Прогностические и предиктивные биомаркеры

Биомаркер — это измеряемая характеристика опухоли или организма-хозяина, которая содержит информацию о раке. Прогностические биомаркеры информируют о вероятном течении заболевания независимо от лечения, тогда как предиктивные биомаркеры указывают на вероятность пользы от конкретной терапии. Различение этих двух ролей имеет центральное значение для использования молекулярной информации для стратификации и характеристики опухолей.

Definition

Прогностический биомаркер — это измеряемая характеристика, которая связана с клиническим исходом независимо от лечения, тогда как предиктивный биомаркер связан с эффектом конкретного вмешательства; оба используются для характеристики опухолей и стратификации пациентов на сопоставимые группы.

Scope

Тема охватывает концептуальное различие между прогностическими и предиктивными маркерами, виды используемых молекулярных и белковых маркеров (таких как экспрессия рецепторов, сигнатуры экспрессии генов и соматические изменения), методологические стандарты их оценки и важность аналитической и клинической валидности. Это справочный и образовательный материал, а не клиническое руководство по тестированию или терапии для отдельного человека.

Core questions

• Что отличает прогностический биомаркер от предиктивного?
• Какие дизайны исследований разделяют прогностические и предиктивные эффекты?
• Какие стандарты регулируют отчетность и валидацию исследований опухолевых маркеров?
• Чем отличаются анализы с одним маркером от мультигенных сигнатур?
• Почему различают аналитическую валидность, клиническую валидность и клиническую полезность?

Key concepts

• Различие между прогностическим и предиктивным
• Аналитическая валидность, клиническая валидность, клиническая полезность
• Рецепторные и белковые маркеры (например, HER2, гормональные рецепторы)
• Мультигенные сигнатуры экспрессии
• Взаимодействие «лечение-маркер»
• Проспективно-ретроспективная оценка в архивных образцах
• Стандартизированная отчетность (REMARK)

Mechanisms

Предиктивный биомаркер демонстрируется, когда маркер изменяет эффект лечения — взаимодействие «лечение-маркер» — как, например, при амплификации HER2, идентифицирующей опухоли, которые реагируют на HER2-направленную терапию (Slamon et al., 2001). Прогностический биомаркер, напротив, связан с исходом независимо от терапии, как, например, мультигенные сигнатуры, которые стратифицируют риск рецидива при раке молочной железы с отрицательными лимфатическими узлами (Buyse et al., 2006). Строгая оценка разделяет аналитическую валидность (точно ли анализ измеряет маркер), клиническую валидность (коррелирует ли маркер с исходом) и клиническую полезность (улучшает ли его использование исходы) и часто опирается на тщательно разработанные анализы архивных образцов из рандомизированных исследований (Simon, Paik, & Hayes, 2009; McShane et al., 2005).

Clinical relevance

Статус биомаркера добавляет молекулярную информацию к морфологической классификации, степени дифференцировки и стадии, а при некоторых видах рака он включается в стадирование и отчетность. В качестве справочной темы он объясняет, что означают прогностические и предиктивные маркеры и как оценивается их валидность; он не рекомендует конкретные тесты или методы лечения для отдельного пациента.

Epidemiology

Валидированные биомаркеры уточняют стратификацию исходов помимо стадии и степени дифференцировки и лежат в основе молекулярной субклассификации распространенных видов рака. Внедрение на популяционном уровне зависит от стандартизированных, воспроизводимых анализов и от определенных руководствами критериев тестирования, чтобы статус маркера был сопоставим между лабораториями (Wolff et al., 2018; McShane et al., 2005).

Evidence & guidelines

Отчетность по прогностическим исследованиям опухолевых маркеров регулируется руководством REMARK, а проспективно-ретроспективная структура определяет, как предиктивные маркеры валидируются в архивных образцах исследований. Руководства по конкретным анализам, такие как руководство ASCO/CAP по тестированию HER2, определяют аналитические стандарты и критерии интерпретации (McShane et al., 2005; Simon, Paik, & Hayes, 2009; Wolff et al., 2018).

History

Опухолевые маркеры эволюционировали от сывороточных белков и анализов гормональных рецепторов к молекулярным и геномным маркерам. История HER2 стала примером предиктивной парадигмы, связав молекулярное изменение с пользой от таргетного агента (Slamon et al., 2001), в то время как мультигенные сигнатуры ввели геномное прогнозирование (Buyse et al., 2006). Методологические рамки, такие как REMARK и проспективно-ретроспективный дизайн, были разработаны для придания строгости области, склонной к чрезмерно оптимистичным ранним отчетам (McShane et al., 2005; Simon, Paik, & Hayes, 2009).

Debates

Как можно показать, что маркер является предиктивным, а не просто прогностическим?

Демонстрация предсказания требует доказательств взаимодействия «лечение-маркер», в идеале из рандомизированных данных или строго разработанных анализов архивных образцов исследований; многие ранние заявления о маркерах не подтвердились, потому что дизайны исследований не могли разделить прогностические и предиктивные эффекты.

Seminal works

• slamon-2001
• mcshane-2005
• simon-2009

Frequently asked questions

В чем разница между прогностическим и предиктивным биомаркером?

Прогностический биомаркер указывает на вероятное течение заболевания независимо от лечения, тогда как предиктивный биомаркер указывает на вероятность ответа опухоли на конкретную терапию. Маркер может быть одним из них, обоими или ни одним.

Почему стандартизированная отчетность важна для исследований опухолевых маркеров?

Исследования опухолевых маркеров уязвимы для предвзятости и чрезмерно оптимистичных результатов; стандарты отчетности, такие как REMARK, требуют прозрачного описания пациентов, анализов и методов анализа, чтобы заявленная прогностическая или предиктивная ценность маркера могла быть оценена и воспроизведена.