Schumacher TN, Schreiber RD.Neoantigens in cancer immunotherapy. Science. 2015;348(6230):69-74.
Lu YC, Robbins PF.Cancer immunotherapy targeting neoantigens. Semin Immunol. 2016 Feb;28(1):22-7.
Heemskerk B et al.The cancer antigenome. EMBO J. 2013;32:194-203.
McGranahan N et al.Clonal neoantigens elicit T cell immunoreactivity and sensitivity to immune checkpoint blockade. Science. 2016;351:1463-1469.
Bobisse S et al.Neoantigen-based cancer immunotherapy. Ann Transl Med. 2016;4(14):262.
Chabanon RM et al.Mutational Landscape and Sensitivity to Immune Checkpoint Blockers. Clin Cancer Res. 2016;22(17):4309-4321.
Yuan J et al.Novel technologies and emerging biomarkers for personalized cancer immunotherapy. J immunother Cancer 2016;4:3.
Chalmers ZR et al.Analysis of 100,000 human cancer genomes reveals the landscape of tumor mutational burden. Genome Med. 2017;9:34.
Alexandrov LB et al.Signatures of mutational processes in human cancer. Nature 2013;500(7463):415-421.
Rizvi NA et al. Cancer immunology.Mutational landscape determines sensitivity to PD-1 blockade in non-small cell lung cancer. Science 2015;348(6230):124-128.
Liontos M et al.DNA damage, tumor mutational load and their impact on immune responses against cancer. Ann Transl Med. 2016;4(14):264
Strickland KC et al.Association and prognostic significance of BRCA1/2-mutation status with neoantigen load, number of tumor-infiltrating lymphocytes and expression of PD-1/PD-L1 in high grade serous ovarian cancer. Oncotarget. 2016;7(12):13587-13598.
Kim JM, Chen DS.Immune escape to PD-L1/PD-1 blockade: seven steps to success (or failure). Ann Oncol. 2016;27(8):1492-1504.
Giannakis M et al.Genomic Correlates of Immune-Cell Infiltrates in Colorectal Carcinoma. Cell Rep. 2016;15(4):857-865.
Lawrence MS et al.Mutational heterogeneity in cancer and the search for new cancer-associated genes. Nature 2013;499(7457):214-218.
Ng SB et al.Targeted capture and massively parallel sequencing of 12 human exomes. Nature. 2009;461(7261):272-276.
Snyder A et al.Genetic basis for clinical response to CTLA-4 blockade in melanoma. N Engl J Med 2014;371:2189-2199.
Kowanetz M et al.Tumor Mutation Burden (TMB) is Associated with Improved Efficacy of Atezolizumab in 1L and 2L+ NSCLC Patients. J Thorac Oncol 2017;12:S321-S322.
Peters S et al.Präsentiert bei AACR 2017, Abstract CT082.
Kawakami H et al.Microsatellite instability testing and its role in the management of colorectal cancer. Curr Treat Options Oncol. 2015;16:30.
Bogaert J, Prenen H.Molecular genetics of colorectal cancer. Ann Gastroenterol. 2014;27:9-14.
Richman S. Deficient mismatch repair: Read all about it (Review).Int J Oncol. 2015;47:1189-1202.
Lee V et al.Mismatch Repair Deficiency and Response to Immune Checkpoint Blockade. Oncologist. 2016;21:1200-1211.
Kerr KM et al.Programmed Death-Ligand 1 Immunohistochemistry in Lung Cancer: In what state is this art? J Thorac Oncol. 2015;10:985-989.

Tumor Antigene


Tumor Antigene sind Tumor-spezifische Eiweißsequenzen, die durch Mutationen in der Tumor-DNA entstehen.1 Diese Antigene und die damit verbundene Tumormutationslast stehen im Fokus der Biomarkerforschung.

Neoantigene

Mutationen in der DNA von Krebszellen können dazu führen, dass neuartige, dem Körper unbekannte Proteine hergestellt werden.1 Werden Teile dieser fremden Proteine auf der Zellmembran präsentiert, können sie von den Immunzellen des Körpers als „fremd“ erkannt werden und führen zu einer Immunantwort.2,3

Eine erhöhte Anzahl von tumorspezifischen Antigenen kann die Immunogenität des Tumors erhöhen und das Ansprechen auf Immuntherapien verbessern.2,4 Neoantigen-spezifische T-Zellen konnten in mehreren Tumorentitäten nachgewiesen werden.5

Aufgrund der technischen Komplexität werden Neoantigene aktuell nicht direkt, sondern indirekt bestimmt: Mit Next-Generation Sequencing (NGS) werden tumor-spezifische Mutationen in der Tumor-DNA identifiziert. Die Anzahl der tumor-spezifischen Mutationen wird als Surrogatmarker für die Neoantigenlast verwendet.6,7

Tumormutationslast (TMB)


Was ist TMB? Einen Überblick erhalten Sie in diesem Video.


Die Tumormutationslast (TMB, tumor mutation burden) beschreibt die Anzahl der somatischen, tumor-spezifischen Mutationen.8 Sie wird üblicherweise als Anzahl pro Bereich des Genoms (z.B. Megabase) angegeben. Keimbahn-Mutationen bleiben hierbei unberücksichtigt.8 Die Höhe der Mutationslast variiert in den verschiedenen Tumorentitäten.9,10

Tumore mit einer hohen Mutationslast verfügen möglicherweise über eine höhere Anzahl an Neoantigenen, und damit über eine stärkere Immunogenität sowie eine höhere Anzahl an Tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TILs).11,12 Eine hohe TMB wurde mit einer hohen Infiltration von cytotoxischen T-Zellen in die Tumormikroumgebung (TME, tumor microenviroment) assoziiert und gilt damit als potentieller Surrogatmarker für die Neoantigenpräsenz.6,13,14

Eine erhöhte Tumormutationslast kann u.a. durch ein defektes DNA-Reparatursystem (z.B. dMMR, deficient mismatch repair), Mutationen in der DNA-Replikationsmaschinerie (z.B. POLE Mutationen) oder durch mutagene Umwelteinflüsse wie Tabakrauch und UV-Strahlung hervorgerufen werden.9,10,15

TMB wird mit Hilfe von Next-Generation Sequencing bestimmt, wobei üblicherweise alle kodierenden Bereiche (WES, whole exome sequencing) oder spezielle Gene (CGP, comprehensive gene panel) sequenziert werden.8,16 Eine Standardmethode und ein Schwellwert für TMB sind noch nicht etabliert.10

TMB wurde als potentieller prädiktiver Faktor für das Ansprechen auf Immuntherapien identifiziert und ist daher aktuell in mehreren klinischen Forschungsprogrammen vertreten.17,18,19

Mehr Informationen zum Thema TMB als Biomarker erhalten Sie in diesem eCME Modul.

Hohe Mikrosatelliteninstabilität (MSI-H)/fehlerhaftes Mismatch-Reparatursystem (dMMR)

Mikrosatelliten sind repetitive DNA-Sequenzen, die sich über das humane Genom verteilt befinden. Sie dienen der Aufrechterhaltung der Chromosomenstruktur und finden sich in den Centromerbereichen und am Ende der Chromosomen. Wegen ihrer repetitiven Struktur und der Tandemanordnung der Basen kommt es besonders leicht zu Mutationen und zu Längenänderungen der Mikrosatelliten-DNA.20,21

Das DNA-Mismatch-Reparatursystem (MMR, mismatch repair) ist ein hochgradig konserviertes Fehlerkorrektursystem, welches spontane Mutationen und Doppelstrangbrüche während der DNA-Replikation identifiziert und repariert.22

Die vier wichtigsten Gene des MMR sind MLH1 (mutL homolog 1), MSH2 (mutS homolog 2), MSH6 (mutS homolog 6) und PMS2 (postmeiotic segregation increased 2). Sind ein oder mehrere Gene des Mismatch-Reparatursystems defekt oder durch Hypermethylierung inaktiv, bezeichnet man dies als dMMR (deficient mismatch repair).22

dMMR kann zu einer Anhäufung von Mutationen führen, insbesondere in den Bereichen der Mikrosatelliten.22 Diese Anhäufung wird als hohe Mikrosatelliteninstabilität (MSI-H) bezeichnet. Die Mutationen können kodierende Regionen der DNA direkt oder indirekt beeinflussen.20,23,24 Insgesamt haben dMMR/MSI-H Tumore eine Vielzahl von Mutationen und somit eine hohe Tumormutationslast,20,21 sowie eine höhere Anzahl an Neoantigenen.1

dMMR/MSI-H kann über zwei unterschiedliche Methoden nachgewiesen werden:20,22

  • dMMR wird über Immunhistochemie (IHC) der Produkte der vier MMR Gene MLH1, MSH2, MSH6 und PMS2 gezeigt.
  • MSI-H wird über Polymerasekettenreaktion (PCR) nachgewiesen. Next-Generation Sequencing ist eine neue Methode, um Tumore mit MSI-H zu identifizieren.

Im Kolorektalkarzinom und anderen Indikationen wird die Relevanz von dMMR/MSI-H als prädiktiver Biomarker für Immuntherapien untersucht.22,23