गैर-स्क्वैमस गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर में अल्ट्रा-फास्ट एम्पलीकॉन-आधारित अगली पीढ़ी का अनुक्रमण
Summary
गैर-स्क्वैमस गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर (एनएस-एनएससीएलसी) देखभाल प्रबंधन के लिए परीक्षण किए जाने वाले आणविक बायोमार्कर की वृद्धि ने तेजी से और विश्वसनीय आणविक पहचान विधियों के विकास को प्रेरित किया है। हम अल्ट्रा-फास्ट-अगली पीढ़ी के अनुक्रमण (एनजीएस) दृष्टिकोण का उपयोग करके एनएस-एनएससीएलसी रोगियों के लिए जीनोमिक परिवर्तन मूल्यांकन के लिए एक वर्कफ़्लो का वर्णन करते हैं।
Abstract
गैर-स्क्वैमस गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर (एनएस-एनएससीएलसी) रोगियों के लक्षित चिकित्सा के लिए परीक्षण किए जाने वाले आणविक परिवर्तनों की संख्या में पिछले कुछ वर्षों में काफी वृद्धि हुई है। उन्नत या मेटास्टैटिक एनएस-एनएससीएलसी रोगियों की इष्टतम देखभाल के लिए आणविक असामान्यताओं का पता लगाना अनिवार्य है, जिससे लक्षित उपचारों को समग्र अस्तित्व में सुधार के साथ प्रशासित किया जा सकता है। फिर भी, ये ट्यूमर प्रतिरोध के तंत्र विकसित करते हैं जो उपन्यास उपचारों का उपयोग करके संभावित रूप से लक्षित होते हैं। कुछ आणविक परिवर्तन भी उपचार प्रतिक्रिया को संशोधित कर सकते हैं। NS-NSCLC के आणविक लक्षण वर्णन को अंतर्राष्ट्रीय दिशानिर्देशों द्वारा अनुशंसित 10 कार्य दिवसों से कम समय में थोड़े टर्नअराउंड समय (TAT) में किया जाना है। इसके अलावा, जीनोमिक विश्लेषण के लिए ऊतक बायोप्सी की उत्पत्ति विविध है, और कम आक्रामक तरीकों और प्रोटोकॉल के विकास के साथ उनका आकार लगातार कम हो रहा है। नतीजतन, पैथोलॉजिस्ट को एक कुशल और तेजी से निदान रणनीति बनाए रखते हुए प्रभावी आणविक टेकनीक करने के लिए चुनौती दी जा रही है। यहां, हम एनएस-एनएससीएलसी रोगियों के निदान पर दैनिक दिनचर्या अभ्यास में उपयोग किए जाने वाले अल्ट्रा-फास्ट एम्पलीकॉन-आधारित अगली पीढ़ी के अनुक्रमण (एनजीएस) वर्कफ़्लो का वर्णन करते हैं। हमने दिखाया कि यह प्रणाली एक उपयुक्त टीएटी में थोरैसिक ऑन्कोलॉजी में सटीक चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान आणविक लक्ष्यों की पहचान करने में सक्षम है।
Introduction
पिछले दशक में, लक्षित और इम्यूनो-थेरेपी के विकास ने गैर-स्क्वैमस गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर (एनएस-एनएससीएलसी)1,2के समग्र अस्तित्व (ओएस) में काफी वृद्धि की है। इस संबंध में, एनएस-एनएससीएलसी का इलाज करते समय विश्लेषण करने के लिए अनिवार्य जीन और आणविक लक्ष्यों की संख्या पिछले कुछ वर्षों में 3,4 बढ़ गई है।
वर्तमान अंतरराष्ट्रीय दिशानिर्देश उन्नत एनएस-एनएससीएलसी5 के निदान पर ईजीएफआर, एएलके, आरओएस 1, बीआरएएफ, एनटीआरके, आरईटी और एमईटी के परीक्षण की सलाह देते हैं। इसके अलावा, जैसा कि नई दवाओं ने हाल ही में नैदानिक परीक्षणों में बहुत ही आशाजनक परिणाम दिए हैं, अतिरिक्त जीनोमिक परिवर्तनों को जल्द ही कई अतिरिक्त जीन, विशेष रूप से KRAS और HER2, BRAC1/BRAC2, PI3KA, NRG1, और NUT 6,7,8,9 के साथ जांचा जाएगा। इसके अलावा, एसटीके 11, केईएपी 1, और टीपी 53 जैसे विभिन्न संबद्ध जीनों की स्थिति कुछ लक्षित उपचारों और / या प्रतिरक्षा चेकपॉइंट इनहिबिटर (आईसीआई) 10,11,12के लिए प्रतिक्रिया या प्रतिरोध की बेहतर भविष्यवाणी के लिए मजबूत रुचि हो सकती है।
महत्वपूर्ण रूप से, सावधानीपूर्वक नैदानिक निर्णय लेने को सुनिश्चित करने के लिए आणविक परिवर्तनों को महत्वपूर्ण देरी के बिना सूचित किया जाना चाहिए। एक ट्यूमर के आणविक लक्षण वर्णन की अनुपस्थिति इस तरह के साथ / इम्यूनोथेरेपी के बिना कीमोथेरेपी के रूप में गैर लक्षित चिकित्सा की दीक्षा के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, एक उप-इष्टतम उपचार रणनीति के लिए अग्रणी, के रूप में कीमोथेरेपी प्रतिक्रिया कार्रवाई योग्य परिवर्तन के साथ रोगियों में सीमित है, जैसे ईजीएफआर उत्परिवर्तन या जीन संलयन13.
इसके अलावा, नियोएडजुवेंट और/या सहायक सेटिंग्स में लक्षित उपचार/इम्यूनोथेरेपी के वर्तमान विकास से प्रारंभिक चरण एनएस-एनएससीएलसी में कम से कम, ईजीएफआर और एएलके परिवर्तनों की व्यवस्थित रूप से तलाश हो सकती है क्योंकि आईसीआई को केवल ट्यूमर में प्रशासित किया जाना चाहिए जो ईजीएफआर और एएलके14 के लिए जंगली-प्रकार हैं। प्रारंभिक चरण एनएस-एनएससीएलसी में ईजीएफआर उत्परिवर्तन की उपस्थिति के लिए परीक्षण करना अब भी अनिवार्य है, क्योंकि ओसिमर्टिनिब (तीसरी पीढ़ी के ईजीएफआर टाइरोसिन किनसे अवरोधक) का उपयोग ईजीएफआर-उत्परिवर्ती एनएस-एनएससीएलसी15 में सहायक चिकित्सा के रूप में किया जा सकता है।
एनएस-एनएससीएलसी रोगियों में विभिन्न लक्षित उपचारों और/या इम्यूनोथेरेपी की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने में विभिन्न बायोमार्करों के आकलन की रणनीति तेजी से आगे बढ़ रही है, जिससे इन बायोमार्कर की पहचान क्रमिक रूप से कठिन 3,16 हो जाती है। इस संबंध में, अगली पीढ़ी अनुक्रमण (एनजीएस) अब एनएस-एनएससीएलसी 5,17 में जीन परिवर्तन के उच्च थ्रूपुट समानांतर मूल्यांकन के लिए इष्टतम दृष्टिकोण है।
हालाँकि, NGS वर्कफ़्लो में महारत हासिल करना मुश्किल हो सकता है और TAT18,19 तक काम कर सकता है। इस प्रकार, कई केंद्र अभी भी अनुक्रमिक दृष्टिकोण (इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री (आईएचसी), स्वस्थानी संकरण (मछली) और / या लक्षित अनुक्रमण में प्रतिदीप्ति करते हैं। हालांकि, यह रणनीति छोटे नमूने के आकार के मामले में सीमित है और सबसे ऊपर, एनएस-एनएससीएलसी20 में परीक्षण करने के लिए आवश्यक कार्रवाई योग्य उत्परिवर्तनों की बढ़ती संख्या के कारण। इस प्रकार, जीन परिवर्तनों के तेजी से मूल्यांकन की अनुमति देने वाली अल्ट्रा-फास्ट और सीधी परीक्षण विधियां इष्टतम नैदानिक निर्णय लेने के लिए तेजी से महत्वपूर्ण हो गई हैं। इसके अलावा, आणविक परीक्षण के लिए अनुमोदित और मान्यता प्राप्त सिस्टम विशिष्ट लक्षित उपचारों के पर्चे के लिए अनिवार्य होते जा रहे हैं।
यहां, हम एनएस-एनएससीएलसी के आणविक परीक्षण के लिए एक अल्ट्रा-फास्ट और स्वचालित एम्पलीकॉन-आधारित डीएनए/आरएनए एनजीएस परख का वर्णन करते हैं जिसका उपयोग क्लिनिकल एंड एक्सपेरिमेंटल पैथोलॉजी लेबोरेटरी (एलपीसीई), नाइस यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल, फ्रांस की प्रयोगशाला में किया जाता है और फ्रेंच प्रत्यायन समिति (सीओएफआरएसी) (https://www.cofrac.fr/) द्वारा आईएसओ 15189 मानदंड के अनुसार मान्यता प्राप्त है। COFRAC प्रमाणित करता है कि प्रयोगशाला द्वारा किए गए पैनल के साथ एक अनुक्रमक पर स्वचालित NGS में आणविक विश्लेषण में परीक्षण/अंशांकन की गतिविधियों के लिए आवेदन के मानक ISO 15189 और COFRAC नियमों की आवश्यकताओं को पूरा करती है। मान्यता प्राप्त अंतरराष्ट्रीय मानक आईएसओ 15189 के अनुसार प्रत्यायन एक परिभाषित दायरे और इस प्रयोगशाला में एक उपयुक्त प्रबंधन प्रणाली के उचित संचालन के लिए प्रयोगशाला की तकनीकी क्षमता को प्रदर्शित करता है। इस वर्कफ़्लो के लाभ और सीमाएं, रिपोर्ट प्राप्त करने के लिए ऊतक बायोप्सी नमूनों की तैयारी से शुरू होती हैं, पर चर्चा की जाती है।
Protocol
Representative Results
Discussion
किसी भी चरण एनएस-एनएसएलसी के निदान पर आणविक परिवर्तन मूल्यांकन के लिए रिफ्लेक्स परीक्षण के रूप में अल्ट्रा-फास्ट एम्पलीकॉन-आधारित एनजीएस दृष्टिकोण का विकास एनएस-एनएससीएलसी 5,22,23…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम थर्मो फिशर साइंटिफिक को धन्यवाद देते हैं कि उन्होंने हमें अपने उपकरण और सामग्रियों का उपयोग करने की संभावना दी।
Materials
| 96 well hard shell plate clear | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | 4483354 | |
| Adhesive PCR Plate Foil | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | AB0626 | |
| AutoLys M tube | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A38738 | FFPE sample processing tubes |
| Genexus Barcodes 1-32 HD | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A40261 | |
| Genexus GX5 Chip and Genexus Coupler | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A40269 | |
| Genexus Pipette Tips | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A40266 | |
| Genexus Purification Instrument | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A48148 | Automated purification instrument (API) |
| Genexus Sequencing Kit | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A40271 | |
| Genexus Templating Strips 3-GX5 and 4 | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A40263 | |
| Genexus Integrated Sequencer | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A45727 | |
| Ion Torrent Genexus FFPE DNA/RNA Purification Combo Kit | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A45539 | |
| Oncomine Precision Assay GX (OPA) Panel (included Strips 1 and 2-HD) | Thermo Fisher Scientific (Waltham, Massachusetts, USA) | A46291 |
References
- Howlader, N., et al. The effect of advances in lung-cancer treatment on population mortality. New England Journal of Medicine. 383 (7), 640-649 (2020).
- Melosky, B., et al. The rapidly evolving landscape of novel targeted therapies in advanced non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 160, 136-151 (2021).
- Hanna, N. H., et al. Therapy for stage IV non-small-cell lung cancer with driver alterations: ASCO and OH (CCO) joint guideline update. Journal of Clinical Oncology. 39 (9), 1040-1091 (2021).
- Kerr, K. M., et al. The evolving landscape of biomarker testing for non-small cell lung cancer in Europe. Lung Cancer. 154, 161-175 (2021).
- Mosele, F., et al. Recommendations for the use of next-generation sequencing (NGS) for patients with metastatic cancers: a report from the ESMO precision medicine working group. Annals of Oncology. 31 (11), 1491-1505 (2020).
- Kazdal, D., Hofman, V., Christopoulos, P., Ilié, M., Stenzinger, A., Hofman, P. Fusion-positive non-small cell lung carcinoma: Biological principles, clinical practice, and diagnostic implications. Genes Chromosomes and Cancer. 61 (5), 244-260 (2022).
- Li, B. T., et al. Trastuzumab deruxtecan in HER2 -mutant non-small-cell lung cancer. New England Journal of Medicine. 386 (3), 241-251 (2022).
- Bontoux, C., Hofman, V., Brest, P., Ilié, M., Mograbi, B., Hofman, P. Daily practice assessment of KRAS status in NSCLC patients: A new challenge for the thoracic pathologist is right around the corner. Cancers. 14 (7), 1628 (2022).
- Skoulidis, F., et al. Sotorasib for lung cancers with KRAS p.G12C mutation. New England Journal of Medicine. 384 (25), 2371-2381 (2021).
- Hellyer, J. A., et al. Impact of tumor suppressor gene co-mutations on differential response to EGFR TKI therapy in EGFR L858R and Exon 19 deletion lung cancer. Clinical Lung Cancer. 23 (3), 264-272 (2022).
- Mograbi, B., Heeke, S., Hofman, P. The importance of stk11/lkb1 assessment in non-small cell lung carcinomas. Diagnostics. 11 (2), 196 (2021).
- Nadal, E., et al. Two patients with advanced-stage lung adenocarcinoma with radiologic complete response to nivolumab treatment harboring an STK11/LKB1 mutation. JCO Precision Oncology. 4, 1239-1245 (2022).
- Smeltzer, M. P., et al. The international association for the study of lung cancer global survey on molecular testing in lung cancer. Journal of Thoracic Oncology. 15 (9), 1434-1448 (2020).
- Ahern, E., Solomon, B. J., Hui, R., Pavlakis, N., O’Byrne, K., Hughes, B. G. M. Neoadjuvant immunotherapy for non-small cell lung cancer: Right drugs, right patient, right time. Journal for ImmunoTherapy of Cancer. 9 (6), e002248 (2021).
- Wu, Y. -. L., et al. Osimertinib in resected EGFR-mutated non-small-cell lung cancer. New England Journal of Medicine. 383 (18), 1711-1723 (2020).
- Hanna, N. H., et al. Therapy for stage IV non-small-cell lung cancer without driver alterations: ASCO and OH (CCO) joint guideline update. J Clin Oncol. 38 (14), 1608-1632 (2020).
- de Maglio, G., et al. The storm of NGS in NSCLC diagnostic-therapeutic pathway: How to sun the real clinical practice. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 169, 103561 (2022).
- DiStasio, M., Chen, Y., Rangachari, D., Costa, D. B., Heher, Y. K., VanderLaan, P. A. Molecular testing turnaround time for non-small cell lung cancer in routine clinical practice confirms feasibility of CAP/IASLC/AMP guideline recommendations: A single-center analysis. Clinical Lung Cancer. 18 (5), e349-e356 (2017).
- Heeke, S., et al. Use of the ion PGM and the genereader NGS systems in daily routine practice for advanced lung adenocarcinoma patients: A practical point of view reporting a comparative study and assessment of 90 patients. Cancers. 10 (4), 88 (2018).
- Hofman, P. The challenges of evaluating predictive biomarkers using small biopsy tissue samples and liquid biopsies from non-small cell lung cancer patients. Journal of Thoracic Disease. 11, S57-S64 (2019).
- Ilié, M., et al. Setting up an ultra-fast next-generation sequencing approach as reflex testing at diagnosis of non-squamous non-small cell lung cancer; experience of a single center (LPCE, Nice, France). Cancers. 14 (9), 2258 (2022).
- Zacharias, M., et al. Reflex testing in non-small cell lung carcinoma using DNA-and RNA-based next-generation sequencing-a single-center experience. Translational Lung Cancer Research. 10 (11), 4221-4234 (2021).
- Miller, T. E., et al. Clinical utility of reflex testing using focused nextgeneration sequencing for management of patients with advanced lung adenocarcinoma. Journal of Clinical Pathology. 71 (12), 1108-1115 (2018).
- Al-Ahmadi, A., et al. Next generation sequencing of advanced non-small cell lung cancer: utilization based on race and impact on survival. Clinical Lung Cancer. 22 (1), 16.e1-22.e1 (2021).
- Kim, J. H., Yoon, S., Lee, D. H., Jang, S. J., Chun, S. M., Kim, S. W. Real-world utility of next-generation sequencing for targeted gene analysis and its application to treatment in lung adenocarcinoma. Cancer Medicine. 10 (10), 3197-3204 (2021).
- Sheffield, B. S., et al. Point of care molecular testing: Community-based rapid next-generation sequencing to support cancer care. Current Oncology. 29 (3), 1326-1334 (2022).
- Camidge, D. R., Doebele, R. C., Kerr, K. M. Comparing and contrasting predictive biomarkers for immunotherapy and targeted therapy of NSCLC. Nature Reviews Clinical Oncology. 16 (6), 341-355 (2019).
- Rosas, D., Raez, L. E., Russo, A., Rolfo, C. Neuregulin 1 gene (Nrg1). A potentially new targetable alteration for the treatment of lung cancer. Cancers. 13 (20), 5038 (2021).
- Shapiro, G. I., et al. A Phase 1 study of RO6870810, a novel bromodomain and extra-terminal protein inhibitor, in patients with NUT carcinoma, other solid tumours, or diffuse large B-cell lymphoma. British Journal of Cancer. 124 (4), 744-753 (2021).
- Schoenfeld, A. J., et al. The genomic landscape of SMARCA4 alterations and associations with outcomes in patients with lung cancer. Clinical Cancer Research. 26 (21), 5701-5708 (2021).
- Zhang, K., et al. Identification of deleterious NOTCH mutation as novel predictor to efficacious immunotherapy in NSCLC. Clinical Cancer Research. 26 (14), 3649-3661 (2020).
- Shen, C. I., et al. Real-world evidence of the intrinsic limitations of PCR-based EGFR mutation assay in non-small cell lung cancer. Scientific Reports. 12 (1), 13566 (2022).
- Zou, D., et al. Diagnostic value and cost-effectiveness of next-generation sequencing-based testing for treatment of patients with advanced/metastatic non-squamous non-small-cell lung cancer in the United States. Journal of Molecular Diagnostics. 24 (8), 901-914 (2022).
- Zhong, Y., Xu, F., Wu, J., Schubert, J., Li, M. M. Application of next generation sequencing in laboratory medicine. Annals of Laboratory Medicine. 41 (1), 25-43 (2020).
- Bruno, R., Fontanini, G. Next generation sequencing for gene fusion analysis in lung cancer: A literature review. Diagnostics. 10 (8), 521 (2020).
- Hofman, V., et al. Ultra-fast gene fusion assessment for non-squamous non-small cell lung cancer. JTO Clinical and Research Reports. 4 (2), 100457 (2022).
- Horgan, D., et al. Personalized medicine perspective identifying the steps required to effectively implement next-generation sequencing in oncology at a national level in Europe. Journal of Personalized Medicine. 12 (1), 72 (2022).
- Cohen, D., et al. Optimizing mutation and fusion detection in NSCLC by sequential DNA and RNA sequencing. Journal of Thoracic Oncology. 15 (6), 1000-1014 (2020).
- Goswami, R. S., et al. Identification of factors affecting the success of next-generation sequencing testing in solid tumors. American Journal of Clinical Pathology. 145 (2), 222-237 (2016).
- Ilie, M., Hofman, P. Pitfalls in Lung Cancer Molecular Pathology: How to Limit them in Routine Practice. Current Medicinal Chemistry. 19 (16), 2638-2651 (2012).
