Биологические предпоссылки к более выраженному ответу на иммунотерапию при НМРЛ у курильщиков или чем примечательна биология опухоли курильщика

Есть ли в принципе какие - то существенные молекулярно - генетические различия между курильщиками и не-курильщиками? Вопрос различий генетического ландшафта и его различий у указанных пациентов стал предметом изучения серии исследований. Что по этому поводу известно?

Та фишка рака легких курильщика, которая в литературе фигурирует наиболее часто - это мутационная нагрузка. Да, TMB, который весьма спорный предиктор в отношении эффекта иммунотерапии (см. материал ТМВ - ТМВ рознь). Но, каким бы спорным не был этот маркер, сам факт высокой мутационной нагрузки (TMB - high) ассоциирован с более высоким ожидаемым эффектом иммунотерапии, что более менее уверенно продемонстрировано для рака легкого

Так вот. Судя по имеющимся в мире данным, у курильщиков ТМВ в опухоли оказывается выше, чем у не-курильщиков, что, в целом, ожидаемо.

Аналогичные данные получены в разных исследованиях. Выше представлены данные, полученные в рамках проекта TCGA, а ниже - фрагмент работы азиатских коллег, которые пошли еще дальше и не только сравнили уровень ТМВ у курильщиков/не-курильщиков, но еще и оценили, как различалось количество неоантигенов (потенциально способных инициировать иммунный ответ) и получили закономерный результат, что у курильщиков этих неоантигенов было значимо больше:

Однако, качество мутаций и их биологическая роль в обоих вариантах рака легкого различается:

не-курильщики характеризуются меньшим числом соматических мутаций - зато всего отдельных из них, самих по себе, махать как достаточно для того, чтобы дать начало процессу канцерогенеза (вспоминаем драйверные мутации по типу EGFR и прочие)
в то время как основной пласт мутаций в опухоли курильщиков, скорее всего, несет пассажирский характер, не оказывающий значимого влияние на течение опухолевого заболевания, по крайней мере, вне нашего терапевтического вмешательства.Но, как мы видим из работы, упомянутой выше, этого может быть достаточно для развития такого неоантигенного ландшафта, который будет предрасполагать к возможности эффективного иммунного ответа (по крайней мере, в теории)

Характер отдельных поломок

Есть весьма интересные закономерности относительно различий молекулярно - генетического ландшафта у курильщиков и не-курильщиков. Наиболее интересным мне показалось следующее:

EGFR - мутация. Частые поломки, выступающие наиболее сильными с точки зрения предиктивной значимости в отношении анти- EGFR - терапии (del 19 ex, L858R) встречаются у не-курильщиков. В то время как редкие варианты мутаций указанного гена, которые обладают менее очевидным (а в некоторых ситуациях - и менее удачными с точки зрения таргетирования) чаще прослеживаются у курильщиков - 22.3% vs. 9.8%, p = 0.002, в частности G719X, L861Q, and S768I

Похожие данные получены и в рамках другой работы, проведенной азиатскими коллегами (Xinan Wang et al) и опубликованной в 2021 году:

KRAS - мутация. Данная поломка встречается куда чаще у курильщиков.

Факт примечательны й, так как в целом наличие KRAS - мутации не является таким сильным негативным фактором в отношении ожидаемого эффекта иммунотерапии, как наличие EGFR - мутации.

По крайней мере, иной раз при наличии KRAS - мутации можно увидеть весьма впечатляющие результаты при применении иммунотерапии (например, при сочетании мутаций KRAS G12C и tp53).

TP53 и KEAP1. Поломка этих генов тоже существенно чаще прослеживается в случае курильщиков:

И вот здесь начинается весьма непростой момент для понимания. Данные относительно предиктивной роли p53 в контексте иммунотерапии при НМРЛ весьма спорные и однозначного мнения научного сообщества относительно этой роли я так и не увидел:

Одни исследователи пытаются нас убедить в негативном влиянии поломки p53 на результат применения иммунотерапии - в частности, в этом замечены коварные китайцы (Liqin Zhao et al), проанализировавшие исход лечения 350 человек и показавшие, что поломка p53 ассоциирована с ухудшением выживаемости пациентов, получающих иммунотерапию. Однако, не сразу упоминая о том, что такая закономерность прослеживалась лишь для пациентов с TMB - low:

Однако, указанные данные не воспроизводятся в ретроспективных исследованиях, которые, напротив, свидетельствуют в пользу того, что поломка p53 не руинит предиктивную роль высокой экспрессией PD-L1 (>50%) и позволяет надеяться на эффект иммунотерапии.

Почему же в разных случаях мы получаем такие противоречивые данные?

Все решает контекст

В отношении предиктивной роли отдельных маркеров решает не столько отдельно взятая генетическая поломка, сколько то, с чем и кем она сочетается. И в зависимости от того, какой набор поломок мы видим в опухоли, мы ожидаем тот или иной результат.

Так, если мы возьмем сочетание поломок KRAS с p53, то мы увидим весьма внушительный ответ на иммунотерапию в отдельных случаях (как уже было отмечено, в случае с поломкой KRAS G12C)
Однако, если мы добавим сюда, к этому набор, еще и поломку KEAP1, то ожидаемый результат лечения будет уже существенно хуже, о чем мы подробно говорили тут: https://telegra.ph/Predskazyvaem-sudbu-po-molekulyarno--geneticheskomu-landshaftu-opyat---KEAP1-NFR2-i-drugie-neponyatnye-abbreviatury-v-zhizni-pac-08-16

Причем обратите внимание, что поломка KEAP1 чаще встречается у курильщиков. По этой причине, я бы не стал говорить о том, что сам факт наличия курения в анамнезе - железобетонный и неоспоримый предиктор, что иммунотерапия разберется с опухолью и объяснит, кто тут неправ. Ну, по крайней мере, если мы ведем речь о моноиммунотерапии.

Особенно прикольно отследить, как сочетание этих поломок влияет на ту же мутационную нагрузку - по всей видимости, их сочетание весьма существенно на них влияет и во многом определяет эффект иммунотерапии, даже вне зависимости от экспрессии PD - L1:

Иными словами, при раке легкого курильщика, мы чаще видим сочетание поломок, которые ассоциированы как с более высокой мутационной нагрузкой и большим бременем неоантигенов, так и с более высокой ожидаемой эффективность. иммунотерапии. Но только ли поломки генов нас тут интересуют?

Микроокружение. Очевидно, что различия в процессах канцерогенеза и молекулярно - генетическом ландшафтах не могли не отразиться на различиях в микроокружении обоих биологических вариантах НМРЛ. И, как ни странно, тут тоже есть любопытные различия:

Оказалось, что микроокружение опухоли у курильщиков, в сравнении с случаями у не-курильщиков, буквально нашпиговано иммунными клетками разного фенотипа, преимущественно фенотипа, настроенного цитотоксически в отношении опухолевых клеток. По крайней мере, если верить данным, полученным Yueqin Sun и соавторами, изучавшими молекулярно - генетический ландшафт и микроокружение опухолевых образцов пациентов с разным статусом курения:

Конкретные различия иммуноокружения были следующими:

доля Treg (регуляторных Т-клеток) с иммуносупрессивным действием и CD4+ Т-клеток памяти была значительно выше в группе некурящих (p < 0,05)
истощённые CD8+ Т-клетки составляют наибольшую долю в тканях НМРЛ, а доля эффекторных CD8+ Т-клеток относительно невелика в обоих случаях. Однако, по сравнению с группой некурящих уровень эффекторных CD8+ Т-клеток был значительно выше (p < 0,001) у курильщиков
CD8+ Т-клетки в группе некурящих находились в состоянии покоя с повышенной экспрессией CD45RA и низкой экспрессией HLA-DR, а CD8+ Т-клетки в группе курильщиков находились в состоянии активации с повышенной экспрессией маркеров активации (HLA-DR, ICOS, IL-2R)
доля активированных дендритных клеток, оказывающих положительное иммуномодулирующее действие, в первой группе была значительно выше, чем во второй (p < 0,01), а доля макрофагов типа M2 в группе некурящих была значительно выше (p < 0,05)

Суммарно все это можно выразить следующей схемой:

Попытаемся резюмировать

Рак легкого у курильщика и не-курильщика - два варианта заболеваний с разной биологией. Более того, эти два варианта включают в себя еще подварианты, что делает течение каждого случая рака легкого весьма непредсказуемым (во всяком случае, менее предсказуемом, чем нам бы того хотелось)
У опухоли курильщика есть несколько теоретических предпосылок, которые могут объяснить более высокую эффективность иммунотерапевтических режимов, чем в случае не-курильщиков:
более высокая опухолевая нагрузка и бремя неоантигенов
частое сочетание поломок, “удачных” для иммунотерапии: мутации гена KRAS + p53, к примеру
отсутствие поломок, аннигилирующих эффективность иммунотерапии (типичные драйверные мутации EGFR у курильщика, по всей видимости, чрезвычайно редкая история)
микроокружение опухоли, обогащенное клетками, настроенного объяснить опухоли, что ей тут не рады
Правило “у курильщиков точно сработает иммунотерапия”, возможно, не такое абсолютное. Так как набор поломок, снижающих ожидаемый эффект иммунотерапии у курильщиков тоже встречается часто (например, поломки KEAP1). Поэтому, часть пациентов, все же, ответит не так хорошо, как мы от них ждем