BRAF i melanom: ESMO Biomarker Factsheet

Definition av BRAF

BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1) är ett serin/treoninproteinkinas som spelar en kritisk roll i RAS-RAF-MEK-ERK-mitogen-aktiverat-proteinkinas-(MAPK)-signalvägen. Aktivering av denna väg överför extracellulära signaler genom cellen via en kaskad av fosforyleringshändelser, vilket leder till förändrat genuttryck, celltillväxt, överlevnad och differentiering i normala och transformerade celler.

BRAF är en potent onkogen som aktiveras i cirka 8 % av alla cancerformer. BRAF-punktmutationer har identifierats i ett stort antal solida tumörer och en undergrupp av hematologiska maligniteter och är särskilt vanligt förekommande i melanom . Majoriteten av BRAF-mutationerna förekommer inom kinasets aktiveringsdomän, vilket leder till konstitutiv aktivering av BRAF och fosforylering av MEK, oberoende av uppströmsaktivering av receptortyrosinkinaser eller RAS. Detta ger upphov till en oförhindrad, konstitutiv aktivering av ERK, vilket leder till främjande av cellulär tillväxt och undvikande av apoptos och i slutändan till neoplastisk omvandling. Den vanligaste BRAF-mutationen, som återfinns i mer än 90 % av BRAF-muterade tumörer, är ett utbyte av en valin mot en glutaminsyra vid aminosyra 600 (V600E) i kinasaktiveringsdomänen. Denna substitution efterliknar fosforylering av aktiveringsslingan och inducerar därmed konstitutiv BRAF-proteinkinasaktivitet.

BRAF-mutationer i melanom

Aktiverande BRAF-mutationer förekommer i ungefär 50 % av alla melanom. Ungefär 90 % av dessa mutationer förekommer vid aminosyra 600, varav majoriteten är BRAF V600E-mutationer . Andra mutationer har registrerats vid kodon 600, inklusive BRAF V600K, V600D och V600M.

Den höga frekvensen av BRAF-mutationer i melanom innebär att denna onkogen kan vara ett attraktivt terapeutiskt mål och har lett till en ny era av riktad terapi för avancerat melanom.

BRAF som prognostisk biomarkör i melanom

För godkännandet av BRAF-hämmare hade patienter med BRAF-muterat melanom en sämre prognos än patienter vars sjukdom uttryckte BRAF av vildtyp. Ett antal studier har hos patienter med metastaserande melanom påvisat ett samband mellan förekomsten av en BRAF-mutation och sämre prognos från diagnos av första metastasering eller resektion av metastasering. Förekomsten av en BRAF-mutation verkar dock inte ha någon inverkan på det sjukdomsfria intervallet från diagnosen av det första melanomet till den första fjärrmetastasen . Patienter med BRAF-positivt melanom tenderar att vara yngre och ha sämre överlevnad än patienter med melanom av vildtyp vid diagnosen. Även om inga specifika kliniska egenskaper hos metastaserande sjukdom ännu har korrelerats med BRAF-mutationsstatus, har det primära melanomet hos BRAF-mutanter förknippats med specifika klinisk-patologiska egenskaper, bland annat plats (bål), tidigare debutålder och avsaknad av kroniska solskador i den omgivande huden .

BRAF som prediktiv biomarkör i melanom

BRAF-riktade terapier uppvisar en anmärkningsvärd effektivitet i BRAF-muterade melanom där förekomsten av en BRAF V600-mutation fungerar som en prediktiv biomarkör för respons. Två BRAF-hämmare, vemurafenib och dabrafenib, och en MEK-hämmare, trametinib, har godkänts i Europa för behandling av vuxna patienter med obehandlade eller metastaserande melanom med BRAF V600-mutation. Behandling av patienter med BRAF-muterat melanom med dessa målinriktade terapier har vänt den dåliga prognos som är förknippad med denna molekylära förändring. Dessa patienter har nu en längre medianöverlevnad än patienter med BRAF-melanom av vildtyp .

BRAF-hämmarna vemurafenib och dabrafenib binder specifikt till och undertrycker BRAF-aktivitet och nedströms signalering i celler som innehåller en BRAF V600-mutation. I kliniska prövningar har båda dessa substanser visat djupgående kliniska svar hos patienter med melanom med BRAF V600-mutationer, med en signifikant ökning av progressionsfri och total överlevnad jämfört med standardbehandling med kemoterapi .

MEK-inhibitorn trametinib binder till icke-fosforylerat MEK och förhindrar RAF-beroende MEK-fosforylering och aktivering. I kliniska prövningar, även om den uppnådda totala svarsfrekvensen inte var lika hög som för vemurafenib eller dabrafenib, uppvisade trametinib förbättrad progressionsfri och total överlevnad jämfört med standardbehandling med kemoterapi . Det finns belägg för att trametinib inte har någon klinisk aktivitet hos patienter som har utvecklats under en tidigare BRAF-hämmare, men nya data från kliniska prövningar visar att kombinerad behandling med dabrafenib och trametinib förbättrar effekten utan att försämra biverkningarna, jämfört med en av de båda substanserna ensamma . Denna kombination har godkänts av FDA för behandling av melanompatienter med BRAF V600-mutationer.

Den framgång som dessa målinriktade terapier har haft hos patienter med BRAF-muterat melanom leder till rekommendationen att patienter med metastaserat eller obehandlingsbart melanom bör screenas för BRAF V600-mutationer i antingen en metastaserad lesion (företrädesvis) eller i den primära tumören, för att hjälpa till med att vägleda det terapeutiska beslutsfattandet .

Resistens mot BRAF-hämning

En liten undergrupp av patienter med BRAF-muterat melanom svarar inte på behandling med BRAF- eller MEK-hämmare på grund av inneboende resistensmekanismer, och de flesta patienter som initialt svarar på dessa terapier utvecklar till slut en mekanism för förvärvad resistens, vilket leder till progressiv sjukdom. Det finns flera möjliga resistensmekanismer och de flesta mekanismer som hittills beskrivits inbegriper reaktivering av MAPK-systemet. NRAS-mutationer och splicevarianter av BRAF V600E mRNA är vanliga mekanismer som hittills har identifierats. Aktivering av PI3K-PTEN-AKT-vägen har också visat sig spela en roll i den förvärvade resistensen mot BRAF-hämmare.

Det finns ett antal RAF-hämmare som för närvarande befinner sig i preklinisk och klinisk utveckling, var och en med olika egenskaper som syftar till att övervinna de resistensmekanismer som kan begränsa effektiviteten hos dessa läkemedel.

Rekommendationer för BRAF-testning vid melanom

Vemurafenib, dabrafenib och trametinib är indicerade för patienter med obehandlingsbart eller metastaserande melanom, som har en BRAF V600-mutationspositiv tumör, bekräftad genom ett validerat test som utförts i ett ackrediterat (certifierat) institut som omfattar lämpliga kvalitetskontroller .

Det finns flera metoder för att påvisa BRAF V600-mutationer, bland annat mutationsspecifik realtidspolymeraskedjereaktion (RT-PCR), Sangersekvensering, pyroseksekvensering, konformationsanalys och smältningsanalys med hög upplösning.

Två RT-PCR-kompanjondiagnostiska tester utvecklades tillsammans med vemurafenib och dabrafenib för att bedöma patienternas lämplighet för deltagande i de kliniska prövningarna; cobas® 4800 BRAF V600 Mutation Test och bioMerieux (bMx) THxID®-BRAF-assay , respektive. Båda testerna är godkända av FDA och CE-IVD för detektion av BRAF-mutationer och omfattar extraktion av genomiskt DNA från formalinfixerade, paraffininbäddade (FFPE) tumörprover och en RT-PCR-analys som upptäcker både vildtyp och muterad BRAF. cobas® 4800-testet är utformat för att upptäcka den dominerande BRAF V600E-mutationen med hög känslighet (ned till 5 % V600E-sekvens i en bakgrund av vildtypsekvens från FFPE-derivat-DNA) och upptäcker även de mindre vanliga BRAF V600D- och V600K-mutationerna med lägre känslighet. THxID®-BRAF-analysen har utformats för att upptäcka BRAF V600E- och V600K-mutationer med hög känslighet (ned till 5 % V600E- och V600K-sekvens i en bakgrund av vildtypsekvens med hjälp av DNA som extraherats från FFPE-vävnad) och upptäcker även den mindre vanliga BRAF V600D-mutationen och V600E/K601E-mutationen med lägre känslighet . Flera olika CE-IVD-metoder för BRAF-testning finns dock tillgängliga i Europa.

Säkerställande av kvalitet och snabba resultat från BRAF-mutationstestning

Det är viktigt att alla melanompatienter som är berättigade till BRAF-hämmande behandlingar bedöms för BRAF-mutation på ett korrekt, tillförlitligt och snabbt sätt så att resultaten kan tillämpas på ett lämpligt sätt på den kliniska behandlingen av patienten.

Anslutningen av BRAF-mutationsresultat till kliniker kan påverkas av:

• den tidpunkt under patientens väg där testet begärs,
• stadiet och den kliniska brådskan hos de patienter som väljs ut för BRAF-mutationstestning,
• genomströmningstiden för själva BRAF-mutationstestet,
• och hur resultaten överförs till de behandlande klinikerna .

Vilken teknik och vilken algoritm bör användas för analys av BRAF-statusen i melanom?

Alla metoder som används för att upptäcka BRAF-mutationer har för- och nackdelar, och valet att använda den ena framför den andra baseras vanligtvis på aktuell lokal praxis och erfarenhet i de olika kliniska laboratorierna .

Parametrar som bör beaktas när man väljer ett lämpligt kompletterande diagnostiskt test är bland annat känslighet, specificitet, gränsen för analytisk känslighet och misslyckandefrekvens .

Metoder för att öka sensitiviteten och specificiteten och för att minska antalet misslyckanden är bl.a. följande:

• validera den valda metoden grundligt genom att jämföra den med ”guldstandardmetoder”,
• genomföra makrodissektion av prover för att öka teknikens känslighet,
• välja små amplikoner för PCR-amplifiering för att minska andelen misslyckanden på grund av DNA-nedbrytning,
• fortlöpande validering av metoden genom tillämpning av bästa praxis och deltagande i externa kvalitetskontroller .

Patientval

I linje med den europeiska licensen för vemurafenib, dabrafenib och trametinib rekommenderas testning av BRAF-mutation hos patienter som diagnostiserats med icke-resektable eller metastaserande melanom. Europeiska riktlinjer anger att BRAF-mutationstestning av primära tumörer hos patienter utan metastaser inte rekommenderas .

Nyckelreferenser

1. Holderfield M, Deuker MM, McCormick F, et al. Targeting RAF kinases for cancer therapy: BRAF-muterat melanom och mer än så. Nature Reviews Cancer 2014;14:455-67.
2. Davies H, Bignell GR, Cox C, et al. Mutationer i BRAF-genen i mänsklig cancer. Nature 2002;417: 949-54.
3. Gonzalez D, Fearfield L, Nathan P, et al. BRAF mutation testing algorithm for vemurafenib treatment in melanoma: recommendations from an expert panel. Br J Dermatol 2013;168:700-7.
4. Long GV, Menzies AM, Nagrial AM, et al. Prognostic and clinicopathologic associations of oncogenic BRAF in metastatic melanoma. J Clin Oncol 2011;29:1239-46.
5. Vemurafenib. Produktresumé. 2014.
6. Dabrafenib. Produktresumé. 2015.
7. Trametinib. Produktresumé. 2015.
8. Chapman PB, Hauschild A, Robert C, et al. Förbättrad överlevnad med vemurafenib i melanom med BRAF V600E-mutation. N Engl J Med 2011;364:2507-16.
9. Hauschild A, Grob JJ, Demidov LV, et al. Dabrafenib in BRAF-mutated metastatic melanoma: a multicentre, open-label, phase 3 randomised controlled trial. Lancet 2012;380:358-65.
10. Flaherty KT, Robert C, Hersey P, et al. Improved survival with MEK inhibition in BRAF-mutated melanoma.N Engl J Med2012;367:107-14.
11. Flaherty KT, Infante JR, Daud A, et al. Combined BRAF and MEK inhibition in melanoma with BRAF V600 mutations. N Engl J Med 2012;367:1694-703.
12. Dummer R, Hauschild A, Guggenheim M, et al. ESMO Guidelines Working Group. Kutant melanom: ESMO Clinical Practice Guidelines för diagnos, behandling och uppföljning. Ann Oncol 2012;23(Suppl 7):vii86-91.
13. Chapman PB. Mechanisms of resistance to RAF inhibition in melanomas harboring a BRAF mutation Am Soc Clin Oncol Educ Book 2013; doi: 10.1200/EdBook_AM.2013.33.e80.
14. Shi H, Hugo W, Kong X, et al. Acquired resistance and clonal evolution in melanoma during BRAF inhibitor therapy. Cancer Discov 2014;4(1):80-93. doi: 10.1158/2159-8290.CD-13-0642. Epub 2013 Nov 21.