Abstract
Formål
FBXW7
er en tumor suppressor genet er ansvarlig for nedbrytning av flere proto-onkogener. Prekliniske data tyder på at
FBXW7
mutasjoner bevisst celler til mTOR-hemmere. Clinicopathologic egenskapene til kreftpasienter med
FBXW7
mutasjoner og deres svar på mTOR-hemmere er fortsatt ukjent.
Metoder
Ved hjelp av multiplex genet paneler vi evaluert hvordan
FBXW7
mutasjon påvirket kreft fenotype av pasienter henvist til en fase i klinikken fra januar 2012. Når det er mulig pasienter positive for FBXW7 mutasjon ble behandlet med regimer som inneholder en mTOR-hemmere og deres resultater ble anmeldt.
Resultater
FBXW7
mutasjoner ble oppdaget i 17 av 418 pasienter (4,0%). Blant tumortyper med mer enn 10 pasienter testet,
FBXW7
mutasjoner oppsto i kolorektal kreft (7/49; 14,3%), plateepitelkreft i hode og hals (2/18; 11,1%), lever (1 /13; 7,7%), og eggstokkreft (1/40; 2,5%). Ingen kliniske, patologiske eller demografiske trekk var karakteristisk for
FBXW7
-mutated pasientpopulasjon. Mutasjonen skjedde i isolasjon på bare 2/17 (12%) pasienter, og
KRAS
ble ofte funnet som en samtidig mutasjon, spesielt hos pasienter med kolorektal kreft (6/7, 86%). Ti pasienter ble behandlet på en protokoll som inneholder en mTOR-hemmer, med en median tid til behandlingssvikt på 2,8 måneder (range, 01.03 til 06.08). En pasient med leverkreft (fibrolamellar subtype) fortsetter å ha et langvarig stabil sykdom for 6.8+ måneder.
Konklusjon
Hos pasienter med avansert kreft, somatiske mutasjoner i
FBXW7
vanligvis oppstå med andre samtidige molekylære avvik, som kan bidra til begrenset terapeutisk effekt av mTOR-hemmere
Citation. Jardim DL, Wheler JJ, Hess K, Tsimberidou AM, Zinner R, Janků F et al. (2014)
FBXW7
Mutasjoner hos pasienter med fremskreden kreft: Kliniske og molekylære egenskaper og resultater med mTOR-hemmere. PLoS ONE 9 (2): e89388. doi: 10,1371 /journal.pone.0089388
Redaktør: Jian Jian Li, University of California Davis, USA
mottatt: 28 august 2013; Godkjent: 21 januar 2014; Publisert: 19 februar 2014
Copyright: © 2014 Jardim et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
identifisering av molekylære avvik som er prediktive for svar til målrettet terapi har vært fokus for intensiv forskning. Prekliniske data fra en rekke kreftcellelinjer og mus modeller har korrelert spesifikke genetiske mutasjoner med følsomhet for medikamenter som hemmer veien putatively aktivert i mutert tilstand. [1], [2]. Faktisk har store terapeutiske fremskritt nylig blitt gjort i onkologi skreddersy behandlingen til molekylære egenskapene til noen svulster [3] -. [7] I tillegg har strategien med matchende druggable genetiske avvik med målrettede midler viste effekt hos paraply protokoller. [8], [9] er imidlertid fortsatt mye ukjent om effekten av nye målrettede midler og hvordan genetiske endringer kan oversettes til klinikken, og dagens prekliniske modeller er ufullstendig. [10].
Omfattende omfattende molekylær profilering er kommersielt tilgjengelig for kreftpasienter og noen resultater antyder mulige behandlingstilbud basert utelukkende på mutasjonene som finnes i testede svulster. Etablering av en sammenheng mellom preklinisk aktivitet av målrettede agenter med kliniske data er viktig for å optimalisere denne tilnærmingen.
FBXW7
er en tumor suppressor gen som er mutert i ulike humane tumorer. [11] Dette genet koder for et F-boks-proteinet er ansvarlig for ubiquitinering og omsetning av flere oncoproteiner, og dens tap av funksjon er blitt assosiert med genetisk ustabilitet og tumorvekst. [12], [13] mTOR er en av substrater av
FBXW7
-mediert protein degradering og tap av funksjon av
FBXW7
øker nivåene av total og aktivert mTOR. [14] Prekliniske data har antydet at inaktivere mutasjoner av
FBXW7
kunne forutsi følsomheten til mTOR-hemmer rapamycin ,. [14], [15]; men er fortsatt deres kliniske nytte ukjent.
Derfor har vi undersøkt
FBXW7
mutasjonsstatus og kliniske og demografiske karakteristika for pasienter med avansert kreft nevnt vår Fase I kliniske studier Program og utfallet av slike pasienter behandles med legemidler rettet mot mTOR veien.
pasienter og metoder
pasienter
Vi gjennomgikk elektronisk pasientjournal for alle pasienter med langtkomne solide tumorer testet for
FBXW7
mutasjoner henvist til Avdeling for Investigational Cancer Therapeutics (fase i kliniske studier Program) ved The University of Texas MD Anderson Cancer Center starter i januar 2012. Pasienter som testet positivt for
FBXW7
mutasjoner ble inkludert i videre analyser. Pasienter med tykktarmskreft som testet negativt for
FBXW7
mutasjoner ble inkludert som kontroller for tykktarmskreft gruppen. Denne studien og alle tilhørende behandlinger ble gjennomført i samsvar med retningslinjene fra MD Anderson Institutional Review Board (IRB). Denne studien var en del av en paraply protokoll godkjent av MD Anderson IRB. Behovet for skriftlig informert samtykke ble frafalt på grunn av den retrospektive natur studien.
vevsprøver og Mutasjon analyse
FBXW7
mutasjoner ble undersøkt i arkivformalinfiksert, parafininnstøpte vevsblokker eller materiale fra tynn nål aspirasjon biopsi innhentet fra diagnostiske og /eller terapeutiske prosedyrer. Alle histologier var sentralt gjennomgått ved MD Anderson.
FBXW7
mutasjonsanalyse ble utført i ulike kliniske Laboratory Improve Amendment-sertifiserte laboratorier som en del av et gen panel analyse. Disse inkluderte 182 gener i målrettet neste generasjons sekvense Foundation Én plattform (Foundation Medisin, Cambridge, MA), 46 gener i Ion Torrent neste generasjons sekvensering (Baylor Cancer Genetics Laboratory, Houston, Texas) og 53 gener i Sequenom Mass array plattform ( Knight Diagnostics, Portland, OR). Informasjon om mutasjoner i andre valutaer enn gener
FBXW7
oppdaget i disse multiplex panelene ble også registrert.
Behandling og evaluering
Pasienter med
FBXW7
mutasjoner var registrert, når det er mulig, i kliniske studier som inneholder hemmere av mTOR vei, protokoller spesielt testing rapalogs, antas å være primært anti-mTORC1 midler. Behandlingen fortsatte inntil sykdomsprogresjon, tilbaketrekking av samtykke fra pasienten, klinisk skjønn deeming nødvendigheten av å fjerne en pasient fra en klinisk studie, eller utvikling av uakseptabel toksisitet eller død.
Kliniske vurderinger ble utført i henhold til hver protokoll , typisk før begynnelsen av behandlingen, og deretter, som et minimum, ved begynnelsen av hver behandlingssyklus. Behandlingsrespons ble vurdert ved hjelp av computertomografi skanner, MR og /eller positronemisjonstomografi skanninger ved baseline før behandlingsstart, og deretter hver 2 sykluser (6-8 uker). Alle røntgenbilder ble lest ved Institutt for radiologi ved MD Anderson og anmeldt i Institutt for Investigational Cancer Therapeutics svulst måling klinikken. Responser ble kategorisert ved hjelp RECIST på basis av bestemte protokoll kravene [16], [17], og ble rapportert som best mulig respons, definert som det maksimale krymping av tumor eller stabilisering av sykdommen i løpet av alle de vurderinger som oppnås.
Statistisk analyse
Pasient egenskaper, inkludert demografi, tumor type,
FBXW7
mutasjonsstatus og tilhørende genetiske avvik ble oppsummert ved hjelp av frekvensfordelinger og prosenter. Fishers eksakte test ble brukt for å vurdere sammenhengen mellom kategoriske variabler og
FBXW7
mutasjonsstatus. Tid til behandlingssvikt (TTF) ble definert som intervallet fra starten av behandlingen ved avbrutt behandling, uansett grunn, inkludert sykdomsprogresjon, behandlingstoksisitet, pasient preferanse, lege dom, eller død. Den Wilcoxon signert rank test vurderes TTF forskjeller innad pasienter. Alle testene var to-sidig, og P 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Alle statistiske analyser ble utført ved hjelp av S + sofware, ver 8.2 (TIBCO Software Inc, Houston, Texas).
Resultater
Pasient Kjennetegn
De svulster fra 418 pasienter med avansert kreft ble vurdert for
FBXW7
mutasjoner ved hjelp av ulike multigen paneler, og i 17 (4,0%) en mutasjon i
FBXW7
ble identifisert. Av disse 17 pasientene, 9 (52%) var menn og 7 (41%) hadde tykktarmskreft. Median antall tidligere behandlinger før første evaluering i fase I Clinic var 2 (0-9). Pasientkarakteristikker er oppsummert i tabellene 1 og 2. De følgende tumortyper hadde mer enn 10 pasienter testet, og ingen
FBXW7
mutasjon detektert: adenoid cystisk (n = 14), brystcancer (n = 37), gastroøsofageal ( n = 29), lunge (n = 15), nyre (n = 10) og mykvevssarkom (n = 61). Vi testet en blandet av primære og metastatiske tumorer, og de 17 positive prøvene 12 (71%) ble avledet fra primære og 5 (29%) fra metastatiske lesjoner. Forekomsten av
FBXW7
mutasjon var lik i prøver fra primær og metastatiske svulster.
Samtidige mutasjoner
genetiske avvik analyseres ved hjelp av forskjellige multiplex genet analyser avslørt isolert
FBXW7
mutasjoner i to av 17 (12%) pasienter. Den hyppigste samtidig genetisk abnormitet var
TP53
mutasjon i 10 (59%) pasienter. Andre hyppig forekommende avvik var
KRAS
,
PIK3CA Hotell og
APC
mutasjoner (tabell 1 og 2).
Sammenligning av kliniske og mutasjons Kjennetegn
på grunn 7 av 17 (41%) pasienter med
FBXW7
mutasjoner hadde tykktarmskreft, sammenlignet vi de kliniske, patologiske og mutasjonsegenskaper mellom tykktarmskreft befolkningen og de ikke-kolorektal kreftpasienter med mutasjon (Tabell 3). I tillegg har 41 pasienter med kolorektal kreft uten
FBXW7
mutasjon ble anvendt som kontrollgruppe. Av de 10 pasienter med andre enn kolorektal kreft og
FBXW7
mutasjoner, ingen (0%) hadde samtidige
KRAS
mutasjoner eller APC-mutasjoner i forhold til 6/7 (86%) pasienter med KRAS-mutasjoner og 3/7 (43%) med APC mutasjoner i kolorektal kreft (p = 0,0006 og p = 0,022, henholdsvis Tabell 3). Ingen statistisk signifikante forskjeller ble observert i sex, etnisitet, alder og type metastase mellom disse gruppene.
Behandling av pasienter med mTOR-hemmere
Av de 17 pasientene med
FBXW7
mutasjoner, 10 (59%) ble inkludert i fase i-protokoller inkludert mTOR-hemmere i kombinasjon med andre stoffer (tabell 2). Alle disse pasientene ble evaluert for respons. Dosene av mTOR inhibitorer varierte fra 50 til 100% av den maksimalt tolererte dose, eller den høyest forventede dose når doseeskalerings var i gang ved tidspunktet for analyse. Alle doser ble ansett å være aktiv basert på tidligere erfaring med narkotika. Det var ingen partiell eller fullstendig respons og 7 (70%) hadde stabil sykdom (SD) som sin beste respons, inkludert 2 (20%) pasienter med langvarige SD varer mer enn 16 uker (figur 1).
(A) Responses av pasienter som var positive for
FBXW7
mutasjoner. (B) Responses av pasienter med kolorektal kreft negative for
FBXW7
mutasjoner. Samtidig
KRAS Hotell og
PIK3CA
mutasjoner er indikert.
Median TTF for kohort av 10 pasienter med
FBXW7
mutasjoner behandles med mTOR hemmere var 2,8 måneder (1.3-6.8), inkludert en pasient fortsatt behandles på tidspunktet for denne analysen. Alle disse pasientene hadde fått tidligere behandling og en trend for en verre TTF på mTOR-hemmer protokollene ble oppdaget i forhold til behandling umiddelbart før henvisning til fase I Clinic (TTF = 5,7 måneder [1,3-18] fra sin tidligere behandling versus 2,8 måneder [01.03 til 06.08] fra en mTOR-basert behandling, p = 0,055). Av notatet, pasienten med høyest TTF mens du er på en mTOR-basert regime hadde en svulst som ikke havna
KRAS
mutasjoner. På grunn av den lille størrelsen på utvalget, kunne vi ikke påvise en forskjell i median TTF på mTOR behandling mellom pasienter med
FBXW7
mutasjon, med eller uten samtidig
KRAS
mutasjoner (median TTF = 3,0 og 2,7 måneder, henholdsvis p = 0,99).
Sammenligning av Utfall av tykktarms pasienter behandlet med mTOR-hemmere
totalt 4 pasienter med tykktarmskreft og en
FBXW7
mutasjon ble behandlet med en mTOR-hemmer og 3 pasienter (75%) hadde SD som sin beste respons. Av de 41 pasienter med kolorektal kreft uten
FBXW7
mutasjon, 12 (29%) ble tatt med på en protokoll med en mTOR-hemmer og fire (33%) hadde SD (figur 1). Median TTF av
FBXW7
-positive pasienter med kolorektal kreft var 3,3 måneder (1.4-4.4) på mTOR-hemmere versus 1,8 måneder (0.6-4.9) for
FBXW7
-negative pasienter med kolorektal kreft ( p = 0,27).
Diskusjoner
FBXW7
mutasjoner ble funnet i 17 av 418 (4,0%) pasienter henvist til vår fase i enhet med ulike avanserte krefttyper. Selv om tykktarmskreft var ikke den mest utbredte kreftformen blant pasientene, det består det største antallet pasienter som testet positiv for
FBXW7
mutasjoner. Ingen bestemt demografisk eller patologisk funksjon var karakteristisk for
FBXW7
-mutated befolkningen i vårt utvalg, men vi fant ut at mutasjonen oppstår sjelden isolert, spesielt i tykk- og endetarmskreft. Vår serie avdekket en generell lav aktivitet av mTOR-hemmere hos pasienter med
FBXW7
mutasjoner, kontrast med tidligere pre-kliniske data.
Tidligere studier avdekket
FBXW7
mutasjoner i ca 6 % av kreftpasienter. En betydelig variasjon i frekvensen av mutasjonen hos tumortyper er også beskrevet, med den høyeste mutasjonshastighet i kolangiokarsinom (30%), etterfulgt av gastrointestinale tumorer (inkludert kolorektal kreft), og endometrial og prostata cancer, i størrelsesorden 4-15 .% [18] – [21]
Per mai 2013 Katalog av somatiske mutasjoner i Cancer (COSMIC) database rapporterte en samlet frekvens av
FBXW7
mutasjon i 4% av. kreftpasienter, som er identiske med våre data. [22] De høyeste frekvenser som var i gallesvulster (22%), endometrial (11%), urin (8%), og kolorektal kreft (7%). Vår studie viste den høyeste frekvensen av
FBXW7
mutasjon i tykk- og endetarmskreft (14,3%). Vi har også oppdaget denne mutasjonen i livmor (1/7 pasienter) og blærekreft (1/8 pasienter), men ingen av de 3 pasientene testet med kolangiokarsinom næret en
FBXW7
mutasjon. Av notatet, våre data beskrive en
FBXW7
mutasjon i leverkreft, spesielt en fibrolamellar variant, og også i sjeldne svulster, som mesothelioma og teratom. I kosmisk database testet prøver fra primærsvulster, mens i studien prøver fra metastatiske svulster ble også testet.
FBXW7
mutasjoner som enkle molekylære forandringer var sjelden i vår studie, som kan gjenspeile vanskeligheten med å målrette denne mutasjonen med midler blokkerer enkle veier. Faktisk forekomst av ledsagende mutasjoner i
TP53 product: (59%),
KRAS product: (35%) og
PIK3CA product: (18%) i våre pasienter med
FBXW7
mutasjoner var høyere enn tidligere rapportert med teknologier foregående multipleks genomisk teknologier, som hadde begrenset deteksjon. En tidligere studie beskrev følgende forekomsten av mutasjoner på de samme genene:
TP53
, 37%,
KRAS
, 18% og
PIK3CA
10%, henholdsvis. [8].
Forekomst av samtidige
KRAS
mutasjoner ble oftere sett i pasienter med kolorektal kreft med
FBXW7
mutasjoner i forhold til ikke-kolorektal gruppe. Analysen av en kontrollgruppe av kolorektal pasienter som testet negativt for en
FBXW7
mutasjon viste at denne foreningen var, faktisk, på grunn av den høye forekomsten av
KRAS
mutasjoner i vår kolorektalkreft befolkning og derfor kan vi ikke konkludere om noen mulig sammenheng mellom disse mutasjonene.
Vi beskrev en lignende tidligere rapportert [18] mønster av
FBXW7
mutasjon tilgjengelig i COSMIC database. De aller fleste av mutasjonene oppdages i vår studie var single nucleotide endringer, hovedsakelig missense erstatninger. Av disse ble de vanligste mutasjonene funnet i to mutasjons hotspots i Arg
465 og Arg
479 kodoner. Interessant, vår serie av pasienter med mer avanserte og refraktær solid tumor hadde en høyere frekvens av tull erstatninger enn tidligere beskrevet. [18] Siden de funksjonelle konsekvensene av begge typer erstatninger ikke er godt sammenlignet i litteraturen er det vanskelig å spekulere om mulige konsekvenser av dette funnet.
Med tanke på at de fleste av disse mutasjonene er innenfor WD40 domene ansvarlig for godkjenning av underlag av
FBXW7
eller føre til en stopp av oversettelsesprosessen forut for inkludering i dette domenet,
FBXW7
mutasjoner er forventet å inaktivere den oversatte protein. [11] De fleste
FBXW7
mutasjoner er heterozygot, men fordi protein dimerizes, hvordan de påvirker protein funksjonalitet varierer. [23] Mutasjoner som resulterer i bibeholdelse av dimerisering domenet kan ha en dominant negativ virkning som er mer skadelig enn mutasjoner som resulterer i allel delesjoner eller premature stoppkodoner. [11] Derfor, i likhet med andre druggable onkogene aberrasjon, er det forventet at de funksjonelle konsekvenser av
FBXW7
mutasjoner ved substrater er ganske variabel, og responser til målrettet terapi kan også være heterogene. [24], [25].
Når vi evaluert responsen på mTOR-hemmere i en undergruppe av pasienter med svulster husing
FBXW7
mutasjoner, variable responser ble demonstrert. Tidligere studier har vist at tumorcellelinjer med
FBXW7
genmutasjoner er følsomme for rapamycin [14], noe som tyder på en mulig begrunnelse for å behandle slike svulster med mTOR-hemmere. Samlet, men vi fant bare begrenset aktivitet i fase I-studier ved hjelp av mTOR-hemmere i denne populasjonen. TTF for den generelle befolkningen var 2,8 måneder, som var verre enn TTF på terapi brukes umiddelbart før innmelding på fase I-protokoller med mTOR-hemmere. Fraværet av tumorresponser med mTOR inhibitorer også indikerer en mangel på aktivitet av mTOR inhibitorer for
FBXW7
positive pasienter. Det er viktig å merke seg at våre data er begrenset til mTORC1-inhibitorer, som ikke har noen bekymringer relatert til re-aktivering av mTOR veien ved reversering av en tilbakekoplingssløyfe. [26].
Av interesse, en pasient med en ildfast fibrolamellar leverkreft viste en lengre SD for 6,8 måneder på sirolimus basert kombinasjon og er fortsatt på behandling på tidspunktet for denne rapporten. Denne pasienten var den eneste blant de som ble behandlet med mTOR-hemmere som hadde
FBXW7
mutasjon uten andre samtidige molekylære forandringer. Det er sannsynlig at i likhet med andre ondartede sykdommer samtidige molekylære avvik kan føre til aktivering av andre molekylære reaksjonsveier, noe som kan føre til terapeutisk motstand. [24], [27] Spesielt for mTOR-inhibitorer, har det vist seg at
KRAS
mutasjon er en mekanisme av motstand, selv i nærvær av sensitiverende mutasjoner, for eksempel
PIK3CA
mutasjoner. [24], [28], [29] Derfor, fravær av samtidige mutasjoner sammen med bedre forståelse av funksjonelle konsekvenser av spesifikke mutasjonstyper kan være avgjørende for pasientens valg for mTOR-hemmere.
En studie antydet at rapalogs kan forsinkelse
FBXW7
indusert tumordannelse [30], men det er ikke klart om disse stoffene gi en cytoreduserende effekt. Innhenting sykdomsstabilisering som best respons i studien peker på en retning der mTOR-hemmere er ikke i stand til å produsere tumorreduksjoner på
FBXW7
positive svulster. I tillegg, fravær av responser i populasjonen kombinert med en kort periode av sykdomskontroll tyder igjen på at andre enn PI3K /AKT /mTOR veier gir resistens mot mTOR-baserte terapier. I motsetning til prekliniske modeller var
FBXW7
studeres som en isolert hendelse, viste vi at den prediktive informasjonen generert med disse modellene ikke oversette nødvendigvis til
in vivo
sammenheng. Det er mange mulige årsaker (herunder sammenslutning av samtidige mutasjoner, stromal effekter blant annet) som utelukker gyldigheten av de prekliniske data for behandlingsbaserte beslutninger. Disse modellene er i hovedsak hypotesen generere og skal stimulere til utvikling av kliniske protokoller for å teste potensielle funn som de genererer.
De begrensningene i denne studien er det retrospektive natur, lite utvalg, og inkludering av protokoll behandlinger som var ikke eksklusivt mTOR-hemmere. I tillegg er et mulig valg skjevhet og fravær av randomisering for å undersøke legemidler som kjennetegner denne studien som utforsk i naturen. Men til vår kunnskap, er dette den første serien rapportering av kliniske egenskaper og behandlingsresultater av en
FBXW7
-mutated kreft pasientpopulasjon. Tilleggs serien er nødvendig for å bedre forstå terapeutiske alternativer som kan brukes til å målrette denne mutasjonen, ved å utforske bruk av alternativer til mTOR-1-hemming og samkjøre
FBXW7
mutasjoner med mTOR pathway aktivering
in vivo
. Det er en sterk mulighet for gitt at flere onkogener er regulert av
FBXW7
, inkludert MYC, Notch, juni og cyclin E. Dermed rettet mot forskjellige baner i tillegg til mTOR veien kan være nødvendig for å effektivt drepe kreftceller i svulster drevet av
FBXW7
endringer. [11].
I konklusjonen, vi demonstrert at
FBXW7
mutasjoner er funnet i flere typer solide tumorer. I tillegg er ulike typer av
FBXW7
mutasjoner er sannsynligvis relatert til ulike funksjonelle effekter som
FBXW7
mutasjon har på protein funksjonalitet. Også hyppig concomitance andre onkogene mutasjoner gir utfordringer til å målrette svulster husing
FBXW7
unormalt. De fleste pasienter med
FBXW7
mutasjoner hadde begrenset nytte av mTOR basert terapi; Men studerer mTOR-hemmere i kreft mangler samtidige molekylære forandringer samt beskriver funksjonelle konsekvenser av spesifikke
FBXW7
mutasjon undertyper garanterer videre etterforskning.
bekreftelser
Forfatterne erkjenner Joann Aaron , MA, ved Institutt for Investigational Cancer Therapeutics for redaksjonell støtte.
