БИОМАРКЕРЫ

Онкология неизбежно движется к персонализации лекарственного лечения, задача которой понять особенности опухоли конкретного пациента и подобрать лечение «точно в цель».

Продвинутое лечение невозможно без продвинутой диагностики. Тестирование биомаркеров поможет получить больше информации об опухоли пациента, ее уникальный портрет и принять важные решения в выборе лечения.
инструкции: найти свой подход в тестировании
НИИ трансляционной медицины
Отдел молекулярных технологий
Молекулярная группа
А.Р. Зарецкого
Наше тело состоит из множества клеток разного вида.

Клетка – это фабрика по производству всевозможных молекул, которые обеспечивают бесперебойную работу фабрики. Каждая клетка производит уникальный набор молекул, который называется молекулярная сигнатура («портрет»). Этот портрет помогает идентифицировать каждую клетку и ее действия.

Термин «биомаркер» - сокращение от «биологический маркер». Биологический признак или характеристика, используемые в качестве индикатора.

Биомаркеры позволяют врачам отслеживать состояние организма человека: все ли в норме, есть ли симптомы заболеваний или других процессов; как работает организм или как реагирует на лекарство.

Биомаркером является любая молекула, которую можно измерить в опухолевой ткани, крови и других жидкостях организма. Показатели в анализе крови (гормоны щитовидной железы, уровень глюкозы, эритроцитов, лейкоцитов и т.п.) - примеры разнообразных биомаркеров.
Иммунная система человека контролирует нормальные здоровые клетки: говорит им, когда делиться и когда умирать. Злокачественные клетки когда-то были нормальными здоровыми клетками и слышали эти сигналы. Поломки в генах превратили их в неуправляемые. Неуправляемые клетки быстро делятся, образуя опухоль, которая вытесняет здоровые клетки. Злокачественные клетки могут по-разному «выходить из-под контроля». Исследования показывают, что клетки опухоли пациентов с одним и тем же видом рака нередко содержат разные молекулы, которые способствуют росту рака. Термин «биомаркеры рака» обозначает молекулы, которые производятся либо клетками опухоли, либо другими клетками организма в ответ на опухоль. Они также могут называться «маркеры опухоли» или «мутации».

Биомаркеры рака могут быть следующих видов:

  • Поломки (мутации) в генах: внутри каждой клетки человека есть ДНК, которая содержит тысячи генов. Каждый ген несет информацию о том, как построить определенный белок, чтобы клетка выполняла свои функции. Если инструкция по строительству белка повреждена, полученный белок будет дефектным. Поломанные гены называются «мутированными». Мутации могут быть унаследованы от родителей или приобретаться в течение жизни.
Биомаркеры рака важны и могут помочь:
  • Диагностические биомаркеры: выявить рак, определить его вид и форму (например, онкомаркеры, показатели биохимического анализа крови и т.д.).
  • Прогностические биомаркеры: оценить прогноз развития заболевания, вероятность рецидива или прогрессирования рака, что будет, если проходить лечение и если нет (например, BRAF, FGFR, HER2, IDH1-2 и т.д.).
  • Предиктивные биомаркеры: предсказать ответ на лечение, какие виды лечения вероятно будут эффективны против конкретной опухоли, а какие нет (например, BRAF, FGFR, HER2, IDH1, NTRK, MSI-H, PD-L1, TMB-High и т.д.).
Наследственные мутации присутствуют во всех клетках. Они передаются из поколения в поколение и представляют собой риск заболеть определенными видами рака. Тестирование на наследственные мутации называется «генетическим тестированием». Это делается главным образом для оценки риска у тех, кто не болен раком. Приобретенные мутации присутствуют только в опухолевых клетках и выявляются путем тестирования биомаркеров рака. Понимание этих биомаркеров помогает принимать решения в выборе лечения.
  • Белки: производятся как нормальными здоровыми, так и злокачественными клетками. Но злокачественные клетки часто производят слишком много белка или аномальный белок, который можно выявить в результате тестирования биомаркеров рака.
Ученые выяснили, что каждый вид рака имеет свой определенный набор биомаркеров. Но не все пациенты с одним и тем же диагнозом имеют одинаковые биомаркеры. Результаты тестирования биомаркеров дают информацию о биомаркерах в опухоли конкретного пациента - индивидуальных особенностях опухоли пациента, по сути, это молекулярный «паспорт», «портрет» опухоли. Другие используемые названия тестирования биомаркеров рака - «геномное профилирование» или «молекулярное профилирование опухоли».

Понимание какие биомаркеры способствуют росту опухоли у конкретного пациента, поможет с решением, какое лечение подойдет лучше всего для этого пациента. Эти виды лечения могут быть:
Участие в клинических исследованиях - доступ к новейшим разработкам «точно в цель» и вариант лечения, когда все существующие исчерпаны. Для участия рассматриваются пациенты только с определенными биомаркерами в опухоли. Это крайне важно также для пациентов с редкими диагнозами. Если у пациента редкая опухоль с мутацией, которая встречается при другом виде рака, то может быть вариант лечения, который потенциально сработает против опухоли пациента.

Терапия «точно в цель» (таргетная) на основе найденного биомаркера в опухоли направлена против клеток с определенной мутацией при этом с минимальным вредным воздействием
на нормальные здоровые клетки.

Выявление следующих биомаркеров в опухоли дает пациенту иммунотерапию как опцию лечения:

  • MSI-H (сокр. от High levels of MicroSatellite Instability) - высокий уровень микросателлитной нестабильности или dMMR (сокр. от deficient MisMatch Repair) - генетические дефекты в системе исправления ошибок клетки,

  • экспрессия белка PD-L1,

  • TMB-H (сокр. от Tumor Mutational Burden-High) - высокая мутационная нагрузка.
утверждены для диагноза пациента,
утверждены для другого диагноза или быть на стадии разработки, но они изучаются в клинических исследованиях, чтобы понять эффективность при диагнозе пациента.
Тестирование биомаркеров рака независимо от объема тестирования должно выполняться в момент постановки диагноза, чтобы пациент и доктор понимали индивидуальные особенности опухоли пациента и все возможные варианты лечения.

Тестирование биомаркеров может выполняться по разным биоматериалам:
Есть важные факторы, которые следует учитывать при планировании:
  • количество ткани опухоли в парафиновых блоках,
  • время, которое занимает тестирование и которое есть у пациента в зависимости от наличия и скорости прогрессирования,
  • стоимость тестирования.

Существуют разные методы тестирования: ПЦР, секвенирование нового поколения, ИГХ, FISH. Они влекут отдельные срезы ткани опухоли из парафинового блока. А также в некоторых случаях можно провести разный объем тестирования, используя один и тот же срез в зависимости от поставленных задач.

Понимание следующих моментов поможет спланировать тестирование:
  • какие биомаркеры рака имеют утвержденные и доступные препараты,
  • какие биомаркеры связаны с раком, но не имеют препаратов или препараты не доступны,
  • какие биомаркеры характерны для диагноза,
  • какие биомаркеры являются основными, способствующими росту опухоли и исключают другие драйверные и т.д.
по ткани опухоли в парафиновом блоке,
по биологическим жидкостям организма (используя стандартный забор крови, асцитическую жидкость).
Выбор лаборатории для тестирования биомаркеров рака – очень ответственный вопрос. Результаты тестирования зависят от качества и точности тестирования, которые в свою очередь зависят от:
  • квалификации, знаний и опыта специалистов, выполняющих тестирование,
  • качества реактивов, используемых при тестировании,
  • применяемого метода тестирования (ПЦР или NGS - секвенирование нового поколения).

Важные комментарии на эту тему дали специалисты в области молекулярной медицины, медицинской и лабораторной генетики – председатели сессии «Контроль качества в молекулярной онкологии» на одной из конференций.

В России лаборатории-лидеры:
В мире лаборатории-лидеры:
Научная лаборатория молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» МЗ РФ, которая является частью научного отдела биологии опухолевого роста данного центра
Foundation Medicine (возможно отправить биоматериалы из России)
Комплексное геномное профилирование (КГП) опухоли – тестирование биомаркеров рака методом секвенирования нового поколения, позволяет исследовать одновременно 300-500 и более генов, имеющих отношение к раку, и выявить поломки в генах, которые способствуют росту опухоли.

Задуматься о КГП следует, если:
  • диагноз с ограниченным количеством вариантов лечения,
  • редкий диагноз,
  • варианты лечения исчерпаны,
  • неординарная клиническая ситуация.

КГП дает возможность:
  • найти редкие поломки,
  • найти поломки, для которых есть препараты в мире, но они не зарегистрированы в России,
  • понять особенности опухоли, даже если очевидного решения нет,
  • найти больше поломок в гене, чем при штучном тестировании,
  • найти ко-мутации, когда важна комбинация поломок в генах,
  • оценить уровень мутационной нагрузки в опухоли (биомаркер для иммунотерапии).

КГП важно инициировать заранее. Срок выполнения КГП месяц и более в зависимости от лаборатории. Потребуется время, чтобы трансформировать результаты КГП в лечение:
  • найти доктора и биолога обсудить и проанализировать результаты КГП,
  • уточнить информацию у лабораторий, если есть расхождения в результатах или вопросы (такое тоже бывает и не всегда это говорит об ошибках лабораторий),
  • выполнить дополнительные тестирования биомаркеров рака (ИГХ, FISH),
  • найти информацию о найденных мишенях и вариантах терапии (утвержденных для диагноза, для других диагнозов, с учетом потенциальной чувствительности опухоли, клинические исследования),
  • проанализировать варианты лечения и выстроить приоритет для пациента (эффективность, побочные эффекты, предыдущий опыт лечения и т.д.),
  • понять ситуацию с доступом к возможным вариантам лечения (зарегистрированы или нет в России, есть или нет в наличии, ОМС или платно, программы доступа и т.д.),
  • кто и в каком учреждении сможет сделать назначения,
  • пройти критерии включения, если речь об участии в клиническом исследовании.

Выполнить КГП можно в следующих лабораториях:


Для тестирования биомаркеров рака идеальным биоматериалом является ткань опухоли в парафиновом блоке. Иногда ткани опухоли в парафиновом блоке недостаточно или она не подходит по качеству для тестирования, а новую ткань опухоли получить невозможно. Ученые выяснили, что ДНК может выбрасываться из опухоли в кровоток. В этом случае она называется циркулирующая опухолевая ДНК. Для тестирования выполняется стандартный забор крови - жидкостная биопсия. Информация о поломках в генах, содержащаяся в циркулирующей опухолевой ДНК, может помочь принять решение о лечении, включая таргетную терапию, иммунотерапию или участие в клинических исследованиях.

Жидкостная биопсия также как и тестирование по ткани опухоли позволяет:
  • исследовать отдельный биомаркер рака,
  • выполнять широкие панели из 300-500 генов в рамках комплексного геномного профилирования,
  • оценивать уровень микросателлитной нестабильности и мутационной нагрузки.

Если известны биомаркеры в опухоли пациента, жидкостная биопсия может использоваться для мониторинга динамики лечения или контроля рецидива:
  • уровень циркулирующей опухолевой ДНК увеличивается с прогрессированием заболевания и снижается после успешного лекарственного или хирургического лечения,
  • в случае подозрения на рецидив есть опция проверить появление циркулирующей опухолевой ДНК, обнаруженной ранее,
  • осуществить поиск новых мутаций в циркулирующей опухолевой ДНК, возникающих с течением времени в процессе терапии и вызывающих лекарственную резистентность опухоли.

Забор крови для тестирования не рекомендуется делать на фоне проводимой химиотерапии, поскольку химия может уменьшить количество циркулирующей опухолевой ДНК в крови и шансы обнаружить ее для тестирования. Забор крови проводят минимум через 2 недели после введения химиотерапии, максимально ближе к следующему введению.

ДНК может не выбрасываться из опухоли в кровоток. При одном и том же виде рака, стадии, у одного пациента будет циркулирующая опухолевая ДНК, у другого – нет. Не обнаружение поломок в генах по результатам тестирования забранной крови не означает, что их нет в ткани опухоли.


Для тестирования биомаркеров рака (молекулярного профилирования опухоли) идеальным биоматериалом является ткань опухоли в парафиновом блоке по результатам биопсии или операции по удалению опухоли. Когда ткань опухоли недоступна, тестирование можно выполнять по циркулирующей опухолевой ДНК в кровотоке (жидкостная биопсия).
поиска отдельного биомаркера рака,
выполнения комплексного геномного профилирования на 300-500 генов,
контроля динамики лечения,
рецидива.
Концепция жидкостной биопсии не ограничивается только возможностью забора крови. Она включает возможность тестирования по другим биологическим жидкостям организма человека: спинномозговая жидкость, плевральный выпот, асцитическая жидкость.
Нередко у пациентов с распространенным процессом рака желчевыводящей системы (и не только у них) накапливается и периодически скачивается асцитическая жидкость. Она может быть использована для молекулярного профилирования опухоли.
Согласно исследованиям жидкости организма, находящиеся близко к местам метастазирования, могут превосходить кровь по информативности для поиска поломок в генах, которые способствуют росту опухоли.

Эти биологические жидкости могут быть использованы для:
Важно: для целей молекулярного профилирования асцитическую жидкость необходимо нанести на цитологическое стекло (не гистологическое) и передать в лабораторию. Не использовать реактивы.
Выявление мишеней при холангиокарциноме, на которые можно эффективно воздействовать, вызвало огромный научно-исследовательский и фармацевтический интерес к данному заболеванию. За последние 6-7 лет очевиден всплеск научных публикаций, клинических исследований, новых разработок лекарственных препаратов.

Опухоли желчевыводящей системы отличаются многообразием молекулярно-генетических изменений, являющих потенциальными мишенями для лечения «точно в цель».

Геномный профиль при раке желчевыводящей системы, при внутрипечёночной и внепечёночной холангиокарциноме, при раке желчного пузыря включает потенциально таргетируемые изменения в следующих генах:
  • IDH1-2
  • FGFR2
  • HER2 (ERBB2)
  • BRAF
  • PIK3CA
  • BRCA1-2
  • NTRK
  • EGFR
  • ALK
  • ROS1
  • MEK
  • RET

Для рака желчного пузыря характерно выявление гиперэкспрессии белка HER2 (тестируется методами ИГХ, FISH).

MSI-H (высокий уровень микросателлитной нестабильности), TMB-H (высокая мутационная нагрузка опухоли) и экспрессия белка PD-L1 могут говорить о возможной эффективности иммунотерапии.

Тестирование биомаркеров сразу после постановки диагноза при раке желчевыводящей системы дает шанс получить дополнительные опции лечения: таргетной и иммунотерапии.
В мире для анализа отчета по результатам комплексного геномного профилирования и трансформации полученных результатов в рекомендации по лечению для конкретного пациента есть такой инструмент как Molecular Tumor Board («молекулярный консилиум»).

Molecular Tumor Board отличается от привычного онкологического консилиума и включает следующих специалистов:
онколог-клиницист,
патоморфолог,
биолог опухоли,
специалист по этике в исследованиях.
фармаколог,
Идеал, к которому нужно стремиться для обсуждения результатов молекулярного профилирования опухоли, но среди них есть два ключевых человека:
  • онколог-клиницист
  • биолог опухоли

С биологом опухоли важно проконсультироваться также, когда принимается решение об объеме тестирования и дальнейшей стратегии поиска, если по результатам выполненного тестирования не нашли мишеней для терапии «точно в цель».

Инструменты Foundation Medicine: интерпретация отчета и поддержка принятия клинических решений по результатам комплексного геномного профилирования (платформа Peer-to-Peer Advice и Molecular Tumor Board).
Ситуация по объему тестирования, входящему в программу ОМС, отличается в разных регионах. Уточнить, какие именно биомаркеры входят в программу ОМС в вашем регионе, можно следующим образом:

  • Посмотреть в тарифах на оплату медицинской помощи, оказываемой в амбулаторных условиях в рамках Территориальной программы ОМС, которые являются частью Тарифного соглашения. Найти Тарифное соглашение на текущий год можно на сайте своего Территориального фонда ОМС.

  • Уточнить по телефонам горячей линии своей страховой компании или своего Территориального фонда ОМС.

Перечень Территориальных фондов ОМС по регионам.

По направлению формы 057 тестирование определенных биомаркеров можно выполнить в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» МЗ РФ и в лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» МЗ РФ.

Тестирование определенных биомаркеров можно сделать бесплатно в рамках Национальной программы Российского общества клинической онкологии «Совершенствование молекулярно-генетической диагностики в РФ с целью повышения эффективности противоопухолевого лечения».

На сегодня в программу попадают пациенты со следующими нозологиями:
  • рак легкого,
  • рак молочной железы,
  • колоректальный рак,
  • рак яичников,
  • рак маточной трубы,
  • первичный перитонеальный рак,
  • меланома,
  • уротелиальный рак,
  • рак предстательной железы,
  • рак поджелудочной железы.

Программа не распространяется на тестирование биомаркеров при раке желчевыводящей системы.

Комплексное геномное профилирование лаборатории Foundation Medicine может быть доступно бесплатно для пациента по ДМС (добровольное медицинское страхование) и квотам для ряда нозологий (НМРЛ, холангиокарцинома, уротелиальный рак и другие), предоставляемым фармацевтической компанией Рош.
Наше тело состоит из множества клеток разного вида.

Клетка – это фабрика по производству всевозможных молекул, которые обеспечивают бесперебойную работу фабрики. Каждая клетка производит уникальный набор молекул, который называется молекулярная сигнатура («портрет»). Этот портрет помогает идентифицировать каждую клетку и ее действия.

Термин «биомаркер» - сокращение от «биологический маркер». Биологический признак или характеристика, используемые в качестве индикатора.

Биомаркеры позволяют врачам отслеживать состояние организма человека: все ли в норме, есть ли симптомы заболеваний или других процессов; как работает организм или как реагирует на лекарство.

Биомаркером является любая молекула, которую можно измерить в опухолевой ткани, крови и других жидкостях организма. Показатели в анализе крови (гормоны щитовидной железы, уровень глюкозы, эритроцитов, лейкоцитов и т.п.) - примеры разнообразных биомаркеров.
Иммунная система человека контролирует нормальные здоровые клетки: говорит им, когда делиться и когда умирать. Злокачественные клетки когда-то были нормальными здоровыми клетками и слышали эти сигналы. Поломки в генах превратили их в неуправляемые. Неуправляемые клетки быстро делятся, образуя опухоль, которая вытесняет здоровые клетки. Злокачественные клетки могут по-разному «выходить из-под контроля». Исследования показывают, что клетки опухоли пациентов с одним и тем же видом рака нередко содержат разные молекулы, которые способствуют росту рака. Термин «биомаркеры рака» обозначает молекулы, которые производятся либо клетками опухоли, либо другими клетками организма в ответ на опухоль. Они также могут называться «маркеры опухоли» или «мутации».

Биомаркеры рака могут быть следующих видов:

  • Поломки (мутации) в генах: внутри каждой клетки человека есть ДНК, которая содержит тысячи генов. Каждый ген несет информацию о том, как построить определенный белок, чтобы клетка выполняла свои функции. Если инструкция по строительству белка повреждена, полученный белок будет дефектным. Поломанные гены называются «мутированными». Мутации могут быть унаследованы от родителей или приобретаться в течение жизни.
Биомаркеры рака важны и могут помочь:
  • Диагностические биомаркеры: выявить рак, определить его вид и форму (например, онкомаркеры, показатели биохимического анализа крови и т.д.).
  • Прогностические биомаркеры: оценить прогноз развития заболевания, вероятность рецидива или прогрессирования рака, что будет, если проходить лечение и если нет (например, BRAF, FGFR, HER2, IDH1-2 и т.д.).
  • Предиктивные биомаркеры: предсказать ответ на лечение, какие виды лечения вероятно будут эффективны против конкретной опухоли, а какие нет (например, BRAF, FGFR, HER2, IDH1, NTRK, MSI-H, PD-L1, TMB-High и т.д.).
Наследственные мутации присутствуют во всех клетках. Они передаются из поколения в поколение и представляют собой риск заболеть определенными видами рака. Тестирование на наследственные мутации называется «генетическим тестированием». Это делается главным образом для оценки риска у тех, кто не болен раком. Приобретенные мутации присутствуют только в опухолевых клетках и выявляются путем тестирования биомаркеров рака. Понимание этих биомаркеров помогает принимать решения в выборе лечения.
  • Белки: производятся как нормальными здоровыми, так и злокачественными клетками. Но злокачественные клетки часто производят слишком много белка или аномальный белок, который можно выявить в результате тестирования биомаркеров рака.
Ученые выяснили, что каждый вид рака имеет свой определенный набор биомаркеров. Но не все пациенты с одним и тем же диагнозом имеют одинаковые биомаркеры. Результаты тестирования биомаркеров дают информацию о биомаркерах в опухоли конкретного пациента - индивидуальных особенностях опухоли пациента, по сути, это молекулярный «паспорт», «портрет» опухоли. Другие используемые названия тестирования биомаркеров рака - «геномное профилирование» или «молекулярное профилирование опухоли».

Понимание какие биомаркеры способствуют росту опухоли у конкретного пациента, поможет с решением, какое лечение подойдет лучше всего для этого пациента. Эти виды лечения могут быть:
Участие в клинических исследованиях - доступ к новейшим разработкам «точно в цель» и вариант лечения, когда все существующие исчерпаны. Для участия рассматриваются пациенты только с определенными биомаркерами в опухоли. Это крайне важно также для пациентов с редкими диагнозами. Если у пациента редкая опухоль с мутацией, которая встречается при другом виде рака, то может быть вариант лечения, который потенциально сработает против опухоли пациента.

Терапия «точно в цель» (таргетная) на основе найденного биомаркера в опухоли направлена против клеток с определенной мутацией при этом с минимальным вредным воздействием
на нормальные здоровые клетки.

Выявление следующих биомаркеров в опухоли дает пациенту иммунотерапию как опцию лечения:

  • MSI-H (сокр. от High levels of MicroSatellite Instability) - высокий уровень микросателлитной нестабильности или dMMR (сокр. от deficient MisMatch Repair) - генетические дефекты в системе исправления ошибок клетки,

  • экспрессия белка PD-L1,

  • TMB-H (сокр. от Tumor Mutational Burden-High) - высокая мутационная нагрузка.
утверждены для диагноза пациента,
утверждены для другого диагноза или быть на стадии разработки, но они изучаются в клинических исследованиях, чтобы понять эффективность при диагнозе пациента.
Тестирование биомаркеров рака независимо от объема тестирования должно выполняться в момент постановки диагноза, чтобы пациент и доктор понимали индивидуальные особенности опухоли пациента и все возможные варианты лечения.

Тестирование биомаркеров может выполняться по разным биоматериалам:
Есть важные факторы, которые следует учитывать при планировании:
  • количество ткани опухоли в парафиновых блоках,
  • время, которое занимает тестирование и которое есть у пациента в зависимости от наличия и скорости прогрессирования,
  • стоимость тестирования.

Существуют разные методы тестирования: ПЦР, секвенирование нового поколения, ИГХ, FISH. Они влекут отдельные срезы ткани опухоли из парафинового блока. А также в некоторых случаях можно провести разный объем тестирования, используя один и тот же срез в зависимости от поставленных задач.

Понимание следующих моментов поможет спланировать тестирование:
  • какие биомаркеры рака имеют утвержденные и доступные препараты,
  • какие биомаркеры связаны с раком, но не имеют препаратов или препараты не доступны,
  • какие биомаркеры характерны для диагноза,
  • какие биомаркеры являются основными, способствующими росту опухоли и исключают другие драйверные и т.д.
по ткани опухоли в парафиновом блоке,
по биологическим жидкостям организма (используя стандартный забор крови, асцитическую жидкость).