Badania genetyczne w raku płuca

Rak płuc jest najczęściej diagnozowanym nowotworem na świecie i charakteryzuje się wysokim wskaźnikiem śmiertelności. Dzieli się on na dwa główne typy: niedrobnokomórkowy rak płuc (NSCLC) i drobnokomórkowy rak płuc (SCLC). NSCLC jest odpowiedzialny za około 85% przypadków i składa się z wielu podtypów histologicznych. Chociaż SCLC jest rzadszy, jest bardziej agresywny niż NSCLC, charakteryzuje się znacznie szybszym postępem choroby i większą skłonnością do przerzutów na wczesnym etapie.

Głównym czynnikiem zwiększającym prawdopodobieństwo zachorowania na raka płuc jest dym tytoniowy, jednakże około 10–25% wszystkich przypadków raka płuc występuje u pacjentów, którzy nigdy nie palili. Co jest zatem przyczyną wystąpienia nowotworu u takich pacjentów? Okazuje się, że rak płuc u palaczy i osób nigdy nie palących różni się nie tylko typem zmian na poziomie histologicznym, ale również na poziomie zmian w ekspresji genów, germinalnych polimorfizmów oraz wykrywanych patogennych mutacji genów.

Według dzisiejszej wiedzy biologów, diagnostów i lekarzy mutacje genetyczne w genach EGFR, ALK, KRAS, BRAF, HER2, ROS1, RET, MET i TRK znacznie przyczyniają się do wzrostu prawdopodobieństwa zachorowania na nowotwór płuc. Jesteśmy gorącymi orędownikami profilaktyki onkologicznej i szczerze zachęcamy do wykonywania badań genetycznych w celu określenia ryzyka zachorowania. Wiedza na temat swojego obciążenia genetycznego (w przypadku raka płuc dotyczy to genów wymienionych wyżej) pomoże zmienić nasze codzienne nawyki. Oczywiście w żadnym przypadku palenie papierosów nie jest dobre dla naszego zdrowia i odradzamy to nawet osobom bez obciążeń genetycznych. Wiedzieć znaczy móc, móc ustrzec się przed chorobą.

U pacjentów nigdy niepalących warto rozważyć diagnostykę w kierunku zespołów genetycznych, które znaczenie zwiększają prawdopodobieństwo pojawienia się nowotworów. Przykładami takich badań są:

Badane mutacji w genie TP53 czyli genu, którego zaburzenia powodują zespół Li-Fraumeni.

Badanie mutacji w genach BRCA 1/2 – Mutacje te zawsze wiązano częściej z zespołem raka piersi
i jajnika, ale badania wykazują, że pacjenci z rakiem płuc często posiadają mutację w genach BRCA.

Diagnostyka genetyczna jest również wysoce istotna u pacjentów, u których już niestety zdiagnozowano nowotwór. Poniżej opisujemy najważniejsze testy genetyczne, które są niezbędne do wykonania przed dobraniem odpowiedniej terapii.

Badanie ekspresji EGFR – Około 10% do 15% wszystkich przypadków raka płuc ma charakter EGFR-dodatni. Nadmierna stymulacja EGFR, czyli receptora naskórkowego czynnika wzrostu, prowadzi do zwiększonego namnażania się komórek nowotworowych. W przypadku wykrycia nadmiernej ekspresji EGFR lub mutacji w genie EGFR lekarze decydują się na podanie leków, które blokują negatywne działanie niepoprawnie działającego EGFR.

Regionem szczególnie podatnym na tworzenie się mutacji genetycznych jest ekson 20 genu EGFR,
a najczęściej występującą jest mutacja jest T790M. Zaburzenia te pojawiają się częściej u pacjentów, którzy nigdy nie palili papierosów. Pacjenci, u których wykryto mutację w obrębie eksonu 20 EGFR, mogą zostać zakwalifikowani do leczenia drugiej linii Amivantamabem.

• badanie ekspresji EGFR metodą immunohistochemiczną (nadekspresja białka)
• badanie ekspresji EGFR metodą FISH (nadekspresja genu)
• analiza całej sekwencji genu EGFR metodą NGS (obejmuje ekson 20)

Badanie ekspresji HER2 – Kolejnym receptorem, który ulega nadmiernej aktywacji przy raku płuc jest HER2. Aktywacja HER2 w NSCLC zachodzi poprzez trzy mechanizmy, tj. mutację genu (1%-4% przypadków), nadekspresję genu (2%-5%) i nadekspresję białka (2%-30%).

• badanie ekspresji HER2 metodą immunohistochemiczną (nadekspresja białka)
• badanie ekspresji HER2 metodą FISH (nadekspresja genu)
• analiza całej sekwencji genu HER2 metodą NGS

Badanie genów receptora kinazy tyrozynowej – Chromosomalne rearanżacje obejmujące geny receptora kinazy tyrozynowej ALK, ROS1, RET, i NTRK1 skutkują tworzeniem się kinaz fuzyjnych zdolnych do transformacji onkogennej. Zmiany w genie ALK stwierdza się u około 4% osób z rakiem płuc. Gen ten ma również skłonność do tworzenia fuzji z innymi genami np. EML4 i NPM1. Poza fuzjami w genie ALK, warto określić status fuzji w genach NTRK, ROS1 i RET.

• analiza całej sekwencji genów ALK, ROS1, RET, i NTRK1 metodą NGS
• badanie DNA/RNA z guza nowotworowego w kierunku obecności fuzji ALK, ROS1, RET, i NTRK1 metodą NGS

Badanie mutacji w genie KRAS – Uważa się, że gen KRAS jest jednym z najbardziej aktywowanych onkogenów – 17 do 25% wszystkich ludzkich nowotworów ma aktywującą mutację genu KRAS.
U około 20 do 25% osób chorych na raka płuc wykrywa się mutację KRAS. Jedną z najczęstszych mutacji genetycznych genu KRAS występującą u osób chorych na nowotwór płuc jest mutacja KRAS G12C. Często, choć nie zawsze razem z mutacją w genie KRAS, możemy zidentyfikować również mutację w genie STK11. Mutacja ta występuje u około 10% pacjentów z gruczolakorakiem płuc.

• analiza całej sekwencji genu KRAS metodą NGS
• analiza występowania mutacji G12C metodą RT-PCR

Badanie mutacji w genie BRAF – w niewielkiej liczbie przypadków raka płuc (około 4%) występują zmiany w genie BRAF, w szczególności mutacja V600E. Wykrycie mutacji w tym genie umożliwia zastosowanie kombinacji leków dabrafenib/trametinib lub ecorafenib/binimetinib.

• analiza całej sekwencji kodującej genu BRAF metodą NGS
• analiza występowania mutacji V600E metodą RT-PCR

Badanie mutacji w genie MET – Onkogen MET koduje receptor transbłonowej kinazy tyrozynowej, który reguluje procesy fizjologiczne, takie jak embriogeneza, gojenie ran, angiogeneza i proliferacja komórek. W przeciwieństwie do innych receptorów kinazy tyrozynowej, zmiany w MET wpływają na więcej niż jeden mechanizm onkogenny, czyli powoduje mutacje punktowe w domenie kinazy tyrozynowej, utratę całego eksonu 14, nadekspresję genu i białka MET i fuzje z innymi genami.

• analiza całej sekwencji kodującej genu metodą NGS
• badanie DNA/RNA z guza nowotworowego w kierunku obecności fuzji MET metodą NGS

Badanie ekspresji PD-L1 – PD-1 ulega ekspresji poprzez aktywowanie komórek układu odpornościowego i zapobiega atakowi układu odpornościowego na zdrowe komórki. Ligand (antygen) programowanej śmierci komórki 1 (PD-L1) jest białkiem transbłonowym, które jest uważane za czynnik współhamujący odpowiedź immunologiczną. Może łączyć się z PD-1 w celu zmniejszenia namnażania się komórek PD-1 przy czym hamować wydzielanie cytokin i hamować apoptozę.

• badanie ekspresji antygenu PD-L1 metodą immunohistochemiczną

Badania MMR, MSI i TMB – czyli określenie stanu predyspozycji do tworzenia się mutacji, które wynikają z upośledzonej naprawy niedopasowania DNA (MMR), niezgodności liczby powtórzeń nukleotydów w regionach mikrosatelitarnych DNA (MSI) lub ekspozycji na kancerogeny w przypadku TMB. Wiedza na temat statusu MMR, MSI i TMB może pomóc lekarzom przewidzieć, którzy pacjenci odniosą korzyść z immunoterapii.

• Badanie DNA w kierunku wykrycia niestabilności mikrosatelitarnej metodą real-time PCR
• Analiza immunohistochemiczna ekspresji białek MMR
• Kompleksowe profilowanie somatyczne (np. TSO500 Illumina)

 

Bibliografia

Devarakonda S, Li Y, Martins Rodrigues F, Sankararaman S, Kadara H, Goparaju C, Lanc I, Pepin K, Waqar SN, Morgensztern D, Ward J, Masood A, Fulton R, Fulton L, Gillette MA, Satpathy S, Carr SA, Wistuba I, Pass H, Wilson RK, Ding L, Govindan R. Genomic Profiling of Lung Adenocarcinoma in Never-Smokers. J Clin Oncol. 2021 Nov 20;39(33):3747-3758. doi: 10.1200/JCO.21.01691. Epub 2021 Sep 30. PMID: 34591593; PMCID: PMC8601276.

de Alencar VTL, Formiga MN, de Lima VCC. Inherited lung cancer: a review. Ecancermedicalscience. 2020 Jan 29;14:1008. doi: 10.3332/ecancer.2020.1008. PMID: 32104210; PMCID: PMC7039693.

Kuśnierczyk P. Genetic differences between smokers and never-smokers with lung cancer. Front Immunol. 2023 Feb 2;14:1063716. doi: 10.3389/fimmu.2023.1063716. PMID: 36817482; PMCID: PMC9932279.

Riudavets M, Sullivan I, Abdayem P, Planchard D. Targeting HER2 in non-small-cell lung cancer (NSCLC): a glimpse of hope? An updated review on therapeutic strategies in NSCLC harbouring HER2 alterations. ESMO Open. 2021 Oct;6(5):100260. doi: 10.1016/j.esmoop.2021.100260. Epub 2021 Aug 31. PMID: 34479034; PMCID: PMC8414039.

Blaquier JB, Recondo G. Non-small-cell lung cancer: how to manage MET exon 14 skipping mutant disease. Drugs Context. 2022 Jun 29;11:2022-2-2. doi: 10.7573/dic.2022-2-2. PMID: 35855460; PMCID: PMC9255265.