Gentests beim Lungenkarzinom

Molekulare Testung beim Lungenkarzinom in Österreich

Jatros

Autor:

OA Dr. Ulrike Gruber-Mösenbacher

Institut für Pathologie, LKH Feldkirch

Autor:

Dr. Leonhard Müllauer

Institut für Pathologie, Medizinische Universität Wien, Währinger Gürtel 18–20, 1090 Wien E-Mail: leonhard.muellauer@meduniwien.ac.at Quelle: Central European Lung Cancer Congress (CELCC) 2014, 29. November bis 1. Dezember 2014, Wien

05.03.2015

Die Testung von Adenokarzinomen der Lunge auf EGFR-Mutationen und ALK-Rearrangements ist an Instituten für Pathologie in Österreich diagnostische Routine. Die Analyse weiterer Gene, wie ROS1 und RET, gewinnt im Kontext mit der Entwicklung von zielgerichteten Therapien rasch an Bedeutung und wird sukzessive in die Routinediagnostik einfließen. <div id="keypoints"> <h2>Key Points</h2> <ul> <li>Die Durchführung von EGFR- und ALK-Genanalysen ist in den österreichischen Instituten für Pathologie etabliert. Die Testung erfolgt zumeist automatisch, ohne vorherige klinische Anforderung, als sogenannte &bdquo;Reflextestung“.</li> <li>Eine Genanalyse auf ROS1 wird gegenwärtig von ca. 50 % der österreichischen Institute für Pathologie angeboten.</li> <li>Eine Analyse von anderen Genen, z.B. RET, BRAF, FGFR, wird nur von einzelnen Instituten und ausschließlich auf klinische Anforderung durchgeführt</li> </ul> </div> Das Lungenkarzinom ist mit ca. 4.000 Neuerkrankungen pro Jahr die häufigste maligne Tumorerkrankung in Österreich und geht mit einer schlechten Prognose einher: Nur 15 % der Patienten sind nach 5 Jahren noch am Leben. Während die Inzidenz an Lungenkarzinomen bei Männern zwischen den Jahren 2000 und 2010 von 49,7/100.000 auf 41,3/100.000 gesunken ist, hat die Zahl der Lungenkarzinome bei Frauen in diesem Zeitraum von 15,9/100.000 auf 19,6/100.000 zugenommen.1 Die auf Operation, Chemo- und Strahlentherapie basierende Therapie des Lungenkarzinoms erfuhr in den letzten 10 Jahren eine Ergänzung durch auf genetische Veränderungen in den Karzinomzellen zielende Medikamente. <h2>Genetische Heterogenität der Karzinome</h2> Die Histologie unterscheidet nach WHO-Klassifikation 2004, die 2015 adaptiert wird, unter den malignen epithelialen Tumoren mehrere Typen des Lungenkarzinoms, wobei Plattenepithelkarzinome, Adenokarzinome mit Subtypen und neuroendokrine Karzinome mit dem wichtigsten Subtyp, dem kleinzelligen Karzinom, zu den wichtigsten Gruppen zählen und das Adenokarzinom mit ca. 60 % den häufigsten Typ darstellt. Das Genom dieser drei Typen wurde in den letzten Jahren charakterisiert.2–6 Grundsätzlich ist das Lungenkarzinom, wie auch andere maligne Neoplasien, durch eine enorme genetische Heterogenität charakterisiert. Diese genetische Heterogenität erschwert die Entwicklung von Medikamenten, die auf genetische Veränderungen in den Tumorzellen abzielen, sowie die Durchführung von Therapiestudien mit genetisch definierten Subgruppen. Ferner sind die Anforderungen an die molekulare Diagnostik durch die geringe Inzidenz der meisten therapierelevanten Mutationen hoch. Bisher sind nur für das Adenokarzinom der Lunge auf genetische Aberrationen abgestimmte Therapien in den klinischen Alltag eingeflossen. Für das Plattenepithelkarzinom und das kleinzellige Karzinom der Lunge sind zielgerichtete Therapien nur im Rahmen von klinischen Studien verfügbar. Eine der häufigsten genetischen Veränderungen in Adenokarzinomen der Lunge ist eine KRAS-Mutation, welche in 25–40 % auftritt. Im gleichen Signaltransduktionsweg aktivierend wirken auch BRAF- (3 % ) und MEK-Mutationen (1–2 % ). Eine EGFR-Mutation liegt in Österreich bei 10–12 % der Adenokarzinome vor, während ALK-, ROS1- und RET-Translokationen bei jeweils nur 1–2 % der Patienten auftreten (Abb. 1). <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2015_Jatros_Onko_1501_Weblinks_Seite59.jpg" alt="" width="627" height="418" /> <h2>Molekulare Ziele für die Therapie des Adenokarzinoms der Lunge</h2> &bdquo;Epidermal growth factor receptor“ (EGFR): Das Vorliegen einer EGFR-Mutation ist ein prädiktiver Marker für den Einsatz von Tyrosinkinasehemmern (TKI) wie Erlotinib, Gefitinib und Afatinib in der Therapie des Adenokarzinoms der Lunge.7, 8 Die Mutationen sind in den Exons 18, 19, 20 und 21 lokalisiert. Deletionen in Exon 19 und die L858-Punktmutation in Exon 21 stellen die häufigsten Aberrationen dar. Eine erhöhte Mutationsinzidenz besteht bei Frauen, Jüngeren, Nichtrauchern und Asiaten. EGFR-Mutationen treten in reinen Plattenepithelkarzinomen oder neuroendokrinen Karzinomen der Lunge nicht auf, werden jedoch vereinzelt in adenosquamösen Karzinomen beobachtet.9 Der Nachweis einer EGFR-Mutation kann durch DNA-Sequenzierung, mutationsspezifische PCR oder eine Kombination bestehend aus PCR und Hybridisierung auf Teststreifen, wie den StripAssay®, erfolgen. &bdquo;Anaplastic lymphoma receptor tyrosine kinase“ (ALK): In 2 % der Adenokarzinome der Lunge liegt ein Rearrangement des ALK-Gens vor. Das häufigste Rearrangement ist eine Inversion am kurzen Arm von Chromosom 2, wodurch es zu einer Genfusion zwischen EML(Echinoderm microtubule associated protein like)4 und ALK kommt. Eine ALK-Translokation und -Fusion mit Genen wie KIF5B oder KLC1, die auf anderen Chromosomen lokalisiert sind, besteht hingegen selten. ALK-rearrangierte Lungenkarzinome können mit dem TKI Crizotinib behandelt werden. In Europa ist jeder validierte Test für die ALK-Analyse beim Lungenkarzinom akzeptiert, wobei IHC (Immunhistochemie), FISH (Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung), RT-PCR (&bdquo;reverse transcription polymerase chain reaction“) und NGS (&bdquo;next generation sequencing“) als geeignete Technologien zur Verfügung stehen. Eine ALK-Genfusion führt zur Expression des ALK-Gens, das in normalem Lungengewebe nicht exprimiert wird. Die Expression von ALK kann immunhistochemisch nachgewiesen werden, wobei für die ALK-Immunhistologie mit dem monoklonalen Antikörper D5F3 eine Sensitivität von 100 % berichtet wurde.10, 11 Ein Nachweis einer ALK-Genexpression mittels IHC legt daher den Verdacht auf das Vorliegen eines ALK-Genrearrangements nahe. Ein positives immunhistochemisches Ergebnis sollte jedoch durch eine ALK-Testung mittels FISH, die noch immer als Goldstandard der ALK-Diagnostik beim Lungenkarzinom gilt, verifiziert werden. Auch die Erfahrung einzelner Institute in Österreich zeigt, dass immunhistochemisch negativ beurteilte Tumoren sich bei FISH-Analyse jedoch als rearrangierte Tumoren erwiesen haben, sodass europaweit (noch) keine Empfehlung für ausschließlich immunhistologisches Screening publiziert worden ist. Bei der ALK-Testung mittels FISH werden sogenannte &bdquo;Break apart“-Sonden mit zwei die 3'-und 5'-Genregionen abdeckenden Sonden verwendet, die mit unterschiedlichen Fluorochromen markiert sind. Auf physiologischer Ebene liegen die beiden Signale sehr eng beieinander oder verschmelzen zu einem Punkt in der Fluoreszenzmikroskopie. Bei Vorliegen einer ALK-Inversion oder -Translokation erfolgt ein Bruch innerhalb des ALK-Gens, wodurch die beiden Sondensignale dissoziiert und in der Fluoreszenzmikroskopie als getrennte Signale wahrgenommen werden (Abb. 2). Die RT-PCR hat sich in der Routinediagnostik von ALK-Rearrangements beim Lungenkarzinom nicht durchgesetzt. Aufgrund der variablen Bruchpunkte in ALK und den Fusionpartnergenen ist für das Erzielen einer hohen Sensitivität eine technisch aufwendige Multiplex-PCR erforderlich. Neue Testverfahren mit NGS, die simultan mehrere Genfusionen erfassen, z.B. ALK, ROS1, RET und NTRK1, werden jedoch zunehmend in die Routinediagnostik eingeführt.12 <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2015_Jatros_Onko_1501_Weblinks_Seite60.jpg" alt="" width="633" height="452" /> C-ros oncogene 1, receptor tyrosine kinase (ROS1): Die Inzidenz von ROS1-Translokationen in Adenokarzinomen der Lunge liegt zwischen 0,9 und 3,7 % .13 Nur wenige Translokationspartner wurden bisher identifiziert: CD74, SLC34A2, EZR und GOPC/FIG. Patienten mit ROS1-Translokation sind häufiger Nichtraucher und jünger. Es besteht keine Geschlechtsprädilektion. Die Translokation des ROS1-Gens führt zur Überexpression des Proteins von ROS1. Dieses kann immunhistochemisch nachgewiesen werden. Allerdings kann eine geringe ROS1-Expression auch in normalen Zellen oder in EGFR-mutierten Tumorzellen vorliegen, sodass eine positive ROS1-Immunhistologie durch eine FISH-Untersuchung auf ROS1 verifiziert werden sollte. Für den monoklonalen Antikörperklon D4D6 wurde eine Sensitivität der IHC von 100 % und eine Spezifität von 92 % zum Nachweis ROS1-translozierter Adenokarzinome berichtet.14 Die FISH-Untersuchung auf eine ROS1-Translokation verwendet wie die Detektion von ALK mittels FISH &bdquo;Break apart“-Sonden. Patienten mit ROS1-Translokation sprechen gut auf eine Therapie mit Crizotinib an.15 RET proto-oncogene: RET ist eine Rezeptortyrosinkinase für Liganden der GDNF(&bdquo;glial derived neurotrophic factor“)-Familie. RET wird Teil eines Fusiongens mit KIF5B durch eine Inversion auf Chromosom 10 oder durch Translokation mit CCDC6, TRIM33 oder NCOA4.16 Patienten mit einem RET-Fusionsgen sind jünger und häufiger Nichtraucher. Die Inzidenz von RET-Fusionen beträgt 1–2 % . Ihr Nachweis in der Diagnostik beruht derzeit auf FISH mit &bdquo;Break apart“-Sonden, wenngleich auch Genpanel-Sequenzierungen mit NGS-Geräten zunehmend Verwendung finden.12 Bei Patienten mit einer RET-Translokation wurde ein therapeutischer Effekt von Vandetanib berichtet.17 <h2>Weitere potenzielle Zielmoleküle beim Adenokarzinom</h2> &bdquo;V-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B“ (BRAF): BRAF-Mutationen liegen in 1–3 % der Adenokarzinome vor. Am häufigsten ist die V600E-Mutation.18 Zwei BRAF-Inhibitoren, Vemurafenib und Dabrafenib, haben klinische Aktivität in metastasierten BRAF-mutierten Lungenkarzinomen gezeigt.19 &bdquo;Human epidermal growth factor receptor 2“ (HER2/ERBB2): HER2/ERBB2 gehört zur Familie der epidermalen Wachstumsfaktorrezeptoren und stimuliert die Zellproliferation über den RAS-MAP-Kinase-Weg. Die Anti-HER2-Antikörper Trastuzumab und Pertuzumab zeigten keinen therapeutischen Effekt bei Lungenkarzinomen mit einer HER2/ERBB2-Überexpression. Jedoch gibt es Studien, mit allerdings kleinen Patientenzahlen, in denen ein vielversprechender Effekt unter der Gabe von HER2/ERBB2-Inhibitoren bei Vorliegen einer HER2/ERBB2-Mutation, die in 1–2 % der Adenokarzinome der Lunge vorliegt, nachgewiesen wurde. <h2>Therapie des Plattenepithelkarzinoms und neuroendokriner Karzinome</h2> Das Plattenepithelkarzinom macht ca. 20 % der Lungenkarzinome aus. FGFR (&bdquo;fibroblast growth factor receptor“) 1 und 2 sind Tyrosinkinasen, die als potenzielle Zielmoleküle für die Therapie identifiziert wurden. FGFR1 ist in circa 20 % der Plattenepithelkarzinome der Lunge amplifiziert. FGFR1-Genfusionen werden in 3–4 % der Plattenepithelkarzinome detektiert. FGFR2-Mutationen liegen in 4–5 % der Tumoren vor. Mehrere Multikinaseinhibitoren und selektive FGFR-Inhibitoren werden derzeit in klinischen Studien evaluiert. DDR(&bdquo;discoidin domain receptor tyrosine kinase“)2 fungiert als Kollagenrezeptor. Das DDR2- Gen ist in 3–4 % der Plattenepithelkarzinome mutiert. Tumoren mit einer Mutation sind sensitiv gegenüber dem Multikinaseinhibitor Dasatinib.20 Neuroendokrine Karzinome der Lunge weisen eine sehr hohe Mutationsfrequenz auf, wobei in allen Fällen eine Inaktivierung der Tumorsuppressorgene TP53 und RB1 vorliegt.5 Ferner treten gehäuft Mutationen in den Genen CREBBP, EP300 und MLL auf, die für Histon-modifizierende Proteine kodieren. Darüber hinaus wurden rekurrente Mutationen in PTEN, SLIT2 und EPHA7 sowie FGFR1-Amplifikationen nachgewiesen.5 <h2>Molekulare Testung beim Lungenkarzinom in Österreich</h2> Die Arbeitsgruppe Pulmopathologie der Österreichischen Gesellschaft für Pathologie führte im Herbst 2014 eine Umfrage zum Stand der molekularen Testung beim Lungenkarzinom in Österreich durch. Die an 23 pathologische Institute versandten Fragebögen wurden von 14 Instituten (60 % ) retourniert. Zur Frage nach den untersuchten Genen konnten folgende Informationen eingeholt werden (Tab. 1): EGFR und ALK (jeweils 14 von 14 Instituten), KRAS (11/14), ROS1 und BRAF (jeweils 7/14), HER2 (6/14), MET (3/14), RET und PIK3CA (jeweils 2/14), FGFR 1, 2 und PTEN (jeweils 1/14), NTRK1 und MEK (0/14). Die EGFR- und ALK-Testungen werden von fast allen Instituten (12/14) automatisch, ohne klinische Anforderung, als sogenannte &bdquo;Reflextestung“ durchgeführt. KRAS- und ROS1-Analysen werden ebenfalls vorwiegend als Reflextestung (7/11 und 5/7) angeboten, während eine BRAF-Mutationsanalyse nur von einem Institut (1/7) als Reflextest eingesetzt wird. Die KRAS-Analysen werden von den Instituten primär als Screeningmethode verwendet. Nur wenn ein KRAS-Wildtyp-Ergebnis vorliegt, erfolgen weitere Genanalysen, insbesondere auf den EGFR- und ALK-Genstatus, da KRAS-, EGFR- und ALK-Genveränderungen nicht kombiniert vorkommen. Eine Analyse von MET3, RET2, PIK3CA2, FGFR 1, 21, PTEN1 und HER26 wird nur auf klinische Anforderung von einzelnen Instituten durchgeführt. Die HER2-Analyse umfasst derzeit jedoch nur eine Untersuchung auf Proteinexpression und Genamplifikation, nicht aber auf das Vorliegen von HER2-Mutationen. Die Reflextestung von EGFR, ALK, KRAS, ROS1 und BRAF wird bei Adenokarzinomen, adenosquamösen Karzinomen und großzelligen Karzinomen durchgeführt. Nur ein Institut berichtete eine EGFR-Reflextestung auch beim Plattenepithelkarzinom. EGFR- und KRAS-Mutationsanalysen erfolgen in der Mehrzahl der Institute &bdquo;in house“ (9/14 und 10/11 Institute). Die ALK-Immunhistologie wird von allen Instituten (11/11), die FISH-Analyse von ALK ebenfalls von einer Mehrzahl der Einrichtungen &bdquo;in house“ (9/14) durchgeführt. Eine ROS1-Immunhistologie wird nur von 2 Instituten angeboten und &bdquo;in house“ durchgeführt. Eine FISH-Testung auf ROS1 ist in 7 Instituten etabliert und erfolgt überwiegend &bdquo;in house“ (5/7). Für die EGFR-Mutationsanalyse werden unterschiedliche Techniken eingesetzt, wobei 5x PCR, 3x StripAssay®, 2x Sanger Sequencing und 1x Pyrosequencing als Methoden genannt wurden. Die ALK-Testung erfolgt in 11 Instituten mittels IHC und FISH. 3 Institute verwenden nur FISH. Für ROS1 bieten 2 Institute IHC und FISH als diagnostischen Test an. 5 Institute hingegen verwenden nur FISH zur Identifikation ROS1-translozierter Lungenkarzinome. <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2015_Jatros_Onko_1501_Weblinks_Seite61.jpg" alt="" width="302" height="499" /> Quelle: Institut für Pathologie, Medizinische Universität Wien, Währinger Gürtel 18–20, 1090 Wien E-Mail: leonhard.muellauer@meduniwien.ac.at Quelle: Central European Lung Cancer Congress (CELCC) 2014, 29. November bis 1. Dezember 2014, Wien <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> 1 Zielonke N et al: Krebsinzidenz und Krebsmortalität in Österreich 2014. Statistik Austria 2014 2 The Cancer Genome Atlas Research Network: Comprehensive genomic characterization of squamous cell lung cancers. Nature 2012; 489: 519-525 3 Ding L et al: Somatic mutations affect key pathways in lung adenocarcinoma. Nature 2008; 455: 1069-1075 4 Imielinski M et al: Mapping the hallmarks of lung adenocarcinoma with massively parallel sequencing. Cell 2012; 150: 1107-1120 5 Peifer M et al: Integrative genome analyses identify key somatic driver mutations of small-cell lung cancer. Nat Genet 2012; 44: 1104-1110 6 The Cancer Genome Atlas Research Network: Comprehensive molecular profiling of lung adenocarcinoma. Nature 2014; 511: 543-550 7 Paez JG et al: EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical response to gefitinib therapy. Science 2004; 304: 1497-1500 8 Sordella R et al: Gefitinib-sensitizing EGFR mutations in lung cancer activate anti-apoptotic pathways. Science 2004; 305: 1163-1167 9 Pan Y et al: Comprehensive analysis of oncogenic mutations in lung squamous cell carcinoma with minor glandular component. Chest 2014; 145: 473-479 10 Selinger CI et al: Testing for ALK rearrangement in lung adenocarcinoma: a multicenter comparison of immunohistochemistry and fluorescent in situ hybridization. Mod Pathol 2013; 26: 1545-1553 11 Mino-Kenudson M et al: A novel, highly sensitive antibody allows for the routine detection of ALK-rearranged lung adenocarcinomas by standard immunohistochemistry. Clin Cancer Res 2010; 16: 1561-1571 12 Magdaleno SM et al: Abstract 3575: The OncoNetwork Consortium: A global collaborative research study on the development and verification of an Ion AmpliSeq RNA gene lung fusion panel. Cancer Res 2014; 74: 3575 13 Thunnissen E et al: Prognostic and predictive biomarkers in lung cancer. A review. Virchows Arch 2014; 464: 347-358 14 Sholl LM et al: ROS1 immunohistochemistry for detection of ROS1-rearranged lung adenocarcinomas. Am J Surg Pathol 2013; 37: 1441-1449 15 Komiya T et al: Response to crizotinib in ROS1-rearranged non–small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2012; 30: 3425-3426 16 Takeuchi K et al: RET, ROS1 and ALK fusions in lung cancer. Nat Med 2012; 18: 378-381 17 Falchook GS et al: Effect of the RET Inhibitor vandetanib in a patient with RET fusion–positive metastatic non–small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2014; doi: 10.1200/JCO.2013.50.5016 18 Villaruz LC et al: Clinicopathologic features and outcomes of patients with lung adenocarcinomas harboring BRAF mutations in the Lung Cancer Mutation Consortium. Cancer 2014; doi: 10.1002/cncr.29042 19 Schmid S et al: Response to dabrafenib after progression on vemurafenib in a patient with advanced BRAF V600E-mutant bronchial adenocarcinoma. Lung Cancer 2015; 87: 85-87 20 Hammerman PS et al: Mutations in the DDR2 kinase gene identify a novel therapeutic target in squamous cell lung cancer. Cancer Discov 2011; 1: 78-89 </div>

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