A pancreas betegségek genetikája gyakorlati szempontok Semmelweis Egyetem Belgyógyászati Szinten Tartó Tanfolyama - 2014. Dr. Szmola Richárd, Ph.D. Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológai Intézet
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: 239-242. O Reilly et al., Eur J Gastrohep 2008; 20(8): 726-31. Joergensen et al., Eur J GastroHep 2012; 24(3): 309-15.
Krónikus pancreatitis 10-30% Idiopathiás Alkohol Nincs Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy 3 másodfokú rokon 2 generáció Családi halmozódás Familiáris - Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia 10-100 / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció Cambridge (1984) TIGARO (2001) stádium súlyossági index standard J Gastroent 2007; 42: 101-119.
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
Krónikus pancreatitis 10-30% Idiopathiás Alkohol Nincs Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy 3 másodfokú rokon 2 generáció Családi halmozódás Familiáris - Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia 10-100 / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció Cambridge (1984) TIGARO (2001) stádium súlyossági index standard J Gastroent 2007; 42: 101-119.
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
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?
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: 1433 1437, 1993.
Az örökletes pancreatitis és a hasnyálmirigyrák Kumulatív rákrizikó Életkor Tanulmány Gyakoriság Várt RH Lowenfels (1997) J Nat Cancer Inst 8/246 0.15/246 53.3 Lowenfels (2001) JAMA 19/497 0.33/497 57.6 Howes (2004) Clin Gastroent 26/418 0.39/418 67
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
A krónikus pancreatitis genetikai rizikófaktorai Örökletes pancreatitis (1996) - PRSS1 génmutáció (kationos tripszinogén) - autoszomális domináns, inkomplett penetrancia - nincs PRSS1 mutáció (kb. 50 %) Nat. Genet. 1996;14:141-5. Sporadikus/Idiopathiás pancreatitis - komplex genetikai betegség (PRSS1, SPINK1, CTRC ) Alkoholos etiológiájú pancreatitis - domináló környezeti hatás - gyengébb genetikai háttér (SPINK1, CTRC)
A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14:141-145 Lerch MM. SPINK1 Nat. Genet. 2000; 25:213-216 Tripszin CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82 Tripszin SPINK1 Tripszin gátlás CTRC p T sz r i i n Tripszin lebontás
Az örökletes pancreatitist okozó PRSS1 mutációk a tripszinogén autoaktivációját fokozzák Tripszin aktivitás (%) 100 75 50 25 0 R122H vad típus 0 1 2 3 4 Idő (óra) Arg 122 Asn 29 www.pancreasgenetics.org BBRC 2000; 278(2): 286-9.
A tripszin gátlószer (SPINK1) mutánsok szekréciója csökken humán sejtvonalakból 100 80 100 SPINK1 (nm) 80 60 40 20 0 vad típus N34S 0 10 20 30 40 50 Idő (óra) SPINK1 (nm) 60 40 20 0 vad típus R65Q 0 10 20 30 40 50 Idő (óra) SPINK1 (nm) 80 60 40 20 0 vad típus R67C 0 10 20 30 40 50 Idő (óra SPINK1 (mm) 100 80 60 40 20 0 P55S vad típus SPINK1 (nm) 120 100 80 60 40 20 vad típus D50E 0 0 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 Idő (óra) Idő (óra) Idő (óra) SPINK1 (nm) 70 60 50 40 30 20 10 vad típus Y54H Gut 2007; 56(10):1433-8.
Egyes kimotripszin C mutánsok szekréciója csökken sejtvonalakból Kimotripszinogén C gén A73T promoter 1 2 3 4 5 6 7 www.pancreasgenetics.org exonok 8 Kimotripszin aktivitás (%) 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 Idő (óra) vad típus A73T kontroll médium sejtlizátum
A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14:141-145 Lerch MM. SPINK1 Nat. Genet. 2000; 25:213-216 Tripszin CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82 Tripszin SPINK1 Tripszin gátlás CTRC p T sz r i i n Tripszin lebontás
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)
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)
www.uni-leipzig.de/pancreasmutation www.pancreasgenetics.org www.pancreas.hu Országos Pankreász Regiszter
A hasnyálmirigyrák genetikai evolúciója Yachida et al., (2010), Nature 467, 1114 1117
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 (@75) 3. Peutz-Jeghers-szindróma (PJS) STK11/LKB1, 132x, lifetime risk 36% (@65é) 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% (@70) 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),1907-1914.
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): 339-47.
Melyek a hasnyálmirigy premalignus eltérései? 1.Pankreatikus Intraepitheliális Neoplázia (PanIN) 2. Mucinózus Cisztadenoma (MCN) 3. Intraduktális Papilláris Mucinózus Neoplázia (IPMN)
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): 339-47.
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.
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):534-45. Dig Dis Sci 2011; 56:602 9. Pancreas. 2013;42(1):67-71.
Kefecitológiás mintavétel ERCP során 30-40% lépesméz elrendeződés egymásra rakódó sejtek rögös kromatinállomány jól látható nukleoluszok
A mikrorns-ek segítségével a pancreatobiliáris kefecitológia pontossága növelhető! hsa-mir-21-5p hsa-mir-196a-5p 11-6 - 4-9 - 2 0 - - 7 - -2-4 - - 5 - -6 - Benign Malignant Benign Malignant T-test: 0.022 T-test: 0.006 Normalized RT-PCR threshold cycle numbers ( CT)
Köszönetnyilvánítás Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológiai Intézet dr. Pozsár József dr. Tarpay Ádám Burai Marcsi /Prof. Dr. Pap Ákos/ szmola@gmail.com Sejtanalitikai Laboratórium, II. sz. Belklinika, Semmelweis Egyetem dr. Nha Le (PhD) Fehér Boglárka (TDK) Dr. Molnár Béla Prof. Dr. Tulassay Zsolt