A pancreas betegségek genetikája gyakorlati szempontok

Átírás

1 A pancreas betegségek genetikája gyakorlati szempontok Semmelweis Egyetem Belgyógyászati Szinten Tartó Tanfolyama Dr. Szmola Richárd, Ph.D. Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológai Intézet

2 Akut pancreatitis Negatív asszociáció: HMOX1, TNF-α, IL-8/10, MCP-1, CD14, CFTR Pozitív asszociáció: SPINK1 p.n34s variáns (3x dúsulás) Tukiainen et al., Pancreas 2005; 30: O Reilly et al., Eur J Gastrohep 2008; 20(8): Joergensen et al., Eur J GastroHep 2012; 24(3):

3 Krónikus pancreatitis 10-30% Idiopathiás Alkohol Nincs Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy 3 másodfokú rokon 2 generáció Családi halmozódás Familiáris - Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció Cambridge (1984) TIGARO (2001) stádium súlyossági index standard J Gastroent 2007; 42:

4 A krónikus pancreatitis diagnosztikus kritériumai JELLEGZETES KLINIKUM + 1. DEFINITE krónikus pancreatitis (egy kritérium elég) - kalcifikáció - kifejezett ductalis eltérések (ld. alább) - enzimszubsztitúcióra szűnő steatorrhoea - szövettan 2. PROBABLE krónikus pancreatitis (egy kritérium elég) - enyhe ductalis eltérések (ld. alább) - visszatérő v. perzisztáló pseudocysták - igazolt funkcióvesztés (székletelasztáz, secretin teszt) - endokrin funkcióvesztés Ductalis eltérések CT/UH (Cambridge 1984): - enyhe (2+): vezetéktágulat (2-4mm), mirigymegnagyobbodás (<2x), heterogén parenchyma, kis üregek (<1cm), irreguláris vezetékkontúr - súlyos (1=): üreg (1cm<), méret (2x<), wirsungolith, vezeték obstrukció, környező szervek érintettsége, durva irregularitás/kaliberingadozás Schneider et al., J Gastroenterol, 2007

5 Krónikus pancreatitis 10-30% Idiopathiás Alkohol Nincs Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy 3 másodfokú rokon 2 generáció Családi halmozódás Familiáris - Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció Cambridge (1984) TIGARO (2001) stádium súlyossági index standard J Gastroent 2007; 42:

6 Klinikai példák 1. eset (BV 25é, nő): familiáris pancreatitis Nagyapa testvére és a testvér fia (2 harmadfokú rokon, 2 generációban) 2. eset (NL 48é, ffi): örökletes pancreatitis Két testvér (2 elsőfokú rokon) 3. eset (OA 16é, nő): idiopathiás pancreatitis Nagyapa alkoholos pancreatitis 4. eset (SzZs 11é, fiú): recidíváló akut pancreatitis Családban hasnyálmirigy betegség nem ismert 2 elsőfokú rokon vagy 3 másodfokú rokon 2 generáció Dr. Lásztity Natália, Dr. Párniczky Andrea

7 A genetikai szűrés jelentősége idiopathiás pancreatitisben ajánlott a genetikai szűrés: lifestyle interventions (alkohol dohányzás) rákrizikó (totál pancreatectomia?) min. 40% genetika (6% PRSS1, 16% SPINK1, 3% CTRC, 12% CFTR, 3% CPA1) tünetmentes elsőfokú rokonok szűrése nem javasolt: nincs pancreatitis, nincs rák Hasnyálmirigyák fokozott kockázata?

8 A krónikus pancreatitis és a hasnyálmirigyrák 56 rák / 2015 krónikus pankreatitisz Standardizált rizikó hányados: 26.3 (56 eset / 2.13 várt eset). 20 év krónikus pancreatitis után 4% a pancreas rák incidenciája Lowenfels és mtsai. Pancreatitis and the risk of pancreatic cancer. N Engl J Med 328: , 1993.

9 Az örökletes pancreatitis és a hasnyálmirigyrák Kumulatív rákrizikó Életkor Tanulmány Gyakoriság Várt RH Lowenfels (1997) J Nat Cancer Inst 8/ / Lowenfels (2001) JAMA 19/ / Howes (2004) Clin Gastroent 26/ /418 67

10 Genetikai szűrés pancreatitisben idiopathiás pancreatitisben ajánlott a genetikai szűrés: lifestyle interventions (alkohol dohányzás) rákrizikó (totál pancreatectomia?) min. 40% genetika (6% PRSS1, 16% SPINK1, 3% CTRC, 12% CFTR, 3% CPA1) tünetmentes elsőfokú rokonok szűrése nem javasolt: nincs pancreatitis, nincs rák örökletes pancreatitisben szenvedők rákszűrése: tumor krónikus gyulladás miatt nehezen elkülöníthető 40 éves kor felett: MR/MRCP, EUH, K-ras neg. 3 év poz. p53+p16, ERCP

11 A krónikus pancreatitis genetikai rizikófaktorai Örökletes pancreatitis (1996) - PRSS1 génmutáció (kationos tripszinogén) - autoszomális domináns, inkomplett penetrancia - nincs PRSS1 mutáció (kb. 50 %) Nat. Genet. 1996;14: Sporadikus/Idiopathiás pancreatitis - komplex genetikai betegség (PRSS1, SPINK1, CTRC ) Alkoholos etiológiájú pancreatitis - domináló környezeti hatás - gyengébb genetikai háttér (SPINK1, CTRC)

12 A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14: Lerch MM. SPINK1 Nat. Genet. 2000; 25: Tripszin CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82 Tripszin SPINK1 Tripszin gátlás CTRC p T sz r i i n Tripszin lebontás

13 Az örökletes pancreatitist okozó PRSS1 mutációk a tripszinogén autoaktivációját fokozzák Tripszin aktivitás (%) R122H vad típus Idő (óra) Arg 122 Asn 29 BBRC 2000; 278(2):

14 A tripszin gátlószer (SPINK1) mutánsok szekréciója csökken humán sejtvonalakból SPINK1 (nm) vad típus N34S Idő (óra) SPINK1 (nm) vad típus R65Q Idő (óra) SPINK1 (nm) vad típus R67C Idő (óra SPINK1 (mm) P55S vad típus SPINK1 (nm) vad típus D50E Idő (óra) Idő (óra) Idő (óra) SPINK1 (nm) vad típus Y54H Gut 2007; 56(10):

15 Egyes kimotripszin C mutánsok szekréciója csökken sejtvonalakból Kimotripszinogén C gén A73T promoter exonok 8 Kimotripszin aktivitás (%) Idő (óra) vad típus A73T kontroll médium sejtlizátum

16 A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14: Lerch MM. SPINK1 Nat. Genet. 2000; 25: Tripszin CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82 Tripszin SPINK1 Tripszin gátlás CTRC p T sz r i i n Tripszin lebontás

17 Melyek a leggyakoribb mutációk? SPINK1: 20% kontroll: 1.5% CFTR: 16% kontroll: 6% PRSS1: 8.3% kontroll: 0% CTRC: 4% kontroll: 0.8% p.n34s (1.) hom/het (82%) p.f508del (81%) súlyos CF p.r117h (70%) enyhe CF p.r122h (2.) (46%) p.a16v* (4.) (25%) p.n29i (5.) (15%) p.r254w (3.) hom/het (70%) p.k247_r254del (18%) 10x rizikó 3x rizikó 4.5x rizikó (AD öröklődés) 5x rizikó Minimum szekvenálási cél: PRSS1 (exon 2 és 3), SPINK1 (exon 1, 2 és 3), CTRC (exon 2, 3 és 7), CPA1 (exon 7, 8 és 9) Rosendahl et. al., Gut (2012)

18 Klinikai példák 1. eset (BV - 25é, nő): familiáris pancreatitis CP: 6 shub (első 8é), Wirsung tág, egyenetlen, fejben meszesedés genetika: CTRC p.g60g homo, SPINK1 p.n34s hetero (60-100x) 2. eset (NL 48é, ffi): örökletes pancreatitis CP: számos shub (első 34é), atrophizált-inhomogén, meszesedés endokrin és exokrin insuff., epeúti stenosis miatt stent/műtét/tx genetika: CTRC p.g60g homo (8-10x) 3. eset (OA 16é, nő): idiopathiás pancreatitis CP: 12 shub (első 11é), irreguláris-dilatált Wirsung kövekkel genetika: CTRC p.g60g homo, CFTR p.f508del hetero (20-30x) 4. eset (SzZs 11é, fiú): recidíváló akut pancreatitis RAP: 5 shub (első 9é), Wirsung szűkület? genetika: CTRC p.g60g homo (8-10x)

19 Országos Pankreász Regiszter

20 A hasnyálmirigyrák genetikai evolúciója Yachida et al., (2010), Nature 467,

21 Örökletes sokszervi rákszindróma: 1. Familiáris emlő/petefészek tumor (HBOC) BRCA1 mutáció 2,26x, BRCA2 (10%!) mutáció 3,5-8x RR 2. Örökletes dysplasiás naevus-szindróma (FAMMM) p16/cdkn2a mutáció: 17% kumulatív rizikó 3. Peutz-Jeghers-szindróma (PJS) STK11/LKB1, 132x, lifetime risk 36% 4. Örökletes nem polipózus kolorektális karcinóma (HNPCC) MLH1, MSH2, MSH6, PMS1, PMS2, lifetime risk 5-10% 5. Familiáris adenomatosus polyposis APC, 4x RR Genetikailag meghatározott krónikus betegségek 1. Örökletes pancreatitis (HP) 50x, lifetime risk 40% 2. Fanconi anaemia 3. Cisztikus fibrózis 3-16% Familiáris halmozódás (elsőfokú 4.5x, 6.4x, 32x) Larghi A et al. (2009) Clin Cancer Res. 15(6),

22 Cél: T1 (<2cm)N0M0 és premalignus HG-dysplasiával (PanIN, IPMN) léziók korai diagnosztikája és terápiája örökletes rákszindróma: 1. PJS STK11 mutáció (FDR nélkül is!) 132x!! 2. egy elsőfokú rokon + p16 (FAMMM) / BRCA2 (HBOC) / MMR (HNPCC) genetikailag meghatározott krónikus betegség: HP tünetek esetén familiáris halmozódás (genetikai faktorok ): (legalább 2 elsőfokú rokon v. 1 elsőfokú és 2 másik rokon) More questions than answers? Canto MI et al. (2013) Gut. 62(3):

23 Melyek a hasnyálmirigy premalignus eltérései? 1.Pankreatikus Intraepitheliális Neoplázia (PanIN) 2. Mucinózus Cisztadenoma (MCN) 3. Intraduktális Papilláris Mucinózus Neoplázia (IPMN)

24 Pancreatic cancer screening (follow-up): state of the art IGEN: EUH (84%) vagy MR/MRCP (74%) NEM: CT (27%) vagy ERCP (2%) lézió detekciós ráta magas rizikójú betegben: EUH (43%), MR/MRCP (33%), CT (11%) Genetika 10-15%, alacsony penetrancia szűrésre nem EUH/FNA cisztikus léziók esetén??? szűrés kezdete/vége - követési intervallumok??? HARMADFOKÚ CENTRUMBAN, CSAPATMUNKA (intervenciós gasztroenterológus, onkológus, radiológus, sebész, citopathológus, klinikai genetikus) 70 rezekálható lézió / 1040 magas rizikójú szűrt beteg (6.7%) kb. 3.4% oldalági IPMN, kb. 2% duktális adenokarcinóma Canto MI et al. (2013) Gut. 62(3):

25 A mikrorns-ek rövid egyszálú RNS molekulák (közel 2500 humán szekvencia) epigenetika - génexpresszió szabályozása a transzláció gátlásán vagy hírvivő RNS degradáción keresztül biomarker - kifejeződési mintázat a betegségre specifikusan változhat meg nagyon stabil, paraffinba ágyazott és archivált metszetekből is kimutatható sokféle mintából nyerhető (szövet, szérum, vizelet, széklet stb.) hsa-mir-21-5p: az egyik legkorábban felfedezett és jól ismert mikrorns, mely számos szerv (pancreas, emlő, ovarium, vastagbél, pajzsmirigy) daganatos átalakulásában fő szerepet játszik. Oncomir-ként ismeretes. hsa-mir-196a-3p: magas expressziós szintek hasnyálmirigy daganatokban. A krónikus pankreatitisz és hasnyálmirigyrák elkülönítő markere szövetmintákon.

26 MikroRNS-ek, mint új prognosztikai markerek Prognosztikai markerek (szövet) mir-21, mir-155, mir-196a, mir-210 (emelkedettség rövidebb túlélési mutatókkal) mir-34a (csökkenés rövidebb túlélési mutatókat jelent) Prognosztikai markerek (plazma) mir-21, mir-196a (növekedés rövidebb túlélési mutatókat, gyorsabb progressziót jelent) Kemorezisztencia (szövet) mir-21 emelkedett Clin Cancer Res. 2012;18(2): Dig Dis Sci 2011; 56: Pancreas. 2013;42(1):67-71.

27 Kefecitológiás mintavétel ERCP során 30-40% lépesméz elrendeződés egymásra rakódó sejtek rögös kromatinállomány jól látható nukleoluszok

28 A mikrorns-ek segítségével a pancreatobiliáris kefecitológia pontossága növelhető! hsa-mir-21-5p hsa-mir-196a-5p Benign Malignant Benign Malignant T-test: T-test: Normalized RT-PCR threshold cycle numbers ( CT)

29 Köszönetnyilvánítás Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológiai Intézet dr. Pozsár József dr. Tarpay Ádám Burai Marcsi /Prof. Dr. Pap Ákos/ Sejtanalitikai Laboratórium, II. sz. Belklinika, Semmelweis Egyetem dr. Nha Le (PhD) Fehér Boglárka (TDK) Dr. Molnár Béla Prof. Dr. Tulassay Zsolt