A DAGANATOK KORSZERŰ MOLEKULÁRIS DIAGNOSZTIKÁJA

Dr. Tímár JózsefSemmelweis Egyetem, Klinikai Központ, 2.sz. Patológiai Intézet

Makroszkópos patológia

Rokitansky- BÉCS1840Patológiai 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

Query: 326 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga 385

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Sbjct: 2663 aagacaatattggctcccagtacctgctcaactggtgtgtgcagatcgcaaagggcatga 2722

Exon 18-21

NM_005228.3 2312-2793481bp

FISH

N-MYC

Next Generation Sequencing.Precision medicine

Myseq: 1000-USD genome

Haematológiai daganatok molekuláris klasszifikációja

daganat génhiba terápia

AML FLT3, NPM1, CEPBPA

(ATRA)

CML BCR-ABLtranszlokáció

Imatinib, dasatinib, nilotinib

CLL CD20 Rituximab etc

B-NHL CD20 „

Myeloma multiplex FGFR3, MMSET, CCND3, MAFKRAS/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

3+ CB11…immunhistochemistry

Amp HER2/CEP17: FISH

FISH

EGFR2/HER2 jelpálya

Anti-HER2 antibody

Az emlőrák célzott kezelése

ER HER2 therapy

Luminal-A + - Anti-oestrogen

Luminal-B + +/- Anti-oestrogen

+/- 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

Kissejtes rák

Nem kissejtes rák

2000 előtt

From 2004

laphámrák adenocarcinomaBAC

A tüdőrák differenciáldiagnosztikai algoritmusa

Primer tüdőrák

Neurogén marker+ (TTF1+)

Neurogén marker- Neurogén marker-

SCLC/LCNEC NSCLC, NOS

adenocarcinomaRosszul

differenciáltcarcinoma

laphámrák

TTF1+, p63-,CK7+, HMWCK-

P63+, TTF1-,HMWCK+

Rossi et al. Int J Surg Pathol 3:206,2009

Pemetrexed nem nemAvastin nem nem

Sequist L V et al. Ann Oncol 2011;22:2616-2624

© 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

There are many different types of EGFR mutation

Sharma, et al. Nature Rev Cancer 2007

Resistant mutations

Sensitive mutations

EGFR-TKI és a mutációs profil

Mutáció típus

erlotinib gefitinib afatinib osimertinib

ex19del + + ++++ +

ex21/858m + + +/- +

ex20T790M - - - +

ex20C797S - - - -

Egyéb ritka ? ? ? ?

EGFR-TKI rezisztencia mechanizmusok

Sanja Dacic

J Clin Pathol 2013;66:870-874

Chabon JJ et al. Nat Commun 7:11815,2116

SCLC transzformációEGFR mutáció maradRB1+p53 mutációk

ALK-génhibák NSCLC-ben

Defect Result

ALK Mutáció/amp/LOH Y1604+ALK

ALK EML4-ALK inv(2)(p21p23)

ALK+IHCKonst 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

amplifikáció

30%

30%

ALK-TKI rezisztencia mechanizmusok

Quiao H, Cancer Discovery 6:1084,2016

ALK mutáció Exon Crizotinib Ceritinib Alectinib Brigatinib Lorlatinib

T1151K

E22

+ +

T1151ins + + + +

L1152R + + +

C1156Y + + + +

I1171N/S/T +

F1174L/C/V

E23

+ + + +

V1180L + +

R1192P + +

L1196M + + + + +

L1198F + +

G1202R + + + +

G1203N + + +

G1203+E1210K + + +

G1203N+F1174C + + +

S1206Y/C/F + + + +

E1210K +

F1245V E24 +

G1269A/S E25 + +

A1280V E26 + +

L1535Q E29 + +

Eddig megismert ALK mutáción alapuló rezisztencia mechanizmusok

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 gyógyszer

K-RAS mutáció Tirozin kináz gátló rezisztencia

EGFR mutáció EGFR TK inhibitor (Gefitinib, Tarceva,Afatinib)

ALK fúzió ALK inhibitor (Crizotinib)

FGFR1

PI3KCA

EGFRvIII

AKT1

ismeretlen

DDR2

SOX2

20

FGFR1: amplifikációPI3KCA: amplifikáció(mutáció 3%)EGFRvIII: ECD delAKT1: mutációDDR2:mutációSOX2: amplifikáció Gold et al. Clin Canc Res 18:3002,2012

3355

20

4

laphámrák

MYC

CREB

SLIT2

EPHA7

FGFR1

ismeretlen

MLL

MYCL1: ampl, N-MYC: ampFGFR1: amplSLIT2: mutációEPHA7: mutációCREB: mutációMLL: mutáció

Peifer et al. Nature Genetics 2012 doi10.1038

16

18

1010

6

10

Kissejtes rák

Colorectalis rákok és a (K)RAS onkogén

Colorectalis rák genetikai felosztásamikroszatellita Instabil (15%) Stabil (85%)

génhiba Mlh1/Msh2/MSH6/PMS2 ----------------------

hipermutáns „Nem-hiper”

Driver mutációk TGFBR2

B-RAF

APC, p53, SMAD4

RAS

EGFR jelpálya

K-RASB-RAFPIK3CA

NRAS

34

88

10

A vastagbélrákok molekuláris klasszifikációja

„vadak”

Ritka mutációk

AKT1 (E17K): RAS/RAF mutációval lehet együtt

ERBB4 T272A: RAS mutációval kombinálódhat

FGFR3R805W: RAS mutációval kombinálódhat

RAS mutációk hazai vastagbélrákokbanSE 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 kezelés

RAS , B-RAF wild type Anti-EGFR ab

RAS mutant 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

GRIN2A KITEGFR MET

MITF

N-RAS

B-RAF

MAPK

PI3KPTEN

AKT

mTOR

GNAQ GNA11

ADC

PKA

Ca++PSD95 nNOS

PLA2-AA

PKC

NR4ADNArepair

SAPKNFkB

MITF

Molecular pathways affected in melanoma

Szövettan – molekuláris alcsoportok

Histological

classification

SSM NM LMM AM dpm nem bnm cgnm MuM UM

RGP VGP

Molecular

classification

BRAF (>50%)

NRAS (<20%)

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 primarymelanoma (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 therapy

B-RAF mutation mBRAF inhibitors

N-RAS mutation MEK inhibitor

KIT mutation Gleevec

Malignus melanomaprogresszió célzott terápia alattalteration 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

*

**

*Pax8/tf

GDNF= glial derived neurotrophic factorNRTN= neurturinPSPN= persephinARTN= artemin

A pajzsmirigyrák molekuláris felosztása

pathway Gene defect histology %

Membranereceptor

RET-TK mutation

medullary 50

RET-TK-fusion gene

papillary 15

MAPK signaling

NRAS mutationc61

follicular 40

NRAS mutation-c61

papillary 15

B-RAF mutation

papillary 45

PAX8/PPARgfusion

follicular 30

mitochondrium OXPHOS Hürthle cell 80

A pajzsmirigyrák célzott kezelése Vandetanib (RET inhibitor) medulláris rák

RET-TK mutáció, RET-PTC fúzió (papillárisrák)

Vemurafenib (mB-RAF inhibitor) papillárisrák

Gastrointestinalis Stromalis Tumor (GIST)

CD117/KIT

Gleevec

C-KIT mutations in GIST

Exon 11 (juxtamembrán): EC domén deléció

EC

TK-domén Citoplazmatikus KIT-IHC

•Exon 9, 13,17 mutációk rare (9-EC, 13,17 TK)•Ex 17-mut: GLEEVEC RES

•CLASsic morphology:::::::::::::::::::::::::::::::::

Cod557,558: ROSSZ PROGNÓZIS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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 LungCancer

24.3% LCLC

12.3% LADC

11.3% LSQC

9% SCLC

DDR gene defects in LungCancerRepair 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, HerbstRS, Ernstoff MS

Anti-PD1 terápia MSI+ daganatokban indikált

Az MSI diagnosztikát nem-CRC-reoptimalizálni kell

DDR génhibák húgyhólyagrákban

Check point inhibitor predikció: DDR génhibák prediktív szerepe

ICI-prediktív markerei

B2 microglob mutáció

PDL1 ampl

KRAS mutáció/ TÜDŐ….