Biomarkery w badaniach klinicznych fazy 2: przewodnik dla pacjenta

Czym jest biomarker w badaniu klinicznym?

Biomarker to zdefiniowana i mierzalna cecha wykorzystywana jako wskaźnik prawidłowych procesów biologicznych, procesów chorobowych lub odpowiedzi na interwencję terapeutyczną^[1]. Definicja ta została sformalizowana w ramach FDA-NIH BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools), który stanowi podstawę klasyfikacji i zastosowania biomarkerów na wszystkich etapach rozwoju klinicznego^[2].

Biomarkery mierzy się z różnych źródeł. Należą do nich tkanka guza, krew pełna, osocze, surowica, szpik kostny, mocz lub ślina. Niektóre biomarkery mierzą cechy guza, inne cechy organizmu gospodarza, na przykład mutacje w DNA linii płciowej. Metodą pomiaru biomarkerów może być też obrazowanie molekularne^[1].

Biomarkery ilościowe podają wartość w skali ciągłej, natomiast biomarkery jakościowe dają wynik binarny – obecny albo nieobecny. Wartość progowa, zwana też punktem odcięcia, oddziela pacjentów biomarker-dodatnich od biomarker-ujemnych. Punkt odcięcia jest często ustalany na podstawie retrospektywnej analizy przechowywanych próbek^[3].

Jakie rodzaje biomarkerów stosuje się w badaniach klinicznych?

Biomarkery grupuje się według roli, jaką pełnią w badaniu, zasadniczo na prognostyczne, predykcyjne i farmakodynamiczne^[3]. W szerszym piśmiennictwie dotyczącym biomarkerów klinicznych opisano dodatkową kategorię – biomarkery diagnostyczne^[2].

• Biomarkery prognostyczne – dostarczają informacji o prawdopodobnym przebiegu choroby, niezależnie od tego, jakie leczenie otrzymuje pacjent^[3]. Mogą być wykorzystywane jako strategia wzbogacania w celu wyboru pacjentów, u których prawdopodobny jest szybko postępujący przebieg choroby lub określony wynik kliniczny^[3].
• Biomarkery predykcyjne – dostarczają informacji o tym, jak prawdopodobne jest, że pacjent odpowie na konkretną terapię^[3]. Pozwalają na stratyfikację pacjentów według oczekiwanej odpowiedzi i również mogą być wykorzystywane jako strategia wzbogacania^[3].
• Biomarkery farmakodynamiczne (PD) – mierzą biologiczny efekt działania leku i mogą dostarczać informacji o skuteczności leczenia^[3]. Wykorzystuje się je głównie w badaniach fazy II, aby ukierunkować dobór dawki, w badaniach typu proof-of-concept oraz w badaniach ustalających zakres dawkowania^[3]. Rzadko są samodzielną podstawą do uzyskania pozwolenia na dopuszczenie do obrotu^[3].
• Biomarkery diagnostyczne – pomagają wykryć obecność lub brak konkretnej choroby i wspierają wczesną, trafną diagnozę^[2].

Biomarker wykorzystywany do identyfikacji i rekrutacji docelowej populacji pacjentów można też określić jako biomarker stratyfikacji pacjentów. Obecne przykłady obejmują mutacje genu BRAF w czerniaku z przerzutami, mutacje HER-2 w raku piersi oraz translokację genu ALK w niedrobnokomórkowym raku płuca^[4].

Dlaczego badania fazy II opierają się na biomarkerach?

Biomarker w badaniu fazy II może pełnić funkcję predyktora odpowiedzi lub oporności, narzędzia wzbogacania grupy pacjentów, punktu końcowego o charakterze korelacyjnym lub zastępczego punktu końcowego. Strategicznie zaplanowane oceny biomarkerów w badaniach fazy II mogą umożliwić bardziej efektywne zaprojektowanie badania fazy III, a także usprawnić selekcję leków przed rozpoczęciem rozwoju fazy III^[1].

Postępy w badaniach wczesnych faz na przestrzeni mniej więcej dziesięciu lat koncentrowały się na zbieraniu większej ilości danych z farmakologii klinicznej na wcześniejszym etapie. Ma to wpływ na ustalanie dawki, identyfikację punktów końcowych i dobór pacjentów specyficznie dla badań fazy II. Badania fazy I już teraz wykorzystują biomarkery do identyfikacji i rekrutacji docelowych populacji pacjentów. Dane z fazy I mają na celu informowanie o wyborze punktów końcowych fazy II i usprawnienie badań pod kątem potwierdzenia koncepcji^[4].

Efektywność badania klinicznego może zostać poprawiona dzięki protokołowi badania, który wykorzystuje biomarkery do stratyfikacji pacjentów przy włączeniu lub do monitorowania odpowiedzi na leczenie. Biomarkery pozwalają też na zmniejszenie liczebności próby poprzez lepszy dobór pacjentów. Stosowanie biomarkerów jest zazwyczaj łatwiejsze i tańsze niż bezpośredni pomiar ostatecznego punktu końcowego, a pomiar biomarkera jest zazwyczaj szybszy niż pomiar ostatecznego punktu końcowego klinicznego^[3].

Jak działa stratyfikacja pacjentów oparta na biomarkerach w planowaniu badania?

Kilka planów badań fazy II rozszerza jednoramienny, dwuetapowy plan Simona, aby uwzględnić pojedynczy binarny biomarker kandydujący. Celem tych planów jest zapewnienie, że obiecująca aktywność leku ograniczona do pacjentów „testowo dodatnich” nie zostanie pominięta. Jednocześnie unikają one konieczności rekrutacji nadmiernej liczby pacjentów, gdy aktywność leku jest na tyle szeroka, że marker nie jest potrzebny^[5].

Plan opisany przez Freidlina i współpracowników wykorzystuje pojedynczy binarny biomarker w randomizowanym badaniu fazy II. Pozwala badaczom ustalić, czy lek powinien przejść do badania fazy III typu enrichment, do badania obejmującego wszystkich pacjentów (all-comers), czy zostać wycofany z dalszego rozwoju. Bardziej złożone sytuacje obejmują wielu kandydujących biomarkerów lub brak wcześniej znanego punktu odcięcia, a takie sytuacje wymagają zazwyczaj znacznie większych liczebności próby niż tradycyjne badanie fazy II. Wymagają one też pobrania od uczestników tkanki guza przed leczeniem, co może sprawić, że takie badania będą kosztowne i czasochłonne^[5].

Jeśli test biomarkera jest wykorzystywany do wyboru, którzy pacjenci wejdą do badania, test musi mieć jakość kliniczną i być wykonywany w certyfikowanym laboratorium w czasie rzeczywistym. Może być do tego wymagane zwolnienie dotyczące wyrobu badanego (investigational device exemption) wydane przez organ kompetentny^[5].

Co pokazało badanie BATTLE I na temat adaptacyjnych planów opartych na biomarkerach?

Badanie BATTLE I w niedrobnokomórkowym raku płuca (NSCLC) oceniało cztery różne testy biomarkerów w odniesieniu do czterech różnych schematów leczenia. Przydział do leczenia spośród czterech schematów był randomizowany, ale wagi randomizacji zmieniały się w miarę postępu badania, dostosowywane na podstawie tego, który schemat leczenia dawał najlepsze wyniki w obrębie każdej z czterech warstw biomarkerowych. W badaniu jako punkt końcowy zastosowano brak progresji choroby w 8. tygodniu. Wymogiem włączenia była świeża biopsja guza^[5].

Adaptacyjną randomizacją kierowały dwa cele. Pierwszym było efektywne przebadanie czterech terapii w czterech z góry określonych warstwach pacjentów z NSCLC. Drugim było zaoferowanie pacjentom badania, które dostosowywało się, aby przydzielić im schemat uznany za najlepszy dla ich postaci choroby. Korn i Freidlin podważyli, czy takie plany randomizacji adaptacyjnej względem odpowiedzi na leczenie rzeczywiście zmniejszają liczbę pacjentów otrzymujących mniej aktywny schemat leczenia. Pozostaje niejasne, czy takie podejście było efektywniejsze niż optymalne dwuetapowe plany dla każdej kombinacji lek-biomarker^[5].

Czym jest plan badania I-SPY 2 w raku piersi?

Badanie fazy II I-SPY 2 w raku piersi również wykorzystuje plan adaptacyjny z wcześniej określonymi warstwami biomarkerowymi i wieloma sposobami leczenia. Kluczowym wyzwaniem przy opracowywaniu wieloramiennych badań adaptacyjnych dopasowujących guzy do leków jest dostęp do szerokiej gamy leków silnie hamujących docelowe szlaki^[5].

Jak wybiera się i waliduje biomarkery na potrzeby badania fazy II?

Wybór odpowiedniego biomarkera dla wczesnego badania klinicznego wymaga wyważenia wiarygodności naukowej, wykonalności operacyjnej i wymogów regulacyjnych. Ramy FDA-NIH BEST zapewniają uporządkowane podejście do tej decyzji^[2].

• Uzasadnienie biologiczne – dowody mechanistyczne muszą łączyć biomarker z mechanizmem działania leku lub z badanym procesem chorobowym^[2].
• Wykonalność analityczna – biomarker musi być wiarygodnie mierzalny w dostępnym rodzaju próbki, takim jak biopsja guza, krew, tkanka utrwalona w formalinie i zatopiona w parafinie (FFPE) lub biopsja płynna^[2].
• Stabilność przedanalityczna – biomarker musi przetrwać warunki pobierania, przetwarzania i transportu w badaniu wieloośrodkowym^[2].
• Czas oczekiwania na wynik testu – jeśli biomarker jest wykorzystywany do stratyfikacji pacjentów, wyniki muszą być dostępne w oknie czasowym rekrutacji^[2].
• Precedens regulacyjny – wcześniejsza akceptacja tej klasy biomarkerów we wnioskach dotyczących podobnych wskazań wzmacnia zasadność jej stosowania^[2].

Nie każdy test biomarkera wymaga takiego samego stopnia walidacji. Zasada „fit-for-purpose” (dopasowania do celu) dostosowuje rygorystyczność walidacji do zamierzonego zastosowania biomarkera. Biomarkery eksploracyjne wykorzystywane w fazie I do generowania hipotez wymagają tylko minimalnej walidacji, obejmującej akceptowalną precyzję, podstawową stabilność oraz brak istotnych efektów matrycy. Biomarker przeznaczony do kwalifikowania lub wykluczania pacjentów w kluczowym badaniu fazy III jest natomiast poddawany znacznie wyższym standardom, ponieważ błąd w takim teście bezpośrednio zmienia, kto otrzyma leczenie eksperymentalne^[2].

Powszechnie stosowane technologie analizy biomarkerów obejmują ilościową reakcję łańcuchową polimerazy (qPCR), test immunoenzymatyczny ELISA, cytometrię przepływową oraz sekwencjonowanie RNA (RNA-seq). Wybór między nimi zależy od wymaganej dokładności, rodzaju próbki i celów badawczych^[2].

Dlaczego obiecujące wyniki fazy II często nie przekładają się na fazę III?

W latach 1978–2015 przeprowadzono i opublikowano 148 badań klinicznych fazy II dotyczących leczenia systemowego pierwszej linii w przerzutowym raku trzustki. Z tego jedynie 15% przeszło do badań fazy III. Tylko 11% z 148 badań testowało nowe badane produkty lecznicze^[6].

Spośród 37 badań (25% ogółu), w których testowano leki biologiczne, tylko jedno zostało wzbogacone pod kątem biomarkerów. Siedem z tych 37 badań uwzględniało biomarkery wyłącznie jako punkt końcowy eksploracyjny lub translacyjny. Ostateczna analiza, obejmująca 148 badań i 7505 pacjentów, wykazała, że raportowanie czynników prognostycznych było ograniczone w różnych badaniach. Czynniki wyjściowe wykazywały znaczną heterogeniczność między badaniami, a odsetek pacjentów z chorobą miejscowo zaawansowaną wahał się od 0% do 80% w różnych badaniach^[6].

Główny punkt końcowy był zdefiniowany w 68,9% z 148 badań. Najczęstszym głównym punktem końcowym była obiektywna odpowiedź guza, zastosowana w 41,2% badań. Przeżycie wolne od progresji zastosowano w 15,5% badań. Tylko 10% badań zastosowało przeżycie całkowite jako główny punkt końcowy^[6].

Odrębny przegląd systematyczny 32 badań fazy III w zaawansowanym przerzutowym raku trzustki, obejmujący 13 675 pacjentów, wykazał, że badania te doprowadziły do wypracowania trzech klinicznie znaczących schematów leczenia. Punkt odniesienia w postaci 50-procentowej poprawy przeżycia całkowitego w badaniach fazy III trafnie przewidywał klinicznie znaczące badanie fazy III w 78% przypadków^[6].

Spotkanie planistyczne National Cancer Institute dotyczące leczenia raka trzustki opublikowało zalecenia dotyczące planowania badań pilotażowych. Zalecenia te obejmują ograniczenie badań do pacjentów w dobrym stanie sprawności, stosowanie predykcyjnych biomarkerów w celu wzbogacenia grupy oraz stosowanie przeżycia jako preferowanego głównego punktu końcowego. W odniesieniu do przejścia do fazy III zalecenia wzywają do uwzględnienia danych z wielu badań i rozpoczynania badań fazy III dopiero wtedy, gdy dane pilotażowe wykazują wyraźne sygnały skuteczności^[6].

Jak wcześniejsze fazy badania dostarczają dane o biomarkerach do fazy II?

Medycyna translacyjna to dziedzina, która przekłada wyniki badań laboratoryjnych na projektowanie badań klinicznych wczesnej fazy. Wykorzystuje ona dane przedkliniczne z badań in vivo, in vitro i in silico, aby pomóc w zaprojektowaniu badań, ustaleniu metod i doborze biomarkerów. Dane z badań klinicznych wracają też do eksperymentów przedklinicznych, aby usprawnić przyszłe odkrywanie leków^[4].

W badaniach fazy 0 zdrowym ochotnikom podaje się mikrodawki eksperymentalnego leku, w dawce oczekiwanej znacznie poniżej progów toksyczności i skuteczności. Te mikrodawki pozwalają na wstępną ocenę farmakokinetyki (PK) i farmakodynamiki (PD). W fazie 0 do oceny dystrybucji leku wykorzystuje się obrazowanie metodą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) oraz akceleratorową spektrometrię mas (AMS). Oceny biomarkerów w fazie 0 mogą pomóc w zrozumieniu celów molekularnych i sposobu działania leku, dzięki czemu zbieranie danych w fazie I staje się bardziej selektywne^[4].

Jeśli badania przedkliniczne nie zidentyfikowały biomarkerów stratyfikacji pacjentów przed rozpoczęciem badań na ludziach, dane z fazy I i fazy II mogą zostać wykorzystane do ich wyodrębnienia po leczeniu. Onkologia tradycyjnie znajduje się na czele rozwoju biomarkerów i medycyny spersonalizowanej. Dziedziny takie jak neuronauka oraz badania nad chorobami immunologicznymi, zapalnymi i metabolicznymi rozszerzają wykorzystanie biomarkerów w miarę postępu technologicznego^[4].

Jakie plany badań fazy II opartych na biomarkerach istnieją i czego wymagają od pacjentów?

Plan badania lub przykład	Rola biomarkera	Co jest wymagane od pacjentów	Źródło
Rozszerzony dwuetapowy plan jednoramienny Simona	Pojedynczy binarny biomarker predykcyjny	Próbka tkanki guza pobrana przed leczeniem	[5]
Plan randomizowany (Freidlin i wsp.)	Pojedynczy binarny biomarker wykorzystywany do decyzji o ścieżce fazy III (wzbogacenie, wszyscy pacjenci lub wycofanie)	Test biomarkera przed randomizacją	[5]
BATTLE I (niedrobnokomórkowy rak płuca)	Cztery testy biomarkerów powiązane z czterema schematami leczenia, adaptacyjna randomizacja	Świeża biopsja guza wymagana do włączenia	[5]
I-SPY 2 (rak piersi)	Wcześniej określone warstwy biomarkerowe, wiele sposobów leczenia, plan adaptacyjny	Profilowanie biomarkerów przed przydziałem do leczenia	[5]

Kiedy pacjent lub opiekun powinien zapytać o testy biomarkerów przed dołączeniem do badania?

Jeśli badanie wymaga testu biomarkera, aby zdecydować o możliwości włączenia, zapytaj, czy test jest wykonywany w certyfikowanym laboratorium w czasie rzeczywistym, ponieważ wpływa to na wiarygodność wyniku, na podstawie którego zostaniesz zakwalifikowany lub wykluczony^[5]. Zapytaj, czy biomarker ma charakter prognostyczny, predykcyjny czy farmakodynamiczny, ponieważ każdy z tych typów odpowiada na inne pytanie dotyczące choroby lub prawdopodobnej odpowiedzi na leczenie^[3]. Zapytaj, jaka próbka jest wymagana (pobranie krwi, biopsja guza, biopsja płynna) i czy świeża biopsja jest warunkiem włączenia, jak w planie badania BATTLE I^[5].

Zapytaj, jaki punkt końcowy jest mierzony w badaniu, ponieważ obiektywna odpowiedź guza i przeżycie wolne od progresji nie zawsze odzwierciedlają korzyść w zakresie przeżycia całkowitego^[6]. Wszelkie konkretne wątpliwości dotyczące wyników testów, ich znaczenia oraz wpływu na dostępne opcje leczenia omów z badaczem lub swoim lekarzem prowadzącym przed wyrażeniem świadomej zgody na udział.

Podsumowanie

Biomarkery dają badaniom fazy II sposób na identyfikację prawdopodobnych osób odpowiadających na leczenie, dostosowanie dawkowania i monitorowanie efektów leczenia wcześniej, niż pozwoliłyby na to same dane dotyczące przeżycia^[1]. Plany badań zbudowane wokół biomarkerów, od rozszerzonych dwuetapowych planów Simona po adaptacyjne badania wieloramienne, takie jak BATTLE I i I-SPY 2, mają na celu dopasowanie pacjentów do schematu leczenia, który najprawdopodobniej im pomoże, przy jednoczesnym ograniczeniu narażenia na nieskuteczne leczenie^[5].

Jednocześnie dane z rzeczywistej praktyki pochodzące z badań nad rakiem trzustki pokazują, że wzbogacenie oparte na biomarkerach zastosowano tylko w niewielkiej części opublikowanych badań fazy II, a wiele wyników fazy II nie przekłada się na sukces w fazie III^[6]. Pacjenci i opiekunowie rozważający udział w badaniu powinni zapytać, jaki rodzaj biomarkera jest wykorzystywany, jakie próbki są wymagane i jaki punkt końcowy ma zmierzyć dane badanie^[3].

1. [1] McShane LM, Hunsberger S, Adjei AA. Effective Incorporation of Biomarkers into Phase II Trials. Clin Cancer Res. 2009;15(6):1898-1905. doi:10.1158/1078-0432.CCR-08-2033 (dostęp 2 czerwca 2026) – https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2874890/
2. [2] Biomarkers in clinical trials: Types, selection, and validation (dostęp 2 czerwca 2026) – https://ohmx.bio/biomarkers-in-clinical-studies-which-to-choose/
3. [3] Antonini P. Clinical trials, how biomarkers help research (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.meditrial.net/2022/09/clinical-trials-how-biomarkers-help-research/
4. [4] Translational Medicine and Biomarkers. Applied Clinical Trials. 2013;22(9). (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.appliedclinicaltrialsonline.com/view/translational-medicine-and-biomarkers
5. [5] Simon R, Polley E. Clinical Trials for Precision Oncology Using Next-Generation Sequencing - Phase II Trials. Personalized Medicine. 2013;10(5):485-495. (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.medscape.com/viewarticle/808674_3
6. [6] Nelson R. Phase 2 Trials in Pancreatic Cancer: Missing the Mark (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.medscape.com/viewarticle/874801