Перечень условных обозначений и символов……………………………..…..3
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Рак молочной железы: общие сведения……….…………………..8
1.2. Патоморфологические формы рака молочной железы……….…..8
1.3. Молекулярно-биологические подтипы рака молочной железы….9
1.4. PI3K и PIK3CA: роль в жизни клетки и злокачественной трансформации
1.5. Ингибиторы PI3K
1.6. Частые мутации PIK3CA при РМЖ……….……………….……..14
1.7. Корреляция мутаций PIK3CA c клинико-морфологическими характеристиками РМЖ
1.8. Заключение
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Материал исследования……….……………….……………….…19
2.2. Методы исследования……….……………….……………….…...19
2.2.1. Выделение ДНК
2.2.2. Генотипирование……….……………….……………….21
2.3. Статистическая обработка результатов
Глава 3. Результаты исследования
Выводы
Заключение
Список литературы
Рак молочной железы (РМЖ) является самым распространенным злокачественным новообразованием среди женщин в России и во всем мире, обуславливая большое внимание к этой проблеме как со стороны врачебного сообщества, так и со стороны организации системы здравоохранения.
РМЖ подразумевает под собой множество разных по своим биологическим, клиническим, патоморфологическим и молекулярно-генетическим характеристикам опухолей. Все большее место в лечении этой группы заболеваний имеет лекарственное лечение, которое включает химиотерапию, эндокринную, таргетную и иммунную терапию. При этом, какое бы эффективное лечение ни назначалось, практически всегда развивается резистентность к препаратам, что связано с быстрой эволюцией опухоли за счет увеличенной скорости мутагенеза в опухолевом геноме. Это обуславливает необходимость в постоянной разработке новых препаратов, а также подходов к диагностике и лечению, согласно индивидуальному, постоянно меняющемуся генетическому профилю опухоли.
В случае с таргетной терапией, которая нацелена на определенные изменения в структуре белка, знание о спектре и частоте мутаций в структуре кодирующего его гена имеет критически важное значение для определения оптимального алгоритма молекулярно-генетического тестирования образцов опухоли. Это обусловлено тем, что исследователь в первую очередь будет искать наиболее частые мутации, используя максимально дешевые методы, что ускорит выдачу результата клиницисту, а пациенту - назначение препарата. Также это знание позволяет планировать разработку новых таргетных препаратов для каждого конкретного варианта мутации в одном и том же гене, ведь они по-разному могут отвечать на терапию.
В настоящее время тестирование мутаций гена PIK3CA (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase, catalytic subunit alpha) при HR+/HER2- (гормональноположительном, HER2-отрицательном) РМЖ является стандартом диагностики, позволяющим назначить таргетный препарат алпелисиб при прогрессировании на фоне гормональной терапии, что входит в федеральные клинические рекомендации по лечению данной нозологии. Однако никаких правил по молекулярно-генетическому тестированию эти рекомендации не включают, что оставляет для диагностических лабораторий возможности использования собственных алгоритмов, либо разных коммерческих панелей.
Более того, окончательно не определена прогностическая и предиктивная роль мутаций PIK3CA при РМЖ. Пока что наличие, либо отсутствие данной генетической ошибки влияет лишь на назначение PI3K-ингибиторов, но потенциально в будущем может менять как тактику лечения в целом, так и выбор в пользу использования определенных препаратов, что, в конечном итоге, может сказаться на показателях выживаемости пациентов в лучшую сторону.
Необходимо учитывать, что генетические аберрации как в случае наследственных опухолевых синдромов, так и спорадических опухолей имеют свои особенности в разных популяциях. Поэтому нельзя с полной уверенностью переносить результаты зарубежных исследований на всю российскую когорту пациентов в целом и отдельные национальности в ее структуре в частности. На данный момент есть лишь ограниченные данные по поводу межнациональных различий в спектре мутаций PIK3CA в Российской Федерации.
В связи с вышеизложенными доводами поиск наиболее частых мутаций гена PIK3CA, приводящих к развитию РМЖ в Российской Федерации, а также изучение клинико-морфологических характеристик опухолей с данными мутациями в настоящее время является актуальным направлением научных исследований.
Цель исследования
Целью данной работы является анализ частоты, спектра и клинико-морфологических ассоциаций соматических мутаций PIK3CA у больных HR+/HER2- РМЖ в Российской Федерации.
Задачи исследования
1. Оценить частоту мутаций в 7, 10 и 20 экзонах гена PIK3CA в образцах пациенток с HR+/HER2- РМЖ.
2. Изучить спектр найденных мутаций и частоту каждого варианта, наличие множественных вариантов.
3. Оценить наличие ассоциаций между найденными мутациями PIK3CA и возрастом на момент диагноза, гистологическим подтипом, степенью дифференцировки опухоли, статусом рецепторов прогестерона (РП), пролиферативным индексом Ki-67, суррогатным молекулярным подтипом, размером первичной опухоли, поражением регионарных лимфоузлов, стадией заболевания, зонами метастазирования, клинической ситуацией на момент обследования, признаками наследственного рака и этническим происхождением.
4. Оценить взаимосвязь перечисленных характеристик и экзоном, в котором была выявлена мутация (в киназном или спиральном домене).
Научная новизна
Было проведено наибольшее в России исследование пациенток с HR+/HER2- распространенным РМЖ на наличие мутаций гена PIK3CA, при этом был определен их спектр, а также частота каждого варианта, наличие множественных вариантов.
Было оценено наличие ассоциаций между мутациями PIK3CA и различными клиническими и морфологическими характеристиками. Дополнительно была оценена взаимосвязь этих характеристик и экзона, в котором произошла мутация.
Практическая значимость
Большая выборка пациентов позволяет сделать более качественные выводы относительно спектра и частоты мутаций, а также клинико-морфологических особенностей PIK3CA-мутированных опухолей молочной железы. Это позволит:
● более точно определять необходимость молекулярно-генетического тестирования при РМЖ;
● использовать оптимальный алгоритм молекулярно-генетической диагностики этих опухолей;
● корректно планировать разработку и клинические исследования новых ингибиторов PIK3CA;
● назначать наилучшее с точки зрения прогноза лечение для пациентов с мутациями в этом гене;
● учитывать национальность пациента при планировании исследования.
В данной работа была исследована большая выборка пациенток с HR+/HER2- раком молочной железы. Данные получились несколько ниже мировых, что может быть связано с ограничениями алгоритма генотипирования. Это обуславливает необходимость расширенного исследования гена, например, за счет расширения панели исследуемых экзонов, а также с помощью методик секвенирования нового поколения, что хоть и более информативно, но более затратно и длительно для пациентов. Также различия могут быть обусловлены этническими и клинико-морфологическими особенностями исследуемых выборок (например, суррогатным молекулярным подтипом, стадией заболевания).
Взаимосвязь между статусом рецепторов прогестерона и наличием мутаций PIK3CA может иметь иметь практическую значимость в виде более пристального поиска мутаций в этом гене в РП-положительных опухолях. Такой же вывод может быть сделан и по поводу большей частоты мутаций в киназном домене гена PIK3CA в образцах с Кавказа.
1. Heer E. [и др.]. Global burden and trends in premenopausal and postmenopausal breast cancer: a population-based study // The Lancet Global Health. 2020. № 8 (8). C. e1027–e1037.
2. World Health Organisation Breast cancer // www.who.int [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/breast-cancer.
3. Grimm L. J. [и др.]. Ductal Carcinoma in Situ: State-of-the-Art Review // Radiology. 2022. № 2 (302). C. 246–255.
4. Michael S. Sabel, Laura C. Collins Atypia and lobular carcinoma in situ: High-risk lesions of the breast // www.uptodate.com [Электронный ресурс]. URL: https://www.uptodate.com/contents/atypia-and-lobular-carcinoma-in-situ-high-risk-lesions-of-the-breast
5. McCart Reed A. E. [и др.]. Invasive lobular carcinoma of the breast: the increasing importance of this special subtype // Breast Cancer Research. 2021. № 1 (23).
6. DeVita, Jr V. T., Lawrence T. S., Rosenberg S. A. Cancer: Principles and Practice of Oncology / V. T. DeVita, Jr, T. S. Lawrence, S. A. Rosenberg, 11-е изд., Wolters Kluwer, 2019.
7. Bleiweiss I. J. Pathology of breast cancer // Uptodate.com [Электронный ресурс]. URL: https://www.uptodate.com/contents/pathology-of-breast-cancer.
8. Park M. [и др.]. Breast Cancer Metastasis: Mechanisms and Therapeutic Implications // International Journal of Molecular Sciences. 2022. № 12 (23). C. 6806.
9. Fusco N. [и др.]. PIK3CA Mutations as a Molecular Target for Hormone Receptor-Positive, HER2-Negative Metastatic Breast Cancer // Frontiers in Oncology. 2021. (11).
10. Тюляндин С. А. [и др.]. Практические рекомендации по лечению рака молочной железы // Злокачественные опухоли: Практические рекомендации RUSSCO. 2022. № 3s2 (12). C. 155–197.
11. Miricescu D. [и др.]. PI3K/AKT/mTOR Signaling Pathway in Breast Cancer: From Molecular Landscape to Clinical Aspects // International Journal of Molecular Sciences. 2020. № 1 (22). C. 173.
12. Voduc K. D. [и др.]. Breast Cancer Subtypes and the Risk of Local and Regional Relapse // Journal of Clinical Oncology. 2010. № 10 (28). C. 1684–1691.
13. Schettini F., Prat A. Dissecting the biological heterogeneity of HER2-positive breast cancer // The Breast. 2021. (59). C. 339–350.
14. Bou Zerdan M. [и др.]. Triple Negative Breast Cancer: Updates on Classification and Treatment in 2021 // Cancers. 2022. № 5 (14). C. 1253.
15. Pereira B. [и др.]. The somatic mutation profiles of 2,433 breast cancers refine their genomic and transcriptomic landscapes // Nature Communications. 2016. № 1 (7).
16. Vasan N., Toska E., Scaltriti M. Overview of the relevance of PI3K pathway in HR-positive breast cancer // Annals of Oncology. 2019. (30). C. x3–x11.
17. Wei X., Luo L., Chen J. Roles of mTOR Signaling in Tissue Regeneration // Cells. 2019. № 9 (8). C. 1075.
18. Alqahtani A., Ayesh H. S. K., Halawani H. PIK3CA Gene Mutations in Solid Malignancies: Association with Clinicopathological Parameters and Prognosis // Cancers. 2019. № 1 (12). C. 93.
19. Karakas B., Bachman K. E., Park B. H. Mutation of the PIK3CA oncogene in human cancers // British Journal of Cancer. 2006. № 4 (94). C. 455–459.
20. Millis S. Z. [и др.]. Phosphatidylinositol 3‐kinase pathway genomic alterations in 60,991 diverse solid tumors informs targeted therapy opportunities // Cancer. 2018. № 7 (125). C. 1185–1199.
21. Kandoth C. [и др.]. Mutational landscape and significance across 12 major cancer types // Nature. 2013. № 7471 (502). C. 333–339.
22. Bachman K. E. [и др.]. The PIK3CA gene is mutated with high frequency in human breast cancers // Cancer Biology & Therapy. 2004. № 8 (3). C. 772–775.
23. Соколова Т. Н. [и др.]. Клинико-морфологические особенности опухолей молочной железы с мутациями PIK3CA у российских больных: наблюдательное исследование // Современная онкология. 2022. № 24 (1). C. 12-23.
24. Narayan P. [и др.]. FDA Approval Summary: Alpelisib Plus Fulvestrant for Patients with HR-positive, HER2-negative, PIK3CA-mutated, Advanced or Metastatic Breast Cancer // Clinical Cancer Research: An Official Journal of the American Association for Cancer Research. 2021. № 7 (27). C. 1842–1849.
25. André F. [и др.]. Alpelisib plus fulvestrant for PIK3CA-mutated, hormone receptor-positive, human epidermal growth factor receptor-2–negative advanced breast cancer: final overall survival results from SOLAR-1 // Annals of Oncology. 2021. № 2 (32). C. 208–217.
26. Fuso P. [и др.]. PI3K Inhibitors in Advanced Breast Cancer: The Past, The Present, New Challenges and Future Perspectives // Cancers. 2022. № 9 (14). C. 2161.
27. Elwy F. [и др.]. PIK3CA mutations in HER2-positive Breast Cancer Patients; Frequency and Clinicopathological Perspective in Egyptian Patients // Asian Pacific journal of cancer prevention: APJCP. 2017. № 1 (18). C. 57–64.
28. Martínez-Sáez O. [и др.]. Frequency and spectrum of PIK3CA somatic mutations in breast cancer // Breast Cancer Research. 2020. № 1 (22).
29. Dogruluk T. [и др.]. Identification of Variant-Specific Functions of PIK3CA by Rapid Phenotyping of Rare Mutations // Cancer Research. 2015. № 24 (75). C. 5341–5354.
30. Vasan N. [и др.]. Double PIK3CA mutations in cis increase oncogenicity and sensitivity to PI3Kα inhibitors // Science (New York, N.Y.). 2019. № 6466 (366). C. 714–723.
31. André F. [и др.]. Alpelisib for PIK3CA-Mutated, Hormone Receptor–Positive Advanced Breast Cancer // New England Journal of Medicine. 2019. № 20 (380). C. 1929–1940.
32. Zhang M., Jang H., Nussinov R. PI3K inhibitors: review and new strategies // Chemical Science. 2020. № 23 (11). C. 5855–5865.
33. Hu Z.-Y. [и др.]. Identifying Circulating Tumor DNA Mutation Profiles in Metastatic Breast Cancer Patients with Multiline Resistance // EBioMedicine. 2018. (32). C. 111–118.
34. Wu H. [и др.]. The distinct clinicopathological and prognostic implications of PIK3CA mutations in breast cancer patients from Central China // Cancer Management and Research. 2019. (Volume 11). C. 1473–1492.
35. Miller T. W. [и др.]. Hyperactivation of phosphatidylinositol-3 kinase promotes escape from hormone dependence in estrogen receptor–positive human breast cancer // The Journal of Clinical Investigation. 2010. № 7 (120). C. 2406–2413.
36. Barbareschi M. [и др.]. Different Prognostic Roles of Mutations in the Helical and Kinase Domains of the PIK3CA Gene in Breast Carcinomas // Clinical Cancer Research. 2007. № 20 (13). C. 6064–6069.
37. Saal L. H. [и др.]. PIK3CA Mutations Correlate with Hormone Receptors, Node Metastasis, and ERBB2, and Are Mutually Exclusive with PTEN Loss in Human Breast Carcinoma // Cancer Research. 2005. № 7 (65). C. 2554–2559.
38. Deng L. [и др.]. Correlation between activation of PI3K/AKT/mTOR pathway and prognosis of breast cancer in Chinese women // PloS One. 2015. № 3 (10). C. e0120511.
39. Perez-Tenorio G. [и др.]. PIK3CA Mutations and PTEN Loss Correlate with Similar Prognostic Factors and Are Not Mutually Exclusive in Breast Cancer // Clinical Cancer Research. 2007. № 12 (13). C. 3577–3584.
40. Deng L. [и др.]. Correlation between activation of PI3K/AKT/mTOR pathway and prognosis of breast cancer in Chinese women // PloS One. 2015. № 3 (10). C. e0120511.
41. Fillbrunn M. [и др.]. PIK3CA mutation status, progression and survival in advanced HR + /HER2- breast cancer: a meta-analysis of published clinical trials // BMC Cancer. 2022. № 1 (22).
42. Christensen T. D. [и др.]. Associations between primary tumor RAS, BRAF and PIK3CA mutation status and metastatic site in patients with chemo-resistant metastatic colorectal cancer // Acta Oncologica (Stockholm, Sweden). 2018. № 8 (57). C. 1057–1062.
43. Zhao L., Vogt P. K. Hot-spot mutations in p110α of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K): Differential interactions with the regulatory subunit p85 and with RAS // Cell Cycle. 2010. № 3 (9). C. 596–600.
44. Berns K. [и др.]. A Functional Genetic Approach Identifies the PI3K Pathway as a Major Determinant of Trastuzumab Resistance in Breast Cancer // Cancer Cell. 2007. № 4 (12). C. 395–402.
45. Eichhorn P. J. A. [и др.]. Phosphatidylinositol 3-Kinase Hyperactivation Results in Lapatinib Resistance that Is Reversed by the mTOR/Phosphatidylinositol 3-Kinase Inhibitor NVP-BEZ235 // Cancer Research. 2008. № 22 (68). C. 9221–9230.
46. Baselga J. [и др.]. Pertuzumab plus Trastuzumab plus Docetaxel for Metastatic Breast Cancer // New England Journal of Medicine. 2012. № 2 (366). C. 109–119.
47. Brown K. K., Toker A. The phosphoinositide 3-kinase pathway and therapy resistance in cancer // F1000Prime Reports. 2015. (7).
48. Liedtke C. [и др.]. PIK3CA-activating mutations and chemotherapy sensitivity in stage II-III breast cancer // Breast cancer research: BCR. 2008. № 2 (10). C. R27.
49. Guo S. [и др.]. PIK3CA H1047R Mutation Associated with a Lower Pathological Complete Response Rate in Triple-Negative Breast Cancer Patients Treated with Anthracycline-Taxane–Based Neoadjuvant Chemotherapy // Cancer Research and Treatment. 2020. № 3 (52). C. 689–696.
50. Garay J. P. [и др.]. Sensitivity to targeted therapy differs between HER2-amplified breast cancer cells harboring kinase and helical domain mutations in PIK3CA // Breast cancer research: BCR. 2021. № 1 (23). C. 81.
51. Omilian A. R. [и др.]. Somatic mutations of triple-negative breast cancer: a comparison between Black and White women // Breast Cancer Research and Treatment. 2020. № 2 (182). C. 503–509.
52. Cerami E. [и др.]. The cBio Cancer Genomics Portal: An Open Platform for Exploring Multidimensional Cancer Genomics Data // Cancer Discovery. 2012. № 5 (2). C. 401–404.
53. Chen J. W. [и др.]. Comparison of PIK3CA Mutation Prevalence in Breast Cancer Across Predicted Ancestry Populations // JCO Precision Oncology. 2022. № 6.
54. Maisonneuve P. [и др.]. Proposed new clinicopathological surrogate definitions of luminal A and luminal B (HER2-negative) intrinsic breast cancer subtypes // Breast Cancer Research. 2014. № 3 (16).