Секвенирование следующего поколения (NGS) способствует развитию прецизионной онкологии в Сингапуре

Эта статья является частью серии тематических исследований по использованию NGS и цифровых инструментов для развития прецизионной онкологии в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Полный список статей приведен в конце настоящей статьи. За последние 50 лет произошла трансформация изучения генетических и молекулярных изменений: вместо секвенирования отдельных генных фрагментов по Сэнгеру теперь используют секвенирование следующего поколения (NGS), позволяющее анализировать целые геномы. Что делает NGS столь привлекательным, так это то, что оно генерирует информацию о сотнях тысяч генетических мутаций и вариантов в результате всего одного теста. Этот беспрецедентный объем генетической информации способствовал дальнейшему развитию презиционной онкологии и персонализированной медицины. Что такое NGS и как он используется в настоящее время в прецизионной онкологии в Азии? Команда Lab Insights недавно побеседовала с доктором Дэвидом Таном (David Tan), онкологом-консультантом, работающим на медицинском факультете Национального университета Сингапура (National University of Singapore) и Института рака Национального университета Сингапура (National University Cancer Institute, Singapore — NCIS), чтобы лучше понять потенциал NGS в регионе, где его внедрение только начинается.

Краткий обзор NGS и прецизионной онкологии

NGS представляет собой набор высокопроизводительных технологий секвенирования, которые позволяют считывать миллионы последовательностей ДНК и РНК одновременно. В онкологии NGS обеспечивает получение ключевых генетических доказательств и информации в отношении генома опухоли и профиля транскриптома каждого пациента. NGS может проводиться как на образцах тканей, так и на образцах крови, и его следует рассматривать в качестве основного компонента любого онкологического набора инструментов. NGS на основе ДНК начинается с фрагментации ДНК с последующей амплификацией фрагментов и созданием библиотек, которые подвергаются нескольким одновременным циклам секвенирования. Производится большое количество необработанных данных, которое анализируется и сравнивается с эталонным геномом человека для выявления вариантов или мутаций. Старые технологии NGS обеспечивали быстрое считывание более длинных последовательностей ДНК, но генерировали данные, которые было трудно интерпретировать (в отличие от традиционного секвенирования по Сэнгеру). Новые и более чувствительные системы NGS совершеннее в этом аспекте и теперь также могут обнаруживать редкие генетические варианты и однонуклеотидный полиморфизм (SNP), охватывая при этом весь геном или транскриптом. NGS оказался ценным инструментом в ряде ситуаций, например когда все тесты на отдельные мутации или «горячие точки» не смогли показать мутации, пригодные для таргетного воздействия, или когда количество опухолевого материала недостаточно для последовательных тестов на отдельные биомаркеры. Благодаря множеству генов, оцениваемых в одном тесте, врачи могут получить более широкое диагностическое представление о возможных терапевтических вмешательствах, некоторые из которых являются специфическими для пациента. Сопоставление данных NGS из раковых геномов с доступными методами лечения уже привело к положительным исходам у пациентов с некоторыми видами рака. Например, при раке легкого оно облегчает применение и эффективность различных таргетных терапий, например ингибиторами тирозинкиназы EGFR [1] и ингибиторами ALK [2]. Когда пациентам с распространенным раком назначали лечение, соответствующее мутации, их выживаемость была выше, общая частота ответа была выше и время до констатации неэффективности лечения было больше, чем у пациентов, которым назначали лечение, не соответствующее их мутации [3]. В случае специфических молекулярных аберраций, таких как амплификация числа копий (например, HER2) или экспрессия белка (экспрессия ER/PR/HER2), подбор лечения также приводил к улучшению исходов пациентов. Несмотря на быстрые достижения, наблюдаемые в области прецизионной онкологии, многие опухоли, подвергнутые NGS, будут тем не менее иметь патогенные мутации, для которых в настоящее время отсутствуют методы лечения или клинические исследования. Однако NGS может охватывать более полный спектр раковых мутаций и аномалий в опухолях, которые поддаются лечению таргетными средствами, ассоциированными с выраженными и длительными ответами, и выявлять пациентов, которым могут помочь новые терапевтические подходы и клинические исследования.

Опыт доктора Тана в Сингапуре

Доктор Тан приводит в качестве примера пациентку с метастатическим светлоклеточным раком эндометрия, которая в настоящее время находится под его наблюдением. Поскольку этот тип рака обычно крайне устойчив к действию химиотерапии, рецидив произошел через 3 месяца после первоначального ответа на лечение. NGS выявил мутацию, связанную с атаксией-телеангиэктазией, в опухоли этой пациентки и позволил ей принять участие в клиническом исследовании ингибитора, что привело к положительному ответу с последующим контролем заболевания в течение более полутора лет. Аналогичные пациенты, которых лечили традиционными методами, как правило, имели бы гораздо более короткую выживаемость без прогрессирования заболевания, составляющую менее 6 месяцев. Профилирование в момент постановки диагноза также стало необходимым, поскольку пациенты имеют уникальные фенотипы и генотипы. Доктор Тан понимает, что если врачи не будут учитывать эту неоднородность в своей терапевтической деятельности, они не смогут предложить прецизионную терапию. Например, наличие нарушения гомологичной рекомбинации (HRD) при раке яичников может сделать лечение ингибиторами PARP очень эффективным для пациентов, и только посредством комплексного геномного профилирования могут быть выявлены конкретные признаки HRD в опухолевом геноме. «Мы поняли, что помимо рецидивирующего или рефрактерного рака, в настоящее время NGS приобретает все большее значение на переднем крае борьбы с такими заболеваниями, как рак легкого и рак яичников, при котором результаты комплексного геномного профилирования станут определяющими для терапевтической стратификации», — говорит доктор Тан. Являясь ранними приверженцами применения NGS в Азии, группа по разработке лекарственных препаратов в NCIS организовала отдел клинических исследований ранней фазы — отдел разрабатываемых лекарственных средств NCIS (DTU), —  чтобы обеспечить бесплатное секвенирование для пациентов, соответствующих необходимым критериям. NCIS также запустил в 2014 году программу интегрированного молекулярного профилирования рака (IMAC), которая выросла из всего 50 генов-мишеней до 324 генов на сегодняшний день.

Консилиумы по молекулярным исследованиям в онкологии в NCIS

Ввиду наличия множества исследований методом NGS, успешно демонстрирующих клиническую эффективность, врачи, не обладающие значительным опытом в области геномики, должны участвовать в консилиумах по молекулярным исследованиям в онкологии (MTB). На MTB эксперты в различных клинических и научных областях активно рассматривают отчеты об NGS реальных пациентов, которые трудно интерпретировать. MTB обычно включает по меньшей мере одного специалиста по терапевтической онкологии, знакомого как с доступными вариантами таргетного лечения и клиническими исследованиями, так и со специфическими факторами пациента, молекулярного патолога с информацией о молекулярном анализе и генетика-онколога, который может предоставить информацию о влиянии любых выявленных соматических мутаций на зародышевую линию. MTB также являются идеальным мероприятием для обучения врачей, поскольку те получают дополнительные знания о геномных данных, технологиях секвенирования и методах лечения, подобранных исходя из последовательности. В NCIS MTB проводятся каждую неделю отделом разрабатываемых лекарственных средств NCIS (DTU) для ознакомления с данными молекулярного профилирования. Команда NCIS DTU состоит из экспертов в области лекарственных препаратов для лечения конкретных видов опухолей и препаратов, находящихся на ранних этапах разработки. MTB играют важную роль в выявлении мутаций и пациентов, которые должны быть включены в клинические исследования, но даже в том случае, если ни одно из исследований не будет признано подходящим, данные NGS могут быть использованы для определения того, следует ли использовать другие таргетные препараты. В рамках MTB уникальный мутационный профиль каждого пациента используется для определения его плана лечения. «Каждый случай рака представляет собой редкое заболевание ввиду множества мутационных профилей опухоли каждого пациента. Эти данные о мутациях также способствуют разработке препаратов на основе биомаркеров, не зависящих от этнической принадлежности, что особенно важно в Азии», — отмечает он. Что касается стран, только начинающих внедрение геномного профилирования, доктор Тан подчеркивает важность и ценность партнерства для повышения точности, сокращения расходов на инфраструктуру и экспертные знания и ускорения лечения пациентов, которые могут позволить себе прецизионную медицинскую помощь. Его недавняя публикация [4] рекомендована всем, кто ищет конкретные идеи по преодолению трудностей в использовании методов диагностики на основе NGS в клинических условиях. Поскольку прецизионная онкология и разработка лекарственных препаратов продолжают быть в центре мероприятий по достижению более благоприятных исходов для онкологических пациентов, а медицинские инновации облегчают мультиомическую характеристику опухолей (например, протеомику и геномику) и жидкую биопсию, клинический спрос на профилирование опухолей на основе NGS, вероятно, будет расти. Поэтому все заинтересованные стороны в области лечения рака обязаны содействовать созданию экосистемы, которая поспособствует развитию прецизионной медицины и надлежащему использованию таргетной терапии. В этом отношении MTB представляют собой идеальную среду для решения важнейших проблем оказания помощи пациентам, одновременно используя потенциал данных NGS для реализации потенциала прецизионной терапии при раке. Чтобы узнать больше о меняющейся роли секвенирования следующего поколения, консилиумах по молекулярным исследованиям в онкологии и инструментов поддержки принятия клинических решений при лечении рака, ознакомьтесь с некоторыми из других тематических исследований: 

• Позиция Гонконга: доктор Лам Тай-Чун (Lam Tai-Chung)
• Позиция Южной Кореи: профессор Ким Чжи Хен (Kim Jee-Hyun)
• Позиция Австралии: профессор Питер Гиббс (Peter Gibbs)  и профессор Светлана Черепанофф (Svetlana Cherepanoff)
• Позиция Тайваня: доктор Ян-Гаут Чанг (Jan-Gowth Chang) и доктор Джейсон Ч.-Х. Се (Jason CH Hsieh)
• Позиция Индии: доктор Амит Раутан (Amit Rauthan)
• Обзор консилиумов по молекулярным исследованиям в онкологии в Азии 

Список литературы: