Histologie, Molekularpathologie und Tumortestung als Basis personalisierter Medizin bei ovariellen Tumoren

Jatros

Autor:

Dr. Leonhard Müllauer

E-Mail: leonhard.muellauer@meduniwien.ac.at Institut für Pathologie Medizinische Universität Wien

Autor:

Dr. Laura Monschein

E-Mail: laura.monschein@meduniwien.ac.at

12.07.2018

Die Kenntnisse über die molekulare Pathologie ovarieller Tumoren haben sich in den letzten Jahren signifikant weiterentwickelt. Die Entdeckungen umfassen sowohl diagnostisch wertvolle genetische Marker als auch therapierelevante Targets. <div id="keypoints"> <h2>Keypoints</h2> <ul> <li>Die korrekte histopathologische Klassifikation eines ovariellen Tumors bildet die Basis für eine optimale, tumoradaptierte Therapie. Für die Tumorklassifikation werden zusätzlich zur konventionellen Histologie immunhistologische Untersuchungen mit Antikörperpanel durchgeführt.</li> <li>Molekularpathologische Untersuchungen können in schwierigen Einzelfällen die histopathologische Diagnostik unterstützen, z.B. durch FOXL2-Mutationsbestimmung bei adulten Granulosazelltumoren oder Isochromosom-12p-Nachweis bei Keimzelltumoren. </li> <li>Die derzeit am häufigsten durchgeführte molekularpathologische Untersuchung bei ovariellen Tumoren ist die BRCA1/2- Mutationsanalyse, welche zur Identifikation von Patientinnen mit hereditärer Tumordisposition sowie zur Stratifikation für eine Therapie mit PARP-Inhibitoren dient.</li> <li>Ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen, welche einem BRCAness-Phänotyp zugrunde liegen, könnte in Zukunft die Anzahl der Patientinnen erhöhen, welche von einer tumoradaptierten PARPInhibitor- Therapie profitieren.</li> </ul> </div> <h2>Morphologie und Diagnostik</h2> Die Ovarialtumoren werden nach ihrer zellulären Differenzierung in die folgenden Hauptgruppen unterteilt: epitheliale Neoplasien (u.a. seröse, muzinöse, endometrioide, klarzellige, seromuzinöse Tumoren und Brenner-Tumoren), Keimstrang- und Stromatumoren (z.B. Fibrom, Sertoli-, Leydig- und Granulosazelltumoren) sowie Keimzelltumoren (z.B. Teratom und Dysgerminom).1 Die Diagnose von ovariellen Tumoren erfordert häufig, zusätzlich zur konventionellen Histologie, immunhistologische Untersuchungen mit einem Panel von Antikörpern (Tab. 1) und zunehmend auch molekulargenetische Analysen. Die Immunhistologie ermöglicht die Bestimmung der Tumorzelldifferenzierung und damit die Entitätsbestimmung und ist hilfreich in der Unterscheidung einer primären ovariellen Neoplasie von einer Metastase.2, 3 <div> </div> <div><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Onko_1804_Weblinks_s56_tab1.jpg" alt="" width="800" height="400" /></div> Die am häufigsten angeforderte molekulargenetische Untersuchung ist derzeit die BRCA1/2-Mutationsanalyse bei Ovarialkarzinomen. Die Analyse dient zur Identifikation von Patientinnen mit einer hereditären Tumordisposition und zur Stratifikation für eine Therapie mit Poly(adenosin-Diphosphat-Ribose)-Polymerase( PARP)-Inhibitoren.4 Weiters wird in Einzelfällen bei Verdacht auf ein Lynch-Syndrom eine Mikrosatellitenanalyse durchgeführt, insbesondere bei endometrioiden und klarzelligen Karzinomen.5 Ferner kann bei metastasierten Tumoren, welche refraktär auf die verfügbaren Standardtherapien sind, ein ausgedehnteres molekulares Profiling mittels &bdquo;next generation sequencing“ (NGS) zur Identifikation von alternativen Therapietargets angeboten werden. Molekulare Analysen können auch die histologische Beurteilung unterstützen. Zum Beispiel kann im Einzelfall die histologische Diagnose eines adulten Granulosazelltumors oder eines Keimzelltumors schwierig sein. In diesen Fällen ermöglicht der Nachweis einer für adulte Granulosazelltumoren typischen FOXL2- Mutation oder eines für Keimzelltumoren charakteristischen Isochromosoms 12p die Diagnose.6–8 Im Folgenden werden derzeit wichtige immunhistochemische und genetische Marker bei Ovarialtumoren detaillierter dargestellt. <h2>Epitheliale Ovarialtumoren</h2> Seröses Ovarialkarzinom Das seröse Ovarialkarzinom ist der häufigste maligne Tumor des Ovars. Die WHO-Klassifikation unterteilt in Highgrade- (HGSC, ca. 70 % der Ovarialkarzinome) und Low-grade-Varianten (LGSC, ca. 5 % der serösen Ovarialkarzinome), welche sich hinsichtlich ihrer genetischen Signatur unterscheiden.1 Das HGSC entwickelt sich nicht aus einem LGSC, sondern manifestiert sich de novo als Highgrade- Tumor. Seröse Ovarialkarzinome exprimieren den Transkriptionsfaktor PAX8. Dieser weist eine vornehmlich auf Gewebe des Ovars, des Müller’schen Systems, der Niere, der Schilddrüse und des Thymus beschränkte Expression auf. 9 PAX8 ist somit ein hilfreicher Marker in der Unterscheidung von primär ovariellen Tumoren und Metastasen. Weitere wichtige immunhistologische Marker für HGSC sind eine nukleäre WT1-Expression sowie eine aberrante TP53-Expression (Tab. 1). In über 95 % der HGSC besteht eine TP53-Mutation, während diese bei LGSC nicht vorkommt (Tab. 2). Zwei TP53-Färbemuster sind für HGSC typisch. Es liegt entweder in der Mehrzahl der Tumorzellen eine TP53-Überexpression vor, bedingt durch Akkumulation eines meist in Form einer &bdquo;Missense“-Mutation alterierten TP53, oder es besteht ein Verlust der TP53-Expression bei trunkierender oder deletierender TP53-Mutation und dadurch fehlender Anti-TP53-Antikörperbindung. Sowohl Keimbahn- als auch somatische Mutationen von BRCA1 (ca. 9 % Keimbahn-, 3 % somatische Mutationen) und BRCA2 (ca. 8 % Keimbahn-, 3 % somatische Mutationen) und eine genetische Instabilität in Form häufiger Genkopieveränderungen bilden weitere wichtige Merkmale der HGSC.10 LGSC zeichnen sich im Kontrast hierzu durch KRAS- und BRAF-Mutationen (in bis zu 70 % der Fälle) sowie durch eine weitgehend erhaltene genetische Stabilität (wenige Genkopienveränderungen) aus. <div> </div> <div><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Onko_1804_Weblinks_s56_tab1.jpg" alt="" width="800" height="400" /></div> <div> </div> <img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Onko_1804_Weblinks_s56_tab2.jpg" alt="" width="650" height="900" /> Endometrioides Ovarialkarzinom Das endometrioide Ovarialkarzinom repräsentiert etwa 10 % der primären Ovarialkarzinome und unterscheidet sich vom HGSC vor allem durch das Fehlen einer nukleären WT1-Expression bei jedoch häufig starker Kernfärbung für Beta- Catenin und Verlust von ARID1A (Tab. 1). Die häufigsten Mutationen treten in Beta- Catenin/CTNNB1 (&tilde;50 % ), ARID1A (&tilde;30 % ) und PTEN (&tilde;20 % ) auf (Tab. 2). Eine MSI besteht in etwa 20 % der Fälle und kann mit einem Lynch-Syndrom assoziiert sein.5 Muzinöses Ovarialkarzinom Das muzinöse Adenokarzinom macht 3–4 % aller primären Ovarialkarzinome aus. In der immunhistochemischen Färbung weisen muzinöse Adenokarzinome oft eine Cytokeratin-20- und CDX2-Expression auf, während WT1 und Östrogenrezeptor negativ sind (Tab. 1). Somatische Mutationen von KRAS, BRAF und NRAS sind mit zusammen bis zu 68 % Mutationsfrequenz die häufigsten genetischen Veränderungen, gefolgt von TP53-Mutationen (bis zu 50 % ). HER2- Amplifikationen finden sich in 15–20 % der Fälle und betreffen meistens Karzinome ohne KRAS-Mutation. Klarzelliges Ovarialkarzinom Das klarzellige Karzinom macht ca.10 % der primären Ovarialkarzinome aus und tritt häufig in Assoziation mit Endometriose auf. Immunhistologische Marker sind die Expression von Napsin A, HNF1ß und AMACR (Racemase).3 Mit etwa 75 % sind Mutationen in ARID1A besonders charakteristisch. In ca. 35 % der Fälle bestehen ferner Mutationen in PIK3CA. Eine Mikrosatelliteninstabilität, welche mit einem Lynch-Syndrom assoziiert sein kann, findet sich in bis zu 10 % und wird vor allem durch MSH2-Keimbahnmutationen verursacht. <h2>Keimstrang-Stroma-Tumoren</h2> Adulte Granulosazelltumoren (ca. 1 % aller ovariellen Tumoren) weisen immunhistologisch positive Färbungen für WT1, Inhibin, Calretinin und SF1 (&bdquo;steroidogenic factor-1“) auf. Bisher hauptsächlich von diagnostischem Interesse ist eine in bis zu 96 % der adulten Granulosazelltumoren (AGCT) auftretende Punktmutation von FOXL2, welche auf molekularer Ebene eine Unterscheidung von der juvenilen Form (JGCT) ermöglicht.7 Die seltenen Sertoli-Leydig-Zelltumoren (<0,5 % ovarieller Tumoren) haben in 60 % eine DICER1-Mutation, welche möglicherweise mit einer schlechteren Prognose assoziiert ist und auch als Keimbahnmutation auftreten kann.11 <h2>Keimzelltumoren</h2> Das Dysgerminom (1–2 % aller malignen ovariellen Tumoren) exprimiert als immunhistologische Marker plazentare alkalische Phosphatase (PLAP), CD117 (KIT) und Podoplanin. Es ist in bis zu 81 % mit einem Isochromosom 12p vergesellschaftet, welches auch in gemischten Keimzelltumoren vorkommt.6 <h2>Hereditäre Ovarialkarzinome</h2> BRCA1/BRCA2 Etwa 15–20 % aller HGSC lassen sich auf eine hereditäre Prädisposition durch bestimmte Keimbahnmutationen zurückführen, wobei die beiden Tumorsuppressorgene BRCA1 und BRCA2 mit Abstand am häufigsten betroffen sind.12, 13 Funktion/Mechanismus Die Funktion der BRCA1/2-Proteine liegt in der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen, indem nach Detektion der Bruchlokalisation durch Proteinkomplexe und BRCA-abhängiger DNA-Resektion die Interaktion mit RAD51 eine DNA-Invasion in den homologen DNA-Doppelstrang ermöglicht, der als Vorlage für die DNASynthese dient. Bei fehlgeleiteter DNAReparatur auf der Basis von BRCA1/2- Mutation erhöht sich die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von malignen Tumoren, insbesondere Brust- und Ovarialkarzinomen. Prädiktion und Prognostik BRCA1/2-Mutationen fungieren als wertvolle prädiktive Marker im Hinblick auf ein therapeutisches Ansprechen (Platinumsensitivität) sowie ein längeres Gesamtüberleben von Patientinnen mit HGSC. Zahlreiche Ergebnisse rezenter Studien sprechen dafür, dass eine Therapie mit PARP-Inhibitoren bei rezidivierenden, platinumsensitiven serösen Ovarialkarzinomen und vorliegender BRCA1/2-Mutation vielversprechend ist.14–16 Bei PARP1 handelt es sich um ein DNA-Reparaturenzym, dessen Hemmung bewirkt, dass Einzelstrangdefekte nur noch mittels homologer Rekombination behoben werden können. Die bei vorliegender BRCA-Mutation häufig nicht zur homologen Rekombination befähigten Tumorzellen können auf diese Art bekämpft werden (&bdquo;Konzept der synthetischen Letalität“, Abb. 1), weil die pharmakologische Hemmung der Reparatur von Einzelstrangbrüchen in Synthese mit dem endogenen BRCA-Reparaturdefekt von Doppelstrangbrüchen zum Sistieren der DNA-Replikation und zur Induktion von Zelltod führt.17 Im Jahr 2014 erfolgte die Zulassung der PARP-Inhibitor- Behandlung mittels Olaparib als Erhaltungstherapeutikum, bei Rezidiven eines HGSC (Ovar, Tube, Peritoneum), bei platinumsensitiven Tumoren mit vorangegangenem Ansprechen über mindestens 6 Monate sowie bei bestätigter BRCA1/2- Mutation. BRCA1/2-Mutationsanalyse Eine Identifikation von Patientinnen mit BRCA1/2-Mutation kann über eine Bluttestung oder über Tumorgewebsanalyse (Nativgewebe oder FFPE-Gewebe) erfolgen. Im Unterschied zur Tumorgewebstestung ermöglicht eine Blutuntersuchung ausschließlich die Ermittlung von Keimbahnmutationen, bietet jedoch den Vorteil optimaler DNA-Qualität. Die DNA von FFPE-Gewebe ist häufiger Fragmentierungen und chemischen Modifikationen unterworfen. Im Anschluss an die DNA-Isolation erfolgen die Targetanreicherung (&bdquo;Library“- Präparation) mit Multiplex-PCR oder &bdquo;hybrid capture“, die Amplifikation der Library und schließlich die Sequenzierung mittels NGS.18 Die Sequenzen werden bioinformatisch ausgewertet, mit normalen Referenzsequenzen verglichen und sind bei Bedarf im Integrative Genomics Viewer (IGV; Broad Institute, USA) auch visualisierbar. Fragliche Mutationen werden mit etablierten BRCA-Referenzdatenbanken (z.B. ClinVar des NCBI oder BRCA Exchange) abgeglichen, bewertet und in einem 5-stufigen System klassifiziert.19 BRCAness Die sog. BRCAness beschreibt das Phänomen, dass Mutationen auch in anderen Genen als BRCA1/2 auftreten und in einem Phänotyp resultieren können, der jenem bei BRCA-Mutation gleicht.20 Einerseits kann hierbei auch die homologe Rekombinationsreparatur- Maschinerie betroffen sein, andererseits können auch andere DNA-Reparaturmechanismen gestört sein. Auch BRCA1-Promotor-Methylierung und Verlust von PTEN wurden als Ursache für einen BRCAness-Phänotyp berichtet. Die Identifikation eines BRCAness- Phänotyps in Tumoren ohne BRCA1/2-Mutation könnte in Zukunft Patienten identifizieren, welche von einem Therapieansatz der &bdquo;synthetischen Letalität“ ähnlich den BRCA1/2-mutierten Tumoren profitieren. <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur">Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> 1 Kurman RJ et al.: WHO classification of tumours of female reproductive organs. IARC: Lyon 2014 2 Kobel M et al.: An immunohistochemical algorithm for ovarian carcinoma typing. Int J Gynecol Pathol 2016; 35(5): 430-41 3 Kuhn E, Ayhan A: Diagnostic immunohistochemistry in gynaecological neoplasia: a brief survey of the most common scenarios. J Clin Pathol 2018; 71(2): 98-109 4 Walsh CS: Two decades beyond BRCA1/2: homologous recombination, hereditary cancer risk and a target for ovarian cancer therapy. Gynecol Oncol 2015; 137(2): 343-50 5 Mills AM, Longacre TA: Lynch syndrome screening in the gynecologic tract: current state of the art. Am J Surg Pathol 2016; 40(4): e35-44 6 Poulos C et al.: Analysis of ovarian teratomas for isochromosome 12p: evidence supporting a dual histogenetic pathway for teratomatous elements. Mod Pathol 2006; 19(6): 766-71 7 Shah SP et al.: Mutation of FOXL2 in granulosa-cell tumors of the ovary. N Engl J Med 2009; 360(26): 2719-29 8 Kommoss S et al.: A current perspective on the pathological assessment of FOXL2 in adult-type granulosa cell tumours of the ovary. Histopathology 2014; 64(3): 380-8 9 Laury AR et al.: A comprehensive analysis of PAX8 expression in human epithelial tumors. Am J Surg Pathol 2011; 35(6): 816-26 10 Cancer Genome Atlas Research Network: Integrated genomic analyses of ovarian carcinoma. Nature 2011; 474(7353): 609-15 11 Goulvent T et al.: DICER1 and FOXL2 mutations in ovarian sex cord-stromal tumours: a GINECO Group study. Histopathology 2016; 68(2): 279-85 12 Gevensleben H et al.: Hereditary breast and ovarian cancers. Der Pathologe 2010; 31(6): 438-44 13 Norquist BM et al.: Inherited mutations in women with ovarian carcinoma. JAMA Oncol 2016; 2(4): 482-90 14 Miller RE, Ledermann JA: The status of poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase (PARP) inhibitors in ovarian cancer, part 2: extending the scope beyond olaparib and BRCA1/2 mutations. Clin Adv Hematol Oncol 2016; 14(9): 704-11 15 Gadducci A, Guerrieri ME: PARP inhibitors in epithelial ovarian cancer: state of art and perspectives of clinical research. Anticancer Res 2016; 36(5): 2055-64 16 George A et al.: Delivering widespread BRCA testing and PARP inhibition to patients with ovarian cancer. Nat Rev Clin Oncol 2017; 14(5): 284-96 17 Helleday T: The underlying mechanism for the PARP and BRCA synthetic lethality: clearing up the misunderstandings. Mol Oncol 2011; 5(4): 387-93 18 Goodwin S et al.: Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nat Rev Genet 2016; 17: 333-51 19 Löser H et al.: BRCA-Diagnostik an Ovarialkarzinomen. Der Pathologe 2017; 38(2): 117-26 20 Lord C J, Ashworth A: BRCAness revisited. Nat Rev Cancer 2016; 16(2): 110-20 </div>

Histologie, Molekularpathologie und Tumortestung als Basis personalisierter Medizin bei ovariellen Tumoren

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