Способ оценки риска прогрессирования метастатического колоректального рака после анти-VEGF терапии Российский патент 2024 года по МПК A61B5/153 G01N33/49 

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для прогнозирования риска прогрессирования после проводимой противоопухолевой лекарственной терапии, включающей группу препаратов анти-VEGF.

Колоректальный рак вносит существенный вклад в структуру общей заболеваемости, располагаясь на третьем месте как в общемировой, так и российской статистике (см. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2021;71(3):209–249; см. Каприн Д.А Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность) / Д.А Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. - М: ФГБУ МНИОИ им. П.А. Герцена Минздрава России. - − 2022. − илл. − 239 с.). В России ежегодно регистрируется более 70 000 новых случаев колоректальной карциномы (см. Каприн Д.А Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность) / Д.А Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. - М: ФГБУ МНИОИ им. П.А. Герцена Минздрава России. - − 2022. − илл. − 239 с.). При этом метастатический процесс рака ободочной кишки регистрировался у 26,8% от всех зарегистрированных случаев заболеваний в 2021 году, метастатические опухоли прямой кишки составили 22,2% (см. Каприн Д.А Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность) / Д.А Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. - М: ФГБУ МНИОИ им. П.А. Герцена Минздрава России − 2022. − илл. − 239 с.). Ведущим методом лечения, распространённого колоректального рака является лекарственный - комбинация химиотерапии с препаратами моноклональными антителами, нацеленным на сигнальные пути EGFR и VEGF.

Определение статуса генов RAS и BRAF позволили индивидуализировать терапию с увеличением эффективности и снижением токсичности проводимой терапии. Наличие мутации в генах KRAS и NRAS является показанием для проведения комбинации химиотерапии с включением препаратов антиVEGF (бевацизумаб)(см. Cremolini C, et al. First-line chemotherapy for mCRC—a review and evidence-based algorithm. Nat. Rev. Clin. Oncol. 2015;12:607–619. doi: 10.1038/nrclinonc.2015.129).

Несмотря на таргетный подход к терапии процент летальности на первом году жизни от момента установления диагноза для рака ободочной кишки составляет 23,1%, для рака прямой кишки – 19,25% % (см. Каприн Д.А Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность) / Д.А Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. - М: ФГБУ МНИОИ им. П.А. Герцена Минздрава России. - − 2022. − илл. − 239 с.). Повышение эффективности терапии первой линии позволило бы увеличить показатель общей выживаемости, однако вопрос о поиске предиктивных маркеров эффективности антиVEGF терапии для больных с метастатическим колоректальным раком остается открытым.

Помимо влияния таргетных препаратов на опухолевые клетки через сигнальные пути, они также оказывают воздействие на опухолевое микроокружение, в т.ч. ткани, кровеносные сосуды и иммунные клетки, тем самым препятствуя росту опухоли. В ходе многочисленных исследований установлено, что клетки микроокружения опухоли выделяют медиаторы воспаления, которые в свою очередь, активируют местную иммунную систему, способствуя развитию и росту злокачественных клеток путем усиления пролиферативной активности, и миграции опухолевых клеток. Взаимосвязь между воспалением и ангиогенезом объясняется способностью VEGF и хемокинов, таких как CCL2 и CXCL8, активировать лейкоциты в опухолевом микроокружении, которые способны продуцировать VEGF и медиаторы воспаления, замыкая порочный круг. Взаимосвязь канцерогенеза и воспаления, делает воспалительные цитокины важными факторами для исследований, в том числе на фоне проводимой лекарственной терапии.

Из патентных источников известен «Способ прогнозирования длительности безрецидивного периода у больных резектабельным трижды негативным раком молочной железы» (см. патент на изобретение RU 2780922 C1, опубл. 04.10.2022, Бюл. № 28). Суть метода заключается в определении уровня спонтанной продукции IL-4 (X2), IL-6 (X1), IL-8 (X3); индуцированной продукции TNF-α (X4) и концентрацию гамма/дельта Т-лимфоцитов (X5), затем по полученным значениям рассчитывают дискриминантные функции: F1, F2, F3, F4, где F1 соответствует продолжительности безрецидивного периода от 0 до 4 месяцев, F2 - от 4 до 10 месяцев, F3 - от 10 до 14 месяцев, F4 - более 14 месяцев. Прогноз продолжительности безрецидивного периода оценивают по наибольшему значению функции. Изобретение позволяет увеличить точность прогнозирования длительности безрецидивного периода больных трижды негативным раком молочной железы, однако неприменимо в отношении других солидных образований.

Из патентных источников известен «Способ прогнозирования течения онкологических заболеваний» (см. патент на изобретение RU 2622756 C1, опубл. 19.06.2017, Бюл. № 17). Суть метода основывается на исследовании в периферической крови больного уровня Т-лимфоцитов CD3+, 10*9/л, и их субпопуляций: лимфоцитов CD4+ и CD8+, 10*9/л, %, кроме того, вычисляют значение частного от деления количества субпопуляций лимфоцитов CD4+ на количество CD8+. После окончания курса первичного лечения в периферической крови больного определяют абсолютное количество Т-лимфоцитов CD3+, 10*9/л, синтезирующих спонтанно и стимулированно провоспалительные цитокины, фактор некроза опухоли (TNF-α), интерлейкин - 2 (IL-2), интерферон γ (INF-γ). После чего оценивают реактивность влияния на течение опухолевого процесса каждого вида цитокина путем вычисления коэффициента реакции для каждого из них по формуле: Кр=nCD3+ стим/nCD3+ спонт, где Кр - коэффициент реакции влияния на течение опухолевого процесса для соответствующего провоспалительного цитокина, а именно: TNF-α, INF-γ, IL-2; nCD3+ стим - количество клеток Т-лимфоцитов (CD3+) в периферической крови, синтезирующих соответствующий цитокин в тест-системе после стимуляции; CD3+ спонт - количество клеток Т-лимфоцитов CD3+ в периферической крови, синтезирующих соответствующий цитокин спонтанно. Затем вычисляют значение частного от деления количества субпопуляций лимфоцитов CD4+ на количество CD8+ и при значении частного от деления равном 1 и выше, при значении коэффициента реакции в заданных пределах хотя бы для двух цитокинов, а именно: для TNF-α в пределах от 80 до 120, для IL-2 от 80 до 120, для INF-γ от 150 до 250, развитие заболевания прогнозируют как нормореактивное, прогноз благоприятный; при значении частного от деления количества субпопуляций CD4+ на количество лимфоцитов CD8+ меньше 1, при значении коэффициента реакции хотя бы для двух цитокинов выше верхнего предела, а именно: для TNF-α и для IL-2 выше 120, для INF-γ выше 250, развитие заболевания прогнозируют как гиперреактивное, прогноз благоприятный; при значении коэффициента реакции хотя бы для двух цитокинов ниже нижнего предела, а именно: для TNF-α и для IL-2 ниже 80, для INF-γ ниже 150, развитие заболевания прогнозируют как гипореактивное, прогноз неблагоприятный; при значении частного от деления количества лимфоцитов CD4+ на количество лимфоцитов CD8+ больше 1, при значении коэффициента реакции хотя бы для двух цитокинов выше верхнего предела, а именно: для TNF-α и для IL-2 выше 120, для INF-γ выше 250, развитие заболевания прогнозируют как гиперреактивное, прогноз неблагоприятный; при значении коэффициента реакции хотя бы для двух цитокинов ниже нижнего предела, а именно: для TNF-α и для IL-2 ниже 80, для INF-γ ниже 150, развитие заболевания прогнозируют как гипореактивное, прогноз благоприятный. Использование данного способа позволяет прогнозировать течение онкологических заболеваний путем оценки взаимосвязи между соотношением субпопуляций лимфоцитов и влиянием на течение опухолевого процесса цитокинов- TNF-α, IL-2 и INF-γ. Однако данный метод применим только к неметастатическим опухолевым процессам различной локализации.

Задачей изобретения является разработка прогностической дискриминантной модели, которая по совокупности иммунологических показателей сыворотки крови позволяет прогнозировать риск прогрессирования после таргетной анти-VEGF терапии метастатического колоректального рака.

Технический результат настоящего изобретения заключается в индивидуальном, достоверном прогнозе риска прогрессирования после таргетной анти-VEGF терапии метастатического колоректального рака на амбулаторном этапе за счет исследования цитокинового профиля сыворотки крови.

Технический результат достигается тем, что на догоспитальном этапе при первичном обращении, до начала лекарственной терапии, проводят забор периферической крови с немедленным выделением сыворотки и последующим аликвотированием и определением иммуноферментным методом концентрации цитокинов IP10, MIG, IFNg, затем определяют риск прогрессирования метастатического колоректального рака после таргетной антиVEGF терапии по формуле: К=expz/(1+expz), где К – вероятность прогрессирования заболевания, от 0 до 1, z – коэффициент регрессии = -8,77+0,011*Х1-0,008*Х2+0,542*Х3, Х1 – концентрация цитокина IP10, Х2 - концентрация цитокина MIG, Х3 - концентрация цитокина IFNg, -8,77, +0,011, -0,008, +0,542 – переменные и при значении К меньше 0,26 – риск прогрессирования оценивают как низкий, при значениях К равно и более 0,26 – риск прогрессирования высокий.

Коэффициенты перед параметрами модели и постоянная математического выражения определены в результате регрессионного анализа по первичным статистическим данным выборки пациентов.

Статистическая значимость разработанной модели была высокой, о чем свидетельствовали высокие значения критерия Хи квадрат Пирсона χ²=21,42 и соответствующая доверительная вероятность p=0,0001.

Для каждого пациента выборки по разработанной модели были рассчитаны величины К. Далее методом ROC анализа найдена дифференциальная точка разделения для К, при достижении и превышении которой вероятность прогрессирования заболевания повышалась. Точка cut-off составила 0,26. При превышении разделительной точки 0,26 с диагностической чувствительностью 86% и специфичностью 94% риск прогрессирования злокачественного заболевания после антиVEGF терапии повышался. Диагностическая точность разработанного метода составила 92%.

Площадь под ROC кривой составила 0,976 ± 0,0279 (доверительная вероятность от 0,822 до 1,0), что свидетельствовало об отличном качестве диагностической модели. Доверительная вероятность отклонения ROC кривой от диагональной линии была высокой и составила р<0,0001 (z=12,7).

Индивидуальные значения пациента подставляются в математическую модель и рассчитывается вероятность прогрессирования после анти-VEGF терапии.

Для лучшего понимания способа приводим фигуры.

Фигура 1. Окно программы MS Office Excel 2016 для автоматического расчета прогностического коэффициента для пациента К.

Фигура 2. Окно программы MS Office Excel 2016 для автоматического расчета прогностического коэффициента для пациента Н.

Способ осуществляется следующим образом.

Забор периферической крови с немедленным выделением и аликвотированием сыворотки и определением методом мультиплексного анализа проводят на догоспитальном этапе при первичном обращении. Используют набор Bio-Plex Pro Human Immunotherapy 20-Plex Panel (Био Рад, США) для определения следующих цитокинов: IP10, MIG, IFNg. Оценку результатов анализа осуществляют на Luminex 200 Analyser (BIO-RAD, USA) с программным обеспечением Bio-Plex Manager Software. Результаты выражают в пг/мл. С помощью метода логистической регрессии для показателей IP10, MIG, IFNg, было получено математическое выражение для расчета конкретной величины, описывающей вероятность прогрессирования после антиVEGF терапии.

Математическое выражение модели имеет следующий вид:

К=expz/(1+expz),

К – вероятность прогрессирования заболевания (от 0 до 1)

z – коэффициент регрессии, z= -8,77+0,011*Х1-0,008*Х2+0,542*Х3,

Х1-Х3 - концентрация цитокина IP10 в пг/мл, Х2 - концентрация цитокина MIG в пг/мл, Х3 - концентрация цитокина IFNg в пг/мл.

При значении К меньше 0,26 – риск прогрессирования оценивают как низкий, при значениях К равно и более 0,26 – риск прогрессирования высокий.

Индивидуальные значения пациента подставляются в математическую модель и рассчитывается вероятность прогрессирования после антиVEGF терапии.

Для удобства расчетов в табличном процессоре Ms Excel создан файл для расчета вероятности эффективности терапии, окна которого представлены на Фиг. 1 и Фиг. 2.

В доступных источниках информации нами не обнаружено аналогичного предлагаемому способу способа прогнозирования риска прогрессирования метастатического колоректального рака после анти-VEGF терапии.

Приводим клинические приметы применения способа.

Клинический пример 1.

Пациент К., 1961 года рождения наблюдается и лечится в нашем учреждении с декабря 2021. Считает себя больным с января 2018 года, когда был госпитализирован в отделение хирургии по месту жительства с состоявшимся толстокишечным кровотечением, кровопотеря 0-1ст. Проводилась консервативная терапия (гемостатическая, симптоматическая).

При обследовании на ФКС 11.01.2018 - блюдцеобразная бластома прямой кишки. МРТ ОБП и ОМТ от 12.01.2018: МРТ-картина объемного образования прямой кишки с признаками инвазии параректальной клетчатки в левых отделах. Региональная лимфаденопатия. Единичные кисты в правой доли печени. В январе - апреле 2018 проведено 4 курса химиотерапии XELOX. 17.05.18 выполнена передняя резекция прямой кишки с расширенной ЛАЭ, превентивная илеостомия. Г/а – умеренно-дифференцированная аденокарцинома с изъязвлением, воспалением, прорастанием подслизистой и мышечной оболочки, с инвазией в субсерозу, периневральные пространства, наличием опухолевых эмболов в сосудах, pT3N2, по линии резекции и в л\у опухоли нет, в 5 из 11 л\у мтс карциномы.

В июне - августе 2018 - 4 курса АХТ XELOX.

При контрольном обследовании на СРКТ органов грудной клетки, брюшной полости и малого таза от 24.12.2021 выявлены поствоспалительные изменения в легких. Справа в легочной ткани единичные очаги, ранее 20.06.2021г не определялись, нельзя исключить поствоспалительные изменения, КТ-контроль в динамике. Состояние после резекции прямой кишки, данных за рецидив не выявлено. Забрюшинная лимфаденопатия, в динамике от 20.06.2021г. увеличение размера и количества л/у. На МРТ органов малого таза от 28.12.2021 - состояние после резекции прямой кишки, без признаков рецидива. При молекулярно-генетическом анализе от 28.01.2022 соматических мутаций в сайте V600 BRAF не обнаружено. 31.01.2022 обнаружена мутация G12V во 2 экзоне гена KRAS. 27.01.2022 микросателлитная нестабильность не обнаружена.

Проведен забор периферической крови с немедленным выделением сыворотки и последующим аликвотированием и определением иммуноферментным методом концентрации цитокинов: IP10, MIG, IFNg.

Результаты иммунологического обследования были следующими:

IP10 – 728,63; MIG – 305,07; IFNg – 1,87 пг/мл.

Данные показатели внесены в программу расчета, полученозначение К = 0,101, что соответствует низкому риску прогрессирования заболевания при проведении антиVEGF терапии в первой линии, поскольку величина К менее 0,26 (см. Фиг. 1)

После проведенных 4 курсов терапии проведены СРКТ, МРТ, оценена эффективность проведенной терапии согласно критериям RECIST версия 1.1, процент регресса опухоли составил 52%, что соответствует частичной ремиссии. Продолжена терапия с включением анти-VEGF препаратов до 8 циклов с последующей оценкой эффективности. После 8 циклов сохраняется эффект, терапия была продолжена.

Клинический пример 2.

Пациент В., 1978 года рождения наблюдается и лечится в нашем учреждении с февраля 2022. Считает себя больным с февраля 2022 года, когда при фиброколоноскопии по месту жительства выявлен рак сигмовидной кишки, г/а - G1 аденокарцинома.

При обследовании на СРКТ органов грудной клетки, брюшной полости от 08.02.2022, в легочной ткани объемных образований не определяется. В размерах печень не увеличена.

Плотность паренхимы неравномерна, по капсуле метастатические узлы до 2.4см. В брюшной полости не выявлено. По брюшине множественные узлы до 1.1см Инфильтративный t-r сигмовидной кишки, утолщение стенок до 2.2см на протяжении до 11см с инфильтрацией окружающей клетчатки

10.02.2022 выполнена обструктивная резекция сигмовидной кишки с расширенной лимфаденэктомией. Послеоперационный г/а - умеренно дифференцированная/low grade аденокарцинома толстой кишки с изъязвлением, инвазией подслизистого, мышечного слоев и субсерозной основы, без прорастания серозной оболочки, периневральной и лимфоваскулярной инвазией, с очаговой лимфоидной инфильтрацией.

В линиях резекции признаков опухолевого роста не обнаружено. В 5 из 12 лимфатических узлах - метастазы аденокарциномы с субтотальным замещением лимфоидной ткани в некоторых из них, с прорастанием фиброзной капсулы и прилежащей клетчатки. Очаги периваскулярной и периневральной инвазии; pT3N2b.

При молекулярно-генетическом исследовании от 25.02.2022 обнаружена мутация G12А в гене KRAS Ex2 p12_13; от 28.02.2022 - микросателлитная нестабильность не обнаружена. Мутации V600 в 15 экзоне гена BRAF не обнаружено.

Проведен забор периферической крови с немедленным выделением сыворотки и последующим аликвотированием и определением иммуноферментным методом концентрации следующих цитокинов: IP10, MIG, IFNg.

Результаты иммунологического обследования были следующими:

IP10 – 928,5; MIG – 365,3; IFNg – 6,62 пг/мл.

Данные показатели внесены в программу расчета, получено значение К = 0,892, что соответствует высокому риску прогрессирования заболевания при проведении антиVEGF терапии в первой линии, поскольку величина К более 0,26 (см. Фиг. 2).

После проведенных 4 курсов терапии проведены СРКТ, МРТ, оценена эффективность проведенной терапии согласно критериям RECIST версия 1.1, в связи с появлением новых очагов у пациента зарегистрировано прогрессирование заболевания. Пациент продолжил терапию 2 линии, которую продолжает по настоящее время.

Данным способом был рассчитан прогноз для 25 больных с метастатическим колоректальным раком. Диагностическая чувствительность метода составила 86%, диагностическая специфичностью 94%.

Заявленное изобретение является промышленно применимым, так как может быть многократно повторено и воспроизведено в различных лечебно-профилактических, научных, медицинских учреждениях онкологического профиля.

Технико-экономическая эффективность способа заключается в том, что

на основе логистической регрессии разработана формула расчета прогнозирования риска прогрессирования после антиVEGF терапии у пациентов с метастатическим колоректальным раком по иммунологическим параметрам определяемых на догоспитальном этапе из периферической крови, позволяет врачу-онкологу оценить риск прогрессирования заболевания после анти-VEGF терапии.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии. На догоспитальном этапе при первичном обращении, до начала лекарственной терапии, проводят забор периферической крови. Выделяют сыворотку крови с последующим аликвотированием и определением иммуноферментным методом концентрации цитокинов IP10, MIG, IFNg. Определяют риск прогрессирования метастатического колоректального рака после таргетной анти-VEGF терапии по формуле: К=expz/(1+expz), где К – вероятность прогрессирования заболевания, от 0 до 1, z – коэффициент регрессии z = -8,77+0,011*Х1-0,008*Х2+0,542*Х3, Х1 – концентрация цитокина IP10 в пг/мл, Х2 - концентрация цитокина MIG в пг/мл, Х3 - концентрация цитокина IFNg в пг/мл, -8,77, +0,011, -0,008, +0,542 –коэффициенты. При значении К меньше 0,26 – риск прогрессирования оценивают как низкий. При значениях К равно и более 0,26 – риск прогрессирования высокий. Способ позволяет провести индивидуальный достоверный прогноз риска прогрессирования после таргетной анти-VEGF терапии метастатического колоректального рака на амбулаторном этапе. 2 ил., 2 пр.

Способ оценки риска прогрессирования метастатического колоректального рака после анти-VEGF терапии, заключающийся в том, что на догоспитальном этапе при первичном обращении, до начала лекарственной терапии, проводят забор периферической крови с немедленным выделением сыворотки и последующим аликвотированием и определением иммуноферментным методом концентрации цитокинов IP10, MIG, IFNg, затем определяют риск прогрессирования метастатического колоректального рака после таргетной анти-VEGF терапии по формуле: К=expz/(1+expz), где К – вероятность прогрессирования заболевания, от 0 до 1, z – коэффициент регрессии z=-8,77+0,011*Х1-0,008*Х2+0,542*Х3, Х1 – концентрация цитокина IP10 в пг/мл, Х2 - концентрация цитокина MIG в пг/мл, Х3 - концентрация цитокина IFNg в пг/мл, -8,77, +0,011, -0,008, +0,542 – коэффициенты, и при значении К меньше 0,26 – риск прогрессирования оценивают как низкий, при значениях К равно и более 0,26 – риск прогрессирования высокий.