haberler

Son on yılda, gen dizileme teknolojisi kanser araştırmalarında ve klinik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmış ve kanserin moleküler özelliklerini ortaya çıkarmak için önemli bir araç haline gelmiştir. Moleküler tanı ve hedefli tedavideki gelişmeler, tümör hassas tedavi konseptlerinin gelişimini desteklemiş ve tümör tanı ve tedavisinin tüm alanına büyük değişiklikler getirmiştir. Genetik testler, kanser riskini uyarmak, tedavi kararlarına rehberlik etmek ve prognozu değerlendirmek için kullanılabilir ve hastaların klinik sonuçlarını iyileştirmek için önemli bir araçtır. Burada, kanser tanı ve tedavisinde genetik testlerin uygulanmasını incelemek üzere CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol ve diğer dergilerde yayınlanan son makaleleri özetliyoruz.

Somatik mutasyonlar ve germ hattı mutasyonları. Genel olarak kanser, ebeveynlerden kalıtımla geçebilen (germ hattı mutasyonları) veya yaşla edinilebilen (somatik mutasyonlar) DNA mutasyonlarından kaynaklanır. Germ hattı mutasyonları doğumdan itibaren mevcuttur ve mutasyonu gerçekleştiren kişi genellikle vücuttaki her hücrenin DNA'sında mutasyonu taşır ve yavrulara aktarılabilir. Somatik mutasyonlar, bireyler tarafından gametik olmayan hücrelerde edinilir ve genellikle yavrulara aktarılmaz. Hem germ hattı hem de somatik mutasyonlar, hücrelerin normal işlevsel aktivitesini bozabilir ve hücrelerin kötü huylu dönüşümüne yol açabilir. Somatik mutasyonlar, kötü huylu tümörlerin temel etkenlerinden biri ve onkolojideki en öngörücü biyobelirteçtir; ancak tümör hastalarının yaklaşık %10 ila %20'si kanser risklerini önemli ölçüde artıran germ hattı mutasyonları taşır ve bu mutasyonların bazıları aynı zamanda tedavi edicidir.
Sürücü mutasyonu ve yolcu mutasyonu. Tüm DNA varyantları hücre fonksiyonunu etkilemez; normal hücre dejenerasyonunu tetiklemek için ortalama olarak "sürücü mutasyonları" olarak bilinen beş ila on genomik olay gerekir. Sürücü mutasyonları genellikle hücre büyüme düzenlemesi, DNA onarımı, hücre döngüsü kontrolü ve diğer yaşam süreçlerinde yer alan genler gibi hücre yaşam aktiviteleriyle yakından ilişkili genlerde meydana gelir ve terapötik hedefler olarak kullanılma potansiyeline sahiptir. Ancak herhangi bir kanserdeki toplam mutasyon sayısı oldukça fazladır; bazı meme kanserlerinde birkaç binden bazı oldukça değişken kolorektal ve endometriyal kanserlerde 100.000'den fazlasına kadar değişir. Çoğu mutasyonun kodlama bölgesinde meydana gelse bile hiçbir veya sınırlı biyolojik önemi yoktur; bu tür önemsiz mutasyonel olaylara "yolcu mutasyonları" denir. Belirli bir tümör tipindeki bir gen varyantı, tedaviye yanıtı veya direnci öngörüyorsa, varyant klinik olarak çalıştırılabilir kabul edilir.
Onkogenler ve tümör baskılayıcı genler. Kanserde sıklıkla mutasyona uğrayan genler kabaca iki kategoriye ayrılabilir: onkogenler ve tümör baskılayıcı genler. Normal hücrelerde, onkogenler tarafından kodlanan protein esas olarak hücre çoğalmasını teşvik etme ve hücre apoptozunu engelleme rolünü üstlenirken, onkosüpresör genler tarafından kodlanan protein esas olarak normal hücre fonksiyonunu korumak için hücre bölünmesini olumsuz yönde düzenlemekten sorumludur. Kötü huylu dönüşüm sürecinde, genomik mutasyon onkogen aktivitesinin artmasına ve onkosüpresör gen aktivitesinin azalmasına veya kaybolmasına yol açar.
Küçük varyasyon ve yapısal varyasyon. Bunlar genomdaki iki ana mutasyon türüdür. Küçük varyantlar, baz eklenmesi, silinmesi, çerçeve kayması, başlangıç ​​kodonu kaybı, bitiş kodonu kaybı mutasyonları vb. dahil olmak üzere az sayıda bazı değiştirerek, silerek veya ekleyerek DNA'yı değiştirir. Yapısal varyasyon, birkaç bin bazdan kromozomun çoğunluğuna kadar değişen gen segmentlerini içeren büyük bir genom yeniden düzenlemesidir ve gen kopya sayısı değişiklikleri, kromozom silinmesi, duplikasyonu, inversiyonu veya translokasyonu içerir. Bu mutasyonlar protein fonksiyonunun azalmasına veya artmasına neden olabilir. Bireysel genler düzeyindeki değişikliklere ek olarak, genomik imzalar da klinik dizileme raporlarının bir parçasıdır. Genomik imzalar, tümör mutasyon yükü (TMB), mikrosatelit instabilitesi (MSI) ve homolog rekombinasyon kusurları dahil olmak üzere küçük ve/veya yapısal varyasyonların karmaşık örüntüleri olarak görülebilir.

Klonal mutasyon ve subklonal mutasyon. Klonal mutasyonlar tüm tümör hücrelerinde bulunur, tanı anında mevcuttur ve tedavi ilerledikçe mevcut kalır. Bu nedenle, klonal mutasyonların tümör terapötik hedefleri olarak kullanılma potansiyeli vardır. Subklonal mutasyonlar yalnızca bir kanser hücresi alt kümesinde bulunur ve tanı başlangıcında tespit edilebilir, ancak sonraki nüksle kaybolur veya yalnızca tedaviden sonra ortaya çıkar. Kanser heterojenliği, tek bir kanserde birden fazla subklonal mutasyonun varlığını ifade eder. Özellikle, tüm yaygın kanser türlerinde klinik olarak anlamlı sürücü mutasyonların büyük çoğunluğu klonal mutasyonlardır ve kanser ilerlemesi boyunca stabil kalırlar. Genellikle alt klonlar tarafından aracılık edilen direnç, tanı anında tespit edilemeyebilir, ancak tedaviden sonra nüksettiğinde ortaya çıkar.

Geleneksel FISH tekniği veya hücre karyotipi, kromozom düzeyindeki değişiklikleri tespit etmek için kullanılır. FISH, gen füzyonlarını, delesyonlarını ve amplifikasyonlarını tespit etmek için kullanılabilir ve bu tür varyantları tespit etmek için yüksek doğruluk ve hassasiyete sahip ancak sınırlı bir verime sahip "altın standart" olarak kabul edilir. Bazı hematolojik malignitelerde, özellikle akut lösemilerde, karyotipleme hala tanı ve prognozu yönlendirmek için kullanılmaktadır, ancak bu teknik giderek yerini FISH, WGS ve NGS gibi hedefli moleküler analizlere bırakmaktadır.
Bireysel genlerdeki değişiklikler, hem gerçek zamanlı PCR hem de dijital damla PCR ile PCR ile tespit edilebilir. Bu teknikler yüksek hassasiyete sahiptir, özellikle küçük rezidüel lezyonların tespiti ve izlenmesi için uygundur ve nispeten kısa sürede sonuç verebilir. Ancak dezavantajı, tespit aralığının sınırlı olması (genellikle yalnızca bir veya birkaç gendeki mutasyonları tespit eder) ve birden fazla test yapma olanağının sınırlı olmasıdır.
İmmünohistokimya (IHC), ERBB2 (HER2) ve östrojen reseptörleri gibi biyobelirteçlerin ekspresyonunu tespit etmek için yaygın olarak kullanılan protein bazlı bir izleme aracıdır. IHC ayrıca spesifik mutasyona uğramış proteinleri (BRAF V600E gibi) ve spesifik gen füzyonlarını (ALK füzyonları gibi) tespit etmek için de kullanılabilir. IHC'nin avantajı, rutin doku analiz sürecine kolayca entegre edilebilmesi ve böylece diğer testlerle birleştirilebilmesidir. Ayrıca, IHC hücre içi protein lokalizasyonu hakkında bilgi sağlayabilir. Dezavantajları ise sınırlı ölçeklenebilirlik ve yüksek organizasyonel gereksinimlerdir.
İkinci nesil dizileme (NGS), DNA ve/veya RNA düzeyindeki varyasyonları tespit etmek için yüksek verimli paralel dizileme teknikleri kullanır. Bu teknik, hem tüm genomu (WGS) hem de ilgili gen bölgelerini dizilemek için kullanılabilir. WGS, en kapsamlı genomik mutasyon bilgisini sağlar, ancak klinik uygulamasının önünde taze tümör dokusu örneklerine ihtiyaç duyulması (WGS henüz formalinle immobilize edilmiş örneklerin analizi için uygun değildir) ve yüksek maliyet gibi birçok engel bulunmaktadır.
Hedefli NGS dizilemesi, tüm ekzon dizilemesini ve hedef gen panelini içerir. Bu testler, ilgi alanlarını DNA probları veya PCR amplifikasyonu ile zenginleştirerek gereken dizileme miktarını sınırlar (tüm ekzom, genomun %1 ila %2'sini oluşturur ve 500 gen içeren büyük paneller bile genomun yalnızca %0,1'ini oluşturur). Tüm ekzon dizilemesi formalinle fikse edilmiş dokularda iyi performans göstermesine rağmen maliyeti yüksektir. Hedef gen kombinasyonları nispeten ekonomiktir ve test edilecek genlerin seçiminde esneklik sağlar. Ayrıca, dolaşımdaki serbest DNA (cfDNA), sıvı biyopsiler olarak bilinen, kanser hastalarının genomik analizi için yeni bir seçenek olarak ortaya çıkmaktadır. Hem kanser hücreleri hem de normal hücreler DNA'yı kan dolaşımına bırakabilir ve kanser hücrelerinden dökülen DNA'ya dolaşımdaki tümör DNA'sı (ctDNA) denir ve tümör hücrelerindeki potansiyel mutasyonları tespit etmek için analiz edilebilir.
Test seçimi, ele alınacak spesifik klinik probleme bağlıdır. Onaylı tedavilerle ilişkili biyobelirteçlerin çoğu FISH, IHC ve PCR teknikleriyle tespit edilebilir. Bu yöntemler az miktarda biyobelirteç tespiti için uygundur, ancak artan verimlilikle tespit verimliliğini artırmazlar ve çok fazla biyobelirteç tespit edilirse, tespit için yeterli doku olmayabilir. Akciğer kanseri gibi doku örneklerinin elde edilmesinin zor olduğu ve test edilecek birden fazla biyobelirteç bulunan bazı spesifik kanserlerde, NGS kullanımı daha iyi bir seçimdir. Sonuç olarak, test seçimi, her hasta için test edilecek biyobelirteç sayısına ve biyobelirteç için test edilecek hasta sayısına bağlıdır. Bazı durumlarda, özellikle meme kanseri hastalarında östrojen reseptörleri, progesteron reseptörleri ve ERBB2'nin tespiti gibi hedef belirlendiğinde, IHC/FISH kullanımı yeterlidir. Genomik mutasyonların daha kapsamlı bir şekilde incelenmesi ve potansiyel terapötik hedeflerin araştırılması gerekiyorsa, NGS daha organize ve uygun maliyetlidir. Ayrıca IHC/FISH sonuçlarının belirsiz veya kesin olmadığı durumlarda NGS düşünülebilir.

Farklı kılavuzlar, hangi hastaların genetik teste uygun olması gerektiği konusunda yol göstermektedir. 2020 yılında, ESMO Hassas Tıp Çalışma Grubu, ileri evre kanserli hastalar için ilk NGS test önerilerini yayınlayarak, ileri evre skuamöz olmayan küçük hücreli olmayan akciğer kanseri, prostat kanseri, kolorektal kanser, safra kanalı kanseri ve yumurtalık kanseri tümör örnekleri için rutin NGS testini önermiştir. 2024 yılında ise ESMO, bu temelde güncelleme yaparak meme kanseri ve gastrointestinal stromal tümörler, sarkomlar, tiroid kanserleri ve bilinmeyen kökenli kanserler gibi nadir tümörlerin de dahil edilmesini önermiştir.
2022 yılında, ASCO'nun metastatik veya ileri evre kanserli hastalarda somatik genom testi hakkındaki Klinik Görüşü, metastatik veya ileri evre solid tümörlü hastalarda biyobelirteçle ilişkili bir tedavinin onaylanması durumunda, bu hastalar için genetik test önerildiğini belirtmektedir. Örneğin, RAF ve MEK inhibitörleri bu endikasyon için onaylandığından, metastatik melanomlu hastalarda BRAF V600E mutasyonlarını taramak için genom testi yapılmalıdır. Ayrıca, hastaya uygulanacak ilaca karşı net bir direnç belirteci varsa da genetik test yapılmalıdır. Örneğin, Egfrmab, KRAS mutant kolorektal kanserinde etkisizdir. Bir hastanın gen dizilimi için uygunluğunu değerlendirirken, hastanın fiziksel durumu, eşlik eden hastalıkları ve tümör evresi entegre edilmelidir, çünkü hasta onamı, laboratuvar işlemleri ve dizileme sonuçlarının analizi dahil olmak üzere genom dizilimi için gereken bir dizi adım, hastanın yeterli fiziksel kapasiteye ve yaşam beklentisine sahip olmasını gerektirir.
Somatik mutasyonlara ek olarak, bazı kanserler germ hattı genleri açısından da test edilmelidir. Germ hattı mutasyonlarının test edilmesi, meme, yumurtalık, prostat ve pankreas kanserlerindeki BRCA1 ve BRCA2 mutasyonları gibi kanserler için tedavi kararlarını etkileyebilir. Germ hattı mutasyonları ayrıca hastalarda gelecekteki kanser taramaları ve önlenmesi için de çıkarımlara sahip olabilir. Germ hattı mutasyonları için test yaptırmaya potansiyel olarak uygun olan hastaların, ailede kanser öyküsü, tanı yaşı ve kanser türü gibi faktörleri içeren belirli koşulları karşılaması gerekir. Ancak, germ hattında patojenik mutasyonlar taşıyan birçok hasta (%50'ye kadar), aile öyküsüne dayalı germ hattı mutasyonları için test yaptırmak için geleneksel kriterleri karşılamamaktadır. Bu nedenle, mutasyon taşıyıcılarının tanımlanmasını en üst düzeye çıkarmak için Ulusal Kapsamlı Kanser Ağı (NCCN), meme, yumurtalık, endometriyal, pankreas, kolorektal veya prostat kanseri olan tüm veya çoğu hastanın germ hattı mutasyonları açısından test edilmesini önermektedir.
Genetik testlerin zamanlaması açısından, klinik olarak önemli sürücü mutasyonların büyük çoğunluğu klonal olduğundan ve kanser ilerlemesi boyunca nispeten stabil kaldığından, ileri evre kanser tanısı konulan hastalarda genetik test yapılması mantıklıdır. Özellikle moleküler hedefli tedaviden sonra, sonraki genetik testler için ctDNA testi, tümör doku DNA'sından daha avantajlıdır, çünkü kan DNA'sı tüm tümör lezyonlarından DNA içerebilir ve bu da tümör heterojenliği hakkında bilgi edinmeye daha elverişlidir.
Tedavi sonrası ctDNA analizi, tümörün tedaviye verdiği yanıtı tahmin edebilir ve hastalığın ilerlemesini standart görüntüleme yöntemlerinden daha erken tespit edebilir. Ancak, bu verilerin tedavi kararlarına rehberlik etmek için kullanılmasına yönelik protokoller henüz oluşturulmamıştır ve klinik çalışmalar haricinde ctDNA analizi önerilmemektedir. ctDNA, radikal tümör cerrahisi sonrası küçük rezidüel lezyonları değerlendirmek için de kullanılabilir. Ameliyat sonrası ctDNA testi, hastalığın sonraki ilerlemesinin güçlü bir öngörücüsüdür ve bir hastanın adjuvan kemoterapiden fayda görüp görmeyeceğini belirlemeye yardımcı olabilir, ancak klinik çalışmalar dışında adjuvan kemoterapi kararlarına rehberlik etmek için ctDNA kullanılması önerilmemektedir.

Veri işleme Genom dizilemesinin ilk adımı, hasta örneklerinden DNA çıkarmak, kütüphaneleri hazırlamak ve ham dizileme verileri oluşturmaktır. Ham veriler, düşük kaliteli verilerin filtrelenmesi, referans genomla karşılaştırılması, farklı analitik algoritmalar aracılığıyla farklı mutasyon türlerinin belirlenmesi, bu mutasyonların protein translasyonu üzerindeki etkisinin belirlenmesi ve germ hattı mutasyonlarının filtrelenmesi gibi daha fazla işlem gerektirir.
Sürücü gen açıklaması, sürücü ve yolcu mutasyonlarını ayırt etmek için tasarlanmıştır. Sürücü mutasyonları, tümör baskılayıcı gen aktivitesinin kaybına veya artışına yol açar. Tümör baskılayıcı genlerin inaktivasyonuna yol açan küçük varyantlar arasında anlamsız mutasyonlar, çerçeve kayması mutasyonları ve anahtar ekleme bölgesi mutasyonlarının yanı sıra daha az sıklıkta başlangıç ​​kodonu delesyonu, durdurma kodonu delesyonu ve çok çeşitli intron ekleme/delesyon mutasyonları bulunur. Ayrıca, anlamsız mutasyonlar ve küçük intron ekleme/delesyon mutasyonları da önemli işlevsel alanları etkilediğinde tümör baskılayıcı gen aktivitesinin kaybına yol açabilir. Tümör baskılayıcı gen aktivitesinin kaybına yol açan yapısal varyantlar arasında kısmi veya tam gen delesyonu ve gen okuma çerçevesinin yıkımına yol açan diğer genomik varyantlar bulunur. Onkogenlerin işlevinin artmasına yol açan küçük varyantlar arasında anlamsız mutasyonlar ve önemli protein işlevsel alanlarını hedef alan ara sıra intron ekleme/delesyonları bulunur. Nadir durumlarda, protein kesilmesi veya ekleme bölgesi mutasyonları onkogenlerin aktivasyonuna yol açabilir. Onkogen aktivasyonuna yol açan yapısal varyasyonlar arasında gen füzyonu, gen delesyonu ve gen duplikasyonu yer alır.
Genomik varyasyonun klinik yorumu, tespit edilen mutasyonların klinik önemini, yani potansiyel tanı, prognoz veya tedavi değerini değerlendirir. Genomik varyasyonun klinik yorumlanmasına rehberlik etmek için kullanılabilecek çeşitli kanıta dayalı derecelendirme sistemleri mevcuttur.
Memorial Sloan-Kettering Kanser Merkezi'nin Hassas Tıp Onkoloji Veritabanı (OncoKB), gen varyantlarını ilaç kullanımı için öngörü değerlerine göre dört seviyeye ayırır: Seviye 1/2, onaylı bir ilaca belirli bir endikasyonun yanıtını öngören FDA onaylı veya klinik standart biyobelirteçler; Seviye 3, klinik çalışmalarda umut vadeden yeni hedefli ilaçlara yanıtı öngören FDA onaylı veya onaysız biyobelirteçler ve Seviye 4, klinik çalışmalarda ikna edici biyolojik kanıt gösteren yeni hedefli ilaçlara yanıtı öngören FDA onaylı olmayan biyobelirteçler. Tedavi direnciyle ilişkili beşinci bir alt grup eklendi.
Amerikan Moleküler Patoloji Derneği (AMP)/Amerikan Klinik Onkoloji Derneği (ASCO)/Amerikan Patologlar Koleji (CAP) somatik varyasyonun yorumlanmasına ilişkin kılavuzları, somatik varyasyonu dört kategoriye ayırır: Derece I, güçlü klinik öneme sahip; Derece II, potansiyel klinik öneme sahip; Derece III, klinik önemi bilinmeyen; Derece IV, klinik olarak anlamlı olduğu bilinmeyen. Tedavi kararları için yalnızca derece I ve II varyantlar değerlidir.
ESMO'nun Moleküler Hedef Klinik İşlerlik Ölçeği (ESCAT), gen varyantlarını altı seviyeye ayırır: Seviye I, rutin kullanıma uygun hedefler; Faz II, üzerinde hâlâ çalışılan bir hedef olup, hedef ilaçtan fayda görebilecek hasta popülasyonunun taranmasında kullanılması muhtemeldir, ancak bunu desteklemek için daha fazla veriye ihtiyaç vardır. Derece III, diğer kanser türlerinde klinik fayda göstermiş hedeflenmiş gen varyantları; Derece IV, yalnızca klinik öncesi kanıtlarla desteklenen hedeflenmiş gen varyantları; Derece V'te, mutasyonu hedeflemenin klinik önemini destekleyen kanıtlar vardır, ancak hedefe karşı tek ilaç tedavisi sağkalımı uzatmaz veya bir kombinasyon tedavi stratejisi benimsenebilir; Derece X, klinik değer eksikliği.