Szájüregi daganatok kialakulási mechanizmusai és molekuláris háttere Tímár József SE Klinikai Központ, 2.sz. Patológiai Intézet
FFI Rosszindulatú daganatok előfordulása hazánkban Nő Tüdő 6800 Kolorektális 4900 Fejnyaki lhcc 3800 Prosztata 3700 Húgyhólyag 2000 Vérképzőnyirok 1700 Gyomor 1300 Vese 1200 34000 Emlő 7400 Kolorektális 4000 Tüdő 3700 Vérképző 1800 Méhtest 1300 Petefészek 1300 Méhnyak 1100 Gyomor 1000 Vese 900 32000 2006
ffi Rosszindulatú daganatok miatti halálozás hazánkban Tüdő 5300 Kolorektális 2400 Fejnyaki lc 1300 Prosztata 1000 Gyomor 980 Vérképző 840 Hasnyálmirigy 800 Húgyhólyag 560 Nyelőcső 500 Máj 500 17000 2005 Tüdő 2200 Emlő 2100 Kolorektális 2100 Vérképző 860 Hasnyálmirigy 800 Gyomor 740 Petefészek 600 Epehólyag 460 Méhnyak 400 Méhtest 380 13400 nő
Genetikai fogékonyság Környezeti tényezők Fejnyak daganatok kialakulása Életstílus: dohányzás, alkohol fogyasztás
Fejnyaki rákok etiológiája Kémiai karcinogenezis: Alkoholizmus Dohányzás Szájhigiéne Anatómia: Szájüregi rákok (ajak, pofa, nyelv) Pharyngealis rákok Glottikus rákok
Genetikai fogékonyság környezeti carcinogénekkel Precarcinogén Fázis I. enzimek Carcinogén Fázis II. enzimek Detoxifikált carcinogén Stabil mutáció DNS károsodás Daganatsejt Mutáció Apoptózis Sejt ciklus kontroll Normál sejt
Gén polimorfizmusok vizsgálata fejnyak daganatokban DNS repair enzimek XRCC1 GG AA GA Sejt proliferációt szabályozó gének p16 p21 Ciklin D Carcinogén metabolizmus, Detoxikálás CYP1A1 Val/Val, GSTM/0 GSTP wt/mt
Gyakoriság % 60 50 40 Gén polimorfizmusok gyakorisága fejnyak daganatokban AA XRCC1 CYP1A1 Val/Val GSTM1/0 Daganatos Daganatos Daganatos Kontroll Kontroll Kontroll 0 0 30 20 10 CT AA CT 0 Daganatos n= 148 Kontroll n=67
Gén polimorfizmusok vizsgálata fejnyak daganatokban 1. DNS repair enzimek XRCC1 AA genotípus tumor mintákban szignifikánsan (400%) magasabb a kontroll populációhoz viszonyítva. 2. GSTM 0 fenotípus daganatos és kontroll csoportban közel azonos (52%, 48%) 3. Dohányzó csoportban az AA homozigóta és GA heterozigóták aránya megnövekszik.
Gén inaktiválás fejnyak daganatokban* Inaktiválás % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 P16 LOH P53 mut LOH *Sidransky és mtsai 2001 PTEN LOH R6 LOH
P16 inaktiválás fejnyak daganatokban G yakoriság % 70 60 50 40 30 20 10 0 Metiláció 65% Mutáció 5% LOH 30%
HPVin situ hibridizáció
HPV és a fejnyaki rákok hazánkban Lokalizáció HPV előfordulási gyakoriság (%) Méhnyak Penis Szájüreg Gége Nyelőcső Cardia Tüdő 64.5 52.4 48.5 35.7 33.3 37.0 16.0 Szentirmay et al. Canc Met Rev 2005
Orális rákok genetika típusai Genetikai HNC1 HNC2 HNC3 HNC4 marker HPV + P53 mutáció + 9.kromoszóma + + deléció (ARF/INK4A/B) EGFR (+) +++ ++ ++
leukoplakia metaplasia (keratosis, csökkent glycogen, akantosis) fehér folt a nyálkahártyán oka: krónikus irritáció mechanikus termikus, UV fény kémiai, ozmótikus kiszáradás, hypovitaminosis A, B krónikus fertőzés: soor, lues HIVben hajas leukoplakia 23 évvel az AIDS előtt orális condyloma planum EBV, candida felülfertőzés praecancerosis: dysplasia (cerbb expressio) laphámrák obligát praecancerosisok: morbus Bowen lentigo maligna (melanosis circumscripta praeblastomatosa)
"leukoplakia" = fehér folt" a laphám irritáció hatására történő megvastagodása, elszarusodása a submucosaban kollagénszaporulat = "irritációs fibroma" a betegnek rossz protézise volt
normal laphám és magasan differenciált infiltráló laphám carcinoma
Kompresszív Invaziv növekedés
Prognosztikus tényezők: TNM, a Cumulative Proportion Surviving 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Cumulative Proportion Surviving (KaplanMeier) Complete Censored 0 20 40 60 80 100 120 Time II III I etc. b Cumulative Proportion Surviving 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,1 Cumulative Proportion Surviving (KaplanMeier) Complete Censored 0 20 40 60 80 100 120 Time oral hypopharynx larynx anatómia c 1,0 0,9 Cumulative Proportion Surviving (KaplanMeier) Complete Censored Cumulative Proportion Surviving 0,8 0,7 0,6 0,5 dohányzás 0,4 0,3 0 20 40 60 80 100 120 Time nem erős
Lokális invázió CD44v3 Répássy et al. Pathol Oncol Res 1998
Daganatos stróma Kötőszövet (fibroblasts) Mallory trikróm festés
Lokális invázió Daganatsejtfészekből való kiválás (sejtadhézió csökken) Stromalis matrix felismerése (integrin expresszió nő) Bazális membrán és stromabontás (metalloprotease, cathepsin, upa) Migráció a bontott stromában: kapillárisok felé nyirokerek felé idegek felé Intraluminalis dissemination!!!!!!!!!! (Pleura, peritoneum etc.)
Noninvasive tumor Invasive cancer Elastin (elastase) MMP2
A limfoid metasztatikus kaszkád Intravasation (lymphatic) Subendothelial Virtual BM Local Invasion 10 911 tumor cell PRIMARY TUMOR Lymphangiogenesis (immunszelekció) LND Cortical arrest /extravasation Matrix adhesion LND Virtual BM degradation migration Passive/active lymphatic transport Interactions with antigenpresenting cells (dendritic) 10 6 cells immuneeffectors (T cells, NK cells) Matrix adhesion degradation migration Secondary growth matrix adhesion 10 2 cells degradation migration Matrix adhesion degradation migration
Fejnyaki laphámrák nyirokerei CD34 (vérér marker)
Angiogenezis prognosztikai jelentősége Angiogenezis MVD nem prognosztikus VEGF A/B nem prognosztikus Lymphangiogenezis LMVD prognosztikus VEGFC/D prognosztikus VEGFR2/3 prognosztikus
Angiogenezisgátló terápiák gyógyszer fázis Daganatstádium kezelés betegszám CR % PR % SD % CoR% TTP (h) PFS (h) OS (h) Bevacizumab II Első, másodvonal, R/M HNC Bevacizumab 15 mg/kg q3w + erlotinib 150 mg per nap AntiVEGF 51 4 10 56 70 70 4 7 Bevacizumab II Első, másodvonal, R/M HNC Bevacizumab 15 mg/kg q3w + pemetrexed 14 18 27 54 99 99 6 Sorafenib II Első, másodvonal, R/M HNC Sorafenib 800 mg per nap 44 0 3 45 48 4,2 8 VEGFRTKI Sorafenib II másodvonal R/M HNC Sorafenib 800 mg per nap 28 0 4 37 41 1,8 4
EPITHELIAL NEST STROMA
CD8 cytotoxic T cells
Intratumorális CD4/CD8 arány CD4 CD8 CD4/CD8 ratio 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 CTR Multikine 0.0 intraepithel stromal Tímár et al. JCO, 2005
Fejnyak daganatok recidíva markerei Belső kontroll % 200 E2F1 Recidíva + Cyc D1 Recidíva p16 150 100 p16 E2F1 Cyc D 50 0 Csuka O. OOI n = 27 n = 125
A HNSC metasztázis markerei ECDH1 és CD44H/s vesztés Fokozott α6β4 integrin Fokozott/mutált Cmet Fokozott AMFR (foszfohexoz izomeráz) Fokozott COX2
Génexpressziós profilváltás az anatómia függvényében Gene name GeneBank Description Larynx (n=5) Rac1 NM006908 Rasrelated C3 botulinum toxin substrate NME1 NM000269 Nonmetastatic cell1 protein (NM23A) S100A4 NM002961 S100 calcium binding protein A4 Osteopontin NM000582 Secreted phosphoprotein1 (osteopotin) CD44 NM000610 CD44 antigen Integrin α5 NM002205 Integrin, alpha 5 (fibronectin receptor alpha) Integrin α6 NM000210 Integrin, alpha 6 Collagenase1 NM002421 Matrix metalloproteinase 1 (interstitial) PAI1 NM000602 Plasminogen activator inhibitor type 1 Cystatin C NM000099 Cystatin C DCC NM005215 Deleted in colorectal cancer NME4 NM005009 Nonmetastatic cell4, protein Ecadherin NM004360 Cadherin 1, epithelial CD31 NM000442 Platelet/endothelial adhesion molecule1 MT1MMP NM004995 Matrix metalloproteinase 14 (membraneinsert) TMPRSS4 NM019894 Transmembrane protease, serine 4 FGF2 NM002006 Fibroblast growth factor 2 (basic) cfes NM002005 Feline sarcoma oncogene homolog MetastasisSuperArray: változás >2x pozitív Hypopharynx (n=5) negatív fokozott csökkent csökkent fokozott Negatív pozitív
Gégelaphám Ösztrogén receptor expresszió immunhisztokémia (ERα+β) Gégejárulékos mirigy
ER protein expresszió gégerákban (immunhisztokémia) ERα Sejtmag (DAPI) ERβ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (CTR) ΕRα wt? ΕRβ βactin Ösztrogén receptor expresszió gégerákban (nested RTPCR)
Gégerákok fer pozitivitásának prognosztikus értéke survival fraction (%) 100 75 50 25 fr+ (n=13) fr (n=20) 0 0 12 24 36 month fr+= ER+PR+
HNSC prediktív patológia CPD+5FU indukció======chrt HPV16:titer= ffi / nemdohányzó / fiatal HPV16 titer: IC resp /CTR resp / 4 year OS Worden et al. JCO 26:3138,2008 IC /ChRT szervmegtartás és túlélés Alacsony EGFR, HPV+/magas p16: RRjó, OS magas Magas EGFR, alacsonyp53/magas BCLxL, nő, dohányzó: kedvezőtlen terápiás válasz, alacsony túlélés.. Kumar et al. JCO26.3128,2008
AKT EGFR(1)
EGFR expresszió szájüregi rákban EGFRligandkötő domén Ligandkötő domén Cetuximab Neomarker EGFR protein expresszió Extracelluláris domén Dako PharmDX Tirozin Kináz domén EGFRTK domén /Biogenex Tarceva Gefitinib Foszfo1086EGFR / Zymed
Receptor L domén Furinlike domén Receptor L domén EGF EGFR Mutáció nincs Extracelluláris domén Transzmembrán régió Intracelluláris domén EXON18 CTTGTGGAGCCTCTTACACCCAGTGGAGAAGCTCCCAACCAAGCTCTCTTGAGGATCTTG 123bp AAGGAAACTGAATTCAAAAAGATCAAAGTGCTGGGCTCCGGTGCGTTCGGCACGGTGTAT AAG G719C EXON19 GGACTCTGGATCCCAGAAGGTGAGAAAGTTAAAATTCCCGTCGCTATCAAGGAATTAAGA 99bp GAAGCAACATCTCCGAAAGCCAACAAGGAAATCCTCGAT del 746753 EXON20 GAAGCCTACGTGATGGCCAGCGTGGACAACCCCCACGTGTGCCGCCTGCTGGGCATCTGC 186bp CTCACCTCCACCGTGCAGCTCATCACGCAGCTCATGCCCTTCGGCTGCCTCCTGGACTAT GTCCGGGAACACAAAGACAATATTGGCTCCCAGTACCTGCTCAACTGGTGTGTGCAGATC GCAAAG EXON21 GGCATGAACTACTTGGAGGACCGTCGCTTGGTGCACCGCGACCTGGCAGCCAGGAACGTA 156bp CTGGTGAAAACACCGCAGCATGTCAAGATCACAGATTTTGGGCTGGCCAAACTGCTGGGT GCGGAAGAGAAAGAATACCATGCAGAAGGAGGCAAA L858R L861Q EXON22 GTGCCTATCAAGTGGATGGCATTGGAATCAATTTTACACAGAATCTATACCCACCAGAGT 76bp GATGTCTGGAGCTACG EXON23 GGGTGACTGTTTGGGAGTTGATGACCTTTGGATCCAAGCCATATGACGGAATCCCTGCCA 147bp GCGAGATCTCCTCCATCCTGGAGAAAGGAGAACGCCTCCCTCAGCCACCCATATGTACCA TCGATGTCTACATGATCATGGTCAAGT PRIMERPÁR1 PRIMERPÁR2 Katalitikus kináz domén Tirozin foszforilációs hely (Y1068) G719C dele746a750 del747t751inss del747p753inss L858R L861Q 790M e19 e20 e21 STAT3 MAPK AKT Génamplifikáció van
a EGFR amplifikáció illetve ECD mutáció b Boxplot by Group c 120 100 80 Variable: DAKO3+ (%) d 1,0 0,9 Cumulative Proportion Surviving (KaplanMeier) Complete Censored DAKO3+ (%) 60 40 20 0 Cumulative Proportion Surviving 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 20 nem amplif amplifikált Median 25%75% MinMax 0,3 0,2 0 20 40 60 80 100 120 Time normal increased e f
Célzott terápiás próbálkozások gyógyszer fázis Daganatstádium kezelés betegszám CR % PR % SD % CoR% TTP (h) PFS (h) OS (h) Cetuximab III Első vonal, R HNC Cetuximab 400 mg/m 2, majd heti 250 mg/m 2 + RT Ab RT 211 213 50 41 17,1 12,4 49 29,3 Cetuximab III Másodvonal, R/M HNC Cisplatin + Cetuximab Cisplatin+placebo 57 60 26 10 26 10 4,2 2,7 9,2 8 Cetuximab III Első vonal R/M HNC Cisplatin +5FU+cetuximab Cisplatin 5FU 220 222 36 20 5,6 3,3 10,1 7,4 Gefitinib III Másod, harmavonal R/M HNC Gefitinib 250 mg per nap TKI Gefitinib 500 mg per nap 158 167 2,7 7,6 2,7 7,6 5,6 6 Erlotinib II Másod harmadvonal R/M HNC Erlotinib 150 mg per nap 115 0 4,3 33,9 38,2 2,3 6 Lapatinib II R/M HNC + (A) vagy (B) előzetes EGFR inhibitor kezelés Lapatinib 1500 mg per nap (A) Lapatinib 1500 mg per nap (B) 27 15 0 0 0 0 37 20 37 20 1,6 1,7 Erlotinib II Első vonal R/M HNC Cisplatin + erlotinib 100 mg per nap 44 3 19 49 71 3,3 7,9 Erlotinib II Első vonal R/M HNSCC Cisplatin + docetaxel + erlotinib 150 mg per nap 47 8 58 28 94 94 6 11