Molecular genetic portrait of non-small cell lung cancer in Tambov region: regional experience

Full Text

Введение

Рак легких является наиболее распространенным злокачественным новообразованием в мире, составляя 11, 6% от общего числа всех случаев, и основной причиной смерти – 18,4% [1].

Немелкоклеточный рак легких (НМРЛ) составляет 80–90% первичного рака легких, причем у большинства больных на момент постановки диагноза имеется распространенный или метастатический опухолевый процесс. При этом аденокарцинома является наиболее частым гистологическим вариантом – 45–50% [2].

За последние десятилетия достижения в области молекулярно-генетических исследований позволили получить новые знания в области онкогенеза, диагностики и лечения рака легких, особенно при распространенном опухолевом процессе и немелкоклеточном варианте [3].

Открытие активирующих мутаций в гене EGFR позволило проводить персонализированное лечение ингибиторами тирозинкиназы [4].

Активирующие мутации в гене рецептора эпидермального фактора роста встречаются у 10–20% пациентов европеоидной расы и практически у 50% больных в Азии [5, 6].

Однако наблюдаются существенные территориальные, расовые и половые различия в его распространенности. Так, активирующие мутации при аденокарциноме в среднем наблюдались в 15% случаев в Европе, а в Азиатско-Тихоакеанском регионе – почти у 50% больных. Минимальные показатели мутаций гена EGFR выявлены в Австрии и Финляндии, составляя 7 и 10% соответственно. Максимальные показатели частоты встречаемости мутаций получены у пациентов на Тайване и во Вьетнаме, составляя 57 и 64% соответственно [7].

Выявлены также и половые различия. Во всех регионах частота мутаций EGFR у пациентов с аденокарциномой выше у женщин по сравнению с мужчинами – в Европе 22% против 9%, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 60% против 37%, в Африке – 48% против 8%, в Северной Америке – 28% против 19% [7].

Исключение составляет Бангладеш, где частота мутаций, наоборот, выше у мужчин, чем у женщин – 26 и 14% соответственно [7].

Н. Yin и соавт. (2017 г.) при НМРЛ обнаружили экспрессию рецептора запрограммированной смерти PD-1 в 63,6% случаев. Ими изучена взаимосвязь с мутациями в гене EGFR, при этом показано наличие зависимости от мутационной нагрузки рецептора эпидермального фактора роста [8].

Anh-Thu Huynh Dang и соавт. (2020 г.) изучили профиль активирующих мутаций у 350 вьетнамских пациентов с НМРЛ. Они показали, что у вьетнамских больных наиболее часто наблюдались мутации в EGFR – 35,4% и KRAS – 22,6% и значительно меньше транслокация ALK – 6,6%, ROS1 – 3,1% и BRAF – 2,3%. Эти данные несколько выше распространенности в когорте европеоидной расы и меньше относительно восточноазиатской [9].

В Тунисе активирующие мутации EGFR обнаружены у 11,5% пациентов с аденокарциномой легких, а положительная экспрессия ALK выявлена в 9,1% случаев [10].

Tze-Kiong Er и соавт. (2015 г.) при изучении парафиновых образцов опухолей 249 больных с аденокарциномой легких в популяции Южного Тайваня выявили мутации в гене EGFR в 63% случаев. При этом большинство мутаций локализовались в 19 и 21-м экзонах [11].

Вопрос о распределении генетических мутаций при НМРЛ изучены в Турции Neslihan Özçelik и соавт. (2019 г.). С этой целью проведено проспективное перекрестное наблюдательное исследование с участием большого количества центров. В исследование включены 703 пациента в 25 разных центрах. Преобладали мужчины. Медиана возраста составила 63,3 года. Среди мутаций на долю EGFR приходилось 69,9%, ALK – 26,3%, ROS1 – 1,6% и PDL-1 – 2,2%, причем отмечалось их преобладание у женщин и при аденокарциноме. Различий мутаций по возрасту, клинической стадии и местам проживания не получено [12].

Цель – изучить частоту и спектр активирующих мутаций при НМРЛ в Тамбовской области.

Материалы и методы

Исследование проведено у 238 больных с НМРЛ I–IV стадии, получавших комплексное лечение в ГБУЗ «Тамбовский областной онкологический клинический диспансер» в период с 2014 по март 2020 г. в возрасте 28–82 лет, медиана возраста составила 60,3 года.

Мутации в генах EGFR, ALK, ROS1, BRAF оценивали в гистологических образцах опухолевой ткани, полученной при биопсии и интраоперационно на парафиновых блоках, с помощью полимеразной цепной реакции. Экспрессию лиганда программируемой смерти PDL-1 в опухоли определяли иммуногистохимически.

Статистический анализ материала выполняли с помощью программного пакета Statistica 12.

Результаты и обсуждение

Исследование проведено у 238 больных НМРЛ I–IV стадии.

Из общего числа обследованных, максимальное количество больных приходилось на возрастную группу 55–60 лет, составляя 32% (табл. 1).

Доля мужчин в исследовании составила 159/66,8%, женщин – 79/33,2%. Медиана возраста у мужчин равна 59,8 года (от 33 до 78 лет), женщин – 61,0 год (от 28 до 82 лет). Распределение по возрасту и полу в целом соответствует популяции больных НМРЛ, по данным литературы.

У большинства пациентов – 191/80,3% опухоль имела железистую дифференцировку, а у 47/19,7% – плоскоклеточный рак (рис. 1).

Известно, что идентификация профиля мутации генов при НМРЛ имеет решающее значение при назначении таргетной терапии ингибиторами тирозинкиназы. Согласно литературным данным до 60% аденокарцином и 50–80% плоскоклеточного рака легких имеют драйверные мутации.

Таблица 1. Распределение больных по возрасту (n=238) Table 1. Distribution of patients according to age (n=238)
Возраст, лет	До 30	30–35	35–40	40–45	45–50	50–55	55–60	60–65	65–70	70–75	75–80	Более 80
%	1	1	1	7	4	13	32	21	16	2	2	1

Рис. 1. Варианты гистологического строения НМРЛ (n=238), %.

Fig. 1. The types of histological structure of non-small cell lung cancer – NSCLC (n=238), %.

Рис. 2. Частота мутаций при НМРЛ в зависимости от пола (%).

Fig. 2. Frequency of mutations in NSCLC depending on gender (%).

Рис. 3. Частота активирующих мутаций генов при НМРЛ в Тамбовской области (%).

Fig. 3. Frequency of activating mutations in NSCLC in Tambov region (%).

Проведенный нами анализ частоты мутаций позволил установить следующее. Всего мутаций выявлено у 69 пациентов, что составило 29%. Этот показатель превышает таковые у когорты пациентов европеоидной расы.

Гендерный статус выявил наличие мутаций у 35/63,6% женщин и 20/36,4% мужчин. Соотношение между ними составило 1,7 в пользу лиц женского пола. Для оценки связи между полом пациентов и частотой мутаций использовали критерий c². Обнаружено, что частота встречаемости различных мутаций у женщин достоверно превосходит таковую у мужчин (р=0,001); рис. 2.

У пациентов с наличием какой-либо мутации медиана возраста составила 63 года, в то время как у больных при ее отсутствии медиана равна 60 лет, различия статистически недостоверны.

Данные литературы относительно частоты встречаемости мутационной нагрузки и характера мутаций при НМРЛ носят весьма разнообразный характер.

Так, Neslihan Özçelik и соавт. (2019 г.) приводят результаты проспективного наблюдательного исследования по региональному распределению генетических мутаций в Турции. При этом частота мутаций у пациентов с НМРЛ составила 18,9%. Мутации в гене EGFR выявлены в 69,9%, ALK – у 26,3%, ROS1 у 1,6% пациентов, а PDL-1 только в 2,2%. У женщин частота мутаций выше [12].

В настоящее время практическое значение в соответствии с международными и отечественными рекомендациями имеют мутации в генах EGFR, ALK, ROS1, BRAF и PDL-1.

Согласно полученным данным профиль мутаций генов при НМРЛ, выявленных при исследовании, представлен в табл. 2 и на рис. 3.

Среди них самые частые мутации наблюдались в гене EGFR, составляя 33/22,3%. Возраст пациентов колебался от 44 до 80 лет, медиана – 66 лет. При этом оказалось, что максимальная мутационная нагрузка констатирована в возрастном периоде 65–70 лет, составляя 24%, а минимальная – до 45 лет, 6% (табл. 3).

Сравнительный анализ по полу у пациентов с мутациями в гене EGFR позволил выявить наличие его у 26/78,8% женщин и только лишь в 7/21,2% случаев у мужчин. Различия между ними статистически значимые (p<0,001); рис. 4. Медиана возраста у мужчин и женщин составила 65 и 66,5 года соответственно.

Спектр драйверных мутаций в гене EGFR представлен делецией в 19-м экзоне и однонуклеотидной заменой L858R в 21-м экзоне и сопоставим с опубликованными в литературе данными. Рамочная делеция в 19-м экзоне выявлена в 18/54,5% случаев, а точечная однонуклеотидная замена L858R в 21-м экзоне – в 15/45,5% наблюдений, т.е. несколько ниже, однако различия между ними недостоверны.

При оценке профиля мутаций EGFR в зависимости от пола получены данные о том, что у мужчин чаще возникает делеция в 19-м экзоне, чем замена L858R, а у женщин практически в равной степени встречаются мутации в 19 и 21-м экзонах (табл. 4).

Сказанное наглядно представлено на рис. 5.

Средний возраст женщин с мутацией L858R недостоверно выше относительно женщин с делецией в 19-м экзоне, составляя 69,5 и 60,7 года соответственно (p=0,258). При анализе спектра мутаций генов EGFR в зависимости от возраста у обоих полов установлено, что мутация в 21-м экзоне с заменой лицина на аргинин L858R чаще всего наблюдалась в возрасте 60–75 лет, медиана при этом равна 66,5 года. В то же время делеция в 19-м экзоне выявлялась у более молодых лиц – 55–65 лет (медиана 57 лет). Однако различия между ними недостоверны (р=0,826); рис. 6.

Таблица 2. Молекулярный портрет НМРЛ в Тамбовской области (2014–2020 гг.) Table 2. Molecular portrait of NSCLC in Tambov region (2014–2020).
EGFR		ALK		ROS-1		PDL-1		BRAF		c-MET		ROS1+ALK		T790M
33	22,3	15	14,6	3	4,5	14	40	2	6,6	1	-	1	-	3	2
Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.	Муж.	Жен.
7	26	10	5	1	2	14	-	-	2	-	1	-	1	-	3

Таблица 3. Распределение больных с мутациями в гене EGFR по возрасту (n=33) Table 3. Distribution of patients with EGFR mutations depending on age (n=33)
Возраст, лет	40–45	45–50	50–55	55–60	60–65	65–70	70–75	75–80
%	6	0	9	18	15	24	12	15

Таблица 4. Спектр активирующих мутаций в гене EGFR в зависимости от пола (%) Table 4. The spectrum of activating EGFR gene mutations depending on gender (%).
Тип мутации	Число больных		Всего
	муж.	жен.
Делеция в 19-м экзоне	27,8	72,2	54,5
Замена L858R в 21-м экзоне	13,3	86,7	45,5

Рис. 4. Частота мутаций гена EGFR в зависимости от пола (%).

Fig. 4. Frequency of EGFR mutations depending on gender (%).

Рис. 5. Спектр активирующих мутаций в гене EGFR в зависимости от пола (%).

Fig. 5. The spectrum of activating EGFR gene mutations depending on gender (%).

Рис. 6. Профиль мутаций гена EGFR в зависимости от возраста.

Fig. 6. The profile of EGFR gene mutations depending on age.

Рис. 7. Распределение больных с экспрессией PDL-1 по возрасту.

Fig. 7. The distribution of PDL-1 expression in patients according to age.

Экспрессия в опухоли лиганда рецептора программируемой смерти PDL-1 определяли иммуногистохимическим методом. Она выявлена в 14/40% случаях и только у мужчин. Уровень экспрессии PDL-1 на парафиновых блоках колебался от 2 до 100%. Величина экспрессии его до 50%, наблюдалась у 38,5% пациентов, а более 50% – у 61,5% больных.

При анализе группы с PDL-1-положительной экспрессией достоверной зависимости между его уровнем и возрастом не выявлено. Имеется лишь тенденция к увеличению уровня его экспрессии по мере увеличения возраста при отсутствии достоверных различий (р=0,87).

Максимальный пик (31%) частоты выявления PDL-1 в опухоли наблюдается в возрасте 65–70 лет (рис. 7).

Транслокация гена ALK (киназа анапластической лимфомы) при НМРЛ присутствует в 3–7% опухолей. Мутации гена ALK также являются основанием для назначения таргетной терапии. ALK-положительные опухоли выявлены у 15 пациентов из 103 с НМРЛ, что составило 14,6%. При этом среди них на долю мужчин приходилось подавляющее большинство – 10/66,7%, а женщин – 5/33,3%. Подгрупповой анализ по возрасту позволил выявить преобладание лиц моложе 61 года, что составило 53,3%. В 2/13,3% случаях ALK статус был положительным при плоскоклеточном раке и в 13/86,7% – при аденокарциноме.

Данные литературы свидетельствуют о более низкой частоте встречаемости драйверных мутаций в этом гене – 5,5–10% [10, 13].

Полученные данные свидетельствуют о более высокой частоте генетических перестроек в гене ALK у мужчин и лиц моложе 61 года и несколько превышают европейский уровень (см. табл. 1).

Опухоли, которые, несмотря на наличие активирующих мутаций в гене EGFR, могут не реагировать на применение ингибиторов тирозинкиназы, это так называемая первичная резистентность de novo, которая встречается в 1–3% случаев. Один из механизмов ее развития – это возникновение точечных мутаций в экзоне 20 гена EGFR [14].

Интересно, что S. Maheswaran и соавт. (2008 г.) обнаружили низкие уровни Т790М в образцах опухоли при первоначальном лечении у 10 из 26 пациентов. Применение ингибиторов тирозинкиназы позволило получить у них определенный эффект с более короткой выживаемостью по сравнению с больными без применения ингибиторов тирозинкиназы. Эти данные свидетельствуют о необходимости определения мутации Т790М до начала лечения как маркера неэффективности таргетной терапии [15].

Эффективность применения ингибиторов тирозинкиназы ограничено во времени из-за развития устойчивости в процессе лечения – приобретенная резистентность. В настоящие время установлено, что она появляется посредством приобретения мутации в экзоне 20 гена EGFR, кодирующего Т790М. Данная мутация обнаруживается примерно в 50% случаев [16, 17].

По данным Anh-Thu Huynh Dang и соавт. (2020) мутации Т790М обеспечивают резистентность к проводимой терапии ингибиторами тирозинкиназы, составляя 12,9% [9].

Второй механизм резистентности, который встречается в 5–20% случаев, включает в себя усиление с-MET пути [18, 19].

Мы выявили мутацию Т790М одновременно с делецией в 19-м экзоне гена EGFR у 2 пациенток 68 и 54 лет с аденокарциномой, не получавших таргетную терапию. У 3-й больной 60 лет с наличием мутации L858R в 21-м экзоне через 8 мес после таргетной терапии выявлена прогрессия опухолевого процесса. При повторном исследовании в плазме крови у нее обнаружена мутация в 20-м экзоне гена EGFR, кодирующего Т790М.

Мутации в гене ROS1 обнаруживаются в 1–2% случаев при НМРЛ. Между генами ROS1 и ALK приблизительно в 1/2 случаев наблюдается гомология последовательностей [20].

Согласно полученным данным транслокации в гене ROS1 выявлены у 4,5% пациенток с аденокарциномой. Эти данные превышают частоту встречаемости мутаций у лиц европе-оидной расы. В одном случае мы наблюдали пациентку 48 лет, у которой выявлены одновременно транслокации в генах ROS1 и ALK – ко-мутация.

Мутации в гене BRAF при НМРЛ встречаются менее чем в 5% случаев. При этом около 1/2 из них имеют специфическую мутацию V600Е. В случае их наличия применяют комбинацию ингибиторов BRAF и MEK сигнальных путей. Мы обнаружили BRAF мутации у 2 (6,6%) пациентов из 30 исследованных (см. табл. 2).

Амплификация фактора мезенхимально-эпителиального перехода МЕТ выявляется при аденокарциноме легких около 5% [13]. Мутация с-MET выявлена нами у одной пациентки 62 лет с аденокарциномой.

Полученные региональные данные по идентификации профиля мутационных генов при НМРЛ в Тамбовской области сопоставимы с опубликованными в литературе данными. Тем не менее выявлены определенные особенности молекулярного портрета как по частоте, так и по его структуре, которые в недалеком будущем составят основу персонализированной медицины при лечении пациентов с НМРЛ.

Заключение

Определение молекулярного портрета в генах-драйверах EGFR, ALK, ROS1, BRAF, PDL-1 при НМРЛ является неотъемлемой диагностической опцией на догоспитальном этапе. Такой подход обеспечивает персонализированное лечение больных, тем самым увеличивает общую и безрецидивную продолжительность жизни, а при развитии резистентности – выяснение молекулярной причины с последующей корректировкой терапии.

Проведенное исследование по изучению молекулярного портрета НМРЛ в Тамбовской области позволило выявить некоторые региональные особенности. Так, частота активирующих мутаций составила 29%, что почти в 2 раза превышает аналогичный показатель в европейской популяции пациентов. Частота мутаций достоверно выше у женщин относительно мужчин.

Чаще всего мутации фиксируются в гене EGFR, составляя 22,3% случаев. Наибольшее количество (24%) наблюдается в возрасте 65–70 лет. При этом делеция в 19-м экзоне и однонуклеотидная замена L858R в 21-м экзоне встречаются в подавляющем большинстве случаев, составляя 54,5 и 45,5% соответственно. Мутации в 21-м экзоне возникают чаще у больных в возрасте 60–75 лет, а делеция в 19-м экзоне у более молодых лиц – 55–65 лет. Максимальная мутационная нагрузка в гене EGFR и экспрессия PDL-1 наблюдается в возрасте 65–70 лет.

Частота транслокации в гене ALK выявлена в 14,6% случаев, что несколько превышает европейский уровень пациентов. Экспрессия PDL-1 в опухоли наблюдается в 40% у мужчин.

Полученные данные представляют ценную информацию для планирования и выработки персонализированной тактики лечения в регионе.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interests. The authors declare that there is not conflict of interests.

About the authors

N. A. Ognerubov

Derzhavin Tambov State University; Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Author for correspondence.
Email: ognerubov_n.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4045-1247

D. Sci (Med.), Prof., Derzhavin Tambov State University, Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Russian Federation, Tambov

V. D. Sychev

Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Email: ognerubov_n.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9498-3719

oncologist, Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Russian Federation, Tambov

N. A. Kozlova

Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Email: ognerubov_n.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4045-1247

oncologist, Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Russian Federation, Tambov

V. L. Chang

Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Email: ognerubov_n.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4799-2687

oncologist, Tambov Regional Oncological Clinical Dispensary

Russian Federation, Tambov

References

Supplementary files