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

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

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

Hisztológiai (szöveti) patológia 1590- mikroszkóp (Loewenhook) 1810 Laennec: májcirrhosis, TBC 1858: Virchow Zellularpathologie

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

Query: 266 tgcaactcatcacgcagctcatgcccttcggctgcctcctggactatgtccgggaacaca 325 Sbjct: 2603 tgcagctcatcacgcagctcatgcccttcggctgcctcctggactatgtccgggaacaca 2662 FISH Query: 326 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga 385 Sbjct: 2663 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga 2722 481bp Exon 18-21 NM_005228.3 2312-2793 N-MYC

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

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

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

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

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%)

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

EGFR2/HER2 jelpálya Anti-HER2 antibody

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

Tüdőrák

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 2004 2000 előtt Kissejtes rák Nem kissejtes rák

laphámrák adenocarcinoma BAC

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

The Author 2011. Published by Oxford University Press on behalf of the European Society for Medical Oncology. All rights reserved. For permissions, please email: journals.permissions@oup.com Adenocarcinoma Sequist L V et al. Ann Oncol 2011;22:2616-2624

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

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

Chabon JJ et al. Nat Commun 7:11815,2116 EGFR-TKI rezisztencia mechanizmusok Sanja Dacic J Clin Pathol 2013;66:870-874 SCLC transzformáció EGFR mutáció marad RB1+p53 mutációk

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

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

ALK inhibitor rezisztencia: Crizotinib 30% amplifikáció 30%

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

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 E23 + + + + G1203N + + + G1203+E1210K + + + G1203N+F1174C + + + S1206Y/C/F + + + + E1210K + F1245V E24 + G1269A/S E25 + + A1280V E26 + + L1535Q E29 + + Tímár et al. Magyar Onkológia 2017

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

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)

laphámrák 4 20 20 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

Kissejtes rák MYCL1: ampl, N-MYC: amp FGFR1: ampl SLIT2: mutáció EPHA7: mutáció CREB: mutáció MLL: mutáció 10 16 MYC CREB SLIT2 EPHA7 FGFR1 18 ismeretlen MLL 6 10 10 Peifer et al. Nature Genetics 2012 doi10.1038

Colorectalis rákok és a (K)RAS onkogén

Colorectalis rák genetikai felosztása mikroszatellita Instabil (15%) Stabil (85%) génhiba Mlh1/Msh2/MSH6/PMS2 ---------------------- Driver mutációk hipermutáns TGFBR2 B-RAF Nem-hiper APC, p53, SMAD4 RAS

EGFR jelpálya

A vastagbélrákok molekuláris klasszifikációja vadak 34 K-RAS B-RAF PIK3CA NRAS 10 8 8

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

RAS mutációk hazai vastagbélrákokban SE 2.sz. Patológiai Intézet RAS exon Kodon eset % KRAS/NRAS melanoma KRASex2 kodon12 128 23.3 kodon13 19 3.5 other 0 0.0 exon2 147 26.8 KRASex3 kodon59 1 0.2 34.6 0 kodon61 14 2.6 other 7 1.3 exon3 22 4.1 KRASex4 kodon117 2 0.4 kodon146 12 2.2 other 6 1.1 exon4 20 3.7 NRASex2 kodon12 10 1.8 kodon13 1 0.2 other 10 1.8 exon2 21 3.8 NRASex3 kodon59 2 0.4 9.6 kodon61 15 2.7 other 2 0.4 exon3 19 3.5 NRASex4 kodon117 2 0.4 kodon146 2 0.4 other 8 1.5 exon4 12 2.3 cases (n) 549 241 43.9

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

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

Melanoma

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

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

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

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

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

A pajzsmirigyrák szövettani felosztása Papillary Follicular Anaplastic Medullary

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

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

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

Gastrointestinalis Stromalis Tumor (GIST) Gleevec CD117/KIT

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

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

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

Tumor mutációs terheltség (TML)

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

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 +

Immunterápia prediktív markerei MSI problematikája PDL1 problematikája Újabb markerek T sejtek IFNg mintázat Extended Educational Session, 2017. június 2 Schalper KA, Reckamp KL, Velcheti V, Herbst RS, Ernstoff MS

Anti-PD1 terápia MSI+ daganatokban indikált

Az MSI diagnosztikát nem-crc-re optimalizálni kell

DDR génhibák húgyhólyagrákban

Check point inhibitor predikció: DDR génhibák prediktív szerepe

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