С развитием онкологии ученые научились находить слабые места у опухоли – мутации в геноме клеток опухоли .

Ген - это часть ДНК, которая была унаследована от родителей. Половину генетической информации ребенок получает от матери, половину от отца. В теле человека находятся более 20 000 генов, каждый из которых выполняет свою определенную и важную роль. Изменения в генах резко нарушают протекание важных процессов внутри клетки, работу рецепторов, выработку необходимых белков. Эти изменения называют мутациями.

Что значит мутация генов при раке? Это изменения в геноме или в рецепторах опухолевой клетки. Эти мутации помогают опухолевой клетке выживать в трудных условиях, быстрее размножаться и избегать гибели. Но существуют механизмы, с помощью которых мутации можно нарушить или заблокировать, вызвав этим гибель раковой клетки. Для того чтобы воздействовать на определенную мутацию, ученые создали новый вид противоопухолевой терапии под названием «Таргетная терапия» .

Препараты, применяемые при данном лечении, называются таргетными препаратами, от англ. target - мишень. Они блокируют мутации генов при раке , тем самым запуская процесс уничтожения раковой клетки. Для каждой локализации рака характерны свои мутации, а для каждого типа мутаций подходит только определенный таргетный препарат.

Именно поэтому современное лечение онкологических заболеваний построено на принципе глубокого типирования опухоли. Это значит, что перед тем как начать лечение, проводится молекулярно-генетическое исследование опухолевой ткани, позволяющее определить наличие мутаций и подобрать индивидуальную терапию, которая даст максимальный противоопухолевый эффект.

В этом разделе мы расскажем, какие бывают мутации генов при раке , зачем необходимо делать молекулярно-генетическое исследование, и какие препараты воздействуют на определенные мутации генов при раке .

В первую очередь, мутации делятся на естественные и искусственные . Естественные мутации возникают непроизвольно, а искусственные - при воздействии на организм различных мутагенных факторов риска .

Также существует классификация мутаций по наличию изменений в генах, хромосомах или во всем геноме . Соответственно, мутации делятся на:

1. Геномные мутации - это мутации клеток, в результате которых изменяется число хромосом, что ведет к возникновению изменений в геноме клетки.

2. Хромосомные мутации - это мутации, при которых происходит перестройка структуры отдельных хромосом, в результате чего наблюдаются потеря или удвоение части генетического материала хромосомы в клетке.

3. Генные мутации - это мутации, при которых идет изменение одной или нескольких различных частей гена в клетке.

В нашей сегодняшней статье:

Несмотря на миллиарды часов и долларов, потраченных на поиск лекарства от рака, цель до сих пор не достигнута. Происходит так во многом потому, что каждая опухоль имеет различные мутационные профили и, следовательно, по-разному реагирует на лечение.

Стоит отметить. В нашей стране рак лечат не так интенсивно, как например в Германии. Европейские страны довольно далеко продвинулись в лечении онкологических заболеваний. Если взять за пример одно из нередких заболеваний мужской половины населения, то около 20% среди других онкологических заболеваний у мужчин занимает рак простаты. Лечение рака простаты в Германии более эффективно чем в России, это связано с гораздо большим финансированием и огромным опытом работы в изучении, а главное в лечении онкологии. Но сегодня мы поговорим не о раке простаты, а о мутациях генов в двенадцати основных типах рака. И так, поехали.

Консорциум Cancer Genome Atlas был создан для использования секвенирования ДНК и обнаружения самых распространенных и значимых мутаций рака. В идеале этот проект раскроет новые диагностические маркеры и поможет найти эффективные лекарственные препараты, могущие повлечь за собой появление достичь по-настоящему индивидуальной медицины. В статье медики описывают анализ 3281 опухолей двенадцати типов рака, считая рак молочной железы, лёгких, толстой кишки и яичников, а также острый миелоидный лейкоз.

Они проанализировали 617354 мутаций и обнаружили 127 значительно мутировавших генов. Многие из этих мутаций произошли в генах, которые играют роль в процессе зарождения или прогрессирования рака, кодируют белки, предотвращающие повреждения ДНК и те, которые активируют реакцию клетки на различные факторы роста. Другие гены до настоящего времени не рассматривались как жизненно важные для процесса канцерогенеза. Они включали факторы транскрипции, факторы сплайсинга РНК и модификаторы гистонов - белков, ответственных за поддержку структурной целостности ДНК.

93% проанализированных опухолей имели, по крайней мере, одну мутацию хотя бы в одном из 127 генов, но ни одна не имела более шести. Авторы делают вывод, что число связанных с раком генов (127) и число мутаций необходимых для онкогенеза (1-6) является довольно небольшим. Однако исследовались только нуклеотидные замены, не обращая внимания на большие хромосомные перестроения.

Наиболее часто мутировавшими генами оказались p53. Мутации в p53 были обнаружены в 42% образцов, это самый часто мутировавший ген в пяти типах рака. р53 сканирует ДНК по длине, ища повреждения и активируя надлежащие механизмы ремонта в случае их нахождения.

Давней загадкой при исследовании рака было то, почему мутации в определенном гене вызывают рак в конкретном типе ткани, а не в другом. Некоторые из наиболее интересных результатов относятся как раз к группировке различных мутаций. Например, определены пять различных кластеров рака молочной железы, каждый из которых активируется мутациями в различных генах. В 69,8% случаев плоскоклеточного рака головы и шеи был обнаружен мутировавший ген р53, а так же в 94,6% случаев рака яичников и один в одном из кластеров рака молочной железы.

Хотя эти типы опухолей могли первоначально быть различными, возможно, лежащее в их основе генетическое сходство означает, что они будут поддаваться одинаковой терапии. Мутации в двух хорошо изученных генах рака, APC и KRAS, были обнаружены почти исключительно в толстой кишке и при раке прямой кишки. При раке лёгких кластеры не были идентифицированы; в целом у опухолей были мутации во многих из 127 генов.

Мутации в четырнадцати генах оказались эксклюзивными для некоторых видов рака, и 148 пар генов постоянно встречались вместе. Высокий уровень изменчивости мутировавших генов означал, что ген мутировал с самого начала туморогенеза. Более низкий уровень изменчивости показывает, что ген играл роль в прогрессировании, а не в формировании опухоли.

Авторы отмечают, что анализ данных этого и подобных исследований может дать «разумные шансы на выявление «основных» генов рака и специфических для разных типов генов опухолей в ближайшее время». Будем надеяться, что общие терапевтические стратегии могут быть применены к генетически сходным опухолям, даже если они возникают в различных тканях.

Генетическое разнообразие раковой опухоли оказалось гораздо большим, чем выходило по самым смелым расчётам – в трёхсантиметровой опухоли может быть около ста тысяч мутаций!

Клетки становятся раковыми из-за накапливающихся мутаций: изменения в последовательностях генов приводят к тому, что в клетке синтезируются неправильные белки, в том числе и те, которые контролируют клеточное деление, и в результате получается злокачественная опухоль. Известно, что мутаций в раковых клетках довольно много, и что как раз именно благодаря мутационному разнообразию рак может противостоять самым разным схемам лечения. Но много – это сколько? Реально ли посчитать количество мутаций в опухоли, учитывая, что разные её клетки могут в той или иной степени отличаться друг от друга по мутационному профилю?

Исследователи из Медицинского центра Чикагского университета и Геномного института в Пекине попробовали посчитать мутации в небольшой печёночной опухоли человека: её размер был около 3,5 см в диаметре, и насчитывала она более миллиарда клеток. Для анализа ДНК из неё взяли 300 проб. После того, как посчитали мутации в каждой из трёхсот зон, результат экстраполировали на всю опухоль, и оказалось, что в целом в ней должно быть около 100 000 (!) повреждений ДНК , приходящихся на кодирующие участки генов (то есть те, в которых зашифрована информация об аминокислотной последовательности белков). Эта величина превзошла самые смелые расчёты – до сих пор считалось, что раковые клетки отличаются от здоровых несколькими сотнями или же несколькими тысячами мутационных дефектов (предельная оценка составляла всего 20 000 мутаций). Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Конечно, следует помнить, что мутации распределяются неравномерно, и большая их часть встречается с довольно низкой частотой. Сами авторы работы говорят, что 99% разных мутаций приходится менее чем на сто клеток, причём клетки с редкими генетическими дефектами предпочитают находиться вместе. Так или иначе, новые данные говорят нам о том, что в раковой опухоли существуют масса мутаций «про запас» , в которых, очевидно, нет насущной необходимости, которые не находятся под давлением отбора, то есть не представляют жизненной необходимости для раковой клетки. О том, что в опухолях есть полезные (для рака) мутации, или мутации-драйверы, которые помогают опухоли расти, и мутации-«пассажиры», которые никакого эффекта на рост не оказывают и просто так переходят из поколения в поколение, известно уже довольно давно, однако никто и подумать не мог, что рак может обладать настолько большим генетическим разнообразием.

Для медицины это представляет огромную проблему: как мы сказали в начале, рак может выжить благодаря мутациям, обеспечивающим устойчивость к лекарствам, а при таком огромном мутационном ассортименте найти нужную мутацию будет довольно легко, какая-нибудь мутация-«пассажир» внезапно окажется очень даже нужной в изменившихся условиях – например, при смене схемы лечения. (Действительно, предыдущие исследования показали, что клинический прогноз ухудшается с увеличением генетического разнообразия опухоли .) Так что при противораковой терапии нужно как можно скорее и как можно полнее избавиться абсолютно от всех раковых клеток, что весьма и весьма непросто.

Когда в 1962 году американский ученый обнаружил в экстракте слюнной железы мышей сложное вещество, эпидермальный фактор роста (EGF), состоящий из более чем пяти десятков аминокислот, он и не представлял, что сделал первый шаг к большому открытию, которому будет суждено изменить представление о раке легкого. Но лишь в начале XXI века станет достоверно известно, что мутации рецептора, с которым связывается EGF, могут становиться отправной точкой в развитии одной из самых агрессивных опухолей – рака легкого.

Что такое эпидермальный фактор роста?

Эпидермальный фактор роста (английский вариант Epidermal Growth Factor, или EGF) представляет собой белок, который стимулирует рост и дифференциацию клеток, выстилающих поверхность тела (эпидермис), полости и слизистые оболочки.

Следует отметить, что EGF – белок, необходимый нашему организму. Так, находящийся в слюнных железах эпидермальный фактор роста обеспечивает нормальный рост эпителия пищевода и желудка. Кроме того, EGF содержится в плазме крови, моче, молоке.

Свою работу EGF выполняет, связываясь с рецептором эпидермального фактора роста, EGFR, расположенным на поверхности клеток. Это приводит к активации ферментов тирозинкиназ, которые и передают сигнал о необходимости активной деятельности. В результате происходят несколько последовательных процессов, в том числе увеличение скорости выработки белков и синтез молекулы, которая обеспечивает хранение и реализацию программы развития живых организмов, ДНК. Итогом этого и становится деление клеток.

Если у вас рак легкого, вам, вероятно, не раз придется услышать и об эпидермальном факторе роста, и о рецепторе эпидермального фактора. Очень часто в инструкциях к препаратам и литературе, говоря о рецепторе эпидермального фактора роста, используют англоязычную аббревиатуру EGFR – от английского словосочетания epidermal growth factor receptor.

В 90-х годах прошлого века стала очевидна роль рецептора эпидермального фактора роста как онкогена, играющего одну из ведущих ролей в развитии ряда злокачественных заболеваний.

Эпидермальный фактор роста и рак

В конце XX века было проведено несколько исследований, подтверждающих значение EGF в развитии злокачественных заболеваний. В 1990 году американские ученые доказали, что блокирование связывания эпидермального фактора роста с рецепторами и, как следствие, предотвращение активации фермента тирозинкиназы останавливает рост злокачественных клеток .

Конечно, далеко не у всех и не всегда эпидермальный фактор роста «запускает» процессы ненормируемого деления клеток. Чтобы нормальный белок, необходимый для жизнедеятельности нашего организма, вдруг стал его злейшим врагом, в молекуле рецептора эпидермального фактора роста должны произойти генетические изменения, или мутации, которые приводят к многократному увеличению числа рецепторов EGF – их гиперэкспрессии.

Причиной мутаций могут быть потенциально агрессивные факторы окружающей среды, например, токсины, а также курение, поступление канцерогенных веществ с пищей. В некоторых случаях «поломки» в рецепторе эпидермального фактора роста накапливаются на протяжении нескольких поколений, передаваясь от родителей детям. Тогда говорят о наследственных мутациях.

Мутации EGFR приводят к тому, что процесс деления клеток полностью выходит из-под контроля, вследствие чего и развивается рак.

Следует отметить, что «поломки» в молекуле рецептора эпидермального фактора роста связаны с несколькими видами рака. Прежде всего, это немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ). Гораздо реже мутации и, как следствие, гиперэкспрессия EGFR приводят к развитию опухолей шеи, головного мозга, толстой кишки, яичника, шейки матки, мочевого пузыря, почки, молочной железы, эндометрия.

Есть ли у вас мутация эпидермального фактора роста?

У некоторых категорий больных вероятность «поломки» значительно повышена. Так, известно, что мутация рецептора эпидермального фактора роста гораздо чаще происходит у людей, которые никогда не курили. Это вовсе не означает, что приверженцы табакокурения реже болеют раком легкого – напротив, известно, что вредная привычка становится причиной развития заболевания в 90% случаев. Просто у курильщиков рак легкого развивается по другому механизму.

Мутации рецептора эпидермального фактора роста чаще обнаруживаются у больных аденокарциномой легкого, которые никогда не курили. «Поломки» EGFR также в большинстве случаев выявляются у женщин.

Показательные результаты, отражающие распределение мутаций эпидермального фактора роста среди россиян, были получены в одном крупном отечественном исследовании, в котором были изучены данные более 10 тысяч больных раком легкого . Они показали, что мутации EGFR обнаруживались:

• У 20,2% больных аденокарциномой, 4,2% больных плоскоклеточным раком и 6,7% больных крупноклеточной карциномой легкого
• У 38,2% некурящих женщин и только у 15,5% некурящих мужчин
• У 22% курящих женщин и 6,2% курящих мужчин

Кроме того, в исследовании было выявлено, что вероятность появления «поломки» в рецепторе эпидермального фактора роста увеличивается у больных аденокарциномой с возрастом, вырастая от 3,7% в 18-30 лет до 18,5% в 81-100 лет.

Результаты зарубежного исследования, в котором участвовали более 2000 больных аденокарциномой легкого , показали, что мутация EGFR была выявлена:

• У 15% больных, которые курили в прошлом
• 6% больных, куривших в настоящем
• 52% больных, которые никогда не курили

Эти данные подтверждают: мутации рецептора эпидермального фактора роста могут быть обнаружены и у тех, кто не представляет жизни без сигареты, просто гораздо реже, чем у приверженцев здорового образа жизни.

Несмотря на вполне однозначную тенденцию распространения «драйвер-мутации» EGFR, точный ответ на вопрос, есть ли эта «поломка» у вас, можно получить только по результатам молекулярно-генетического тестирования, которое проводят всем больным раком легкого.

Если у вас обнаружена мутация EGFR

Еще каких-то десять лет назад у половины больных раком легкого было гораздо меньше шансов успешно бороться с опухолью. Однако сегодня стали доступны препараты, которые позволили в корне изменить эту ситуацию. Речь идет о таргетной терапии, которая стала доступной в последнее десятилетие.

Наличие мутации эпидермального фактора роста, подтвержденное результатами молекулярно-генетического исследования, предоставляет онкологам возможность ввести в схему лечения таргетные препараты. Создание таргетных лекарственных средств для лечения рака легкого стало прорывом в современной онкологии.

Таргетные препараты действуют на первопричину злокачественного заболевания, влияя на сам механизм, запускающий неограниченный клеточный рост и деление. Они блокируют фермент тирозинкиназу, которая передает сигнал к «началу боевых действий» и, собственно, активирует процессы размножения и роста клеток.

Таргетные препараты «работают» только при наличии соответствующих мутаций. Если генной «поломки» нет, они неэффективны!

Таргетная терапия рака позволяет значительно отдалить его прогрессирование, в том числе и по сравнению со стандартной химиотерапией. Это – значимое преимущество таргетных лекарств.

Выживаемость без прогрессирования – это время от начала приема препарата до прогрессирования вашей болезни.

Способность таргетных препаратов (ингибиторов тирозинкиназы EGFR) продлевать время до прогрессирования опухоли была доказана в крупном анализе, изучающем результаты 23 исследований, в которых участвовало более 14 тысяч больных немелкоклеточным раком легкого с мутацией рецептора эпидермального фактора роста .

Важно отметить, что при наличии мутации EGFR лечение рака, как правило, не исчерпывается только таргетными препаратами. Вы должны быть готовым к сложной, длительной и комплексной терапии, в том числе оперативному вмешательству, лучевой терапии и др.

Если у вас не обнаружена мутация EGFR

Отрицательный результат молекулярно-генетического анализа на мутацию EGFR еще не говорит о том, что таргетная терапия вам не поможет. Прежде всего, важно выяснить, обнаружены ли в вашей опухоли какие-либо другие «поломки». Хотя мутация рецептора эпидермального фактора роста является самой распространенной среди больных раком легкого, не исключена вероятность и других, более редких «ошибок».

В современных протоколах, на которые опираются онкологи при подборе индивидуальной схемы лечения НМРЛ, настоятельно рекомендуют проводить развернутый молекулярно-генетический анализ для выявления не только самых распространенных «драйвер-мутаций», но и редких «поломок». Современный выбор таргетных препаратов позволяет подобрать «целевое» лекарство для большинства известных мутаций при раке легкого.

Если же в образце вашей опухоли не было обнаружено ни одной генетической «ошибки», таргетная терапия вам действительно не показана. Препараты, которые созданы для того, чтобы попадать «в яблочко», бесцельно не принимают, поскольку они просто не будут работать. Но у онкологов есть и другие терапевтические возможности, которые в вашем случае будут эффективны: это химиотерапия и, возможно, иммунотерапия. И все же вы должны помнить – индивидуальную схему лечения будет определять ваш лечащий врач, опираясь на данные о гистологическом типе вашей опухоли, стадии заболевания и др.

Список литературы

1. Divgi C.R., et al. Phase I and Imaging Trial of Indium 111-Labeled Anti-Epidermal Growth Factor Receptor Monoclonal Antibody 225 in Patients With Squamous Cell Lung Carcinoma. JNCI J. Natl. Cancer Inst. Oxford University Press, 1991. Vol.83, №2, P. 97-104.
2. Imyanitov E.N., et al. Distribution of EGFR Mutations in 10,607 Russian Patients with Lung Cancer. Mol. Diagn. Ther. Springer International Publishing, 2016. Vol.20, №4, P. 40-406.
3. D’Angelo S.P., et al. Incidence of EGFR exon 19 deletions and L858R in tumor specimens from men and cigarette smokers with lung adenocarcinomas. J. Clin. Oncol. American Society of Clinical Oncology , 2011. Vol.29, №15, P. 2066-2070.
4. Sharma S.V., et al. Epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer. Nat. Rev. Cancer. 2007. Vol.7, №3, P. 169-181.
5. Lynch T.J., et al. Activating Mutations in the Epidermal Growth Factor Receptor Underlying Responsiveness of Non-Small-Cell Lung Cancer to Gefitinib. N. Engl. J. Med. Massachusetts Medical Society, 2004. Vol.350, №21, P. 2129-2139.
6. Lee C.K., et al. Impact of EGFR Inhibitor in Non-Small Cell Lung Cancer on Progression-Free and Overall Survival: A Meta-Analysis. JNCI J. Natl. Cancer Inst. Oxford University Press, 2013. Vol.105, №9, P. 595-605.

Современная медицина сделала впечатляющий рывок вперед. Значительно повысилась продолжительность жизни у людей на поздних стадиях рака легких. Опыт специалистов клиники «ВитаМед» позволяет гарантировать внимательную и точную дифференциацию мутаций при раке легких, с подбором подходящего курса лечения для повышения качества жизни и высоких шансов на успешное лечение.

Мутация EGFR
Эта мутация встречается преимущественно у некурящих людей. Обнаружение такой мутации на поздних стадиях рака представляет собой обнадеживающий признак, поскольку предполагает восприимчивость к лечению ингибиторами тирозинкиназы (препараты эрлотиниб и гефитиниб).

Транслокации ALK
По данным исследований, эта мутация при раке легкого более характерна у молодых и некурящих пациентов. Её обнаружение говорит о чувствительности к кризотинибу.

Мутация KRAS
Обычно данная мутация при лаке легкого встречается у курильщиков. Особой роли для прогноза не играет. При анализе статистических данных указано - встречались и случаи ухудшения состояния, и улучшения, что не позволяет сделать однозначный вывод о её влиянии.

Транслокация ROS1
Эта мутация, подобно транслокации ALK, преимущественно встречается у молодых, некурящих пациентов. В ходе клинических испытаний установлена высокая чувствительность таких опухолей к лечению кризотинибом, сейчас ведутся исследования препаратов нового поколения.

Мутация HER2
Обычно изменения представлены точечными мутациями. Опухолевые клетки в своей жизнедеятельности не зависят критическим образом от этой мутации, однако по результатам новых испытаний выявлен частичный положительный эффект у пациентов с комбинированным лечением посредством трастузумаба и цитостатических средств.

Мутация BRAF
Некоторые больные с мутациями этого гена (вариант V600E) поддаются лечению дабрафенибом, ингибитора белка B-RAF, кодируемого геном BRAF.

Мутация МЕТ
Ген МЕТ кодирует тирозинкиназный рецептор фактора роста гепатоцитов. Встречается увеличение числа копий этого гена (амплификация), при этом сам ген редко подвергается мутациям, и их роль изучена недостаточно.

Амплификация FGFR1
С данной амплификацией сталкиваются 13-26% пациентов с плоскоклеточным раком легких. Обычно распространена среди курящих пациентов, на практике предполагает неблагоприятный прогноз. Однако ведется соответствующая работа по разработке препаратов, направленных на это нарушение.

Основные принципы диагностики мутаций рака легкого

Чтобы точно диагностировать рак легких, предусмотрена бронхоскопия с забором биоптата для проведения цитологического и гистологического исследований. После того как из лаборатории поступит заключение о наличии мутации и выявленном типе мутации, будет составляться подходящая тактика медикаментозного лечения, назначаются соответствующие биологические препараты.

Биологическая терапия при злокачественных опухолях легких

Каждая программа терапии индивидуальна. Биологическая терапия предполагает работу с двумя типами лекарств, которые различаются по принципу воздействия на опухоль, но направлены на одинаковый окончательный эффект. Их цель - блокирование мутации клеток на молекулярном уровне, без вредного последствия для здоровых клеток.

За счет стабильного целевого действия исключительно на клетки опухоли удается приостановить рост злокачественных клеток уже спустя несколько недель. Чтобы поддержать достигнутый эффект, требуется продолжение курса приема препаратов. Лечение с помощью препаратов практически не сопровождается побочными эффектами. Но постепенно возникает невосприимчивость клеток к действующим компонентам лекарств, поэтому нужно корректировать лечение по мере необходимости.

Различия в лечении мутаций рака легкого

На долю мутации гена EFGR приходятся порядка 15% всех случаев. В таком случае для лечения может использоваться один из ингибиторов EGFR: эрлотиниб (Тарцева) или гефитиниб (Иресса); созданы и более активные препараты нового поколения. Данные лекарства обычно не вызывают тяжелых побочных эффектов, выпущены в форме капсул либо таблеток.

Транслокация генов ALK/EML4, на долю которой приходятся 4-7% всех случаев, предполагает назначение кризотиниба (Ксалкори); разрабатываются его более активные аналоги.

При опухолевом ангиогенезе для его подавления предполагается терапия с препаратом бевацизумаб (Авастин). Назначается препарат вместе с химиотерапией, значительно повышая эффективность данного лечения.

Онкологические заболевания требуют тщательной диагностики и индивидуального подхода для определения курса эффективного лечения - обязательные условия, которые готовы обеспечить специалисты клиники «ВитаМед».

Первичный прием Онколог Акушер - гинеколог Маммолог Кардиолог Косметолог Лор Массажист Невролог Нефролог Проктолог Уролог Физиотерапевт Флеболог Хирург Эндокринолог УЗИ