文摘
客观的总结现有的生物标志物数据皮肤纤维神经瘤(cNF)和通知的生物标志物为cNF临床试验设计。
方法cNF工作小组,一个小组反应评价的神经纤维瘤和Schwannomatosis(缰绳)联盟,成立为cNF审查和通知临床试验设计。2018年6月至2020年2月,cNF工作组进行了审查现有的数据基因生物标记的cNF神经纤维瘤病1型的设置。我们还审查标准成功的生物标志物应用在诊所。集团举行了一系列会议开发共识报告。
结果我们系统的文献回顾现有的数据显示为cnf缺乏有效的生物标记。在我们的报告中,我们总结了现有的信号,基因组、转录组、病理和蛋白质组数据相关cNF。最后,我们建议将勘探目标的预测生物标志物纳入临床试验通过生物样本。
结论这些建议的目的是为研究人员和临床医生提供临床试验设计的最佳实践来帮助识别cNF的临床验证生物标记。
术语表
- cNF=
- 皮肤纤维神经瘤;
- mTOR=
- 哺乳动物雷帕霉素靶;
- NF1=
- 神经纤维瘤病1型;
- 缰绳=
- 反应评估神经纤维瘤和Schwannomatosis
1型神经纤维瘤病(NF1)是一种常染色体显性遗传neurogenetic条件影响≈1每2000到3000人口的出生1,2特点是致病性生殖系的变化NF117号染色体上的轨迹。NF1表型是异类,但几乎所有受影响的个人发展良性皮肤肿瘤称为皮肤纤维瘤(cnf)。其它特征包括浅褐色斑点,腋长雀斑,丛状纤维瘤除了中枢神经系统异常。
cnf混合程控肿瘤由雪旺细胞、成纤维细胞、巨噬细胞和肥大细胞。虽然组织学检查良性,cnf可以造成严重的瘙痒,疼痛、社交焦虑和痛苦。个人可以有一些影响成千上万的cnf和表明cnf降低他们的生活质量的主要因素。3,- - - - - -,6cnf可以出现在生命的早期,但年轻人的最高发展速度和增加。3一些研究报告青春期和怀孕的快速增长。7,- - - - - -,9治疗cnf目前局限于手术切除和破坏(例如,激光或我们),从而导致疤痕和复发率很高。10,- - - - - -,17另外,删除所有病变通常不可行,由于大量的cnf和可用的干预措施的副作用。因此,越来越多的兴趣发展cnf非手术治疗。
cnf驱动,至少部分可控的Ras激活雪旺细胞内途径。个人NF1的缺陷NF1基因编码neurofibromin, GTPase激活蛋白和消极的Ras途径的监管机构。neurofibromin的主要功能是将活跃鸟嘌呤核苷三磷酸- - - - - -Ras和刺激Ras GTPase活性裂开鸟嘌呤核苷三磷酸鸟苷二磷酸,返回Ras的活性鸟苷diphosphate-bound状态。cnf港biallelic致病性变异NF1在雪旺细胞,导致不受阻碍的Ras信号通路的激活(图1),这导致细胞overproliferation和肿瘤的形成。事实上,英国皇家空军和磷酸肌醇3-kinase通路,调节cnf (图2),这些通路抑制剂被调查为治疗(例如,selumetinib抑制MEK RAF通路和雷帕霉素抑制哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)的磷酸肌醇3-kinase通路)在NF1-associated周围神经鞘瘤。
mTOR =哺乳动物雷帕霉素靶;NF1 = neurofibromin 1型;PI3K =磷酸肌醇3-kinase。
免疫组织化学显示phospho-ERK1/2升高(棕色),Ras通路的下游激酶,phospho-S6,核糖体蛋白下游的哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)通路,在人类皮肤纤维瘤切除。
响应评价神经纤维瘤和Schwannomatosis(缰绳)国际合作成立于2011年定义和开发最丰富、可靠和有意义的端点为NF临床试验条件。18缰绳的cNF工作组关注理解cNF的自然历史,发展中国家临床试验设计,并确定有意义的端点cNF的试验。作为这种努力的一部分,cNF生物标志物群,由皮肤科医生、神经学家,遗传学家,肿瘤学家,病理学家,儿科医生,和基本的科学家,成立调查生物标记物的作用,使生物标志物的建议纳入cNF试验。在这里,我们建立和更新之前缰绳生物标志物工作组发现和提出建议具体为cnf临床试验。
方法
共识的过程
2018年6月至2020年2月,cNF工作组的生物标志物群控制进行了大量的文献检索和回顾和总结数据cNF的生物标志物。集团有一系列5共识会议审核数据和生物标志物的发展共识建议融入cNF临床试验。报告起草2020年2月,然后分发给病人的代表,更广泛的缰绳生物标志物工作组,缰绳委员会主任评论。
免疫组织化学
从丢弃的手术切除标本鉴定cNF样本获得斯坦福大学在IRB 24307。免疫组织化学的磷酸化ERK是由HistoWiz公司(纽约布鲁克林)。免疫组织化学进行formalin-fixed和石蜡包埋4-μm部分。主要的抗体使用兔子phospho-ERK(细胞信号,贝弗利,马;4307年代,1:10 0)和phospho-S6 (Ser 235236年,细胞信号;4858年代,1:10 0)。
结果
生物标志物和试验类型定义
逐渐被纳入临床试验生物标志物与承诺援助的能力来预测和监控疾病和治疗反应。工作组在1998年,美国国立卫生研究院生物标记定义定义了一个生物标记为“客观地测量和评价的特征作为一个指示器的正常生物过程,致病过程,或药物治疗干预的反应。“生物标记物可以获得体液如血浆、血清、尿液和肿瘤组织。目前有三个主要类别的生物标记的分类功能:预后,药效学和预测。
应用生物标志物cNF临床试验
cNF将预后标志物纳入临床试验
预后(结果)标记通知可能带来的疾病和额外的治疗是否会是有益的。这些生物标志物可以提供深入了解病人的疾病结果独立于任何特定的干预。预后的生物标记物可以被纳入临床试验预测cNF号码或增长。例如,多达5%的患者NF1港微小缺失,更可能有大量的皮肤,皮下,脊髓纤维瘤。也有相关的基因型没有cnf,包括NF1删除在c。29日70- - - - - -2972delAAT (p.990delM) and mutations at p.R1038G and p.R1809 (see also Plotkin et al.18这个问题)。19,- - - - - -,22而基因的改变在或接近NF1轨迹的解释一些表型异质性在NF1的人看到,特定表型的家族聚集性的影响表明强烈的遗传因素分离的底层NF1突变。23,24了解哪些人容易患高数字或大cNF可以通知登记在临床试验中,尤其是当一个人正在考虑预防研究。
除了主机信息、预后生物标志物可以从体细胞组织如cnf皮肤活检。这些都是重要的可变性cNF行为在一个给定的个人。有有限的研究利用测序,转录组和蛋白质组学发现cNF因素重要发病机制(表1)。初始微阵列研究相比cNF和丛状神经纤维瘤样本。25,26最近whole-exome测序和路径分析人类的cnf揭示体细胞基因突变在3 -RASSF1A基因,SFN,DLG4——属于河马通路。27后续研究分析了全基因组测序数据集从40 cnf NF1患者从11个人,发现多个基因的种系突变河马河马的途径和高水平的关键效应器cnf的途径。29日当Lats1或Lats2 (YAP1的负调控)Hoxb7-Nf1小鼠的摄动模型,cNF负担增加。这些研究有助于确定治疗目标和途径发展和潜在确定分子注册临床试验标准和识别肿瘤或病人可能受益于一个特定的干预。
组织病理数据也可以作为cNF预后的生物标志物。cnf表达一些生长因子和激素受体,激活多个激酶通路如Ras /增殖蛋白激酶途径。雪旺细胞在cNF孕激素受体表达30.但不是雌激素受体。31日此外,增加许旺细胞增殖率体外观察孕酮后曝光。32激素受体表达增加(认为调节能量稳态)33据报道在较大肿瘤。Midkine是一个强有力的血管生成因子,表达了cNF雪旺细胞和内皮细胞。34胰岛素样生长因子- 1受体在肿瘤雪旺细胞也表达了(但比皮肤更在丛状的肿瘤)。35生长激素受体表达在大多数cNF与NF1相关。36此外,子类型化cnf分类基于增殖率或其他因素可能有助于确定新的预后的生物标志物。
结合药效学生物标志物为cNF临床试验
药效学生物标记被用来评估治疗与他们的目标的能力。例如,ERK磷酸化状态可以用来评估目标的参与MEK抑制剂和抑制RAS /增殖蛋白激酶途径。信号通路激活丛状纤维瘤的研究表明RAS-MEK通路和mTOR逻辑治疗靶点cNF (图1)。药代动力学生物标志物提供信息处理的药物及其代谢产物在血液和组织中。药代动力学评价NF1临床试验的一个重要的角色,因为与一些系统性药物导致毒性的浓度都低于没有NF1的患者群体。37
此外,它可能是系统性的浓度低于预期目标需要参与。这是证明在临床前模型的低剂量MEK抑制剂pd - 0325901 (mirdametinib)活跃在功效和药效学指标对丛状神经纤维瘤更高的剂量。38同样,临床前药动学/药效学研究multikinase抑制剂cabozantinib显示变量的目标依赖于组织浓度。一些临床前药效学标记丛状神经纤维瘤的临床试验进行验证。39、40
总之,药效学指标可用于评估目标接触药物的临床前和临床试验,可以分析在临床试验来确定治疗效果所需的水平的目标或目标的副作用。
将预测生物标志物为cNF临床试验
验证预测生物标志物有潜力作为代理人在临床试验的证据概念。作为药品代理活动,预测标记必须满足几个条件。必须有一个清晰的关系暴露的目标和预测生物标志物。如果生物标志物可以证明候选药物进行生物标志物在人类可再生的和可测量的水平与一个可靠的功能效果,它可以用在早期的临床试验。或者,如果一个生物标志物可以证明候选药物导致生物或临床变化与疾病或相关的作用机制,也可以用于早期临床试验。最后,预测生物标志物可用于概念证明如果他们显示候选药物在临床结果改变患者接受端点上的疾病。
需要开发不同细胞的免疫组织化学标记组件cNF和定义的患病率增长的因素或激活途径和退化标记。所有这些生物标记将有利于在cNF疗法的发展和评估。预测生物标记也可以用作与临床结果。例子包括使用末端转移酶的dUTP缺口末端标记染色评估细胞凋亡和ki - 67的水平,这与细胞增殖有关。早期的变化可能与临床结果预测未来。
建议研究支持生物标志物在未来NF1的临床试验
根据现有的数据和新兴技术,推荐以下组学研究支持cnf生物标志物识别和验证。外遗传性研究应集中在DNA甲基化改变地区cNF和染色质易访问性的研究使用的检验transposase-accessible染色质使用排序。cNF组织的转录组研究与比较器nontumor组织需要进行描绘分子途径改变cNF。此信息可用于确定病人,和潜在的肿瘤,为分子分层亚型在今后的试验中有针对性的治疗。单细胞RNA序列建议更好地了解肿瘤异质性和细胞间的相互作用。如外显子组测序能揭示体细胞基因组研究肿瘤的进化cNF遗传异质性和提供更多的数据。这些信息也可以用来识别其他司机体细胞突变的基因和遗传修饰符。更多的蛋白质组学研究也需要检查蛋白质变化cNF有或没有治疗干预,包括雪旺细胞、肥大细胞和其他细胞类型。
评估的潜在生物标志物的效用,应牢记一些注意事项。临床意义是关键,因为生物标志物应与疾病预后有关,在人类的作用机制的药物,或临床端点。易于检测生物标志物的生物标志物或改变目标人群也很关键,是可靠性与精度测量生物标志物,精度和重现性。此外,实用性和简单多中心临床试验中扮演很重要的角色。简单的翻译和微创性最优条件生物从实验室到床边。
推荐样品收集cNF试验
解决研究缺口cNF生物标记数据,cNF工作组建议将样本采集纳入临床试验研究cNF的生物标志物。特别是,我们建议集合冷漠的皮肤(治疗前后),cNF(治疗金宝搏188手机app前后)和血浆(治疗前后)。收集冷漠皮肤作为一个比较器组织对一些研究至关重要。小心cNF的文档的具体特点和冷漠的皮肤也是一个核心需求收集。
生物标志物是分为三个主要类型:蛋白质、RNA和DNA。技术研究蛋白质生物标记物包括免疫组织化学、免疫印迹、nanostring技术(DNA-barcoded抗体传感技术,允许多路复用蛋白质分析微创细针吸入等)。转录(RNA)可以测量生物标志物定量PCR和转录组测序技术;这些组织需要比较器(未包括的皮肤样品)来定义微分基因表达。单基因(NF1)测序或肿瘤体细胞分析可以用来评估基因(DNA)的生物标志物。
我们推荐以下具体的方法组织收集与保存的目标蛋白质,RNA和DNA为未来的分析,因为样本的收集或存储的变化可能会影响最终的结果。血清收集,我们建议PAXgene血管为DNA和RNA和snap-freezing血清蛋白质。组织收集,我们建议存储在RNA后稳定RNA, DNA和蛋白质在福尔马林固定,在液态氮snap-freezing DNA和蛋白质。
此外,我们需要共同努力创建标准化的表型数据库与生物功能,可帮助生物标志物的发现。这是特别重要的,当一个人认为自然历史研究显示高度的疾病表型变异在cnf(甚至同一个人)发病的时间、身体位置、生长速率、颜色,最大尺寸,及相关症状(疼痛或痒)。因为它是可能的,一个给定的生物标志物可能与这些特征之一,验证这些生物标志物对个人cNF需要小心表现型的病人和个体肿瘤样本。因此,除了相当广泛推荐临床缰绳生物标志物工作组提出的数据集41主要集中于主机和包括生殖系NF1突变,cNF肿瘤负荷(缺席,分散、密度或未知),和当前的年龄,研究cNF还应获取疾病信息,如性别、种族和年龄cNF发病。cNF组织标本样品应记录与大小、配置、一致性、颜色、生长速率、位置对身体的收集,和任何特定于cNF和相关症状NF1突变(如果已知)(表2)。原因是现在仍不知道是否所有cNF共享一个共同的发病机制是否存在重要的差异之间的各种形式的cNF NF1的人。42已经提出各种模式分类cNF几十年来,与最近的工作模型分类cNF新生/潜伏,平坦,无柄,球状或有花梗的。
生物试验的权衡
既有优点也有缺点将生物标志物纳入临床试验。生物标记物可以使早些时候去/不去决定治疗试验,节省时间和金钱,提高病人的结果。此外,药效学生物标记化合物可以提供保证预期目标效果的剂量。也可以有助于剂量选择,因为他们可以用来确定生物利用度,目标组织接触,和治疗窗口。此外,他们可能会被用作功效研究纳入/排除标准试验登记。尽管有这些至关重要的优势,也有一些缺点与生物有关。结合生物标志物的临床试验可以增加的复杂性研究的病人登记和需求研究的支持。总有一种危险的overinterpretation结果,和质量,检测的灵敏度和可靠性总是至关重要的。使用多个生物标志物可以显著增加的复杂性研究设计和分析。基础设施和经验在临床试验充分和及时的网站也可以阻碍样本集合。 Noncompliance among investigators and study participants (who may not want to have a biopsy or may have wound healing, toxicities, or other skin issue that preclude biopsy) may also create inconsistencies in the trial. Compliance can be complicated because it must be preplanned and real-time infrastructure must be present to confirm that samples are collected in a timely and adequate manner.
验证系统和组织的生物标志物cNF效用的临床试验,但到目前为止,尚未发现。尽管爆炸NF1-related组学数据,只有少数研究使用cNF组织。我们建议将高度注释样本收集到正在进行的临床试验以及临床前研究cNF识别和验证生物标志物。进步在这方面可能会支持快速扩张NF1-associated cNF的治疗选项。
研究资金
支持K.Y.沙林NCI K23 CA211793, D.G.支持的“米奇”米切尔临床研究员达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会(ci - 104 - 19)。
信息披露
K.Y.萨林是NFlection疗法的科学顾问委员会。d·沃利斯a . Stemmer-Rachamimov s Adsit Korf, d . Pichard和j·布莱克利正在没有披露。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者承认儿童肿瘤的支持的国际合作的基础。作者还想承认以下合作者参与的缰绳cNF工作组:安德里亚·鲍德温(国家癌症研究所),Andres莱辛(缰绳病人代表),阿什利炮(伯明翰阿拉巴马大学,工作组会议的协调作用),伊丽莎白Schorry(辛辛那提儿童医院),林Widemann(国家癌症研究所),克里斯托弗Moertel(明尼苏达大学),Claas Rohl(缰绳病人代表),黎明西格尔(威斯康辛医学院)、格雷格·埃里克森(缰绳病人代表),Kaleb Yohay(纽约大学),哈立德Ezzedine(巴黎援助Publique-Hopitaux),克里弗德里克(缰绳病人代表),Maciej Mrugala(梅奥诊所),迈克尔·费舍尔(费城儿童医院的),帕梅拉Wolters(国家癌症研究所),皮埃尔Wolkenstein医院(Henri-Mondor),罗伯特·Kesterson(伯明翰阿拉巴马大学)和斯科特·普罗金(马萨诸塞州综合医院,工作组会议的协调作用)。
附录的作者
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
- 收到了2020年10月9日。
- 接受的最终形式2021年4月2日。
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