Metastatik kolorektal kanserde yeni nesil sekanslama tekniğiyle saptanan gen mutasyonlarının prognoza ve sağ kalıma etkisi
The effect of gene mutations detected BY next generation sequenci̇ng technique on prognosi̇s and survival in metastatic colorectal cancer
Yazar: AHMET ÜNLÜ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİKE GÖKÇEN DEMİRAY
Pamukkale Üniversitesi / Tıp Fakültesi / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Biyopsi-sıvı = Biopsy-liquid ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Dizi analizi-DNA = Sequence analysis-DNA ; Genler = Genes ; Kolorektal neoplazmlar = Colorectal neoplasms ; Mutasyon = Mutation ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Prognoz = Prognosis ; Sağkalım = Survival

Özet:
Amaç: 
Bu çalışmamızda; metastatik kolorektal kanserli hastalarda yeni nesil sekanslama (NGS) tekniğiyle çeşitli gen değişikliklerinin sıklıklarını saptamayı ve bu değişikliklerin genel sağ kalım ve progresyonsuz sağ kalıma etkisini araştırmayı planladık. Ayrıca KRAS, NRAS, BRAF gen mutasyonları için tümör dokusundan alınan örneklerden yapılan standart PCR analizi ile periferik kandan alınan örneklerden (likit biyopsi) yapılan NGS analizlerinin sonuçları arasındaki uyumu ortaya koymayı hedefledik. Tüm bu bilgilerle; metastatik kolorektal kanserli hastalar için ideal kişiselleştirilmiş tedavilerin belirlenmesi, genel sağ kalımın ve progresyonsuz sağ kalımın artırılması, ilaca bağlı toksisitelerin azaltılması noktasında literatüre katkı sağlamayı amaçladık.  

Gereç ve Yöntemler:
Çalışma; metastatik kolorektal kanser tanısı ile takip edilen, kemoterapi ve/ve ya biyolojik tedavi alan, periferik kandan NGS tekniğiyle gen mutasyon analizi yapılmış olan, 18 yaş ve üzeri 48 hastaya ait anamnez, muayene, laboratuvar ve görüntüleme bilgilerinin retrospektif olarak taranması ve analiz edilmesi ile hazırlanmıştır. 

Bulgular:
Genlerdeki mutasyon durumuna göre yapılan genel sağ kalım analizlerinde; ERBB4 ekson 8, FGFR1, FGFR3 ekson 14, FLT3 ekson 11, CDHİ, CSF1R ekson 22, MSH6, SMARCB1 ekson 5 ve PIK3CA ekson 10 mutasyonlarının varlığı istatistiksel olarak anlamlı derecede daha kötü genel sağ kalım süreleri ile ilişki iken; NOTCH1 ve STK11 mutasyonlarının varlığı istatistiksel olarak anlamlı derecede daha iyi genel sağ kalım süreleri ile ilişki bulundu. Genlerdeki mutasyon durumuna göre yapılan progresyonsuz sağ kalım analizlerinde ise; EGFR ekson 20, PTEN ekson ve PIK3CA ekson 10 mutasyonlarının varlığı istatistiksel olarak anlamlı derecede daha kötü progresyonsuz sağ kalım süreleri ile ilişki iken; KİT ekson 10, JAK3, FBXW7 ve STK11 mutasyonlarının varlığı istatistiksel olarak anlamlı derecede daha iyi progresyonsuz kalım süreleri ile ilişki bulundu. Çalışmamızda; tümör dokusundan alınan örneklerden yapılan kantitatif PCR tabanlı altın standart genomik DNA analizleri ile periferal kandan alınan örneklerden yapılan ctDNA tabanlı NGS analizi sonuçları karşılaştırıldı ve ctDNA tabanlı NGS analizlerinin, kantitatif PCR tabanlı altın standart yönteme kıyasla KRAS mutasyonu için %64,7 duyarlılık, %55,6 özgüllük ve %59,1 uyum oranına; NRAS mutasyonu için %100 duyarlılık, %86,7 özgüllük ve %87,1 uyum oranına; BRAF mutasyonu için %50 duyarlılık, %96,4 özgüllük ve %90,6 uyum oranına sahip olduğu gösterildi. Çalışmamızda ayrıca, likit biyopsi ile doku biyopsisi örneklerinin alınma zamanları arasındaki süreye göre uyum oranları da değerlendirildi. Sonuçta; bu süre 6 aydan kısa olanlarda uyum oranları KRAS için %60,9, NRAS için %100, BRAF için %100 olurken; bu süre 6 aydan uzun olanlarda uyum oranları KRAS için %57,1, NRAS için %78,9, BRAF için %85 olarak saptandı.

Sonuç:
Çalışmamız, mCRC'li hastalarda, ctDNA tabanlı NGS analizlerinin klinik yararını gösteren literatürdeki az sayıdaki çalışmalardan biridir. Çalışmamızda; ctDNA tabanlı NGS analizlerinin, tümör dokusundan alınan örneklerden yapılan kantitatif PCR tabanlı altın standart genomik DNA analizleri ile yüksek oranda uyumlu sonuçlar verdiği ve bu uyumun, örneklerin alınma zamanları arasındaki süre 6 aydan kısa olduğunda çok daha yüksek olduğu gösterilmiştir. Bunun yanında, yapılan kapsamlı analizler sonucunda; mCRC'de birçok moleküler değişikliğin sıklığı ve bu değişikliklerin klinikopatolojik özellikler ve sağ kalım süreleriyle ilişkisi ortaya koyulmuştur. Ancak yine de, CRC'li hastalarda ctDNA tabanlı NGS analizlerinin terapötik plana entegre edilebilmesi ve potansiyel olarak hedeflenebilir moleküler değişikliklerin klinik yararlarının aydınlatılabilmesi için kabul edilebilir kanıtlar sağlayacak daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Abstract:
Objective:
In this study; We planned to determine the frequencies of various gene alterations with the next generation sequencing (NGS) technique in patients with metastatic colorectal cancer and to investigate the effects of these alterations on overall survival and progression-free survival. In addition, we aimed to demonstrate the concordance between the results of standard PCR analysis from tumor tissue samples and NGS analyzes from peripheral blood samples (liquid biopsy) for KRAS, NRAS, BRAF gene mutations. With all this information; We aimed to contribute to the literature in terms of identifying ideal personalized treatments for patients with metastatic colorectal cancer, increasing overall survival and progression-free survival, and reducing drug-related toxicities.

Material and Methods: 
This study was prepared by retrospectively researching and analyzing anamnesis, examination, laboratory and imaging information belonging to 48 patients aged 18 years and over, who were followed up with the diagnosis of metastatic colorectal cancer, received chemotherapy and/or biological treatment, and had gene mutation analysis from peripheral blood with NGS technique.

Results:  
In the overall survival analyzes made according to the mutation status in the genes; while the presence of ERBB4 exon 8, FGFR1, FGFR3 exon 14, FLT3 exon 11, CDHI, CSF1R exon 22, MSH6, SMARCB1 exon 5 and PIK3CA exon 10 mutations was statistically significantly associated with worse overall survival; presence of NOTCH1 and STK11 mutations was found to be statistically significantly associated with better overall survival times. In the progression-free survival analyzes made according to the mutation status in the genes; while the presence of EGFR exon 20, PTEN exon and PIK3CA exon 10 mutations was statistically associated with worse progression-free survival times; presence of KIT exon 10, JAK3, FBXW7 and STK11 mutations was found to be associated with a statistically significantly better progression-free survival time. In our study; Quantitative PCR-based gold standard genomic DNA analyzes from tumor tissue samples and ctDNA-based NGS analyzes from peripheral blood samples were compared. As a result, ctDNA-based NGS analyzes had 64.7% sensitivity, 55.6% specificity, and 59.1% concordance rate compared to the quantitative PCR-based gold standard method for KRAS mutation; 100% sensitivity, 86.7% specificity and 87.1% concordance rate for NRAS mutation; 50% sensitivity, 96.4% specificity, and 90.6% concordance for BRAF mutation. In our study, concordance rates were also evaluated according to the time between the collection of liquid biopsy and tissue biopsy samples. After all; while this period is shorter than 6 months, concordance rates are 60.9% for KRAS, 100% for NRAS and 100% for BRAF; the concordance rates were 57.1% for KRAS, 78.9% for NRAS, and 85% for BRAF in those with a duration longer than 6 months. 

Conclusion: 
Our study is one of the few studies in the literature showing the clinical benefit of ctDNA-based NGS analyzes in patients with mCRC. In our study; It has been shown that ctDNA-based NGS analyzes give highly consistent results with quantitative PCR-based gold-standard genomic DNA analyzes from samples taken from tumor tissue and these concordance rates are much higher when the time between the collection of liquid biopsy and tissue biopsy samples is less than 6 months. In addition, as a result of comprehensive analyzes; the frequency of many molecular changes in mCRC and the relationship of these changes with clinicopathological features and survival times have been demonstrated. However, further studies are needed to provide acceptable evidence to integrate ctDNA-based NGS assays into the therapeutic plan and to elucidate the clinical benefits of potentially targetable molecular changes in patients with CRC.