Способ определения прогноза эффективности терапии рака молочной железы
METHOD FOR DETERMINING THE PROGNOSIS OF THE EFFECTIVENESS OF BREAST CANCER THERAPY

Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, а именно к определению предиктивных маркеров при раке молочной железы (РМЖ), и касается прогнозирования терапевтического эффекта при назначении терапии у конкретного пациента за счет определения субпопуляционного портрета и численных характеристик опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ОИЛ), экспрессии маркера пролиферации, гормонального статуса опухоли посредством оценки экспрессии рецептора к прогестерону (PR) и экспрессии рецептора человеческого эпидермального фактора роста 2 (HER2).
Важными факторами, определяющими иммунный ответ организма на развивающуюся злокачественную опухоль, являются молекулярный фенотип опухоли и функциональное состояние иммунной системы. Активация лимфоцитов, особенности их инфильтрации опухолевой ткани влияют на тяжесть течения и исход заболевания, эффективность планируемой терапии, что делает их перспективными предиктивными биомаркерами эффективности терапии у конкретного пациента [The immune contexture in human tumours: impact on clinical outcome. Fridman WH, Pages F, Sautes-Fridman C, Galon J. Nat Rev Cancer. 2012 Mar 15; 12(4):298-306.].
Из уровня техники известен способ определения диагностических и терапевтических маркеров при злокачественных опухолях «Терапевтические и диагностические методы при раке» [ЕР 3523451, 6.10.2017, "Therapeutic and diagnostic methods for cancer"]. Метод основан на определении генетического маркера - мутационной нагрузки - и экспрессии PD-L1 рецептора. Достоинствами данного метода является его широкое применение: подобным образом авторы предлагают определять диагностические и терапевтические маркеры при раке легких, почек, молочной железы и меланомы. Главным недостатком метода является выбор в качестве основного маркера мутационной нагрузки, для которой на сегодня нет однозначного подхода к количественному определению, и требуется проведение трудоемкого процесса секвенирования опухолевой ткани с последующей обработкой полученных данных, для чего необходимо длительное время и оборудование, не имеющееся в широком доступе в клинической рутинной практике. Кроме того, подобный подход требует собирать определенный по количеству пул пациентов для проведения исследования и получения результатов, что делает получение срочных результатов для одного - нескольких пациентов труднодоступным и очень затратным.
Известен другой способ применения характеристики ОИЛ в клинической практике - «Метод для определения выживаемости пациента на основании данных анализа общего пула ОИЛ» [ЕР 2625288, 10.10.2011, "Method for determining cancer patient survival based on analyzing tumor-infiltrating overall t-lymphocytes"; WO 2012045888, 10.10.2011, "Method for determining cancer patient survival based on analyzing tumor-infiltrating overall t-lymphocytes"]. Данный способ основан на получении данных о количестве всех ОИЛ с помощью анализа статуса метилирования как минимум одного или нескольких участков CpG в генах CD3 γ, -δ, и -ε, участвующих в формировании Т-клеточного CD3-рецепторного комплекса. Причем чем выше количество определяемых таким образом ОИЛ, тем хуже прогноз выживаемости для пациента с РМЖ; наоборот, для остальных нозологических форм прогноз выживаемости лучше при определении более высокой концентрации ОИЛ. Основным достоинством данного метода является его относительная универсальность и возможность применения для различных форм злокачественных опухолей; основным недостатком является метод подсчета ОИЛ, который требует проведения секвенирования, не столь широко доступного в клинической практике, и имеет определенные временные и материальные ограничения в случае срочной необходимости проведения исследования для одного-нескольких пациентов. Помимо этого данный метод не позволяет оценить эффективность предполагаемой к назначению неоадъювантной химиотерапии.
Другим известном диагностическим способом на основании характеристик ОИЛ является «Диагностические методы при тройном негативном РМЖ» [WO 2020061349, 26.03.2020, "Diagnostic methods for triple-negative breast cancer"]. Метод предлагает подходы к диагностике и определению терапевтической стратегии при местно-распространенном или метастатическом РМЖ, основанные на определении экспрессии рецепторов PD-L1, CD8, и/или ОИЛ. Достоинством метода является возможность предсказания эффективности варианта иммунотерапии, блокирующей рецептор PD1 или его лиганд PD-L1. Недостатками метода является возможность его применения только при тройном негативном РМЖ и отсутствие контроля полученных результатов о концентрации ОИЛ, от которых зависит финальное диагностическое или стратегическое решение в отношении дальнейшей терапии, методом световой микроскопии. Другим недостатком метода является его ограничение в количестве вариантов химиотерапевтических протоколов, в отношении которых возможно осуществить прогноз об эффективности терапии: данный метод предполагает предсказание эффективности химиотерапии только в случае применения таксанов.
Прототипом заявляемого метода является «Метод предсказания развития РМЖ и эффективности терапии при РМЖ» [8.11.2013, WO 2014074785, "Methods of predicting outcome and treating breast cancer"]. Метод позволяет предсказать выживаемость и эффективность иммунотерапии на основании определения одного или нескольких из следующих маркеров: СТ46, NY-ESO-1, ОИЛ, рецепторов к эстрогену, прогестерону и HER2. Уровень экспрессии СТ46 и NY-ESO-1 определяется с помощью методов ПЦР или мРНК секвенирования, количество ОИЛ и рецепторы к эстрогену, прогестерону и HER2 методом иммуногистохимии. Основным отличием данного способа от предлагаемого является невозможность с его помощью предсказать эффективность неоадъювантной терапии. Недостатком данного способа является определение ОИЛ и экспрессии гормональных рецепторов и HER2 методом иммуногистохимии, который является довольно субъективным и при одновременном определении трех и более маркеров требует или одновременной подготовки нескольких срезов одной и той же опухоли, или использования мультиплексной иммуногистохимии. Оба варианта требуют более длительного времени для проведения исследования, при этом метод мультиплексной иммуногистохимии является труднодоступным и дорогостоящим. Другим недостатком с практической точки зрения является не самая простая пробоподготовка для обоих методов исследования, требуемых для осуществления данного способа, что также негативно сказывается на времени проведения исследования и на внедрении данного метода в рутинную клиническую практику. Также недостатком данного способа является отсутствие возможности получить информацию о пролиферативном статусе опухолевых клеток.
Задачей заявляемого способа является составление прогноза эффективности терапии РМЖ на основании полученной количественной и морфологической характеристик лейкоцитов, в том числе лимфоцитов, инфильтрирующих опухолевую ткань, а также показателей пролиферативной клеточной активности с использованием методов проточной цитометрии и микроскопии.
Предлагаемый метод предусматривает выполнение следующих стадий: гомогенизация образца ткани опухоли; окрашивание части полученного образца антителами к мембран-ассоциированным кластерам дифференцировки клеток (CD3; CD45; CD19; HER2 - рецептор эпидермального фактора роста 2); PR (рецептор прогестерона); Ki67; подготовка оставшейся части образца для проведения исследования методом световой микроскопии; интерпретация результатов.
Сходство прототипа с заявляемым способом заключается в использовании световой микроскопии при определении ОИЛ, использовании маркеров PR и HER2, возможности использовать биопсийный опухолевый материал. Отличиями заявляемого способа являются определение пролиферативной активности с использованием маркера Ki67, определение гормонального статуса опухоли посредством оценки рецептора прогестерона и без оценки экспрессии рецептора к эстрогену, использование метода проточной цитометрии. Существенным достоинством способа является его доступность, и относительная простота с методологической точки зрения: для проведения проточной цитометрии и исследования методом световой микроскопии используется один и тот же нефиксированный биологический материал в виде кор-биопсии, позволяющий составить представление о гетерогенности клеточных популяций опухолевой ткани, в том числе инфильтрирующих ее опухолевых клетках. Биоптат подвергается одинаковой процедуре пробоподготовки до завершения этапа гомогенизации ткани, что значительно облегчает исследование и сокращает время на его проведение. Другим достоинством предлагаемого подхода является применение методов, имеющих высокий потенциал экономической доступности, обеспечивающих возможность широкого внедрения и применения данного метода в клинической рутинной практике. Другим отличием предлагаемого подхода является отсутствие необходимости использования сложных и дорогостоящих методов типа мРНК секвенирования или мультиплексной иммуногистохимии.
Техническим результатом изобретения является определение прогноза эффективности предполагаемого к назначению у конкретного пациента варианта неоадъювантной терапии на основании качественных и количественных характеристик ОИЛ и их субпопуляции, полученных при исследовании нефиксированного образца опухолевой ткани, полученного методом кор-биопсии.
Технический результат достигается благодаря последовательному выполнению следующих стадий: 1) количественное определение ОИЛ с субпопуляцией лимфоцитов методом проточной цитометрии с их верификацией методом световой микроскопии за счет исследования экспрессии следующих поверхностных маркеров: CD14; CD45; 2) определение субпопуляции ОИЛ (В-клеток) за счет исследования экспрессии следующих поверхностных маркеров: CD3; CD19; 3) определение пролиферативной активности клеток за счет исследования уровня экспрессии внутриклеточного маркера Ki67 методом проточной цитометрии; 4) определение гормонального статуса опухоли за счет исследования экспрессии маркера PR и определение маркера HER2; 5) анализ полученных результатов: при концентрации CD45 позитивных клеток ≥4,3%, CD3 негативных CD19 позитивных клеток ≤4%, Ki67 позитивных клеток ≤50%, отсутствии экспрессии HER2 на клетках опухоли; и концентрации PR позитивных клеток ≤10%, что соответствует ≥50% вероятности развития патоморфоза IV степени, предполагают назначение неоадъювантной химиотерапии данному пациенту.
Способ осуществляется следующим образом: производят забор опухолевой ткани пациентки методом кор-биопсии, после чего часть полученного образца (около 50%) окрашивают с помощью меченных флюорохромом антител к CD14, CD45, CD3, CD19, Ki67, HER2, PR и исследуют методом проточной цитометрии. Оставшаяся часть образца исследуется методом световой микроскопии, предварительно подвергаясь окрашиванию гематоксилин эозином, с подсчетом количества лимфоидных клеток в 10 полях зрения. Далее при соответствии полученных значений исследованных параметров следующим цифрам: концентрация CD45 позитивных клеток ≥4,3%, CD3 негативных CD19 позитивных клеток ≤4%, Ki67 позитивных клеток ≤50%, отсутствие экспрессии HER2 на клетках опухоли; концентрация PR позитивных клеток ≤10%, - производят назначение неоадъювантной химиотерапии. При несоответствии полученных значений исследованных параметров следующим показателям: концентрация CD45 позитивных клеток ≥4,3%, CD3 негативных CD19 позитивных клеток ≤4%, Ki67 позитивных клеток ≤50%, отсутствие экспрессии HER2 на клетках опухоли; концентрация PR позитивных клеток ≤10%, - не производят назначение неоадъювантной химиотерапии.
Заявляемый способ иллюстрируется таблицей и фигурами 1-2.
В таблице приведены значения, подтверждающие возможность прогноза эффективности терапии (развитие патомофроза III-IV степени на фоне терапии) с помощью предлагаемого способа.
На фиг. 1 отображена популяция внутриопухолевых CD45+-лимфоцитов.
На фиг. 2 представлен контроль проведенной цитометрической оценки количества ОИЛ методом световой микроскопии ткани опухоли больной РМЖ (стрелкой отмечены лимфоциты, инфильтрирующие ткань опухоли).
Заявляемый способ проиллюстрирован следующим примером.
Пример. Определение и характеристика опухоль инфильтрирующих лимфоцитов, пролиферативной активности и гормонального статуса опухолевой ткани как фактора прогноза эффективности неоадъювантной терапии при раке молочной железы.
Ретроспективные случаи - пациентка М. и пациентка Д. с диагнозом рак молочной железы III В стадии, получавшие неоадъювантную химиотерапию. В обоих случаях до проведения неоадъювантной терапии была проведена кор-биопсия опухолевого узла. Методом проточной цитометрии установлено, что у пациентки М. содержание ОИЛ (CD45+/CD14-) в опухоли составляет 12% (фиг. 1), что верифицируется при исследовании препарата методом световой микроскопии (фиг. 2). При этом уровень CD3-CD19+ составил 3%, часть Ki67 позитивных опухолевых клеток составила 38%, опухолевые клетки HER2 негативны, 6% опухолевых клеток позитивны на PR, контроль методом световой микроскопии подтвердил уровень лимфоцитарной инфильтрации клеток в 12% от общего числа клеток лейкоцитарного ряда (фиг. 2).
Критерии ≥50% вероятности достижения эффективности неоадъювантной терапии (III-IV степени патоморфоза опухоли) рака молочной железы:
- концентрации Ki67+ клеток 50% и ниже;
- отсутствие рецептора HER2 на клетках опухоли;
- количество клеток с рецептором к прогестерону менее 10%;
- концентрация CD45+ клеток 4,3% и выше;
- концентрация CD3-CD19+ клеток 4% и ниже [М.В. Киселевский и др. «Инфильтрирующие опухоль лимфоциты. Факторы прогноза течения заболевания и эффективности лекарственной терапии онкологических больных». Методические рекомендации под редакцией академика РАН И.С. Стилиди. Москва, Издательский дом "АБВ-пресс", 2020, 104 с.].
При соотнесении полученных данных пациентки М. с приведенными выше критериями, каждый из пунктов - концентрация Ki67 клеток, количество HER2 позитивных и PR позитивных клеток, концентрация CD45+ и CD3-CD19+ клеток - соответствуют развитию IV степени патоморфоза опухоли на фоне неоадъювантной химиотерапии.
У пациентки Д. методом проточной цитометрии установлено, что содержание ОИЛ в опухоли (CD45+/CD14-) составляет 5% (контроль методом световой микроскопии подтвердил уровень лимфоцитарной инфильтрации клеток в 5% от общего числа клеток лейкоцитарного ряда). При этом уровень CD3-CD19+ составил 12%, часть Ki67 позитивных опухолевых клеток составила 61%, опухолевые клетки HER2 негативны, 18%) опухолевых клеток позитивны на PR. Следующие параметры - значения концентрации Ki67 клеток, количество HER2 позитивных и PR позитивных клеток, концентрации CD45+ и CD3-CD19+ клеток - не соответствует критериям развития IV степени патоморфоза опухоли на фоне терапии, что будет соответствовать низкой эффективности или неэффективности назначенной неоадъювантной химиотерапии.
После проведения неоадъювантной химиотерапии у пациенток Д. и М. было проведено гистологическое исследование удаленной опухоли, у пациентки М. степень патоморфоза опухолевой ткани соответствовала IV степени, что свидетельствует о выраженной эффективности назначенной неоадъювантной терапии, у пациентки Д. степень патоморфоза опухолевой ткани соответствовала II степени, что свидетельствует о низкой эффективности назначенной неоадъювантной терапии (Таблица).