B cell signaling pathways - New targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia

B cell signaling pathways - New targets for precision medicine in chronic

lymphocytic leukaemia

Prosjektoppgave av medisinstudent Linda Karlsen Det medisinske fakultet, Universitetet i Oslo

MED5090 – Prosjektoppgave

Hovedveileder Sigrid S. Skånland Medveileder Kjetil Taskén

V22

Innholdsfortegnelse

Kappe ... 1

Norsk sammendrag ... 1

Engelsk abstract ... 2

Innledning ... 2

Bakgrunn ... 3

Kronisk lymfatisk leukemi ... 3

Presisjonsmedisin ... 5

Forskningsspørsmål ... 6

Materiale og metode ... 6

Diskusjon ... 7

Tilbakefall og resistens på KLL-behandling ... 7

Kostnad versus nytte ved de nye signalveishemmerne ... 8

Noen utfordringer innenfor presisjonsmedisin ... 9

Implementering av presisjonsmedisin ... 10

Etikk ved presisjonsmedisin ... 12

Konklusjon ... 12

Referanseliste ... 14

VEDLEGG: ... 17

1

Kappe

Norsk sammendrag

Det har skjedd store fremskritt innen behandling av kronisk lymfatisk leukemi (KLL) de seneste årene. Nyere kunnskap om hvordan B-celle reseptoren (BCR) er overuttrykt i kreftcellene har ført til utvikling av nye legemidler til behandling av KLL. Disse signalveishemmerne blokkerer signalmolekyler nedstrøms for BCR og har vist god klinisk effekt. Til tross for dette er

sykdommen fortsatt å regne som uhelbredelig. Ikke alle har effekt av de nye

signalveishemmerne, tilbakefall på behandling er fortsatt et problem og legemidlene er kostbare.

Ulike metoder innenfor presisjonsmedisin, både genetiske analyser og funksjonell testing, kan være med å skreddersy behandling til den enkelte pasient og identifisere hvilke pasienter som kan ha nytte av de nye legemidlene.

I litteraturartikkelen gir vi en oversikt over signalering via BCR og hvordan den er endret hos kreftcellene til pasienter med KLL. Vi gir en oversikt over noen av de nye

signalveishemmerne som er aktuelle i behandling av KLL og beskriver ulike metoder innenfor funksjonell presisjonsmedisin som kan være aktuelle for å skreddersy behandling til KLL pasienter.

I denne kappen vil jeg se på behandling av KLL i Norge i dag, noen strategier for å overkomme resistens mot signalveishemmere og hvordan presisjonsmedisin kan inngå i en nytte- kostnadsanalyse. Det er knyttet stor forventning til presisjonsmedisin i tiden fremover og store studier er igangsatt i mange land inkludert Norge. Jeg vil her presentere noen utfordringer innenfor presisjonsmedisin som inkluderer hvordan genetiske analyser og funksjonell testing med hver sine styrker og svakheter kan være et viktig supplement til hverandre.

(ANTALL ORD=247)

2

Engelsk abstract

Huge improvements have been made within treatment of chronic lymphocytic leukaemia (CLL) in recent years. New knowledge about the over expression of the B cell receptor (BCR) in cancer cells from CLL patients has led to the development of new drugs. These targeted therapies inhibit signalling molecules downstream of the BCR and have shown good clinical effect.

However, the disease is still considered incurable. Not all patients have effect from these therapies, relapse is a concurrent problem, and the new therapies are costly. Different methods within precision medicine, both genetic and functional testing, can be used to individualize cancer therapy and identify which patients may benefit from the new therapies.

In the review article we give an overview of BCR signalling and how it is affected in CLL. We give an overview some of the new targeted therapies that are relevant in the treatment of CLL and describe different methods within functional precision medicine that may be relevant for CLL.

Here, I will look at the treatment of CLL in Norway today, show some strategies to overcome resistance to targeted therapies and discuss how precision medicine may be relevant in a cost-benefit analysis. There are huge expectations to precision medicine moving forward and big studies are ongoing in many countries including Norway. I will present some challenges within precision medicine and show how both genetic and functional testing that each have their own strengths and weaknesses may be important supplements to each other.

(WORD COUNT=243)

Innledning

Høsten 2019 startet jeg på forskerlinjen ved medisinstudiet på Universitetet i Oslo. Jeg ble med i prosjektgruppen «Functional precision medicine for haematological cancers» ledet av Sigrid S.

Skånland ved Institutt for kreftforskning ved Oslo Universitetssykehus. Mitt forskerprosjekt gikk ut på å undersøke effekter av legemidler på celledød og cellesignalering på kreftceller fra

pasienter med kronisk lymfatisk leukemi, som del av et større prosjekt rundt funksjonell

3 presisjonsmedisin til ulike former for hematologisk kreft. Som et sideprosjekt ble det anledning til å skrive en litteraturartikkel til tidsskriftet Scandinavian Journal of Immunology som er grunnlaget for denne prosjektoppgaven (1). Litteraturartikkelen handler om tema som var svært relevante for mitt forskerlinjeprosjekt.

Artikkelen med tittel “B cell signalling pathways—New targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia” er fagfellevurdert og første gang publisert online 8.juli 2020.

Jeg er andreforfatter på denne artikkelen. Jeg har vært involvert med arbeidet med artikkelen fra planleggingsfasen med valg av tema, tittel og utforming av artikkel. Artikkelen er skrevet

sammen med min hovedveileder Sigrid Skånland som er hovedforfatter. Jeg har skrevet deler av artikkelen som baserer seg på litteratursøk i PubMed. Tabell med oversikt over kliniske studier er utført av meg og bygger på systematiske søk etter kliniske studier i clinicaltrials.gov. Alle medforfattere har vært med på å gjennomlese artikkelen, og arbeidet med kommentarer fra reviewers.

I arbeidet med kappen har jeg ønsket å gi en introduksjon til KLL og presisjonsmedisin i tillegg til å bygge videre på noen av hovedpoengene i artikkelen ved å diskutere ulike

problemstillinger knyttet til behandling av KLL og presisjonsmedisin. Jeg har forsøkt å sette dette inn i en norsk kontekst ved å se på hvordan KLL behandles i Norge i dag. Dette har også vært en anledning for meg til å diskutere noen ulike tema som det ikke var rom for i artikkelen, i tillegg til ulike problemstillinger jeg har tenkt på under arbeidet med artikkelen og under

forskerlinjeprosjektet som helhet. Selv om mitt prosjekt hovedsakelig har handlet om funksjonell presisjonsmedisin, synes jeg det her har vært relevant å introdusere både genetisk og funksjonell presisjonsmedisin.

Bakgrunn

Kronisk lymfatisk leukemi

Kronisk lymfatisk leukemi er den vanligste formen for leukemi hos voksne i vesten og rammer

hovedsakelig eldre pasienter med en median alder ved diagnose på 72 år (2). Til tross for at en

rekke nye legemidler har blitt introdusert i behandlingen av KLL de senere årene forblir KLL å

regne som en uhelbredelig sykdom (3). KLL har vist seg å være en sykdom med svært stor

4 molekylær heterogenitet både mellom ulike pasienter og i de ulike kreftcellene hos samme

pasient (4). Innsikt i hvilke mutasjoner som driver kreftutviklingen er viktig i jakten på nye aktuelle behandlinger for KLL pasienter og for å forstå hvordan ulike mutasjoner kan påvirke sykdomsforløp og prognose hos pasienter. I dag benyttes resultatet fra klinisk undersøkelse av pasienten, blodprøvemarkører samt flere genetiske markører for å plassere pasientene i ulike risikogrupper og for å si noe om prognose, dette brukes også til å veilede hvilken behandling som blir gitt (5). 17p delesjon og/eller tumorprotein P53 mutasjon er forbundet med dårligere prognose og økt resistens mot immunkjemoterapi (6, 7). En annen viktig prognostisk faktor er status på den variable delen av tung kjedene på immunglobulinet (IGVH status), hvor ikke- mutert IGVH er assosiert med en mer aggressiv form for KLL (8).

Signalering via B celle reseptoren (BCR) er en viktig overlevelsesmetode både for normale B-celler og kreftceller i de fleste B-cellesykdommer. Økt og avvikende signalering via denne reseptoren er derfor identifisert som en viktig del av patogenesen ved KLL (9). Nye legemidler som hemmer signalering via BCR har vist seg å kunne være effektive i behandling av pasienter med KLL, ved at de fratar kreftcellene viktige overlevelses -og proliferasjonssignaler (9). I artikkelen diskuteres to grupper av signalveishemmere som i dag brukes i behandling av KLL som begge påvirker BCR, nemlig fosfatidylinositol-3 kinase (PI3K) hemmere og Brutons tyrosin kinase (BTK) hemmere.

Retningslinjene fra International Workshop on Chronic Lymphocytic Leukemia (iwCLL) sier at asymptomatiske pasienter med tidlig stadium av sykdom skal monitorers uten behandling, intermediær -og høyrisikopasienter vil ofte ha nytte av tidlig behandlingsstart, men kan også monitoreres uten behandling frem til tegn på progresjon eller symptomer (10). I Norge kommer helsedirektoratet med nasjonale retningslinjer for diagnostikk, behandling og oppfølging av maligne blodsykdommer, inklusive KLL, som benyttes av norsk helsepersonell med mål om å gi god og likeverdig behandling til pasienter over hele landet (11). Disse retningslinjene som sist ble oppdatert i desember 2021 anbefaler at yngre pasienter i god form med mutert IGVH bør behandles med kjemoimmunterapi i form av FCR (fludarabin, syklofosfamid og rituksimab) som førstelinjebehandling. Yngre pasienter i god form med umutert IGVH bør behandles med

ibrutinib, men det mangler vedtak for dette hos Beslutningsforum derfor er dagens behandling fortsatt FCR. Eldre pasienter i god form med mutert IGVH bør få BR (bendamustin og

rituksimab). Mens eldre pasienter med andre faktorer eller alle pasienter med betydelig

5 komorbiditet bør få ibrutinib eller en BCL-2 hemmeren venetoklaks, uten at det i dag foreligger vedtak fra Beslutningsforum om dette og disse pasientene får derfor i dag klorambucil og et anti- CD20 antistoff. Til slutt skal pasienter med del(17p)/TP53-mutasjon alltid vurderes for BTK hemmer eller venetoklaks. Dersom man er nødt til å stoppe behandling grunnet residiv av sykdom eller bivirkninger mot behandling skal man uansett vente med andrelinjebehandling til pasienten igjen har symptomer. Behandlingsmulighetene ved tilbakefall på standardbehandling er venetoklaks i kombinasjon med anti-CD20 antistoff (typisk rituksimab) eller kontinuerlig behandling med enten BTK eller PI3K hemmer (11). Noen pasienter er også aktuelle for allogen stamcelletransplantasjon.

Presisjonsmedisin

Utvikling av nye metoder innen DNA sekvensering, andregenerasjons sekvenseringsmetoder også kalt next generation sequencing (NGS), har ført til at vi i dag har kunnskap om

kompleksiteten av mutasjoner i kreftsvulster og hvordan det forekommer gener som typisk er mutert hos kreftpasienter som påvirker for eksempel proliferasjon, apoptose og genomstabilitet (12). Men selv om vi kjenner til mange kreftgener som kan være muterte, forekommer de enkelte ulike mutasjonene med lav frekvens (12). Dette fører til genetisk heterogenitet, slik at ingen pasients kreftsvulst har samme genetiske fingeravtrykk som en annens. Siden mange av mutasjonene kun forekommer hos en liten andel av pasientene er det ofte ikke utviklet egne målrettede legemidler mot disse mutasjonene, det finnes derfor få klinisk validerte og godkjente behandlinger mot bestemte mutasjoner (13). To kjente eksempler hvor dette derimot har vært vellykket er behandlingen med imatinib mot BCR-ABL mutert kronisk myelogen leukemi (14), og trastuzumab mot brystkreft med overuttrykt HER2 (15).

Presisjonsmedisin handler altså om å bruke informasjon fra pasientens sykdom til å individuelt planlegge målrettet behandling, altså om å gi rett behandling til rett pasient. De fleste leger vil nok mene at behandling alltid har vært individualisert, da man alltid tar hensyn til de faktorene ved pasientens sykdom man kjenner til og ikke minst pasientens egne ønsker. Dette er noe av grunnen til at begrepet persontilpasset medisin har vært kritisert, mens begrepet

presisjonsmedisin som beskriver at man gjør dypere eller mer avansert diagnostikk. Tradisjonelt

har presisjonsmedisin innenfor kreftsykdommer vært synonymt med genetikk og NGS-metoder

(16). En annen måte å tenke på er i form av funksjonell presisjonsmedisin. Enkelt forklart

handler funksjonell testing om å eksponere en pasients tumorbiopsi direkte for legemidler for

6 deretter å måle tumorrespons - ofte i form av å måle effekter på celledød, før resultatene av dette brukes til å predikere effekt av legemiddelet også in vivo (13). I artikkelen vedlagt er det

diskutert noen av de eksperimentelle metodene som kan benyttes innenfor funksjonell presisjonsmedisin som er aktuelle for KLL og de legemidlene som er diskutert i artikkelen.

Forskningsspørsmål

I artikkelen ønsket vi å svare på hvordan signalering via BCR er endret i kreftceller hos pasienter med KLL siden dette gir viktig informasjon om patogenesen bak KLL som har ført til utvikling av nye legemidler. Vi beskriver deretter to grupper av signalveishemmere som hemmer

signalmolekyler nedstrøms for BCR som begge er aktuelle i behandling av KLL i dag. Til slutt beskrives ulike metoder innenfor funksjonell presisjonsmedisin som er aktuelle for KLL hvor signalveishemmerne er viktige legemidler å kunne undersøke effekten av ex vivo.

Materiale og metode

Delene av artikkelen som jeg hovedsakelig står bak baserer seg på søk i databasen PubMed frem til 27.april 2020. Søketermer som ble brukt var «chronic lymphocytic leukemia» eller «CLL» i kombinasjon med «PI3K inhibitors», «BTK inhibitors» og de ulike aktuelle legemidlene.

Artikkelen er ikke basert på systematiske søk. Det er i stor grad benyttet nyere artikler, men hyppig refererte og viktige eldre artikler er ikke ekskludert. Referanselister fra aktuelle studier er også blitt benyttet for å identifisere andre aktuelle artikler. Artikler som har publisert data fra fase 3 studier, samt hatt betydning for endring av retningslinjer for behandling ble prioritert.

Til arbeidet med tabell 2 er registeret ClinicalTrials.gov benyttet. I søkefeltene er

«chronic lymphocytic leukemia» benyttet for sykdom, mens under kategorien «other terms» er skrevet inn ulike aktuelle legemiddelnavn. Fase 3 studier er i all hovedsak prioritert samt studier med publiserte resultater, i tillegg er det inkludert fase 1 og 2 studier fra aktuelle nyere

legemidler under utvikling.

7

Diskusjon

Tilbakefall og resistens på KLL-behandling

Over de siste årene har en rekke nye legemidler blitt godkjent for behandling av KLL. Innføring av kjemoimmunterapi og signalveishemmere har økt total overlevelse og gir lengre

progresjonsfrie intervaller (7, 17). Til tross for dette har man ikke kommet i mål med langvarig remisjon, og sykdommen regnes derfor fortsatt som uhelbredelig som nevnt tidligere. Økningen i antall tilgjengelige behandlinger har ikke gjort det enklere å bestemme hva som er gunstig behandling til den enkelte pasient eller hva som er best mulig andrelinjebehandling hos pasienter som får tilbakefall. Siden KLL er en heterogen sykdom er det viktig med stratifisert behandling.

En gruppe KLL-pasienter som i dag håndteres godt er de yngre pasientene med ikke-mutert IGVH som kan forvente langvarig effekt av FCR behandling (18), mens FCR-behandling tolereres dårligere av eldre pasienter og ikke har tilstrekkelig effekt hos høyrisiko pasienter. De nye signalveishemmerne har derimot vist effekt hos høyrisikopasienter.

Til tross for at vi har oppnådd forlengede progresjonsfrie intervaller er tilbakefall fortsatt et problem, også på de nyere signalveishemmerne. I alle fall er det klart at utviklingen av nye legemidler til behandling av KLL har ført til at vi har flere behandlingsalternativer om man får tilbakefall på førstelinjebehandling. Vi vet at pasienter som tidlig får tilbakefall på

kjemoimmunterapi har dårlig prognose (2), og det er derfor et behov for effektive legemidler å tilby disse pasientene i neste omgang. En vanlig strategi etter behandlingssvikt har vært å fortsette med sekvensielle monoterapier, mens det nå undersøkes videre om nye

kombinasjonsregimer kan gi mer langvarige resultater, dypere remisjon av sykdommen og også lengre behandlingsfrie intervaller (5).

Evolusjon av subklonale mutasjoner hos pasienter er regnet som en av

hovedmekanismene bak både utviklingen av mer aggressiv sykdom og tilbakefall på behandling

(19). En identifisert mekanisme for resistens mot ibrutinib skyldes ervervede mutasjoner i genet

for BTK som oppstår i en celleklon som blir dominerende underveis i behandlingen (20). Når det

utvikles resistans mot for eksempel et legemiddel som hemmer et nedstrøms signalmolekyl for

BCR, kan en måte dette skjer på også være via for eksempel oppregulering eller nedregulering av

andre signalmolekyler innenfor den samme signalkaskaden. Bruk av kombinasjonsbehandling

kan derfor være med på å hindre at tumorcellene finner nye veier utenom blokaden fra kun ett

8 legemiddel ved å blokkere flere ulike signalmolekyler nedstrøms for BCR. En annen fordel man kan tenke seg ved kombinasjonsregimer er at man raskere kan oppnå dyp remisjon og dermed hindre at det kan danne seg nye dominerende klonale populasjoner som er resistente mot behandling, i tillegg til at man kan avslutte behandling tidligere som vil gi mindre langvarige bivirkninger for pasienten (21). En rekke studier undersøker nå effekten av nye

kombinasjonsbehandlinger mot KLL. Kombinasjonen av ibrutinib og venetoklaks har i

prekliniske studier vist seg å kunne være synergistisk (22), og foreløpige kliniske studier tyder på god effekt og toleranse hos eldre og høyrisiko pasienter og hos pasienter som med tidligere tilbakefall (23, 24).

Kostnad versus nytte ved de nye signalveishemmerne

En utfordring med de nye legemidlene er at de er dyrere enn de tidligere alternativene med kun kjemoterapi og kjemoimmunterapi. De nasjonale retningslinjene i Norge (11) som jeg også har nevnt tidligere peker på at selv om de medisinske vurderingene er at FCR kun bør gis som førstelinjebehandling til yngre pasienter med mutert KLL, og at mange av pasientene derfor bør få tilbud om nyere behandling, er dette ikke å regne som kostnadseffektivt. For eksempel koster kontinuerlig behandling med ibrutinib betydelig mer enn kurer med FCR. Dette betyr at pasienter risikerer å ikke få den beste behandlingen vi har å tilby i Norge, og at flere pasienter i dag får kjemoimmunterapi i stedet for signalveishemmere i strid med medisinske anbefalinger.

Kombinasjonsbehandlinger som har blitt presentert som en mulig løsning på problemet med tilbakefall og resistens vil gjøre behandlingen enda dyrere. Inn her kommer også problemet med at selv om de nye signalveishemmerne kan være svært effektive hos noen pasienter, er de ikke effektive hos alle pasienter. KLL er som nevnt tidligere en heterogen sykdom. Det mangler gode biomarkører som kan predikere hvem som har effekt av behandlingen. Dersom vi hadde gode predikatorer for hvem som vil ha effekt og hvem som vil tolerere behandlingen, vil det være lettere å argumentere for at behandling med de nye signalveishemmerne er kostnadseffektive for de aktuelle pasientene.

Presisjonsmedisin kan muligens være med på å predikere hvilke pasienter som kan ha nytte av denne behandlingen, enten ved hjelp av genetiske analyser eller funksjonell testing.

Dermed kan presisjonsmedisin tenkes å også være et kostnadsbesparende tiltak, gitt at metodene

9 som benyttes i seg selv ikke er for dyre og tidkrevende. Ved å avdekke når behandling med enten mono -eller kombinasjonsterapi med de nye signalveishemmerne er effektiv hos den enkelte pasient vil man forhåpentligvis kunne oppnå langvarig effekt og dermed også redusere behovet for etterfølgende behandlinger.

Noen utfordringer innenfor presisjonsmedisin

Som en introduksjon til hvor komplekse kreftsykdommer er, og dermed også hvorfor de er så vanskelige å behandle ønsker jeg å nevne det som har blitt kjent som kjennetegnene på kreft («hallmarks of cancer») først presentert i år 2000 (25). Disse er kreftsvulstenes evne til å unngå celledød, opprettholde proliferasjonssignaler, unngå veksthemmende signaler, starte invasjon og metastasere, evigvarende replikasjon og å indusere angiogenese. Modellen har senere blitt utvidet i to omganger med flere kjennetegn, sist i januar 2022 (26, 27). Det er altså mange prosesser i cellemaskineriet som har gått galt når kreft oppstår. Ulike metoder innenfor

presisjonsmedisin vil ha vanskeligheter med å inkorporere alle disse elementene, slik at man er nødt til å forenkle virkeligheten for å kunne predikere hvilken behandling pasienten kan ha nytte av. Man ønsker enten å predikere effekt av behandling basert på hvilke mutasjoner man finner i pasientens svulst, eller ved funksjonell testing å predikere effekt basert på direkte responser i celleforsøk.

Et problem med forenklinger innenfor genetisk presisjonsmedisin er at det ikke nødvendigvis er samsvar mellom genotype og fenotype. En avdekket mutasjon kan ikke

umiddelbart oversettes til hvordan genet utrykkes in vivo. Det er et samspill mellom mange ulike faktorer. En kreftsvulst har ofte også mange mutasjoner, og å skille ut de som er viktige fra bakgrunnsstøy kan være krevende. I tillegg vil man ved å kun sette søkelys på en spesifikk mutasjon overse det viktige samspillet mellom kreftcellene, andre celletyper og mikromiljøet rundt. Spørsmålet er da hvor relevant genetiske analyser alene er for å forutsi effekt av behandling.

En utfordring med forenklingene som gjøres innenfor funksjonell presisjonsmedisin er om de effekter man observerer i celleforsøk har relevans in vivo. Legemidler innenfor

kreftbehandling trenger ikke nødvendigvis ha direkte effekter på celledød hos kreftcellene, eller

de kan ha sammensatte virkningsmekanismer som påvirker flere ulike prosesser. Dette betyr at

10 en funksjonell metode hvor man kun ser på for eksempel direkte effekter på celledød ikke vil kunne studere de fulle effektene av legemidlene slik de ville virket in vivo. Dette gjør at det er krevende å tolke resultatene fra forsøkene samt at det er vanskelig å sammenligne ulike typer legemidler med forskjellig virkningsmekanisme i disse forsøkene. Et annet problem er at selv om de funksjonelle metodene som er nevnt i artikkelen kan egne seg til å undersøke ex vivo

responser til kjemoterapi og signalveishemmere, har det ikke lykkes med å kunne inkludere immunterapi i disse forsøkene (28). Som nevnt tidligere er immunterapi i dag, med de anti-CD20 monoklonale antistoffene, en viktig del av standardbehandling hos KLL pasienter, men de har altså en helt annen virkningsmekanisme enn for eksempel kjemoterapi. Med økende bruk av immunterapi innenfor flere kreftformer er det viktig å utvikle metoder som også inkorporerer immunterapi innenfor funksjonelle tester (28).

I tilfeller hvor man hos en pasient finner en mutasjon som sitter i gener hvor vi kan tenke oss en mekanistisk forklaring på hvordan kreftsvulsten er påvirket av mutasjonen og vi

tilsvarende har et aktuelt målrettet legemiddel å tilby kan man tenke seg klare fordeler av genetisk presisjonsmedisin. Dette er til motsetning ved funksjonell presisjonsmedisin hvor man ikke så lett kan tilbakeføre en årsaksmekanisme på hvorfor et legemiddel er effektivt hos en bestemt pasient. Det gjør at det kan være vanskelig å skille mellom faktiske funn, bifunn og feilmålinger. Samtidig er dette en av fordelene ved funksjonell presisjonsmedisin hvor man ikke behøver å analysere genmutasjoner, men enkelt og greit kan stipulere at dersom noe har effekt på kreftcellene til en pasient ex vivo, har det kanskje også tilsvarende effekt når behandlingen gis til pasientene in vivo uten å behøve å finne en årsak til hvorfor.

Jeg har med dette ønsket å diskutere noen utfordringer som jeg tenker på når det gjelder presisjonsmedisin, og hvorfor det har vært vanskelig for presisjonsmedisin å få de store

gjennomslaget mange har ventet på. Jeg ønsker også ved å diskutere både genomisk og

funksjonell presisjonsmedisin å vise at de ved å ha ulike styrker og svakheter også kan fungere som viktig supplement til hverandre.

Implementering av presisjonsmedisin

En utfordring med implementering av presisjonsmedisin har vært utformingen av gode studier.

Det finnes mange ulike kreftsykdommer og mange av mutasjonene man vil finne hos de ulike

pasientene vil være sjeldne. Resultatet er et behov for store studier med mange pasienter. Som

11 nevnt tidligere er det også mangel på biomarkører eller mutasjoner vi har en målrettet behandling for, som vil gjøre at en del pasienter vil bli ekskludert fra studiene. Utfordringen er å kunne studere flere ulike behandlinger for flere ulike pasientgrupper eller diagnoser innenfor samme tidsvindu. To masterprotokoller som har blitt godt kjent innenfor presisjonsmedisin er umbrella - og basketstudier. I en umbrellastudie vil man studere effekten av ulike målrettede terapier innenfor samme diagnose, mens man i en basketstudie vil studere effekten av én målrettet terapi brukt innenfor ulike diagnoser eller undergrupper av diagnoser (29).

Utviklingen innenfor presisjonsmedisin har medført behov for store multisenterstudier.

Norge er et av landene som ligger langt fremme i denne sammenhengen. IMPRESS-Norway studien som startet opp på nyåret i 2021har som mål å inkludere mellom 250-500 pasienter hvert år og gi off-label medikamenter på grunnlag av utvidede genetiske analyser til individuelle pasienter (30). Denne studien er en kombinert umbrella -og basketstudie som følger en Simon two-stage model som vil si at det i første omgang rekrutteres et lite antall deltakere i hver kohort, hvor man etter hvert kan utvide kohorten om behandlingen ser ut til å ha effekt (31). Hver kohort vil bestå av én diagnose eller undergruppe, et legemiddel eller bestemt kombinasjon og én

molekylær markør (31). En rekke lignende studier er pågående i andre land som gir mulighet til å samarbeide på tvers av landegrenser. Massive studier som dette krever utvikling av tilstrekkelig infrastruktur. I Norge ble det i 2019 startet en stor satsning på dette i form av «Infrastruktur for Presisjonsdiagnostikk innen kreft», InPred (32). I tillegg til dette er også samarbeid og avtaler med industrien viktig for å sikre tilgang et stort utvalg legemidler i denne typen studier.

Dessverre har resultatet fra mange av studiene på presisjonsmedisin vist lite lovende resultater så langt (28). Også forsøk på å implementere funksjonell presisjonsmedisin er underveis, og en nylig studie som undersøkte kombinasjonen av ex vivo legemiddelrespons og

sekvenseringsanalyser hos pasienter med akutt myelogen leukemi viste at funksjonell

presisjonsmedisin kan gi viktig tilleggsinformasjon når man skal skreddersy behandling (33).

Dette illustrerer kompleksiteten og omfanget som er nødvendig når presisjonsmedisin

skal iverksettes, og hvordan samarbeid på tvers av både yrkesgrupper, sektorer og landegrenser

er nødvendig for å oppnå resultater. Det er en svært spennende utvikling som for tiden foregår i

Norge og andre land i forbindelse med presisjonsmedisin.

12

Etikk ved presisjonsmedisin

Til slutt ønsker jeg å nevne noen etiske problemstillinger som dukker opp rundt

presisjonsmedisin, spesielt siden det er tilknyttet så store forventninger blant både helsepersonell og pasienter. Selv om mange pasienter er overbevist over nytten av presisjonsmedisin, viser det seg at de ofte har lite kunnskaper om temaet (34), dette betyr at det er krevende å gi et

tilstrekkelig informert samtykke. Pasienten må både informeres om hva presisjonsmedisin er og få en realistisk virkelighetsforståelse av både mulig nytte og hvilke negative konsekvenser behandlingen kan ha for pasienten. Siden presisjonsmedisin er et komplisert felt, vil dette være krevende for både helsepersonell, men spesielt for pasienter med liten medisinsk forståelse å sette seg inn i tilstrekkelig. Det er derfor viktig å ikke overselge nytten av presisjonsmedisin i møte med pasienter, gitt at resultatene så langt ikke har vært overveldende.

Selv om presisjonsmedisin som nevnt kan ha positive effekter innenfor kostnad-

nytteanalyser, krever det store ressurser når det gjelder forskning, infrastruktur og tilgang på nye legemidler. Dette kan være med på å øke forskjeller innad i land, men også mellom rike og fattige land hvor fattige i land i liten grad kan forvente å få del av godene ved presisjonsmedisin (34). Jeg ønsker også å nevne hvordan genetiske analyser gir mye informasjon også om andre forhold hos pasienten, dette nødvendiggjør at det sikres at pasientens privatliv og konfidensialitet ivaretas (34). Det er også vanskelig å vite omfanget av hva utvidede genetiske analyser kan gi av informasjon om et enkeltindivid både i dag og i fremtiden, som krever at dataene håndteres med varsomhet og at pasienten på forhånd bør ha avklart om han eller hun ønsker informasjon som kan ha betydning for sin helse om det skulle oppdages ved en tilfeldighet.

Konklusjon

Som oppsummering ønsker jeg å trekke frem at det har vært en spennende utvikling innen

behandling av KLL de seneste årene. Men det er fortsatt en vei å gå før sykdommen kan regnes

som kurerbar. De nye signalveishemmerne er effektive hos noen, men ikke alle, de er utsatt for

utvikling av resistens og de er dyre. Presisjonsmedisin er et spennende felt som i fremtiden kan

være med på å skreddersy behandlingen for enkeltpasienter og identifisere hvilke pasienter som

har nytte av de nye og ofte kostbare behandlingene. I dag ser vi at norske pasienter ikke

13 nødvendigvis behandles i tråd med de nyeste medisinske anbefalingene grunnet for høye

kostnader knyttet til ny behandling, derfor vil metoder som kan identifisere hvilket legemiddel som er effektive for den enkelte pasient være nyttig. Jeg tror at både genetisk og funksjonell presisjonsmedisin som hver har sine styrker og svakheter sammen kan være med på å utfylle hverandre og være med på å veilede behandling av fremtidens kreftpasienter, og også vise seg nyttig innenfor behandling av KLL. Det blir spennende å følge utviklingen og resultatene av det store forskningsprosjektet IMPRESS-Norway de neste årene. Igangsetting av kliniske studier i Norge er viktig for å gi norske pasienter tilgang på de nyeste legemidlene og

behandlingsmetodene.

14

Referanseliste

1. Skånland SS, Karlsen L, Taskén K. B cell signalling pathways—New targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia. 2020;92(5):e12931.

2. Hallek M, Shanafelt TD, Eichhorst B. Chronic lymphocytic leukaemia. The Lancet.

2018;391(10129):1524-37.

3. Sharma S, Rai KR. Chronic lymphocytic leukemia (CLL) treatment: So many choices, such great options. Cancer. 2019;125(9):1432-40.

4. Guièze R, Wu CJ. Genomic and epigenomic heterogeneity in chronic lymphocytic leukemia. Blood. 2015;126(4):445-53.

5. Hallek M. Chronic lymphocytic leukemia: 2020 update on diagnosis, risk stratification and treatment. American journal of hematology. 2019;94(11):1266-87.

6. Zenz T, Vollmer D, Trbusek M, Smardova J, Benner A, Soussi T, et al. TP53 mutation profile in chronic lymphocytic leukemia: evidence for a disease specific profile from a

comprehensive analysis of 268 mutations. Leukemia. 2010;24(12):2072-9.

7. Hallek M, Fischer K, Fingerle-Rowson G, Fink AM, Busch R, Mayer J, et al. Addition of rituximab to fludarabine and cyclophosphamide in patients with chronic lymphocytic leukaemia:

a randomised, open-label, phase 3 trial. Lancet (London, England). 2010;376(9747):1164-74.

8. Hamblin TJ, Davis Z, Gardiner A, Oscier DG, Stevenson FK. Unmutated Ig VH Genes Are Associated With a More Aggressive Form of Chronic Lymphocytic Leukemia. Blood.

1999;94(6):1848-54.

9. Stevenson FK, Krysov S, Davies AJ, Steele AJ, Packham G. B-cell receptor signaling in chronic lymphocytic leukemia. Blood. 2011;118(16):4313-20.

10. Hallek M, Cheson BD, Catovsky D, Caligaris-Cappio F, Dighiero G, Döhner H, et al.

iwCLL guidelines for diagnosis, indications for treatment, response assessment, and supportive management of CLL. Blood. 2018;131(25):2745-60.

11. Helsedirektoratet. Nasjonalt handlingsprogram med retningslinjer for diagnostikk, behandling og oppfølging av maligne blodsykdommer [nettdokument] Oslo: Helsedirektoratet;

2018 [updated 2021-12-23; cited 2021- 01-04]. Available from:

https://www.helsedirektoratet.no/retningslinjer/maligne-blodsykdommer-handlingsprogram.

15 12. Lawrence MS, Stojanov P, Mermel CH, Robinson JT, Garraway LA, Golub TR, et al.

Discovery and saturation analysis of cancer genes across 21 tumour types. Nature.

2014;505(7484):495-501.

13. Friedman AA, Letai A, Fisher DE, Flaherty KT. Precision medicine for cancer with next- generation functional diagnostics. Nature reviews Cancer. 2015;15(12):747-56.

14. Sawyers CL, Hochhaus A, Feldman E, Goldman JM, Miller CB, Ottmann OG, et al.

Imatinib induces hematologic and cytogenetic responses in patients with chronic myelogenous leukemia in myeloid blast crisis: results of a phase II study. Blood. 2002;99(10):3530-9.

15. Slamon DJ, Leyland-Jones B, Shak S, Fuchs H, Paton V, Bajamonde A, et al. Use of chemotherapy plus a monoclonal antibody against HER2 for metastatic breast cancer that overexpresses HER2. The New England journal of medicine. 2001;344(11):783-92.

16. Letai A. Functional precision cancer medicine-moving beyond pure genomics. Nature medicine. 2017;23(9):1028-35.

17. Burger JA, Tedeschi A, Barr PM, Robak T, Owen C, Ghia P, et al. Ibrutinib as Initial Therapy for Patients with Chronic Lymphocytic Leukemia. The New England journal of medicine. 2015;373(25):2425-37.

18. Thompson PA, Tam CS, O'Brien SM, Wierda WG, Stingo F, Plunkett W, et al.

Fludarabine, cyclophosphamide, and rituximab treatment achieves long-term disease-free survival in IGHV-mutated chronic lymphocytic leukemia. Blood. 2016;127(3):303-9.

19. Landau DA, Carter SL, Stojanov P, McKenna A, Stevenson K, Lawrence MS, et al.

Evolution and impact of subclonal mutations in chronic lymphocytic leukemia. Cell.

2013;152(4):714-26.

20. Woyach JA, Furman RR, Liu T-M, Ozer HG, Zapatka M, Ruppert AS, et al. Resistance Mechanisms for the Bruton's Tyrosine Kinase Inhibitor Ibrutinib. New England Journal of Medicine. 2014;370(24):2286-94.

21. Woyach JA, Johnson AJ. Targeted therapies in CLL: mechanisms of resistance and strategies for management. Blood. 2015;126(4):471-7.

22. Deng J, Isik E, Fernandes SM, Brown JR, Letai A, Davids MS. Bruton's tyrosine kinase

inhibition increases BCL-2 dependence and enhances sensitivity to venetoclax in chronic

lymphocytic leukemia. Leukemia. 2017;31(10):2075-84.

16 23. Hillmen P, Rawstron AC, Brock K, Muñoz-Vicente S, Yates FJ, Bishop R, et al. Ibrutinib Plus Venetoclax in Relapsed/Refractory Chronic Lymphocytic Leukemia: The CLARITY Study.

Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology.

2019;37(30):2722-9.

24. Jain N, Keating M, Thompson P, Ferrajoli A, Burger J, Borthakur G, et al. Ibrutinib and Venetoclax for First-Line Treatment of CLL. New England Journal of Medicine.

2019;380(22):2095-103.

25. Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell. 2000;100(1):57-70.

26. Hanahan D, Weinberg Robert A. Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell.

2011;144(5):646-74.

27. Hanahan D. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discovery. 2022;12(1):31.

28. Letai A, Bhola P, Welm AL. Functional precision oncology: Testing tumors with drugs to identify vulnerabilities and novel combinations. Cancer cell. 2022;40(1):26-35.

29. Woodcock J, LaVange LM. Master Protocols to Study Multiple Therapies, Multiple Diseases, or Both. The New England journal of medicine. 2017;377(1):62-70.

30. OsloUniversitetssykehus. IMPRESS NORWAY Stor nasjonal presisjonsmedisinstudie innen kreft 2020 [updated 2020-12-08; cited 2022 -01-11]. Available from: https://oslo- universitetssykehus.no/om-oss/nyheter/stor-nasjonal-presisjonsmedisinstudie-innen-kreft.

31. ClinicalTrials.gov. Improving Public Cancer Care by Implementing Precision Medicine in Norway (IMPRESS-N) 2021 [updated 2021-12-07; cited 2022 -01-11]. Available from:

https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04817956?term=impress+norway&draw=2&rank=1.

32. OsloUniversitetssykehus. Tverrgående samarbeid etablerer morgendagens

kreftdiagnostikk 2021 [updated 2021-06-07; cited 2022 -01-11]. Available from: https://oslo- universitetssykehus.no/avdelinger/klinikk-for-laboratoriemedisin/avdeling-for-rettsmedisinske- fag/tverrgaende-samarbeid-etablerer-morgendagens-kreftdiagnostikk.

33. Malani D, Kumar A, Brück O, Kontro M, Yadav B, Hellesøy M, et al. Implementing a Functional Precision Medicine Tumor Board for Acute Myeloid Leukemia. Cancer Discovery.

2021.

34. Erdmann A, Rehmann-Sutter C, Bozzaro C. Patients’ and professionals’ views related to ethical issues in precision medicine: a mixed research synthesis. BMC Medical Ethics.

2021;22(1):116.

17

VEDLEGG:

Oslo University Hospital includes Aker University Hospital, The National Hospital – Rikshospitalet,The Norwegian Radium Hospital and Ullevål University Hospital

Org.nr.: NO 993 467 049 MVA www.oslo-universitetssykehus.no

Our ref.: Your ref.: Case handler.: Date: 2021-09-27

RE: Bekreftelse av medforfatterskap

Det bekreftes med dette at Linda Karlsen er medforfatter på reviewartikkelen «B cell signalling pathways – New targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia» som ble publisert i Scandinavian Journal of Immunology i 2020 (se vedlegg).

Karlsen bidro til skrivingen av avsnittene «3.1 PI3K inhibitors» og «3.2 BTK inhibitors», inkludert «Table 2».

Hun leste og godkjente den fullstendige versjonen av manuskriptet, og var med på prosessen med å svare på kommentarer fra reviewere.

Vennlig hilsen,

____________________________

Sigrid S. Skånland, PhD

Prosjektgruppeleder, lableder, forsker e-post: sigrid.skanland@ous-research.no

Vedlegg: Skånland SS*, Karlsen L, Taskén K. B cell signaling pathways - new targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia. Scand J Immunol. 2020 Jul 8:e12931. doi: 10.1111/sji.12931.

Forskerlinjen, UiO

Division of Cancer Medicine Institute for Cancer Research Oslo University Hospital Radiumhospitalet

Street address: Ullernchausseen 70 Postal address: POB 4953, Nydalen N-0424 Oslo

Scand J Immunol. 2020;92:e12931.

|

https://doi.org/10.1111/sji.12931

wileyonlinelibrary.com/journal/sji

1

|

S I G N A L L I NG I N N O R M A L B C E L L S

B cells play a key role in the adaptive immune response, which is the second line of defence against non-self pathogens. B cells form and mature in the bone marrow, and then move to the lymphatic system where they circulate the body. Here, the B cells recognize foreign antigen through their B cell re- ceptor (BCR), leading to maturation of the B cell into either a memory B cell or an effector (plasma) B cell. The BCR is composed of two identical covalently linked immunoglobu- lin heavy (IgH) chains and a pair of identical immunoglob- ulin light (IgL) chains connected by disulphide bonds. The variable domains of the IgH and IgL chains result from gene

rearrangements at the pro-B (IgH) and pre-B (IgL) cell stages and define the antigen specificity of the BCR.¹ Memory B cells express the same membrane-bound antibody as the par- ent B cell, while effector B cells secrete it as soluble anti- bodies. The BCR is anchored to the cell membrane through its transmembrane domain, which is tightly associated with a heterodimer of Ig (CD79A) and Ig (CD79B) (Figure 1).² These membrane-bound proteins each have a cytoplasmic tail that harbours two conserved tyrosine residues as part of their immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), an important signalling component of the BCR.^3,4 Phosphorylation of these ITAM tyrosine residues by the SRC family kinases Lck/Yes-related novel protein tyrosine kinase (LYN) and FYN as well as B-lymphoid kinase (BLK, Tec

Received: 27 April 2020

|

|

S S I 5 0 Y E A R S A N N I V E R S A R Y A R T I C L E SPECIAL REVIEW

B cell signalling pathways—New targets for precision medicine in chronic lymphocytic leukaemia

Sigrid S. Skånland^1,2

|

|

© 2020 The Authors. Scandinavian Journal of Immunology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of The Scandinavian Foundation for Immunology 1Department of Cancer Immunology,

Institute for Cancer Research, Oslo University Hospital, Oslo, Norway

2K. G. Jebsen Centre for B Cell Malignancies, Institute of Clinical Medicine, University of Oslo, Oslo, Norway

3Institute of Clinical Medicine, University of Oslo, Oslo, Norway

Correspondence

Sigrid S. Skånland, Department of Cancer Immunology, Institute for Cancer Research, Oslo University Hospital, P.O. Box 4951 Nydalen, N-0424, Norway.

Email: sigrid.skanland@ous-research.no

Funding information

Stiftelsen Kristian Gerhard Jebsen; Norges Forskningsråd; Kreftforeningen; Lilly Constance og Karl Ingolf Larssons stiftelse;

Helse Sør-Øst RHF

Abstract

The B cell receptor (BCR) is a master regulator of B cells, controlling cellular pro- cesses such as proliferation, migration and survival. Cell signalling downstream of the BCR is aberrantly activated in the B cell malignancy chronic lymphocytic leu- kaemia (CLL), supporting the pathophysiology of the disease. This insight has led to development and approval of small molecule inhibitors that target components of the BCR pathway. These advances have greatly improved the management of CLL, but the disease remains incurable. This may partly be explained by the inter-patient het- erogeneity of the disease, also when it comes to treatment responses. Precision medi- cine is therefore required to optimize treatment and move towards a cure. Here, we discuss how the introduction of BCR signalling inhibitors has facilitated the develop- ment of functional in vitro assays to guide clinical treatment decisions on use of the same therapeutic agents in individual patients. The cellular responses to these agents can be analysed in high-throughput assays such as dynamic BH3 profiling, phospho flow experiments and drug sensitivity screens to identify predictive biomarkers. This progress exemplifies the positive synergy between basal and translational research needed to optimize patient care.

This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Printed by [Wiley Online Library - 109.189.227.183 - /doi/epdf/10.1111/sji.12931] at [03/11/2020].

2 of 15

|

family) or spleen tyrosine kinase (SYK) is the initial step of signal transduction from the BCR to the nucleus.^5,6

BCR signalling can be initiated by two different mecha- nisms: antigen-induced and antigen-independent (tonic) BCR activation.⁷ BCR stimulation by antigen results in BCR ag- gregation, ITAM phosphorylation, and consequently recruit- ment of SRC-homology 2 (SH2)-domain containing proteins, most often SYK, to the BCR.^8,9 SYK is then activated by SRC kinases and autophosphorylation,¹⁰ and, together with LYN, phosphorylates the adaptor proteins CD19, B cell adaptor for phosphatidylinositol 3-kinase (BCAP), and B cell linker protein (BLNK). CD19 and BCAP recruit phosphati- dylinositol-3 kinase (PI3K) to the plasma membrane. BLNK, together with PI3K, activate Bruton's tyrosine kinase (BTK) and its downstream target phospholipase C2 (PLC2).⁹ This BCR signalosome generates a wide variety of downstream effects, including activation of the PI3K-AKT-mTOR path- way and the RAS-RAF-MEK-ERK pathway.¹¹ BCR signal- ling is essential for normal immune function and for survival and proliferation of the B cells.¹² B cells that lack a functional BCR rapidly undergo cell death.¹³

The second mechanism by which BCR signalling can be induced is by tonic BCR activation, a process which is inde- pendent of ligand engagement.¹⁴ Several mechanisms have been proposed to account for the initiation and regulation of tonic signalling. These include the self-aggregation of BCR molecules, an altered balance between constitutively active

protein tyrosine kinases and protein tyrosine phosphatases, or hijacking of the BCR by the B cell activating factor of the tumour necrosis factor (TNF) family (BAFF) receptor.^15-17

The critical role of BCR signalling in normal B cell de- velopment renders it as no surprise that BCR signalling also supports survival and growth of malignant B cells.^18,19 In this review, the focus will be on BCR signalling in chronic lymphocytic leukaemia (CLL), a disease which, due to its relatively indolent nature, has allowed detailed investiga- tion of the tumour cells and their signalling responses over time.²⁰

2

|

CLL is the most common form of leukaemia in western coun- tries, with an incidence rate of 5.82/100 000 inhabitants in the United States.²¹ It is a disease of the elderly, with a me- dian age at diagnosis of 72 years, and more male than fe- male patients are affected (1.7:1).²² CLL is characterized by clonal expansion and accumulation of mature CD5⁺ B cells in the peripheral blood, bone marrow and lymphoid tissues.²³ Survival of the CLL cells relies on signals from the tumour microenvironment,^24-26 which is composed of cellular com- ponents such as monocyte-derived nurse-like cells (NLC),²⁷ T cells²⁸ and mesenchymal stromal cells.²⁹

F I G U R E 1 BCR signalling and targeted therapies against BTK and PI3K. The BCR is associated with CD79A and CD79B co-receptors via its transmembrane domain. The CD79A/B ITAMs are phosphorylated by proximal kinases including LYN and SYK, and SYK is activated by SRC kinases and autophosphorylation. Activated SYK triggers the formation of the BCR signalosome, which includes proteins such as BLNK, BTK, PLC2 and PI3K. The co-receptor CD19 regulates activation of PI3K. The MAPK and PI3K pathways are activated downstream of the BCR signalosome. Targeted therapies can interfere with the BCR signalling axis. Inhibitors of BTK and PI3K are indicated in red

PLC 2 γ C D 7 9 A D 7 9 B C P

B-cell receptor

P LYN

P

SYK P

BLNK P

BTK P

PI3K P

MAPK acvaon

AKT acvaon

C D 1 9

Acalabrunib Ibrunib Ti brunib ra Zanubrunib

Duvelisib Idelalisib Umbralisib

Printed by [Wiley Online Library - 109.189.227.183 - /doi/epdf/10.1111/sji.12931] at [03/11/2020].

|

SKÅNLAND ET AL.

Several lines of evidence support the significant role of BCR signalling in the pathophysiology of CLL. Zeta chain–

associated protein kinase 70 kDa (ZAP-70, SYK family) is associated with BCR signalling and is a negative prognostic factor in CLL.^30-32 Similarly, secretion of the T cell attract- ing chemokines CCL3 and CCL4 correlates with ZAP-70 expression and responsiveness of the CLL clone to BCR stimulation, and strongly predicts CLL prognosis and time to treatment.^33,34 More importantly, the structure of the BCR itself is among the parameters included in the international prognostic index for patients with CLL (CLL-IPI).³⁵ The dis- ease is classified as either mutated or unmutated based on the degree of somatic hypermutation within the BCR anti- gen-binding site (immunoglobulin heavy chain variable re- gion gene; IGVH) present in the CLL cells. A cut-off at 98%

IGHV sequence homology to the germline sequence is used for the classification.³⁶ Although CLL is a heterogeneous dis- ease with high variation in disease course among patients, mutated CLL is typically associated with a more indolent disease progression and better overall survival, whereas un- mutated CLL shows a more aggressive course with shorter time to treatment and shorter survival.^37,38 CLL cells with an unmutated phenotype are in general more responsive to BCR stimulation than mutated CLL cells, in particular in inducing PI3K signalling.^39,40

Evidence exists for both tonic- and antigen-induced BCR activation in CLL. Tonic BCR signalling is supported by studies on primary CLL cells showing constitutive activa- tion of BCR pathway components including LYN,⁴¹ SYK,⁴² ERK1/2^43,44 and STAT3.³⁹ On the other hand, CLL cells ex- press restricted sets of antigen receptors³⁶ giving rise to subsets of cases with almost identical (stereotyped) complementari- ty-determining region 3 (CDR3) sequences.^45,46 This suggests that a particular antigen-binding site may be critical during CLL pathogenesis. CLL cells thus appear to depend on both constitutive and induced BCR signalling that direct cell growth and survival.

3

|

Not all CLL patients require treatment. Little beneficial ef- fect of therapy has been reported for patients with indolent disease,^47,48 and therefore, a watch-and-wait approach is recommended. However, treatment may be indicated for pa- tients with active or symptomatic disease, or with advanced Binet or Rai stages. Traditionally, chemotherapy, later in combination with immunotherapy, has been the standard of care.⁴⁹ For physically fit patients younger than 65 years, who typically present with a mutated IGVH gene, chemoimmu- notherapy with fludarabine, cyclophosphamide and the anti- CD20 antibody rituximab (FCR) remains standard of care as it may have curative potential.²² The less toxic combination of bendamustine and rituximab (BR) is administered to pa- tients older than 65 years.

The observation that BCR signalling is aberrantly acti- vated in CLL led to development of small molecule inhibi- tors targeting components of the BCR pathway (Figure 1).

Approval of the first targeted therapies for treatment of CLL in 2014, by the Food and Drug Administration (FDA) and the European Medicines Agency (EMA), completely changed the disease management. The CLL community now seems to be moving towards a chemotherapy-free treatment regi- men. Approved and investigational BCR inhibitors relevant for CLL are discussed below (Table 1). Interestingly, the game-changing BCR inhibitors were identified based on a functional approach examining cell signalling, and not by ge- netics, which traditionally has dominated precision medicine.

3.1

|

PI3Ks constitute a family of enzymes that regulate a di- verse set of cellular processes, including proliferation, dif- ferentiation, survival and intracellular trafficking. The PI3K signalling pathway is one of the most frequently mutated in T A B L E 1 Approved and investigational BTK and PI3K inhibitors^a

PI3K inhibitor Target specificity Approved by Indications

Duvelisib p110, p110 FDA CLL, FL, SLL

Idelalisib p110 EMA, FDA CLL, FL, SLL

Umbralisib p110 Not approved —

BTK inhibitor Binding modality to target Approved by Indications

Acalabrutinib Irreversible FDA CLL, MCL, SLL

Ibrutinib Irreversible EMA, FDA CLL, MCL, MZL, SLL, WM

Tirabrutinib Irreversible Not approved —

Zanubrutinib Irreversible FDA MCL

Abbreviations: CLL, chronic lymphocytic leukaemia; EMA, European Medicines Agency; FDA, Food and Drug Administration; FL, follicular lymphoma; MCL, mantle cell lymphoma; MZL, marginal zone lymphoma; SLL, small lymphocytic leukaemia; WM, Waldenström's macroglobulinaemia.

aAs of June, 2020.

Printed by [Wiley Online Library - 109.189.227.183 - /doi/epdf/10.1111/sji.12931] at [03/11/2020].

4 of 15

|

T A B L E 2 Selected ongoing and completed clinical trials with targeted therapies in CLL

Agent Class inhibitor Study

Study phase R/R-TN

IGHV status (n of mutated/n of unmutated)

TP53/del17p (number of patients)

Venetoclax+OB vs OB+Chl BCL-2 NCT02242942 3 TN 159/244 32 (TP53) 31 (del17)

Venetoclax BCL-2 NCT01889186 2 R/R 30/7 60 (TP53) 106 (del17p)

Venetoclax BCL-2 NCT02141282 2 R/R 67/50 29 (TP53) 42 (del17)

Duvelisib (R/R vs TN) PI3K NCT01476657 1 R/R-TN

Duvelisib vs Ofatumumab PI3K NCT02004522 3 R/R 177/142 49

Duvelisib+FCR PI3K NCT02158091 1/2 TN nr nr

Duvelisib+Venetoclax PI3K/BCL-2 NCT03534323 1/2 R/R

Idelalisib PI3K NCT00710528 1 R/R 5/54 13

Idelalisib+BR vs Placebo+BR PI3K NCT01569295 3 R/R 70/346 137

Idelalisib+Ofatumumab vs Ofatumumab

PI3K NCT01659021 3 R/R 56/205 103

Idelalisib+R vs Placebo+R PI3K NCT01539512 3 R/R 52/168 87

Idelalisib+Tafasitamab vs Venetoclax+Tafasitamab

PI3K/BCL-2 NCT02639910 2 R/R nr nr

Umbralisib+Ibrutinib PI3K/BTK NCT02268851 1 R/R 8/13 4 (TP53) 4 (del17p)

Acalabrutinib vs Acalabrutinib+OB vs OB+Chl

BTK NCT02475681 3 TN nr nr

Acalabrutinib vs Ibrutinib BTK NCT02477696 3 R/R

Acalabrutinib+Venetoclax(+/−)OB vs FCR vs BR

BTK/BCL-2 NCT03836261 3 TN 0

Acalabrutinib+Venetoclax+OB BTK/BCL-2 NCT03580928 2 TN 14/23 10

Ibrutinib BTK NCT01744691 2 R/R 97/19 145

Ibrutinib (R/R vs TN) BTK NCT01105247 1/2 R/R-TN 38-94 36

Ibrutinib vs Chl BTK NCT01722487 3 TN 151/118 nr

Ibrutinib vs Ibrutinib+R vs BR BTK NCT01886872 3 TN nr nr

Ibrutinib vs Ofatumumab BTK NCT01578707 3 R/R 208/182 127 (del17)

Ibrutinib vs R BTK NCT01973387 3 R/R 49/98 36

Ibrutinib+BR vs Placebo+BR BTK NCT01611090 3 R/R 101/418 0

Ibrutinib+BR BTK NCT01292135 1 R/R nr 7

Ibrutinib+OB vs Chl+OB BTK NCT02264574 3 TN 106/123 41

Tirabrutinib BTK NCT02457559 1 R/R nr nr

Tirabrutinib+Idelalisib(+/−)OB BTK/PI3K NCT02968563 2 R/R nr nr

Tirabrutinib vs

Tirabrutinib+Idelalisib vs Tirabrutinib+Entospletinib

BTK/PI3K/

SYK

NCT02457598 1b R/R nr 12

Tirabrutinib+Entospletinib vs Tirabrutinib+Entospletinib+OB

BTK/SYK NCT02983617 2 R/R nr nr

Zanubrutinib BTK NCT02343120 1/2 R/R-TN 14 UM-CLL 18

Zanubrutinib vs Ibrutinib BTK NCT03734016 3 R/R

Abbreviations: B, bendamustine; BCL-2, B cell lymphoma 2; BTK, Bruton's tyrosine kinase; Chl, chlorambucil; CR, complete response;

FCR, fludarabine-cyclophosphamide-rituximab; nr, not reported; OB, obinutuzumab; ORR, overall response rate; OS, overall survival;

PFS, progression-free survival; PI3K, phosphatidylinositol 3-kinase; R, rituximab; R/R, relapsed/refractory; SYK, spleen tyrosine kinase; TN, treatment naïve.

Printed by [Wiley Online Library - 109.189.227.183 - /doi/epdf/10.1111/sji.12931] at [03/11/2020].

|

SKÅNLAND ET AL.

Median follow up

(months) CR (%) ORR (%)

PFS (median in

months) PFS (% at 2 y)

OS (median in

months) OS (% at 2 y) Reference

28.1 49.5/23.1 84.7/71.3 Not reached 88.2/64.1 Not reached 91.8/93.3 (Fischer K et al, 2019¹²⁵) 12.1 17 79.4 Not reached 72 (est. 1 y) Not reached 86.7 (est. 1 y) (Stilgenbauer S et al,

2016¹²⁶)

14 9 65 24.7 75 (est. 1 y) nr 91 (est. 1) (Jones JA et al, 2018¹²⁷)

4/0 56/83 15.7/not reached (Flinn IW et al, 2018a)⁵⁸

22.4 0.6/0.6 73.8/45.3 13.3/9.9 60/39 (1y) nr nr (Flinn IW et al, 2018b¹²⁸)

nr nr nr nr nr nr nr

nr nr 72 15.8 nr Not reached nr (Brown JR et al, 2014⁵³

14 3/0 70.0/45.5 20.8/11.1 nr Not reached/31.6 79/71 (1y) (Zelenetz AD et al,

2017¹²⁹)

16.1 1.1/0 75.3/18.4 16.4/8.0 nr Not reached nr (Jones JA et al, 2017¹³⁰)

3.8 0/0 81/13 Not reached/5.5 93/46 Not reached 92/80 (1y) (Furman RR et al, 2014)⁵⁴

nr n.r 90.9/76.9 nr nr nr nr

26 27 90 Not reached 90 Not reached 95 (Davids MS et al, 2019)⁶¹

29 nr 85/94/79 Not reached/not

reached/22.6

82/90/34 (30mo) Not reached 94/95/90 (30mo)

(Abstract; Sharman JP et al, 2019)⁷⁵

8 25 100 nr nr nr nr (Abstract; Lampson BL

et al, 2019¹³¹)

11.5 8 83 not reached 63 not reached 75 (O'Brien S et al, 2016)¹³²

60 10/29 89/87 51/(not reached) 44/92 (5y) not reached 60/92 (5y) (O'Brien S et al, 2018)¹³³

18.4 4/2 82.4/35.3 (not

reached)/18.9

90/52 (18mo) nr 98/85 (Burger JA et al, 2015)⁷²

30 7/12/26 93/94/75 (not reached)/(not reached)/43

87/88/74 nr 90/94/95

44 nr 42.6/4.1 (not reached)/8.1 59/3 (3y) not reached 74/65 (3y) (Byrd JC et al, 2019)¹³⁴ 17.8 3.8/0 53.8/7.4 not reached/8.3 74/11.9 (18mo) not reached/26.1 nr (Huang et al, 2018)¹³⁵

17 10/3 83/68 not reached/13.3 79/24 (18mo) not reached nr (Chanan-Khan A et al,

2016)¹³⁶

37.3 40.0 93.3 not reached 78.6 nr nr (Brown JR et al, 2015¹³⁷)

31.3 19/8 88/73 (not reached)/19 79/31 (30mo) not reached 86/85 (30mo) (Moreno C et al, 2019)¹³⁸

32.5 nr 96 38.5 nr 44.9 n.r (Walter HS et al, 2017)⁷⁸

nr nr nr nr nr nr nr

15/34/30 7/7/10 83/93/100 not reached/32/

not reached

nr nr nr (Danilov AV et al,

2020)¹³⁹

nr 0/6.7 100/90 nr nr nr nr

13.7 2.6 96.2 not reached 100 (est. 1 y) nr nr (Tam CS et al, 2019)⁷⁶

(Hillmen et al, 2020)⁷⁷

Printed by [Wiley Online Library - 109.189.227.183 - /doi/epdf/10.1111/sji.12931] at [03/11/2020].