ctDNA-Analysen beim Melanom im adjuvanten und palliativen Stadium: Starker prognostischer Biomarker

Das Melanom ist die fünfthäufigste Krebserkrankung bei Männern und die vierthäufigste Krebserkrankung bei Frauen [1]. Die absolute Zahl der neu auftretenden Melanomfälle ist seit 1999 kontinuierlich gestiegen. Die Hemmung der Signaltransduktion (TT) sowie die Immun-Checkpoint-Inhibition (ICI) haben die Behandlung von Patient:innen mit metastasiertem Melanom revolutioniert und zu zahlreichen Therapiezulassungen geführt. Dennoch profitieren nicht alle Tumorpatient:innen dauerhaft, sodass noch Bedarf zur Identifizierung von prädiktiven Signaturen und Überwachungsinstrumenten für die Ansprechkinetik sowie die Bildung von Resistenzmechanismen unter Immuntherapie besteht. Die Erforschung zur frühzeitigen Erkennung von Resistenzen und die Entschlüsselung der zugrunde liegenden Resistenzmechanismen sind die aktuellen Herausforderungen zur Verbesserung der Immuntherapie im Feld der Onkologie. Zirkulierende Tumorprodukte aus dem Blutkreislauf (wie zirkulierende Tumorzellen/Tumor-DNA, Proteine, Exsomen etc.) können als alternative und minimalinvasive Methode genutzt werden, um Echtzeitinformationen über den Tumorstatus zu erhalten. Dieses Prinzip wird als Liquid Biopsy (LB) bezeichnet [2]. Sie gibt zeitnah umfassende Auskunft über die Entwicklung von Tumorzellen, therapeutische Ziele und Mechanismen der Therapieresistenz [3]. Durch serielle Flüssigbiopsie-Analysen, d. h. Längsschnittanalysen, werden die (sub-)klonale Tumorevolution und die zeitlichen Veränderungen der Tumorheterogenität, der Tumorlast und der entstehenden Therapieresistenz bewertet.

ctDNA als Biomarker

Zellfreie DNA (cfDNA), die im peripheren Blut zirkuliert, wird hauptsächlich durch Nekrose und Apoptose sowie durch Sekretion über extrazelluläre Vesikel freigesetzt. Bei Krebspatient:innen ist nur ein kleiner Teil der cfDNA (in der Regel 0,01 % bis 5 %) zirkulierende Tumor-DNA, kurz ctDNA, die von Tumorzellen ins Blut abgegeben wird [4].

Empfindliche molekular­bio­logische Analysemethoden ermöglichen die Identifizierung und Charakterisierung von ctDNA. Im Allgemeinen lassen sich die Technologien in zielgerichtete Ansätze unterteilen, die auf den Nachweis von Mutationen in einer Reihe von vordefinierten Genen abzielen und in nicht-zielgerichtete Ansätze, die auf das Screening des gesamten Genoms ausgerichtet sind [5]. Nicht-zielgerichtete Ansätze wie die Ganzgenomsequenzierung oder die Whole-Exome-Sequenzierung bieten die Möglichkeit, neue, klinisch relevante genomische Aberrationen nachzuweisen, ohne dass Informationen über den Primärtumor erforderlich sind [6, 7]. Im Allgemeinen haben die kostengünstigeren zielgerichteten Ansätze eine höhere analytische Sensitivität als nicht-zielgerichtete Ansätze; dennoch gibt es starke Bemühungen, die Nachweisgrenzen von nicht-zielgerichteten Ansätzen zu verbessern [8, 9]. Zukünftig werden aus dem Gewebe analysierte Mutationen (Tumor-informierter Ansatz) mit einem zielgerichteten Mutationspanel (Tumor-agnostischer Ansatz), bestehend aus den am häufigsten vorkommenden Mutationen unter Therapie, kombiniert werden[10]. Derzeit geht man davon aus, dass die während einer Immuntherapie ermittelte ctDNA-Konzentration für die Vorhersage des Ansprechens auf die Behandlung, des Wiederauftretens und der Resistenz geeignet ist [11, 12].

Adjuvante Situation beim Melanom

Aufgrund der Heterogenität des Primärtumors und der fortschreitenden klonalen Divergenz, die zum Wachstum aggressiverer Tumorpopulationen führt, kommt es bei der Mehrzahl der nicht-metastasierten Melanome im Frühstadium nach einem variablen krankheitsfreien Intervall zu einem Rezidiv. Letzteres entwickelt sich zu einem metastasierten Melanom und führt schließlich zum Tod [13]. Adjuvante therapeutische Strategien zur Beseitigung ruhender Zellen durch Beeinträchtigung wichtiger Überlebenswege oder Mechanismen, die Therapieresistenz vermitteln, sind vielversprechend [14]. Da die Zahl der Therapieoptionen und Schemata (neoadjuvant/adjuvant) in Zukunft enorm steigen wird, erhöht sich auch der Bedarf an Biomarker-gesteuerten Sequenzierungsstrategien sowie Entscheidungshilfen zur Risiko-Nutzen-Analyse (Abb. 1).

Die ultrasensitive Detektion und Charakterisierung von ctDNA ermöglicht die Identifizierung von Minimal Residual Disease (MRD) zu einem Zeitpunkt, an dem noch keine klinischen oder radiologischen Anzeichen von Fernmetastasen vorliegen [15]. Neuere Studien haben gezeigt, dass der Nachweis von ctDNA vor einer Operation mit der Aggressivität der Erkrankung korreliert. Durch den Nachweis von ctDNA zu Beginn und nach Operation in zwei unabhängigen prospektiven Kohorten wurden Melanompatient:innen im Stadium III mit dem höchsten Rückfallrisiko identifiziert, was die Entscheidung über eine adjuvante Therapie erleichtern könnte [16]. Gleiches kann für die Entscheidungsfindung im Stadium II gelten. Bereits bei Melanompatient:innen mit einem dicken Primärtumor, aber negativer Sentinel-Node-Biopsie im Stadium IIB und IIC kann ein hohes Rezidivrisiko nach einer vollständigen Operation bestehen. Hier bietet die Nutzung von ctDNA das Potenzial, Patient:innen mit hohem Rezidiv­risiko zu identifizieren. So würden nur diejenigen Patient:innen der potenziellen Toxizität durch Therapeutika ausgesetzt, die definitiv einen Therapienutzen haben (Abb. 1) [17, 18]. Zudem gibt es mehrere Genexpressionsprofile bzw. Immunhistochemische Tests für eine Biomarker-basierte Risikoklassifizierung von Patient:innen mit hohem Risiko für ein Krankheitsrezidiv.

Der Erfolg der zielgerichteten Therapie und der Immuntherapie bei Patient:innen mit metastasiertem Melanom führte zur Entwicklung einer adjuvanten Therapie für Hochrisiko-Melanome. Diese Therapien sind inzwischen zum Standard der Behandlung geworden. Nach einer vermeintlich kurativen Therapie ohne nachweisbaren Tumor kann jedoch bei etwa einem Viertel der Betroffenen innerhalb der ersten fünf Jahre nach der ersten Krebsbehandlung ein Rezidiv auftreten[16, 19, 20]. Die Analyse von ctDNA kann bei der Überwachung nach adjuvanter Therapie und zur Vorhersage dieser Rezidive beitragen. Denn bei ctDNA-negativen Patient:innen wurde ein signifikant längeres Rezidiv-freies Überleben (RFS) im Vergleich zu zu Beginn der Behandlung ctDNA-positiven Patient:innen beobachtet (RFS-Ereignisrate von 20,9 % (23/110) gegenüber 80,0 % (12/15); HR (Hazard Ratio) = 0,150; 95%-KI 0,073, 0,306). Nachweisbare ctDNA zu Beginn der Therapie war zudem signifikant mit einem höheren Krankheitsstadium, LDH (Laktat-Dehydrogenase) ≥ ULN (upper limit normal), PD-L1 (Programmed death-ligand 1) < 5 % und einer Interferon-gamma-Signatur unter dem Median verbunden [19]. Aktuelle Ergebnisse der KEYNOTE-942- und Checkmate-238-Studie, die auf dem diesjährigen ASCO 2023 (American Society of Clinical Oncology Annual Meeting 2023) vorgestellt wurden, bestätigen dieses Potenzial der ctDNA. Zudem ermöglichte die Analyse der ctDNA-Dynamik das Potenzial des Therapiemonitorings. Die Teilnehmenden der Checkmate-238-Studie im Nivolumab-Arm mit nicht nachweisbarer ctDNA vor der Behandlung (n = 308), die in Woche 7 positiv wurden (n = 22), zeigten ein kürzeres RFS (medianes RFS 20,68 Monate [95%-KI 2,79, NR]) als Patient:innen, bei denen die ctDNA nach der Behandlung nicht nachweisbar war (n = 286) (medianes RFS, NR [95%-KI 61,1, NR]) [21, 22] (Tab. 1).

Dennoch zeigten mehrere Berichte über Melanome [16, 23–25] (Tab. 1) oder Lungen- [26] und Darmkrebs [27], dass die Prävalenz von ctDNA-positiven Patient:innen nach der Resektion trotz des Einsatzes hochempfindlicher digitaler PCR-Techniken eine Herausforderung bleibt. Um die Sensitivität von ctDNA-Tests zu erhöhen, könnte man insbesondere die Abfrage mehrerer Mutationen mit personalisierten Genpanels auf der Grundlage der Primärtumor-Sequenzierung, die Analyse größerer Plasmavolumina und wiederholte Probennahmen empfehlen, um die Sensitivität des Mutationsnachweises zu erhöhen [27].

Fortgeschrittene Situation beim Melanom

In der Therapie des fortgeschrittenen Melanoms haben sich sowohl zielgerichtete Therapien als auch Immuntherapien als wirksam erwiesen, um langfristig das Wiederauftreten von Metastasen zu verhindern. Bei Personen mit einer BRAF-V600E- oder -V600K-Mutation, die mit BRAF-/MEK-Inhibitor-Kombinationen behandelt werden, verlängert sich das progressionsfreie Überleben und die Gesamtüberlebenszeit signifikant, wobei die 5-Jahres-Gesamtüberlebensrate etwa 35 % beträgt [28]. Trotz einer Tumoransprechrate von 75 bis 80 % entwickeln die meisten Patient:innen jedoch im Laufe der Therapie eine Resistenz gegenüber der Behandlung [29]. Neben TT hat die ICI-Therapie mit Anti-PD-1-/Anti-CTLA4-Antikörpern das progressionsfreie und das Gesamtüberleben bei Personen mit inoperablem malignem Melanom im Stadium IV nach AJCC deutlich verlängert. Allerdings profitieren etwa 50 % der Patient:innen nicht von der Behandlung, und vor allem sind bis zu 60 % von schweren Nebenwirkungen (Grad III–IV nach CTCAE; Common Terminology Criteria for Adverse Events) betroffen. Eine Strategie, die derzeit untersucht wird, ist die Kombination von BRAF-/MEK-Inhibitoren mit ICI. Mit dieser Kombinationsstrategie verbindet sich die Hoffnung auf ein schnelles und dauerhaftes Ansprechen auf die Therapie. Aufgrund der höheren Toxizität von Dreifachkombinationen und gescheiterten (COMBI-i) oder enttäuschenden (TRILOGY) Studien wird angenommen, dass eine Sequenzierungsstrategie anstelle einer gleichzeitigen Dreifachkombination die Vorteile beider Behandlungsregime erfolgreich kombiniert, um bessere Ansprechraten und eine längere Dauer des Ansprechens zu erreichen (SECOMBIT, ImmunoCobiVem) [30].

Die Analyse von ctDNA im palliativen Setting zeigt ein vielversprechendes Potenzial, dem Aufruf nach auf Patient:innen zugeschnittene Therapiesequenzen und Therapiezielen (insbesondere 3L/4L) zu folgen, und wird in vielen Studien zu anderen Tumorentitäten (Mamma- und Pros­tatakarzinom) als Biomarker verwendet und untersucht [3]. Eine Meta-Analyse von 19 Studien, die nach der Methode des ctDNA-Nachweises gruppiert waren, ergab eine kombinierte Schätzung für die HR für das progressionsfreie Überleben (13 Studien mit der Methode der digitalen Tröpfchen-Polymerase-Kettenreaktion (ddPCR) (n =  1.002) von 2,10 (95%-KI 1,71–2,59)), was auf eine schlechtere Prognose hinweist, wenn ctDNA nachgewiesen wurde. Ähnliche Ergebnisse wurden in der Gesamtüberlebensanalyse von neun Studien (ddPCR-Methode, N = 841) mit einer kombinierten HR von 2,78 (95%-KI 2,21–3,49) und von fünf Studien (nicht-ddPCR-Methode, N = 326) mit einer kombinierten HR von 2,58 (95%-KI 1,74–3,84) gefunden. Die seriellen ctDNA-Werte während der Behandlung zeigten eine pharmakodynamische Rolle, die das Ansprechen oder die Resistenz mit einer mittleren Vorlaufzeit von 3,5 Monaten früher als die radiologische Routineuntersuchungen widerspiegelt [31, 32]. In ähnlicher Weise zeigten Untersuchungen der ctDNA-Konzentration bei Melanom-Patient:innen im Stadium IV während der Therapie, dass in den Patientenkohorten, in denen die ctDNA zu keinem Zeitpunkt nachgewiesen wurde oder in denen es während der Therapie zu einer ctDNA-Clearance kam, ein signifikanter Überlebensvorteil im Vergleich zu der Gruppe bestand, die während der Therapie eine konstante ctDNA-Konzentration aufwies [33]. Dies ließ sich in ähnlicher Weise beim Uvea-Melanom im Stadium IV, im Rahmen der seit 2022 zugelassenen neuen Therapieform mittels bi­spezifischem Fusionsprotein (Tebentafusp), nachweisen (Tab. 1) [34]. Allerdings war die ctDNA nicht in der Lage, die intrakranielle Krankheitsaktivität vorherzusagen oder zu überwachen [35, 36]. Außerdem zeigten sich die blutbasierten Tests im Vergleich zu den standardmäßigen gewebebasierten BRAF-Mutationstests vorteilhaft und sollten diese im besten Fall ergänzen [32, 37]. 

Fazit

Aktuelle Studien deuten somit darauf hin, dass die ctDNA-Analyse, die während einer zielgerichteten Therapie oder einer Immun-Checkpoint-Inhibition bei Melanom-Patient:innen bestimmt wird, ein starker prognostischer Biomarker im adjuvanten und palliativen Stadium sein kann. Sie kann zur Therapieabwägung und zum Therapiemonitoring sowie zur Vorhersage des Wiederauftretens und der Resistenz verwendet werden [37–39] (Abb. 1). Veränderungen in der ctDNA-Konzentration scheinen das klinische Ansprechen bzw. die Resistenz widerzuspiegeln und gehen zudem der radiologischen Diagnose einer Progression voraus. Eine Herausforderung bleibt die Standardisierung einer hochempfindlichen und reproduzierbaren Methodik, bevor die Flüssigbiopsie in die klinische Praxis umgesetzt werden kann (Abb. 1). Zudem benötigt es Leitlinien, um den Umgang mit möglichen Fehlerquellen und ein einheitliches Vorgehen festzulegen.

Die ctDNA-Überwachung könnte dazu genutzt werden, den Zeitpunkt therapeutischer Interventionen zu personalisieren und eine optimale Therapiesequenzierung zu erlangen. Außerdem zeigt sie großes Potenzial zur Unterstützung bei individuellen Behandlungsentscheidungen in einer Zukunft, in der zahlreiche vielversprechende Therapieoptionen zur Verfügung stehen werden und im Zuge derer dem Abwägen zwischen Wirkung und Nebenwirkung, besonders im adjuvanten Setting, eine große Bedeutung zukommen wird.