Molecular alterations in metastatic breast cancer and efficacy of PI3K/AKT/mTOR inhibitors in early phase clinical trials

Abstract

Antecedentes: Las alteraciones de la vía de PI3K/AKT/mTOR (PAM) son frecuentes en cáncer de mama metastásico (CMM). Actualmente hay varios inhibidores de PAM en desarrollo. Posibles biomarcadores de respuesta (y resistencia) a estos fármacos y el contexto clínico en el que son más efectivos son poco conocidos. Objetivos: • Principales: (1) Describir las alteraciones moleculares en una cohorte de pacientes con CMM, con especial enfoque en las alteraciones de la vía de PAM. (2) Identificar factores predictivos de respuesta a inhibidores de PAM. • Secundarios: (1) Describir las alteraciones accionables según el subtipo de cáncer de mama; (2) Determinar la clonalidad de las mutaciones de PIK3CA y AKT1; (3) Determinar la tasa de inclusión en ensayos clínicos matched; (4) Explorar factores predictivos de respuesta a inhibidores PI3Kα-selectivos. Métodos: Estudio retrospectivo de cohortes, con datos de ensayos clínicos prospectivos. Se identificaron pacientes con CMM y análisis molecular en material de archivo (tumor primario o metástasis) por Sequenom (detección de mutaciones en 24 oncogenes) o AmpliconSeq (>800 primers que detectan mutaciones en 61 oncogenes y supresores tumorales). La fracción de alelos mutados (FAM) se corrigió con el porcentaje de celularidad tumoral (FAM ajustado); se categorizaron las mutaciones como clonales (FAM>0.3) y subclonales (FAM<0.3). Eficacia de inhibidores de PAM evaluada como tasa de beneficio clínico (TBC; respuesta completa, parcial, o enfermedad estable a las 16 semanas) y tiempo hasta fallo de tratamiento (TFT; tiempo desde el inicio hasta la finalización del tratamiento por cualquier motivo). Análisis estadístico (software R v.3.2): pruebas no paramétricas para comparación de variables discretas (test exacto de Fisher); modelo proporcional de Cox (univariante y multivariante) para análisis de supervivencia (valores de P derivados del test de log-rank). Resultados: 327 pacientes identificadas entre enero 2010 y diciembre 2015. Alteraciones moleculares más frecuentes: mutación en TP53 (34.2%), mutación en PIK3CA (24%), amplificación de FGFR1 (15.8%) y desregulación de PTEN (null 10.6%, mutación 5.7%). Alteraciones accionables más frecuentes en tumores RH+/HER2- (61.5%): mutación de PIK3CA (27.9%), amplificación de FGFR1 (15%), PTEN null (9.3%), mutación de ESR1 (8.2%) y mutación de AKT1 (5.5%). En tumores HER2+ (11%), mutación de PIK3CA (27.8%), amplificación de FGFR1 (6%) y PTEN null (3.6%). En tumores triple negativos (18%), desregulación de PTEN (null 20.5%, mutación 16%), amplificación de FGFR1 (10%) y mutación de PIK3CA (8.5%). Mutaciones de PIK3CA y de AKT son eventos clonales (mediana de FAM ajustada 0.49 y 0.83, respectivamente). Tasa de inclusión en ensayos clínicos matched: 22.6%. Mutación de PIK3CA se asoció a mejor TBC (OR 2.95, P=0.008) y TFT (HR 0.66, CI 95% 0.45-0.96, P=0.031). Factores predictivos de mejor TFT (análisis multivariante): mutación de PIK3CA, ≤2 líneas de tratamiento para CMM y combinación con hormonoterapia o quimioterapia (P<0.05 para todas las comparaciones). Clonalidad de PIK3CA no predijo beneficio de inhibidores de PAM (HR 1.09, CI 95% 0.48-2.52; P=0.828) o inhibidores PI3Kα específicos (HR 0.57, CI 95% 0.16-2.01; P=0.380). Pacientes con mutaciones de PIK3CA clonales tratadas con inhibidores PI3Kα específicos tuvieron TFT numéricamente superior respecto a PIK3CA subclonal (11.4 vs. 5.5 meses). Conclusiones: Las alteraciones moleculares son eventos frecuentes en esta cohorte de CMM, especialmente la mutación de PIK3CA (evento clonal). Pacientes con alteraciones accionables se incluyeron en ensayos clínicos matched en mayor proporción que en otras series. Pacientes con mutaciones de PIK3CA, tratadas precozmente para CMM en ensayos con combinaciones con hormonoterapia o quimioterapia se beneficiaron más de inhibidores de PAM. La clonalidad de la mutación de PIK3CA no se correlacionó con la eficacia de inhibidores de PAM ni con la de los inhibidores de PI3Kα específicos.

Background: PI3K/AKT/mTOR (PAM) pathway alterations are frequent in metastatic breast cancer (MBC). Several PAM inhibitors are currently in clinical development. There is incomplete knowledge regarding biomarkers of response (and resistance) to these agents, as well as the clinical contexts in which they are most useful in. Primary objectives: (1) Characterize the prevalence of molecular alterations in a cohort of MBC patients, with a special focus on PAM pathway alterations. (2) Assess predictive factors of efficacy of PAM inhibitors in this population. Secondary objectives: (1) Characterize the prevalence of actionable alterations according to breast cancer subtype; (2) Assess the clonality of PIK3CA and AKT1 mutations; (3) Assess the rate of enrollment in clinical trials; (4) Explore predictive factors of efficacy to PI3Kα-specific inhibitors. Methods: Retrospective cohort study using prospectively acquired data from several research projects and clinical trials. Consecutive MBC patients screened for gene mutation by Sequenom (somatic mutation profiling of hotspot mutations in 24 oncogenes) or AmpliconSeq (>800 primer pairs targeting mutations in 61 oncogenes and tumor suppressors) were identified. Archival material (primary tumor or metastatic biopsy) was used for sequencing. Mutant Allele Fraction (MAF) was corrected for tumor purity (adjusted MAF) and categorized as clonal (>0.3) or subclonal (≤0.3). Efficacy of PAM inhibitors measured as Clinical Benefit Rate (CBR; proportion of patients with complete response, partial response or stable disease at 16 weeks by RECIST v.1.1) and Time to Treatment Failure (TTF; time from treatment start until discontinuation for any reason). Statistical analysis performed with R software (v 3.2). Nonparametric tests for comparisons of discrete counts (Fisher’s exact test) were performed. Cox Proportional Hazards modeling (univariable and multivariable) was performed using R package survival, with P values derived from Log-Rank test. Results: 327 MBC patients screened from January 2010 to December 2015. TP53 mutation was the most frequent alteration (34.2%), followed by PIK3CA mutation (24%), FGFR1 amplification (15.8%), and PTEN dysregulation (null expression 10.6%, mutation 5.7%). In HR+/HER2- tumors (61.5%), the most frequent actionable alterations were PIK3CA mutation (27.9%), FGFR1 amplification (15%), PTEN null (9.3%), ESR1 mutation (8.2%), and AKT1 mutation (5.5%). In HER2+ tumors (11%), PIK3CA mutation (27.8%), FGFR1 amplification (6%), and PTEN null (3.6%). In triple negative tumors (18%), PTEN dysregulation (null 20.5%, mutation 16%), FGFR1 amplification (10%), and PIK3CA mutation (8.5%). Both PIK3CA and AKT1 mutations were clonal (median adjusted MAF of 0.49 and 0.83, respectively). The rate of enrollment in genotype-matched clinical trials was 22.6%. PIK3CA mutation associated with better CBR (OR 2.95, P=0.008) and TTF (HR 0.66, 95%CI 0.45-0.96, P=0.031) to PAM inhibitors. Multivariate analysis showed that patients with PIK3CA mutation, treated early in their course of metastatic disease in trials testing combinations with endocrine or chemotherapy had better outcomes than the rest (P<0.05 for all comparisons). Clonality of PIK3CA mutation was not predictive of benefit to treatment with PAM inhibitors (HR 1.09, 95%CI 0.48-2.52; P=0.828) or to PI3Kα-specific inhibitors (HR 0.57, 95%CI 0.16-2.01; P=0.380), although patients with clonal PIK3CA treated with PI3Kα-specific inhibitors had numerically higher median TTF than those with subclonal events (11.4 months vs. 5.5 months). Conclusions: Molecular alterations were frequent events in this cohort. PIK3CA mutation (a clonal event) was the most common alteration. Patients with actionable alterations were enrolled in clinical trials with matched agents more frequently than in other datasets. Patients with PIK3CA mutation, treated early during their metastatic disease in trials testing combinations with endocrine or chemotherapy, benefit most from PAM inhibitors. Clonality of PIK3CA mutation does not correlate with efficacy of PAM inhibitors or PI3Kα-specific inhibitors.