистентности пациентов с НМРЛ.
FGFR1 – тирозинкиназный рецептор, лиганды которого являются членами семейства факторов роста фибробластов. Согласно исследованию J. Weiss и соавт., амплификация гена FGFR1 обнаружена примерно в 20% плоскоклеточных раков легкого [39].
Говоря о последних успехах в терапии НМРЛ, в марте 2015 г. FDA одобрило применение ниволумаба пациентами с метастатическим плоскоклеточным раком легкого при прогрессировании на фоне или после химиотерапии препаратами платины. Ниволумаб – моноклональное антитело, которое связывается с PD1-рецептором и блокирует его взаимодействие с лигандами PD-L1 и PD-L2 [40]. PD1-рецептор представляет собой рецептор суперсемейства иммуноглобулинов, который экспрессируется в норме на поверхности T- и B-лимфоцитов. Взаимодействуя с лигандами PD-L1/PD-L2, рецептор обусловливает угнетение иммунного ответа, что необходимо в ряде физиологических процессов (например, при беременности) [40]. Опухолевые клетки, экспрессируя на своей поверхности лиганды PD-L1/2, таким же способом угнетают антиопухолевый иммунный ответ, а ниволумаб «снимает» это ингибирование.
Заключение
Около десяти лет назад единственной терапевтической возможностью для пациентов с распространенным НМРЛ была цитотоксическая терапия. Открытие активирующих мутаций в гене EGFR и высокая эффективность низкомолекулярных ингибиторов EGFR определили новую эру персонализированного подхода к лечению пациентов с НМРЛ. Согласно данным Консорциума по изучению мутаций рака легкого (LCMC), медиана выживаемости пациентов, у которых выявлены активирующие мутации и назначена соответствующая таргетная терапия, составила 3,5 года, что в 1,5 раза превышает медиану выживаемости аналогичных пациентов без назначения таргетной терапии (2,4 года) [32]. Активное развитие полногеномного секвенирования делает возможным будущее, в котором каждая опухоль будет изучена и будет найдена соответствующая терапевтическая мишень. Лечение пациентов с распространенным метастатическим НМРЛ до сих пор остается сложной задачей, но есть надежда, что в ближайшем будущем таргетная терапия позволит контролировать течение распространенного НМРЛ за счет эффективных методов лечения.
