Способ прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение Российский патент 2024 года по МПК G01N33/50 G01N33/574 C12Q1/6804 C12Q1/6844 C12Q1/6876 C12Q1/6886 

Изобретение относится к области медицины, конкретно, к онкологии, и касается способа прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение.

Рак желудка до сих пор остается значимой клинической проблемой в онкологии [Wang S, 2023]. В структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями среди женщин в России рак этой локализации занимает 3-е место и 2-е место у мужчин. Ежегодно в нашей стране заболевает 46 тысяч человек, а одногодичная летальность составляет 56% [Давыдов М.И., 2004]. Рак желудка характеризуется агрессивным течением и неблагоприятным прогнозом. Это обусловлено не только постановкой диагноза на поздних стадиях, но и выраженной меж- и внутриопухолевой гетерогенностью по морфологическим и молекулярным характеристикам. В настоящий момент прогностическая значимость межопухолевой гетерогенности по основным предиктивным маркерам рака желудка (HER2neu, MSI-H/dMMR, экспрессия PD-L1) окончательно не определена. [Беляк Н.П., 2022]. Кроме того, связь генетических изменений с особенностями биологического поведения опухоли практически не изучена. Полагают, что транскриптомные особенности опухоли могут отражать особенности биологического поведения.

Показано, что в случае рака желудка с наличием костных метастазов генетический ландшафт более разнообразен чем в опухолях без метастазов [Oh S, 2023]. Выявленные изменения сочетались с изменением активации сигнальных каскадов, в частности, PIK3/AKT/mTOR, что также позволяет их рассматривать в качестве потенциальных мишеней противоопухолевой терапии и молекулярно-генетических предикторов для прогнозирования выживаемости пациентов [Bispo IMC, 2022; Li М, 2023].

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий использование экспресиии инсулиноподобного белка IGFBP-7 в качестве маркера общей выживаемости у больных раком желудка [Zhao Q, 2021]. Существенным недостатком данного способа является то, что для прогнозирования эффекта лечения не исследуются патогенетически обоснованные маркеры, которые непосредственно определяют биологические особенности опухоли, что снижает точность способа.

Новый технический результат - повышение точности и информативности способа.

Для достижения нового технического результата в способе прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающем неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение, из опухолевой ткани получают кДНК на матрице тотальной РНК с помощью реакции обратной транскрипции, проводят амплификацию генов PD-L1 и PDK, оценивают экспрессию генов PD-L1 и PDK с помощью метода 2^-ΔΔCt относительно гена GAPDH? определяют значение регрессионной функции F по формуле:

F(x₁, х₂)=-2,8432+b₁x₁+b₂x₂,

где коэффициенты регрессионной функции:

b₁=0,1699, b₂=-0,1243;

x₁ - уровень экспрессии гена PD-L1;

х₂ - уровень экспрессии гена PDK1.

Вероятность наступления благоприятного исхода Р рассчитывают по формуле

где е=2,718,

и при Р<0.061 прогнозируют благоприятный исход, а при Р>0.061 прогнозируют неблагоприятный исход.

Чувствительность модели - 96%, специфичность - 60%.

Способ осуществляют следующим образом.

Кроме проведения стандартного исследования проведено исследование материала опухолевой и нормальной ткани, желудка находящейся на расстоянии не менее 1 см от границы опухоли, полученная при проведении диагностической видеогастроскопии, которые после забора замораживались и хранились при температуре - 80°С. Получают кДНК на матрице тотальной РНК с помощью реакции обратной транскрипции, проводят амплификацию генов PD-L1 и PDK, оценивают экспрессию генов PD-L1 и PDK с помощью метода 2^-ΔΔCt относительно гена GAPDH? определяют значение регрессионной функции F по формуле:

F(x₁, х₂)=-2,8432+b₁x₁+b₂x₂,

где коэффициенты регрессионной функции:

b₁=0,1699, b₂=-0,1243;

x₁ - уровень экспрессии гена PD-L1;

х₂ - уровень экспрессии гена PDK1.

Вероятность наступления благоприятного исхода Р рассчитывают по формуле

где е=2,718,

и при Р<0.061 прогнозируют благоприятный исход, а при Р>0.061 прогнозируют неблагоприятный исход.

Для оценки качества логистической модели использовалась характеристика площади под ROC-кривой - AUC (Area Under Curve). Значение параметра AUC для данной модели составило 0,7351, что позволяет характеризовать ее как хорошую согласно общепринятым критериям, представленным в таблице на Фиг. 1, где представлены критерии AUC.

В качестве оптимального порога отсечения, позволяющего отнести полученные результаты к одному из двух классов, выбрано требование максимальной суммарной чувствительности и специфичности модели:

optimal cut-off value = max|Se+Sp|, где

Se - чувствительность модели,

Sp - специфичность модели.

Значение пороговой величины было определено на основании результатов вычислений координат ROC-кривой, представленных в таблице 2.

В таблице на фиг. 2 представлена характеристика модели, где:

* - наименьшее пороговое значение - минимальное наблюдаемое проверяемое значение минус 1, а наибольшее пороговое значение - максимальное наблюдаемое проверяемое значение плюс 1. Все остальные пороговые значения - средние двух последовательных упорядоченных наблюдаемых проверяемых значений.

Максимальное суммарное значение чувствительности и специфичности составило 1,2167, что соответствует порогу отсечения, равному 0,061.

Результаты построения ROC-кривой для данной модели отображены на Фиг 3.

На Фиг. 3. ROC-кривая для модели, прогнозирующей выживаемость больных раком желудка. Заявленный анализ основан на ранее полученных данных о связи экспрессии молекулярных маркеров с клинико-морфологическими параметрами опухоли и эффективностью терапии. В исследование были включены 38 больных РЖ, которым было проведено комбинированное лечение, включающее неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT + хирургическое лечение. Стадия T₃N_0-2M₀ наблюдалась у 10 пациентов, T₄N_0-2M₀ - у 28 больных. В зависимости от распространенности опухолевого процесса были выделены группы больных с наличием регионарных метастазов и без таковых. Стадия T_1-4N₀M₀ была диагностирована у 14 больных, T_1-4N₁M₀ - у 16 пациентов, а T_1-4N₂M₀ - у 8 пациентов. У 28 больных отдаленных метастазов не выявлено (стадия T_1-4N_1-2M₀), стадия T_1-4N_1-2M₁ была выявлена у 10 больных. Проведение данной работы одобрено этическим комитетом НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН.

Материалом исследования была опухолевая и нормальная ткань желудка (находящаяся на расстоянии не менее 1 см от границы опухоли), полученная при проведении диагностической видеогастроскопии, которые после забора замораживались и хранились при температуре - 8°С.

Выявлена связь экспрессии компонентов AKT/mTOR сигнального пути с распространенностью опухолевого процесса. В ткани опухоли желудка (стадия Т₄) отмечено увеличение уровня PDK, c-RAF, 70S 6 киназы в 6,5; 322 и 770 раза, соответственно, по сравнению с больными со стадией заболевания Т₃ (Фиг. 3). Экспрессия компонентов AKT/mTOR сигнального пути в ткани опухоли также зависела

от наличия и количества пораженных регионарных лимфоузлов. Отмечено увеличение экспрессии c-RAF, PTEN и снижение уровня мРНК mTOR при поражении регионарных лимфоузлов и при увеличении их количества.

На фиг. 4 Экспрессия компонентов AKT/mTOR сигнального каскада при РЖ в зависимости от клинико-морфологических параметров заболевания

Примечание: значимость различий по сравнению с пациентами с размером опухоли Т₃, р<0,05; ** - значимость различий по сравнению с пациентами без отдаленных метастазов заболевания (M₀), р<0,05.

При этом прогрессирование заболевания и развитие отдаленных метастазов у больных было связано с увеличением экспрессии PDK и PTEN в 11,5 и 6,3 раза и снижением уровня мРНК АКТ в 687,4 раза, соответственно, по сравнению с пациентами без диссеминации. Следовательно, активация AKT/mTOR сигнального каскада связана с распространенностью опухолевого процесса у больных РЖ.

При исследовании уровня показателей после проведенной неоадъювантной терапии выявлено снижение экспрессии 4ЕВР1 в 2,2 раза в ткани опухоли (Фиг. 5.).

Фиг. 5 Влияние неоадъювантной терапии на экспрессию компонентов AKT/mTOR сигнального пути и АМРК опухоли желудка

Примечание: * - значимость различий по сравнению с показателем до лечения, р<0,05;

Отмечены ассоциации между молекулярными параметрами в опухоли, характеризующие биологическое поведение опухоли. Так выявлены многочисленные корреляции между киназой AMPK, PTEN (r=0,39; р<0,05), mTOR (г=0,37, р<0,05), 70S 6 киназой (г=0,54; р<0,05). При этом экспрессия киназы c-RAF имела ассоциацию с PDK (r=0,50; р<0,05), а 70S 6 киназа имела отрицательную ассоциацию с AKT (г=-0,37; р<0,05). При исследовании изучаемых показателей в зависимости от эффекта лечения отмечено изменение экспрессии 4ЕВР, mTOR, AMPK по мере уменьшения эффекта терапии в группах пациентов с полной регрессией, частичной регрессией, стабилизацией и прогрессированием заболевания (фиг. 6). Наиболее высокий уровень мРНК показателей представлен у пациентов с полной регрессией.

Фиг. 6 Экспрессия компонентов AKT/mTOR сигнального пути и АМРК в ткани опухоли желудка до лечения в зависимости от эффективности терапии.

Таким образом, представленный способ позволяет с высокой точностью прогнозировать исход заболевания у больных после проведенного комбинированного лечения. Заявляемый способ является экономически оправданным для уточнения особенностей течения заболевания и дает возможность скорректировать тактику лечения, без использования специального дорогостоящего оборудования; обладает высокой чувствительностью и специфичностью, универсален.

Клинический пример 1

Больная К., 63 года, была госпитализирована в абдоминальное отделение клиник НИИ онкологии, филиала Томского НИМЦ с диагнозом рак желудка T₃N₁M₀. По результатам патолого-морфологического исследования была верифицирована низкодифференцированная аденокарцинома. Имелся положительный статус ИГХ по HER2, статус PD-L1 - отрицательный. При проведении молекулярного исследования было установлено, что экспрессия PDK1 и PD-L1 была равна 0,77 Усл. Ед и 0,47 Усл. Ед, соответственно. Проведено исследование согласно предлагаемому способу. Определено значение регрессионной функции, F=-2,86, следовательно, вероятность наступления благоприятного исхода (Р) составляла 0,054215. Выявлена высокая вероятность наступления благоприятного исхода заболевания (Р<0,061). По результатам клинико-анемнестического наблюдения выявлено, что у пациентки была зафиксирована стабилизация после проведенного комбинированного лечения и она находится под наблюдением в течение 12 месяцев без прогрессирования.

Клинический пример 2

Больной Т., 71 год, был госпитализирован в абдоминальное отделение клиник НИИ онкологии, филиала Томского НИМЦ с диагнозом рак желудка T₃N₀M₀ по результатам патолого-морфологического исследования был верифицирован перстневидноклеточный рак желудка. Зафиксирован отрицательный статус ИГХ по HER2 и PD-L1. При проведении молекулярного исследования было установлено, что экспрессия PDK1 и PD-L1 была равна экспрессия PDK1 и PD-L1 была равна 0,1 Усл. Ед. и 0,97 Усл. Ед. соответственно. Проведено исследование согласно предлагаемому способу. Определено значение регрессионной функции составило F=-2,69, следовательно вероятность наступления благоприятного исхода (Р), вычисленная по формуле составляет 0,064. Выявлен высокий риск наступления неблагоприятного исхода заболевания (Р>0,061). По результатам клинико-анемнестического наблюдения выявлено, что у пациента была зафиксирована частичная регрессия после проведенного комбинированного лечения и через месяц после окончания лечения больной умер.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью прогнозировать эффективности комбинированного лечения у пациентов с раком желудка.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

1. Wang S, Yang X, Liu С, Hu J, Yan М, Ding С, Fu Y. Identification of key genes associated with poor prognosis and neoplasm staging in gastric cancer. Medicine (Baltimore). 2023 Oct 6; 102(40): e35111. doi: 10.1097/MD.0000000000035111. PMID: 37800754.

2. Давыдов M.И., Аксель E.M. Злокачественные новообразования в России и странах СНГ в 2001 году. М.: Медицинское информационное агенство. - 2003. - С. 95-97, 223-224.

3. Н.П. Беляк, Е.А. Каледина, С.И. Кутукова и др. Изучение молекулярной гетерогенности при местнораспространенном раке желудка. Злокачественные опухоли. Российское общество клинической онкологии том 12 №3. - 2022. - С. 116

4. Oh S, Nam SK, Lee KW, Lee HS, Park Y, Kwak Y, Lee KS, Kim JW, Kim JW, Kang M, Park YS, Ahn SH, Suh YS, Park DJ, Kim HH. Genomic and Transcriptomic Characterization of Gastric Cancer with Bone Metastasis. Cancer Res Treat. 2023 Aug 11. doi: 10.4143/crt.2023.340. Epub ahead of print. PMID: 37591783.

5. Bispo IMC, Granger HP, Almeida PP, Nishiyama PB, de Freitas LM. Systems biology and OMIC data integration to understand gastrointestinal cancers. World J Clin Oncol. 2022 Oct 24; 13(10): 762-778. doi: 10.5306/wjco.vl3.i10.762. PMID: 36337313; PMCID: PMC9630993.

6. Li M, Gao X, Wang X. Identification of tumor mutation burden-associated molecular and clinical features in cancer by analyzing multi-omics data. Front Immunol. 2023 Feb 24; 14: 1090838. doi: 10.3389/fimmu.2023.1090838. PMID: 36911742; PMCID: PMC9998480.

7. Zhao Q, Zhao R, Song C, Wang H, Rong J, Wang F, Yan L, Song Y, Xie Y. Increased IGFBP7 Expression Correlates with Poor Prognosis and Immune Infiltration in Gastric Cancer. J Cancer. 2021 Jan 1; 12(5): 1343-1355. doi: 10.7150/jca.50370. PMID: 33531979; PMCID: PMC7847654.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение. Из опухолевой ткани получают кДНК на матрице тотальной РНК с помощью реакции обратной транскрипции. Проводят амплификацию генов PD-L1 и PDK1. Оценивают экспрессию генов PD-L1 и PDK1 с помощью метода 2^-ΔΔCt относительно гена GAPDH. Полученные значения подставляют в формулу регрессионной функции и рассчитывают вероятность наступления благоприятного исхода Р. При Р<0.061 прогнозируют благоприятный исход. При Р>0.061 прогнозируют неблагоприятный исход. Способ обеспечивает повышение точности и информативности прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение, за счет оценки экспрессии генов PD-L1 и PDK1 в опухолевой ткани. 6 ил., 2 пр.

Способ прогнозирования исхода у больных раком желудка после комбинированного лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию по схемам FOLFOX6 или FLOT и хирургическое лечение, характеризующийся тем, что из опухолевой ткани получают кДНК на матрице тотальной РНК с помощью реакции обратной транскрипции, проводят амплификацию генов PD-L1 и PDK1, оценивают экспрессию генов PD-L1 и PDK1 с помощью метода 2^-ΔΔCt относительно гена GAPDH, определяют значение регрессионной функции F по формуле

F(x₁, х₂)=-2,8432+b₁x₁+b₂x₂,

где коэффициенты регрессионной функции:

b₁=0,1699, b₂=-0,1243;

x₁ - уровень экспрессии гена PD-L1;

х₂ - уровень экспрессии гена PDK1,

вероятность наступления благоприятного исхода Р рассчитывают по формуле

где е=2,718,

и при Р<0.061 прогнозируют благоприятный исход, а при Р>0.061 прогнозируют неблагоприятный исход.