Молекулярная диагностика в онкологии

Молекулярно-генетические
исследования в клинической
онкологии
М.В.Немцова
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИАГНОСТИКА В ОНКОЛОГИИ
Основные направления:
1) Диагностика маркеров, свидетельствующих о начальных стадиях
опухолевого процесса; - не инвазивная в биологических жидкостях
(плазма крови, моча, мокрота, и. т.д.)
2) Диагностика маркеров прогноза и клинических маркеров;
- в материале биопсии и операционном материале
3) Диагностика микрометастазов; - в крови
4) Диагностика наследственных форм рака;
- в лимфоцитах периферической крови
5) Диагностика маркеров, связанных с лечением:
- определение таргетов, мишеней для опухолевой терапии нового типа в операционном материале
- определение полиморфных вариантов ДНК, определяющих эффективность
химиотерапии для конкретного пациента – в крови
Нестабильность генома является основной
характеристикой опухолевой клетки
Что является молекулярно-генетическим маркером опухоли?
структурные и функциональные изменения в ДНК
последовательности генов, приводящие
к нарушению их экспрессии
- мутации (активирующие и инактивирующие)
- аллельный дисбаланс: делеции генов
и больших хромосомных фрагментов
или появление дополнительного аллельного
материала
-
аномальное метилирование
регуляторных областей
- химерные гены
-
исчезновение нормального или появление
аномального белкового продукта или РНК
Диагностика маркеров,
свидетельствующих о начальных
стадиях опухолевого процесса;
- не инвазивная в биологических
жидкостях (плазма крови, моча,
мокрота, и. т.д.)
Аномальное метилирование –
раннее событие канцерогенеза
Аномальное метилирование - это
метилирование промоторных районов
генов супрессоров в опухоли,
связанное с нарушением экспрессии и
отсутствием белкового продукта,
регулирующего клеточный цикл,
клеточную дифференцировку,
пролиферацию, апоптоз и другие
процессы.
Системы эпигенетических маркеров, исследуемых в
опухоли и в моче для раннего выявления и
мониторинга больных РМП
Образец
для Метилированный маркер/
Чувств Специф
исследования
система маркеров
%
%
ткань опухоли
SOX9
56
нт
ткань опухоли
CDH1
43-76
67
ткань опухоли
RASSF1
48
100
моча
RASSF1
50
100
моча
DAPK,RAR, CDH1, CDKN2A
91
76
ткань опухоли
CDKN2A
60
нт
ткань опухоли
APC, RASSF1A, p14(ARF)
100
100
моча
APC, RASSF1A, p14(ARF)
87
100
моча
DAPK,BCL2,TERT
78
100
ткань опухоли
DBC1
52
нт
моча
CDKN2A, GSTP1, MGMT, p14(ARF) 69
100
ткань опухоли
RUNX3
73
100
ткань опухоли
RASSF1A
60
100
ткань опухоли
RASSF1A, CDHI, CDH13, APC, 78
нт
FHIT
ткань опухоли
LAMA3,LAMB3,LAMC2
55
нт
моча
LAMA3,LAMB3,LAMC2
49
нт
Маркеры раннего выявления и послеоперационного
мониторинга рака мочевого пузыря
Норма
Опухоль
Диагностика маркеров
прогноза и клинических
маркеров
- в материале биопсии или
операционном материале
Генез спорадических опухолей
Спорадический рак инициируется накоплением в геноме соматических клеток
генетических и эпигенетических изменений, которые возникают в процессе
жизнедеятельности человека или под влиянием канцерогенных агентов.
Генез спорадического рака состоит в поэтапном присоединении молекулярногенетических повреждений в онкогенах и генах-супрессорах опухолевого роста, генах
– регуляторах клеточного цикла.
Маркеры клинического течения РМП
Ген
Локус
KISS1
RASSF1A
1q32
3p21
FHIT
3p14
RAF1
3p25
Частота
повреждения, Механизм повреждения
%
62
делеции
62
метилирование
25-44
делеции/ метилирование
16
2-15
делеции
FGFR3
4p16
30-80
мутации
Благоприятное
течение,
высокодифференцирован. Та опухоли
EGFR1
7p21
4
амплификация/гиперэкспрессия
неблагоприятный прогноз
MET
7q31
5-22
амплификация/гиперэкспрессия
низкая выживаемость
CDKN2A
9p21
30 дел.
делеции/метилирование/
гомозиготные делеции
низкая степень
дифференцировки
опухоли, высокая стадия заболевания
PTEN
10q23
30 дел.
17 мут.
делеции/мутации
делеции – мышечная
мутации – высокая стадия
HRAS
11p15
10-15
мутации
нет корреляций
CCND1
11q13
10-20
Амплификация/гиперэкспрессия
высокая степень дифференцировки,
низкая стадия заболевания
KAI/CD82
CD9
RB1
P33ING1
11p11
12p13
13q13
13q34
делеция
делеции
делеции/мутации
делеции
рецидивирование
прогрессия
мышечная инвазия
выживаемость
ERBB2
17q21
2-14
Амплификация/гиперэкспрессия
инвазия
TP53
17p13
70
делеции/мутации
мышечная инвазия
STK15
20q13
35
Амплификация/гиперэкспрессия
время до метастазирования ИРМП
10-15
Ассоциация с клиническим течением
неблагоприятный прогноз
высокая стадия, прогрессия
мышечная
инвазия,
неблагоприятный прогноз
Прогрессия Т1 опухолей
инвазия,
Диагностика
микрометастазов
- в крови
Клетки РМЖ, циркулирующие в кровотоке в качестве
микрометастазов, отличаются от клеток крови по размеру, массе и
экспрессии некоторых маркеров клеточной поверхности
ER
K
DAPI
CD45
Merge
Критерий признания клетки как циркулирующей опухолевой клетки (ЦОК):
наличие окрашивания по кератинам, отрицательная экспрессия CD45,
наличие ядра (DAPI).
1 ряд –ЦОК с фенотипом ER+/K+/DAPI+/CD45-;
2 ряд –ЦОК с фенотипом ER- /K+/DAPI+/CD45-
Диагностика наследственных
форм рака
- в крови
Наследственные опухолевые синдромы – группа
заболеваний, проявление которых заключается в передаче
из поколения в поколение предрасположенности к тому
или иному виду рака, с высоким риском развития опухоли
в течение жизни
Клинические признаки наследственной формы рака
•• существование семейного онкологического анамнеза;
•• ранняя манифестация заболевания;
•• синхронное или метахронное возникновение нескольких
опухолевых очагов;
•• существование морфологических или ИГХ характеристик
опухоли, свидетельствующих о высокой вероятности
наследственного синдрома.
Ген
Локализация
Опухоли
Синдром
Частота
Типичные опухоли
p53
17p13.1
практически все
Ли-Фраумени
1:50000
карцинома мол.железы,
саркомы, лейкемия, опухоли
мозга
RB1
13q14.1
ретинобластома,
остеосаркома, карциномы
мол. железы, простаты,
мочевого пузыря, легких
Ретинобластома
1:13000
ретинобластома и
остеосаркома
PTEN
10q23.3
глиобластомы, рак
простаты, РМЖ,
неходжкинские лимфомы
Ковдена, БанаянаЗонана, БанаянаРайли-Рувалкаба
1:20000
рак молочной, щитовидной,
предстательной желез,
яичников, эндометрия
BRCAI
BRCA2
17q21
13q12
рак молочной, яичников,
предстательной и
поджелудочной железы,
желудка?
Наследственный рак
молочной железы и
/или яичников
WT1
11p13
нефробластома
Нефробластома
1:10000
нефробластома
TSC1
TSC2
9q34
16p13.3
гамартомы
Туберозный
склероз
1:10000
гамартомы мозга, глаз, кожи,
почек, легких, сердца, костей
NF1
NF2
17q11
22q
шваннома
шванномы и менингиомы
Нейрофиброматоз I
Нейрофиброматоз II
1:3000
1:30000
нервные ткани
периферические
шванномы и менингиомы ЦНС
p16
9p21
мезотелиомы, меланомы,
глиобластомы
Семейная меланома,
диспластический
невус
1:20000
меланома
RET
10q21
медуллярная, папиллярная
карциномы щит. железы
МЭН 2А и 2В,
семейный
медуллярный рак
1:30000
медуллярный рак щит. железы, феохромацитома
VHL
3p25
феохромацитома,
светлоклеточная
карцинома почки
фон ХиппельЛиндау
1:36000
гемангиобластома, почечноклеточная карцинома
рак молочной железы,
яичников,
рак грудной железы у мужчин
• Увеличивается количество генов, мутации в которых вызывают уже
известные наследственные синдромы с опухолями определенной
локализации
• Опухоли другой локализации могут возникать в результате
наследственных мутаций в генах, ответственных за уже известные
наследственные синдромы
Диагностика маркеров,
связанных с лечением
определение таргетов, мишеней
для опухолевой терапии нового
типа
- в операционном материале
• Таргетная терапия опухолей основана на
знании молекулярных механизмов
развития той или иной опухоли и
разработке препаратов, непосредственно
влияющих на определенное звено
патогенеза, связанное с ростом
опухолевых клеток и прогрессированием
злокачественного роста.
Селективные ингибиторы тирозинкиназы EGFR:
гефитиниб и эрлотиниб
гефитиниб и эрлотиниб
Используется у пациентов с немелкоклеточным раком
легкого
Что необходимо определять мутации гена EGFR, приводящие к
активации тирозинкиназной активности
Биологический материал
ткань опухоли (свежезамороженная или парафиновый блок фиксированной
формалином опухолевой ткани, или срезы опухолевой ткани в парафине).
Частота выявляемых аллельных вариантов
Делеция в 19 экзоне 746–750 кодонов, (del746–750) и
аминокислотная замена L858R (Leu858Arg) EGFR опухоли
встречается в 10–20% случаев НМРЛ.
Алгоритм интерпретации результатов
При выявлении в опухоли делеции в 19 экзоне (захватывающей 746–750
кодоны, del746–750) или аминокислотной замены L858R (Leu858Arg) гена
EGFR необходимо начать лечение гефитинибом или эрлотинибом.
Если в опухоли не выявлены эти нарушения от терапии этими препаратами
следует отказаться и использовать альтернативные ЛС.
Моноклональные антитела к рецептору EFGR
Цетуксимаб и Панитумумаб
Моноклональные антитела к рецептору EFGR: цетуксимаб и
Панитумумаб
Используется у пациентов с метастатическим
раком толстой и прямой кишки.
Что необходимо определять для использования
KRAS мутации во 2 экзоне 12 кодона (Gly12Ala, Gly12Asp,
Gly12Arg, Gly12Cys, Gly12Ser, Gly12Val) и 13 кодона (Gly13Asp) в
опухолевых клетках
Биологический материал
ткань опухоли (свежезамороженная или парафиновый блок фиксированной
формалином опухолевой ткани).
Частота выявляемых аллельных вариантов (полиморфизмов) в
российской популяции.
KRAS мутации опухоли встречаются у 40% пациентов с раком толстой и прямой
кишки.
Алгоритм интерпретации результатов
При наличии в опухоли мутаций гена KRAS терапия цетуксимабом или
панитумумабом не эффективна, от терапии этими средствами следует
отказаться и использовать альтернативные ЛС.
Трастузумаб (Герцептин)
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!