Dr. Tímár József Semmelweis Egyetem, Klinikai Központ, 2.sz. Patológiai Intézet A DAGANATOK KORSZERŰ MOLEKULÁRIS DIAGNOSZTIKÁJA

Átírás

1 Dr. Tímár József Semmelweis Egyetem, Klinikai Központ, 2.sz. Patológiai Intézet A DAGANATOK KORSZERŰ MOLEKULÁRIS DIAGNOSZTIKÁJA

2 Makroszkópos patológia Rokitansky- BÉCS 1840 Patológiai Anatómia Lobáris és broncho-pneumonia

3 Hisztológiai (szöveti) patológia mikroszkóp (Loewenhook) 1810 Laennec: májcirrhosis, TBC 1858: Virchow Zellularpathologie

4 A XX.sz-i technológiák Makroszkópia Citológia Szövettan Citokémia Immuncitokémia Elektronmikroszkópia Molekuláris biológia Molekuláris genetika XXI. Sz.

5 Query: 266 tgcaactcatcacgcagctcatgcccttcggctgcctcctggactatgtccgggaacaca 325 Sbjct: 2603 tgcagctcatcacgcagctcatgcccttcggctgcctcctggactatgtccgggaacaca 2662 FISH Query: 326 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga 385 Sbjct: 2663 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga bp Exon NM_ N-MYC

6 Next Generation Sequencing. Precision medicine Myseq: 1000-USD genome

7 Haematológiai daganatok molekuláris klasszifikációja daganat génhiba terápia AML CML FLT3, NPM1, CEPBPA BCR-ABL transzlokáció (ATRA) Imatinib, dasatinib, nilotinib CLL CD20 Rituximab etc B-NHL CD20 Myeloma multiplex FGFR3, MMSET, CCND3, MAF KRAS/NRAS/BRAF

8 HER/EGFR géncsalád HER1 / EGFR(1): ismert ligandok (TNFa, EGF etc) + kináz+ HER2 / EGFR2: nincs ligand, kináz+ HER3 / EGFR3: ligandok TNFa, EGF etc, kináz- HER4 / EGFR4: ligandok + kináz+ Jellemző: Homodimer, heterodimer kooperációk

9 HER2 genetika rákokban HER2 mutáció amplifikáció emlőcc.:dic EC-delp95 + Gyomorcc + Petefészekcc + Endometriumcc +

10 Az emlőrákok szövettani felosztása Invazív ductalis rák IDC (75%) Invazív D/L rák (7%) Invazív lobuláris rák (8%) Colloid carcinoma (2.4%) Medulláris carcinoma (1.2%) Inflammatorikus carcinoma (1.5%) Tubuláris carcinoma (1.5%) Papilláris carcinoma (1%)

11 HER2 emlőrákban FISH 3+ CB11 immunhistochemistry Amp HER2/CEP17: FISH

12 EGFR2/HER2 jelpálya Anti-HER2 antibody

13 Az emlőrák célzott kezelése ER HER2 therapy Luminal-A + - Antioestrogen Luminal-B + +/- Antioestrogen +/- anti-her2 Her2 +/- +++ Anti-HER2 Basal-like - -? BRCA1/2 mutáció PPARg-gátló

14 Tüdőrák

15 A Tüdőrák szövettani felosztása 1. táblázat. A tüdőrákok WHO felosztása 1. Elszarusodó laphámrák Variánsok Papilláris Világos sejtes Kissejtes Bazaloid 2. Kissejtes rák Egyszerű Kevert 3. Adenocarcinoma Acináris forma Papilláris forma Bronchioalveolaris forma Nem-mucinózus (Clara/II típusú pneumocita) altípus Mucinózus altípus Kevert mucinózus és nem-mucinózus variáns Szolid adenocarcinoma mucinnal 4. Kevert adenocarcinoma Jól differenciált fetalis adenocarcinoma Kolloid adenocarcinoma Mucinózus cystadenocarcinoma Pecsétgyűrű-sejtes adenocarcinoma Világos sejtes adenocarcinoma 5. Nagysejtes carcinoma Variánsok Neuroendocrin carcinoma Kevert neuroendocrin carcinoma Bazaloid carcinoma Lymphoepithelioma-szerű carcinoma Világossejtes carcinoma Rhabdoid típus 6. Adenosquamozus carcinoma Pleomorph carcinoma Orsósejtes carcinoma Oriássejtes carcinoma Carcinosarcoma Tüdő blastoma Egyéb 6. Carcinoid tumor Típusos carcinoid Atípusos carcinoid 7. Nyálmirigy típusú Mucoepidermoid carcinoma Adenoid cysticus carcinoma Egyéb 8. Nem osztályozható rák From előtt Kissejtes rák Nem kissejtes rák

16 laphámrák adenocarcinoma BAC

17 A tüdőrák differenciáldiagnosztikai algoritmusa Primer tüdőrák Neurogén marker+ (TTF1+) SCLC/LCNEC Neurogén marker- NSCLC, NOS Neurogén marker- adenocarcinoma TTF1+, p63-,ck7+, HMWCK- Rosszul differenciált carcinoma laphámrák P63+, TTF1-, HMWCK+ Pemetrexed nem nem Avastin nem nem Rossi et al. Int J Surg Pathol 3:206,2009

18 The Author Published by Oxford University Press on behalf of the European Society for Medical Oncology. All rights reserved. For permissions, please Adenocarcinoma Sequist L V et al. Ann Oncol 2011;22:

19 There are many different types of EGFR mutation Resistant mutations Sensitive mutations Sharma, et al. Nature Rev Cancer 2007

20 EGFR-TKI és a mutációs profil Mutáció típus erlotinib gefitinib afatinib osimertinib ex19del ex21/858m + + +/- + ex20t790m ex20c797s Egyéb ritka????

21 Chabon JJ et al. Nat Commun 7:11815,2116 EGFR-TKI rezisztencia mechanizmusok Sanja Dacic J Clin Pathol 2013;66: SCLC transzformáció EGFR mutáció marad RB1+p53 mutációk

22 ALK-génhibák NSCLC-ben Defect Result ALK Mutáció/amp/LOH Y1604+ALK ALK EML4-ALK inv(2)(p21p23) ALK+IHC Konst akt ALK EML4-ALK CRC,BRC ALK TGF-ALK 2/3tr ALK+, konst akt ALK KIF5B-ALK 2/10tr ALK+, konst akt ALK-mutáns: EGFRwt, KRASwt Adenocarcinoma (pecsétgyűrűs ) Nemdohányzó, fiatal ffi

23 ALK-transzlokáció kimutatása vadalk Szétvált ALK-jel SE2P: EGFR/KRAS duplavad adenocarcinoma: 10/81= 12%

24 ALK inhibitor rezisztencia: Crizotinib 30% amplifikáció 30%

25 ALK-TKI rezisztencia mechanizmusok Quiao H, Cancer Discovery 6:1084,2016

26 Eddig megismert ALK mutáción alapuló rezisztencia mechanizmusok ALK mutáció Exon Crizotinib Ceritinib Alectinib Brigatinib Lorlatinib T1151K + + T1151ins E22 L1152R C1156Y I1171N/S/T + F1174L/C/V V1180L + + R1192P + + L1196M L1198F + + G1202R E G1203N G1203+E1210K G1203N+F1174C S1206Y/C/F E1210K + F1245V E24 + G1269A/S E A1280V E L1535Q E Tímár et al. Magyar Onkológia 2017

27 Genetikai hibák sajátosságai K-RAS mutáció: nincsen EGFR és ALK mutáció EGFR mutáció: nincsen ALK, lehet MET amplifikáció

28 Tüdő adenocarcinoma célzott terápiája génhiba K-RAS mutáció EGFR mutáció ALK fúzió gyógyszer Tirozin kináz gátló rezisztencia EGFR TK inhibitor (Gefitinib, Tarceva, Afatinib) ALK inhibitor (Crizotinib)

29 laphámrák FGFR1 PI3KCA EGFRvIII AKT1 ismeretlen DDR2 SOX2 5 FGFR1: amplifikáció 5 33 PI3KCA: amplifikáció (mutáció 3%) EGFRvIII: ECD del AKT1: mutáció DDR2:mutáció SOX2: amplifikáció Gold et al. Clin Canc Res 18:3002,2012

30 Kissejtes rák MYCL1: ampl, N-MYC: amp FGFR1: ampl SLIT2: mutáció EPHA7: mutáció CREB: mutáció MLL: mutáció MYC CREB SLIT2 EPHA7 FGFR1 18 ismeretlen MLL Peifer et al. Nature Genetics 2012 doi

31 Colorectalis rákok és a (K)RAS onkogén

32 Colorectalis rák genetikai felosztása mikroszatellita Instabil (15%) Stabil (85%) génhiba Mlh1/Msh2/MSH6/PMS Driver mutációk hipermutáns TGFBR2 B-RAF Nem-hiper APC, p53, SMAD4 RAS

33 EGFR jelpálya

34 A vastagbélrákok molekuláris klasszifikációja vadak 34 K-RAS B-RAF PIK3CA NRAS

35 Ritka mutációk AKT1 (E17K): RAS/RAF mutációval lehet együtt ERBB4 T272A: RAS mutációval kombinálódhat FGFR3R805W: RAS mutációval kombinálódhat

36 RAS mutációk hazai vastagbélrákokban SE 2.sz. Patológiai Intézet RAS exon Kodon eset % KRAS/NRAS melanoma KRASex2 kodon kodon other exon KRASex3 kodon kodon other exon KRASex4 kodon kodon other exon NRASex2 kodon kodon other exon NRASex3 kodon kodon other exon NRASex4 kodon kodon other exon cases (n)

37 A vastagbélrák célzott kezelése génhiba RAS, B-RAF wild type RAS mutant kezelés Anti-EGFR ab Target th resistant B-RAF mutant MSI-H 5-FU resistance

38 RAS vad vastagbélrákból RAS mutáns daganat keletkezik Misale et al. Nature486:532,2012

39

40 Melanoma

41 MC1R GNAQ GNA11 ADC PKA GRIN2A Ca++ PSD95 nnos PLA2-AA PKC N-RAS B-RAF MAPK EGFR MET KIT PI3K PTEN AKT MITF MITF SAPK NFkB NR4A DNArepair mtor Molecular pathways affected in melanoma

42 Szövettan molekuláris alcsoportok Histological classification SSM NM LMM AM dpm nem bnm cgnm MuM UM Molecular classification RGP BRAF (>50%) NRAS (<20%) VGP N-RAS (>30%) BRAF (<50%) KIT(20%) MITF (20%) KIT GRIN2A (30%) PTEN (30%) PI3K AKT CDKN2A (50%) CDK4 p53 (20%) KIT GNAQ GNA11 Pathway(s) Growth factor receptor Growth factor receptor Growth factor receptor Growth factor receptor Ca++ Growth factor receptor cyclins apoptosis DNA repair Growth factor receptor MC1R

43 Genomic landscape of primary melanoma (skin) mutations amp LOH rearrangements BRAF NRAS (HRAS, KRAS) KIT NF1 PREX2 CDKN2A CDK4 TP53 PTEN MITF BRAF NRAS KIT TERT CCND1 CDK4 MET PTEN FHIT PTEN ETV1 MACROD1 CSMD1 MAGI2 A2BP1 PREX2 TERT selected rare events (<10%) ALK ARID2 STK19 IDH1 RAC1 MAPK2K1 RB1 GRIN2A/NMDAR2 EGFR4 VEGFC NOTCH2NL ADAMTS18 WT1 CTNNB1 RB1 PPP6 ALK

44 A melanóma célzott kezelése defect B-RAF mutation N-RAS mutation KIT mutation therapy mbraf inhibitors MEK inhibitor Gleevec

45 Malignus melanoma progresszió célzott terápia alatt alteration type natural progression target therapy (BRAFi and MEKi) immunotherapy mutation BRCA1 ERBB4 NMDAR2 ADAM19/29 NOTCH2 BRAF MEK1/2 AKT1 PIK3CA PIK3R1/2 NRAS b2 microglobulin MART1 FAM3c CSMD1 amplification MITF AP1/TEAD BRIC5/survivin MET VEGFA BRAF MITF LOH/loss KISS1R PTEN PTEN Timar et al. Cancer metast Rev 2016

46 A pajzsmirigyrák szövettani felosztása Papillary Follicular Anaplastic Medullary

47 GDNF= glial derived neurotrophic factor NRTN= neurturin PSPN= persephin ARTN= artemin * * * * Pax8/tf

48 A pajzsmirigyrák molekuláris felosztása pathway Gene defect histology % Membrane receptor MAPK signaling RET-TK mutation RET-TKfusion gene NRAS mutationc61 NRAS mutation-c61 B-RAF mutation PAX8/PPARg fusion medullary 50 papillary 15 follicular 40 papillary 15 papillary 45 follicular 30 mitochondrium OXPHOS Hürthle cell 80

49 A pajzsmirigyrák célzott kezelése Vandetanib (RET inhibitor) medulláris rák RET-TK mutáció, RET-PTC fúzió (papilláris rák) Vemurafenib (mb-raf inhibitor) papilláris rák

50

51 Gastrointestinalis Stromalis Tumor (GIST) Gleevec CD117/KIT

52 C-KIT mutations in GIST Exon 11 (juxtamembrán): EC domén deléció EC TK-domén Citoplazmatikus KIT-IHC Cod557,558: ROSSZ PROGNÓZIS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Exon 9, 13,17 mutációk rare (9-EC, 13,17 TK) Ex 17-mut: GLEEVEC RES CLASsic morphology::::::::::::::::::::::::::::::::: NO GENE-AMPLIFICATION (FISH nem szükséges) Tabone et al BBA 1741:165,2005

53

54 A PDGF receptor mutáció GIST-ben Exon 12 (deléció vagy missense) EC domén del Exon 18 (del or missense) GLEEVEC-RES Exon 14 pointmutation EC domén No parallel c-kit mutation Morfológia: pleiomorf, óriássejtes Lokalizáció: gyomor (ex14/cod2125) epitheloid PDGFR: citoplazmatikus (dot) Lasota et al. Lab Invest 86:94,2006 Martin et al. JCO 23:6190,2005

55 GIST célzott kezelése KIT mutáció: KIT-TKI inhibitorok: Imatinib PDGFR mutáció: PDGFR-TKI inhibitorok: Sutent

56 Tumor mutációs terheltség (TML)

57 Total Mutation Load in Lung Cancer 24.3% LCLC 12.3% LADC 11.3% LSQC 9% SCLC

58 DDR gene defects in Lung Cancer Repair type DDR genes Lung Cancer Homologue repair BRCA1/2 - RAD50? PALB2? FRANCA? ATM? ATR? MMR MLH1 - MSH2 - MSH6 - PMS2 - Excision repair ERCC1/2 + POLE +

59 Immunterápia prediktív markerei MSI problematikája PDL1 problematikája Újabb markerek T sejtek IFNg mintázat Extended Educational Session, június 2 Schalper KA, Reckamp KL, Velcheti V, Herbst RS, Ernstoff MS

60 Anti-PD1 terápia MSI+ daganatokban indikált

61 Az MSI diagnosztikát nem-crc-re optimalizálni kell

62 DDR génhibák húgyhólyagrákban

63 Check point inhibitor predikció: DDR génhibák prediktív szerepe

64 ICI-prediktív markerei KRAS mutáció/ TÜDŐ. B2 microglob mutáció PDL1 ampl