ONCOMPASS WES-PED

A molekuláris genetikai információ kezelési stratégiákba történő integrálása új korszakot nyitott az onkológiában, amelyet precíziós onkológiaként definiálunk. A személyre szabott kezelési stratégiák kialakítása során a beteg kórtörténete mellett a genetikai hibákat, azok funkcionális jelentését, a publikált tudományos eredményeket, a rendelkezésre álló konvencionális (kemoterápiás) és célzott terápiás hatóanyagok arzenálját, azok elérhetőségét (törzskönyvezett-e, közfinanszírozott-e, klinikai vizsgálat keretében hozzáférhető-e), továbbá a nemzetközi ajánlásokat kell a kezelőorvosnak naprakészen követnie és összekapcsolnia.

Az eddigi kutatások szerint a gyermekkori daganatokban azonosított genetikai hibák a felnőttkori daganatokra jellemző génhibák spektrumán kívül esnek, ezért a releváns genetikai eltérések azonosításához a teljes exom vizsgálatára szükség van. Cégünk a farmakológiai tesztek fejlesztésében, az NGS technológia klinikai alkalmazásában és az orvosi döntéstámogató algoritmusok és információ technológiai rendszerek fejlesztésében szerzett tapasztalatait felhasználva olyan WES-alapú orvosi döntéstámogató rendszert fejlesztett ki daganatos gyermekek számára, mely ötvözi a génhibák azonosítására legalkalmasabb szekvenálási technológiák és az Oncompass Calculator döntéstámogató szoftverünk képességeit a daganatos gyerekek leghatásosabb kezeléshez jutása érdekében.

Az ONCOMPASS-WES-PED által szolgáltatott molekuláris információk és azok evidencia adatbázisunk alapján történő klinikai interpretálása közvetlenül a rutin onkológiai betegellátásban hasznosul.

A termék bemutatása

WES-alapú orvosi döntéstámogató rendszer, mely ötvözi a génhibák azonosítására legalkalmasabb és legkorszerűbb szekvenálási technológiák és az Oncompass Calculator döntéstámogató szoftverünk (RealTime Oncology Treatment Calculator) képességeit a daganatos gyerekek leghatásosabb kezeléshez jutása érdekében.
A rendszer komponensei 1) a WES-alapú diagnosztikai teszt, melynek eredményeit a molekulários profil tartalmazza és 2) a döntéstámogató szoftver (Calculator), mely a molekuláris elváltozások evidencia adatbázis és speciális algoritmus (Molecular Treatment Calculator) alapján történő funkcionális elemzését tartalmazza. A Riportot a Molekuláris Tumor Board hagyja jóvá, amelyben több tudományterület képviselői (orvosok, molekuláris biológusok, genetikai tanácsadó, bioinformatikusok) diszkutálják a Riportot és a terápiás javaslatot az eredmények fényében.

A Calculator bemeneti adatai a beteg tumortípusa, a daganat molekuláris profilja, amely bioinformatikai elemzés után kerül feltöltésre a Calculatorba, a beteg előzetesen létrehozott adatlapjára; továbbá az evidencia adatbázis, melyben manuális kurációval kerülnek rögzítésre a tumor, driver, molekuláris célpont és gyógyszer kapcsolatokat leíró orvosi szabályok a publikusan elérhető tudományos eredmények és adatbázisok alapján. A Calculator jelenleg több, mint 1200 hatóanyagot képes személyre szabottan rangsorolni a beteg daganatának egyéni molekuláris profilja alapján 21 000 szabály felhasználásával. Egyedülálló megoldásként a Calculator a terápiás lehetőségeket objektív szempontok (AEL: aggregált evidencia szint) alapján rangsorolja. Működésének lényege, hogy az előre létrehozott, kurált és parametrizált adatbázisból az algoritmus segítségével kiválasztja a megfelelő evidenciákat, majd a beteg molekuláris profiljával kapcsolatos hatóanyagok közül azokat rangsorolja első helyen, melyek hatékonyságát a legtöbb tudományos publikáció támasztja alá. Az algoritmus az ismert biológiai törvényszerűségek és a beteghez való hasonlóság mértéke alapján súlyozza az információk fontosságát. A számítás során generált AEL egy olyan – génekhez, célpontokhoz és gyógyszerekhez rendelt – számérték, amely arányos azzal, hogy az adott génhiba jelentőségét és egy vele kapcsolatos gyógyszer hatékonyágát milyen számú és milyen mértékben releváns közlemény támasztja alá.

A generált eredmények és a funkcionális interpretációs szöveg fényében a Szakértő (orvos vagy genetikai tanácsadó kolléga) fél-egyoldalas szöveges összegzést készít az eredményekről és a terápiás opciókról, javaslatokról, esetleges klinikai vizsgálatokról.

1. WES-alapú molekuláris profil
   A molekuláris profil az elvégzett molekuláris vizsgálatok eredményeit tartalmazza a vizsgált mintára vonatkozóan. Továbbá tartalmazza a mintára vonatkozó patológiai váleményt a tumorarány pontos, %-os meghatározásával.

   A teljes exom jó minőségű szekvenálása megfelelően komplex és egyenletes lefedettséget biztosító könyvtár készítését igényi. Ehhez meghatározott minőségi és mennyiségi értékekkel jellemzett mintára van szükség, melyet a patológiai validálás és minőségi ellenőrzés biztosít.

   A teljes exom szekvenáláshoz szükséges megfelelő minőségű könyvtár készítése a biotinilált RNS „bait”-eket alkalmazó „capture”-alapú target dúsítási módszerrel történik, mely magasabb komplexitást és egyenletesebb lefedettséget biztosít a szekvenálás során. Az Illumina platformon történő „paired-end” szekvenálás biztosítja a target szekvenciák két irányból történő leolvasását, a minimum 70%-s on-target arányt és magas lefedettséget (min. 100x).

   A teljes exom NGS vizsgálatával nyert közel 10 Gb méretű adatállományból kezelhető méretű, fals eredményektől megtisztított variánslista létrehozása NGS adatelemző szoftverek és manuális szűrési lépések integrálásával történik. A variánsok bioinformatikai szűrésére és biológiai evidenciákon alapuló rangsorolására az Ingenuity Variants AnalysisTM szoftvert, a szekvenálási leolvasások vizuális megjelenítésére az Integrative Genomics Viewer (IGV) programot integrálja a rendszer. Utóbbi a variánsok bázis-környezetének elemzését segíti. A szűrési protokollunk része a 997 génből álló génlista, mely azon génekbe eső variánsok kiválasztását segíti, melyeket az irodalom alapján a gyermekkori daganatokban relevánsnak tartunk.

   A funkcionális szűrési lépések nagy skálájú, robosztus keresést tesznek lehetővé az összes detektált variáns esetében. Az így kapott funkcionálisan szűrt variánslista azokat az eltéréseket tartalmazza, amelyek valamilyen szempont alapján feltehetően daganatok kialakulásához köthetők, illetve nincsen a benignus tulajdonságukat bizonyító evidencia az ellenőrzött adatbázisokban.

   A kiválasztott variánsok meta-adatokkal együtt az NGS Calculator modul segítségével kerülnek a szoftverünkbe. A variánsokat a saját fejlesztésű Molecular Treatment Calculator (MTC) egyedi algoritmusa és a felvitt evidenciák alapján kerülnek elemzésre.

2. Precíziós Onkológiai Riport
   A Riport a bemeneti adatok közül tartalmazza a teljes molekuláris profilt és a releváns evidenciákat, kimeneti információként a driverek, targetek és hatóanyagok rangsorolt listáját, továbbá szövegesen a funkcionális interpretációt és az összefoglalót. A Riport anonim módon is elkészíthető, ha a beteg vagy kezelőorvosa úgy kívánja.

   A Riport a beteg onkológiai szempontból releváns adatain túl (tumortípus, metasztázisok lokalizációja, korábbi kezelések) tartalmazza az elvégzett vizsgálatok, a korábbi molekuláris diagnosztikai eredmények és riport készítésében résztvevők listáját.

   Az ÖSSZEFOGLALÁS a fontosabb eredmények Szakértő által készített szöveges összefoglalóját tartalmazza, amely a Riport olvasó általi gyors értelmezését segíti. A Szakértő a Molekuláris Tumor Board javaslatát is beleírja az összefoglalóba, és felsorolja a molekuláris profilon alapuló kezelési opciókat a kezelőorvos részére a rendelkezésre álló további információk (például korábbi kezelések, komorbiditások) figyelembevételével.
   A MOLEKULÁRIS CÉLPONT ELEMZÉS részben az összes detektált molekuláris alteráció felsorolása található AEL szerint rangsorolva, tehát a legerősebb driver alterációk szerepelnek elöl. A mellette lévő rovatban az ezen variánsokkal összefüggő indirekt célpont gének listája látható, szintén AEL szerint sorba rendezve. A targetek alatt látható, hogy melyik driver variánshoz kapcsolhatók. Mivel egy target több driverhez is tartozhat, elképzelhető, hogy nem a legmagasabb AEL számértékű alterációhoz tartozó target kerül a lista élére.

   A HATÓANYAGOK részben a daganat molekuláris profiljával pozitív, illetve negatív kapcsolatban álló hatóanyagok találhatók AEL szerinti abszolútértékben csökkenő sorrendben, amelyek alatt a hozzájuk kapcsolódó targetek és driverek szerepelnek. A kezelőorvost döntésében az is támogatja, hogy a hatóanyagok mellett törzskönyvezési státuszuk (FDA/EMEA) és indikációjuk is fel van tüntetve. A negatív kapcsolatban álló hatóanyagok a rezisztenciákat hivatottak feltárni – megmutatják, hogy mely hatóanyagok lehetnek monoterápiában hatástalanok adott molekuláris profil esetén. Külön rovatban láthatók a klinikai fejlesztés alatt álló hatóanyagok, amely a klinikai vizsgálat keresés során nyújt támpontot olyan esetekben, ahol nincs elérhető törzskönyvezett hatóanyag, vagy a törzskönyvezett lehetőségek kimerültek.

   A KLINIKAI VIZSGÁLATOK fejezetben a beteg számára személyre szabottan talált klinikai vizsgálatok szerepelnek.
   A RÉSZLETES MOLEKULÁRIS PROFIL rovatban látható az összes szekvenálással vizsgált gén és ezek mutációs státusza, valamint a további vizsgálatok (FISH, IHC, MSI) pozitív vagy negatív eredménye, tehát a beteg és kezelőorvosa számára elérhető a teljes molekuláris profil.

   A BIOINFORMATIKAI ÉS FUNKCIONÁLIS ELEMZÉS részben a bioinformatikai szűrések leírása és a detektált genetikai variánsok funkcionális interpretációja szerepel szöveges formában, hivatkozásokkal. Ennek van egy molekuláris profiltól függetlenül alkalmazott célzott terápiás hatóanyagok része, melyben szövettanspecifikus eredmények leírása olvasható.

   A következő blokkban a javasolt hatóanyagok referenciájának listája látható az AEL sorrendjében, itt találhatók azok a hivatkozások, amelyekben az adott hatóanyagot a molekuláris profil elemeivel összefüggésbe hozták. Tehát a számítás során felhasznált publikációk egy részét a Riport is listázza, az orvos a klinikai döntést jogilag ezekre a közleményekre hivatkozva hozza meg. Ugyanilyen lista készül a biomarkerekre és driverekre, így az egész döntéstámogatási rendszer átlátható és visszakövethető marad.

   Azon felhasználók számára, akik többet szeretnének megtudni a Riportban említett gének funkciójáról, a DRIVER ÉS TARGET GÉNEK LEÍRÁSA fejezet szolgál tájékoztatásul. A gének funkcionális leírása a UniProt (Universal Protein Resource) adatbázisból származik, így angol nyelven szerepel a Riportban.
   Végül a FÜGGELÉKben a FORGALOMBAN LÉVŐ és KLINIKAI VIZSGÁLATBAN ELÉRHETŐ CÉLZOTT HATÓANYAGOK listája található.

Munkafolyamat

Minta

FFPE szöveti blokk a preferált minta NGS-WES elvégzésére. Amennyiben a javasolt friss áttéti minta nem elérhető, a primer tumorból származó szövetminta is megfelelhet tumor molekuláris profil vizsgálathoz, amennyiben a megfelelően arcívált minta nem túl régi. Amennyiben a minta 5 évnél régebbi a vizsgálat kivitelezése megkérdőjelezhető. Amennyiben a beteg több vonal kezelésen van túl (főképp célzott terápiáknál) a mintavételt követően, a kezelés előtti minta DNS-ében detektált molekuláris eredmények nem feltétlen reprezentálják a betegben aktuálisan jelen lévő áttétet okozó daganat molekuláris profilját, mely csökkentheti a terápiás javaslat hatásosságát.
Hematológiai minta esetében a vizsgálathoz 2-5 ml csontvelő szükséges EDTA csőben. Javasolt az először leszívott aspirátumot elküldeni. A minta szállítása laboratóriumunkba szobahőmérsékleten történjen a mintavételt követően 24 órán belül! A minta tumorsejt-arányának meghatározása (FACS analízis) szükséges, melynek eredményét laboratóriumunk a vizsgálat megkezdése előtt javasolt eljuttatni.

Kiindulási minta típus: FFPE szöveti minta, 10 db 6 µm vastag metszet
Input minta: RNS-free DNS in water
Mennyiség: 1 ug
Tisztaság: OD 260/280 ≥ 1.8; OD 260/230 ≥ 1.4

Korlátok és ajánlások

• In vitro diagnosztikai felhasználásra
• a negatív eredmény nem zárja ki a mutáció jelenlétét a vizsgálat érzékenységi határa alatt
• 30%-nál kisebb tumoraránnyal rendelkező minták feldolgozásánál a CNV detektálás bizonytalan
• a detektált CNV esetében gold-standard reflex teszt elvégzése javasolt
• az 5% allélfrekvenciánál kisebb előfordulás esetén a mutáció kizárásra kerül
• a betegek gondozását kapcsolatos és terápiás döntését a kezelőorvos hozza meg
• LOH jelenlétének igazolt kimutatása a teszttel nem lehetséges
• a teszt nem tesz különbséget az örökletes és szomatikus eltérések között
• ha archív szövet nem áll rendelkezésre, az új mintavétel kockázatot jelen a beteg számára, ezt a kezelőorvossal történő egyeztetés kell, hogy megelőzze