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Utilidad clínica de la genómica en Tumores de origen desconocido (TOD) y de mal pronósticoDr. Antonio Casado Herráez.
Médico adjunto y Prof. Asociado. Servicio
de Oncología Médica
HUSC. Madrid 9 de marzo de 2018
Definición de TOD (ó Cáncer de Origen
Desconocido, COD o “CUP”)
• “Presencia de un tumor metastásico confirmado
histológicamente, cuyo lugar de origen primario se
desconoce, a pesar de realizar un estudio diagnóstico
pormenorizado y estandarizado”.
• Anamnesis, examen físico
• TAC tórax-abdomen-pelvis
• Pruebas consideradas básicas
• Estudios de autopsia: 75% casos provienen de tumores ocultos,
no detectables (carcinomas) clínicamente.
Greco FA. Cancer of unknonwn primary site: evolving understanding and management of patients
Clin Adv Hematol Oncol 2012; 10 (8): 518-524
Epidemiología de los COD (1)
• 1/3 de los tumores se presentan con metástasis
• Entre un 2 y 10% no se puede establecer el tumor primario
tras estudios exhaustivos
• “The Netherlands Cancer Registry”: 2-3% de todos los
canceres
• SEER* (USA): 2.3% de todos los tumores cada año
(30.000 enfermos)
• “Scottish Registry Database”: 3.9% de todo el registro
Greco FA, et al. Ann Oncol 2012; 23: 298-304
*Surveillance, Epidemiology and End Results
Incidencia anual estandarizada por edad de COD por sexo en
Escocia entre 1961 y 2010 (“Scottish Cancer Registry Database”).
Brewster DH, et al. Cancer Epidemiology 2014; 38: 227-234
N= 50,941 (3,9% de todo el registro)
Epidemiología de los COD (2)
• COD es el 10º tumor más común (incidencia similar o
superior al cáncer gástrico)
• Cuarta causa de muerte por cáncer (ambos sexos)
• Incidencia variable según países y regiones, con una
disminución paulatina en últimos 20 años
• Mayor incidencia entre los 60 y los 75 años
Pavlidis N, Fizazi K. Critical Reviews in Oncology/Hematology 2005; 54: 243-250
Subtipos histológicos
• Adenocarcinomas (50-60%)
• Adenocarcinomas pobremente diferenciados o indiferenciados (20-30%)
• Carcinomas de células escamosas (15%)
• Tumores neuroendocrinos (raros)
• Sarcomas, linfomas, melanomas se identifican en la mayoría de los casos y no son comunes su presentación como parte de COD
Greco FA. Nature Reviews 2016; doi:10.1038/incrclinonc.2016.194
7
TOD. Reconocimiento de subgrupos clínico-patológicos
En los años 80:
– 15% de los enfermos con COD con un pronóstico más
favorable y con mayor beneficio de los tratamientos
quimioterápicos
• Mujeres con adenocarcinomas en ganglios linfáticos axilares
• Mujeres con carcinomatosis peritoneal
• Pacientes con carcinomas escamosos de la región cervical o de los
ganglios inguinales
• Pacientes con carcinomas indiferenciados y rasgos neuroendocrinos
• Hombres con metástasis óseas y elevación de PSA
• Hombres jóvenes con carcinomas poco diferenciados en línea media
Evolución de los COD
• Años 90 e inicios de los años 2000:
• Quimioterapia empírica para el 85% de los enfermos
• Sólo un grupo pequeño de pacientes obtenían un beneficio
significativo
• Estudios fase II con terapia empírica (basada en platino)
demostraron tasas de remisión del 25–55% (GEFCAPI 01)
y una mediana de supervivencia de 9 meses
• Factores pronóstico: Estado general, LDH sérica y
metástasis hepáticas *
Greco FA. Nature Reviews 2016; doi:10.1038/incrclinonc.2016.194
* Culine S, et al. J Clin Oncol 2002; 20: 4679-4683
Evolución de los COD
• Últimos 10-15 años:
• Avances en protocolos de inmunohistoquímica
• Avances en estudios moleculares para la clasificación
del tejido de origen (plataformas moleculares),
• Estudios de secuenciación masiva
• Establecimiento de comités o “boards”
multidisciplinarios
• Coordinación de diferentes especialistas, con aceleración
del proceso diagnóstico (Medicina Interna, Anatomía
Patológica, Radiodiagnóstico, Medicina Nuclear,
Enfermería….)
Estudio de pacientes con COD
• Orientado a identificar subgrupos de pacientes que
puedan beneficiarse de una terapia efectiva específica
• Deben evitarse procesos diagnósticos prolongados
• Valoración inicial:
• Historia clínica
• Análisis
• TAC (tórax-abdomen-pelvis)
• Biopsia (no PAAF) (planificación precoz)
• Mamografía
Oien KA. Sem Oncol 2009; 36: 8-37
Estudio de pacientes con COD (2)
• Marcadores tumorales séricos:
• Varones con metástasis óseas de adenocarcinoma: PSA
• Varones con carcinomas indiferenciados en línea media o
retroperitoneales: β-HCG y AFP
• Mujeres con ascitis, carcinomatosis peritoneal: CA12.5,
CEA
• Ante sospecha de hepatocarcinoma: AFP
• Tomografía por emisión de positrones (PET)
• Afectación ganglionar escamosa (puede localizar el
primario en un 30% de los casos)
• 68GaDOTATOC PET/TC (tumores neuroendocrinos)
Breuer N, et al. Clin Nucl Med 2014; 39: 131-135.
Estudio de pacientes con COD (3). Valor
de la PET/TC (18-FDG)
• Metástasis únicas
Lee JR, et al. Radiology 2015; 274: 764-771
Estudio de pacientes con COD (4).
• Examen del área OTRL, laringoscopia, cavum:
• Casos de afectación ganglionar cervical
• Broncoscopia:
• Sintomatología pulmonar, o adenopatías hiliares o
mediastínicas
• Gastroscopia:
• Síntomas abdominales, test de sangre oculta en heces (+)
• Colonoscopia:
• Síntomas abdominales, test de sangre oculta en heces (+)
• Afectación ganglionar inguinal
• Afectación metastásica peritoneal o hepática
Greco FA. Clinical Advances in hematology & Oncology 2012; 10 (8): 518-524
Estudio de pacientes con COD (5).
• Ecografía testicular en casos con enfermedad retroperitoneal o mediastínica
• Gammagrafía con octeotride si biopsia sugiere un tumor neuroendocrino / 68GaDOTATOC PET/TC.
• Obtención de la muestra histológica:
• Biopsias con aguja gruesa.
• Obtención de suficiente tejido para múltiples estudios (inmunohistoquímica, moleculares, genéticos, microscopia electrónica)
Estudio histológico. COD
• Cortes representativos de Hematoxilina-Eosina
• Tinción histoquímica (reticulina, Masson, PAS…)
• Estudios de inmunohistoquímica (batería o paneles)
• Identificación de dianas terapéuticas (Her2/neu…)
• Estudios moleculares:
• Mutaciones: EGFR, KRAS, BRAF V600…
• Translocaciones
• Ampliaciones
• Reordenamientos: ALK, ROS1
• Plataformas moleculares
• Estudios de perfil genómico extensos (Foundation One©, otros)
Tomuleasa C, et al. J Gastrointest Liver Dis 2017; 26: 69-79
Estudios inmunohistoquímicos (1). COD
• Primer nivel (nivel celular): tipificación de estirpe
celular
• Sarcoma sinovial puede expresar marcadores epiteliales [FISH:
translocación t(X, 18)]
Linfoma Melanoma Carcinoma Sarcoma
CD45 S100 Citoqueratina
AE1-AE3
Vimentina
CD38 HMB45 EMA
Melan-A CAM5.2
• CK7, CK20, TTF-1 y CDX-2
• Perfil de carcinoma colorectal: CK 7 (-), CK 20 (+), CDX2 (+) (colonoscopia)
Estudios inmunohistoquímicos (2). COD
• Segundo nivel (análisis de citoqueratinas)
CK 20 + CK 20 -
CK7 + Gástrico NSCL
“ Ovario mucinoso Mama
“ Páncreas Ovario seroso, endometrio
“ Tracto biliar Páncreas, tracto biliar
“ Urotelio Mesotelioma
“ Tumor neuroendocrino
“ Tumor germinal
CK 7 - Colorectal Diferenciación escamosa
“ Carcinoma células de Merkel Próstata
“ Gástrico Riñón
Ovario mucinoso Hepatocarcinoma
Greco FA. Clinical Advances in Hematology & Oncology 2012; 10 (8): 518-524
Inmunohistoquímica (3). COD• Tercer nivel o específico/ampliado
Tipo de tumor Marcador de IHQ
Urotelial P63, trombomodulina, uroplakina
Ovario mucinoso WT1
Ovario seroso WT1, BerEp4, CA12.5, RE, mesotelina, PAX8, MUC5AC
Adenocarcinoma
pulmón
TTF1, Napsi A, Surfactante A y B
Pulmón (no
adenocarcinoma)
CK7, TTF1, P63; CK5/6, Napsina A
SCLC CD56, Sinaptofisina, Cromogranina, TTF1, Ki67
Endometrio Vimentina, RE
Mesotelioma Calretinina, WT1, Mesotelina, CK 5/6, D2-40,
Trombomodulina, Antimesotelio
Tiroides TTF1, Tiroglobulina, PAX9
Próstata PSA, PAP
Neuroendocrinos CD56, Sinaptofisina, Cromogranina, PGP9
Páncreas/vía biliar CDX2, CK7, CA19.9
Otras técnicas diagnósticas (COD)
• Microscopia electrónica (ME) (material parafinado) (<5%)
• Inmunohistoquímica para virus:
• HHV8 (Sarcoma de Kaposi)
• Virus de Epstein Barr (carcinomas nasofaringeos)
• Virus HPV mediante PCR para carcinomas de cabeza y
cuello y cérvix uterino
• Biología molecular
• Translocaciones (sarcomas)
• Amplificaciones
• Mutaciones específicas
Otras técnicas diagnósticas (COD)
• Plataformas moleculares (“genetic profiling assays”)
• Técnicas de secuenciación masiva (biomarcadores y
dianas terapéuticas específicas) (“biomarker profiling
assays”)
• El beneficio de la realización de plataformas moleculares
para predecir el tejido de origen esta bien establecido.
• Complementan a la histología, inmunohistoquímica y
características clínicas (diagnóstico >85%)
Hainsworth JD, Greco FA. Virchows Arch 2014; 464: 393-40
Agwa E, et al. Current Treatment Options in Oncology 2013; 14: 623-633
COD. Plataformas moleculares
• Diferentes tipos celulares tienen patrones específicos de
expresión de genes
• Algunos de esos patrones se mantienen en el proceso de
transformación maligna
• Las plataformas moleculares han sido validadas en
estudios prospectivos basados en:
• Criterios clínico-patológicos
• Respuesta a la terapia
• Identificación de los tumores primarios en autopsia
• Evolución a lo largo de la vida del paciente
Greco FA, et al,Oncologist 2010; 15: 500-506
Agwa E, et al. Current Treatment Options in Oncology 2013; 14: 623-633
COD. Plataformas moleculares.
• Creciente número de terapias guiadas por patología molecular: Opciones terapéuticas adicionales.
• La supervivencia se ha asociado positivamente con el diagnóstico molecular de origen que permitió administrar tratamientos específicos.
• Yong HH, et al. Mediana de SG de 17.8 meses (Ann Oncol 2016; 27 (2): 339-344) (NCT00936702)
• Hainsworth JD, et al. Mediana de supervivencia 21-37 meses
(Clin Colorectal Cancer 2012; 11: 112-118)
Varadchachary GR and Raber MN. N Engl J Med 2014;371:757-65.
Tissue of origin – molecular tests for CUP• The rationale for studying molecular assays that define the site of origin in CUP is that
cancers from different sites of origin have specific gene expression profiles that match
their normal counterpar
ASSAY Platform Tissue N Tumor
typesN Genes Accuracy
(%)
Prosp
validated
(?)
Veridex RT-PCR
mRNAFFPE 6 and
“other”
10 76 No
Pathwork
diagnosticscDNA
microarray
Frozen/F
FPE
15 1550 89 Yes
Rosetta
genomics
MiRview mets-2
Microarray
miRNA (RT-
PCR)
FFPE 42 64
miRNAs
92 No
BioTheranostics
CancerType IDRT-PCR
mRNA
FFPE 39 92 86 Yes
CupPrint Microarray
miRNA
FFPE 48 495 85 No
P. Economopoulou et al. Cancer Treatment Reviews 41; 2015: 598-604
Epigenetic profiling to classify CUP
• EpiCup
• DNA methylation is a stable marker of DNA
• DNA methylation has different profiles among distinct tumor
types
• A classifier of cancer type based on microarray DNA
methylation signatures shows a high:
• Specificity
• Sensitivity,
• Positive predictive value
• Negative predictive value for the prediction of original CUP
Moran S, et al. Lancet Oncol 2016
Epigenetic profiling to classify CUP
• Epicup
• It is based on the microarray DNA methylation signatures in a
training set of 2790 tumors samples of known origin
representing 38 tumour types and including 85 metastases
• Epicup was validated using an independent set of 7691 known tumor
samples that included 534 metastases.
• Epicup:
• 99.6% specificity (95% CI 99.5-99.7)
• 97.7% sensitivity (96.1-99.2)
• 88.6 % positive predictive value (85.8-91.3) and
• 99.9% negative predictive value (99.9-100.0)
Moran S, et al. Lancet Oncol 2016
Tissue of origin – molecular tests for CUP
• Hainsworth, Greco, et al (#), “it could be argued that there
is a survival advantage in CUP when patients receive site-
directed therapy based on gene profiling assays”.
• 289 pacientes TOD; 289 Biopsias.
• 87% (252 pacientes): Plataforma molecular (PM,
BioTheranostic Cancer type ID)
• PM: predijo el primario en el 98% de los casos (tracto
biliar, urotelio, colorectal y NSCLC)
• 194 enfermos recibieron tratamiento de acuerdo al
resultado de la PM
Agwa E, Ma PC. Curr Treat Options Oncol 2013; 14 (4): 623-633
Hainsworth JD, Greco FA. Virchows Arch 2014; 464(4): 393-402
(#) J Clin Oncol 2012; 31:217-223.
The impact of genomic profiling in the
management of CUP
(#) J Clin Oncol 2012; 31:217-223. 92-gene reverse transcriptase polymerase chain reaction cancer classification assay.
Clinical trials (1)
• CUP ONE (NCRI/CRUK) – RCT Phase II (ECX* vs ECX +
Vandetanib). Closed.
• MIRVIEW (Teva/Rosetta). Parallel cohort. Cost-effectiveness
Study of miRview™ Mets in Patients With Cancer of
Unknown Primary (CUP) (NCT01202786)
• UNKPR120 (Sarah Cannon RC, USA). Single arm phase II study.
Therapy based on molecular profiling.
ClinicalTrials.gov* ECX: epidoxorubicina, cisplatino y Xeloda (Capecitabina)
Clinical trials (2)
• UNKPR121 (Sarah Cannon RC, USA). RCT, Phase II.
Carboplatin+Paclitaxel (CP) +/- Belinostat
• GEFCAPI04 (GEFCAPI, France). RCT, Phase III (CDDP+
Gemcitabine vs pathwork test-based therapy)
• PACET-CUP (Un. Heidelberg). RCT, Phase II. CP +/-
Cetuximab
• CUP02 (CRUK). RCT, Phase III. ECX vs molecularly
assigned therapy
ClinicalTrials.gov
A randomized phase III trial comparing a
strategy based on molecular analysis to the
empiric strategy in patients with carcinoma of
an unknown primary (CUP)
GEFCAPI 04 trial
Primary end-point: PFS
Coordonnating investigator: Pr Karim Fizazi
Sponsor: Gustave Roussy
Obtain RNA from a series
of known primaries
Microarray
or RT-PCR
Signature by
tumor sites
Study
Clinical application in CUP
Obtain tissue (RNA)
from a patient with CUP
Microarray
Identify a likely primary
Compare data to
signatures
Treatment accordingly
Identify a likely primary tumor using genomics in CUPs
Study rationale
Trial methodology 2/2
Control arm: empiric chemotherapyD1: 100 mg/m² Cisplatin + 1250 mg/m² Gemcitabine
D8: 1250 mg/m² Gemcitabine
CancerTYPE ID Test Personnalized
treatment
CUP R
A
BTreatment is guided
by the suspected
primary cancer type
found by the
molecular analysis
N = 223
GEFCAPI 04 trial
The impact of genomic profiling in the
management of CUP • In the era of personalized medicine, there is a push
towards next generation sequencing (NGS) to identify
driver mutations in individual tumors.
• 236 cancer-related genes were studied in 200 CUP FFPE
specimens using NGS# to detect potential therapeutic
targets not tested in routine care of CUP patients (*).
• The investigators aimed at finding actionable alterations
(cancer drugs on the market or in a clinical trial could be
identified)
(*) Ross J, et al. J Clin Oncol 2014;32:5s (suppl; abstr 11048).
Ross et al. JAMA Oncol 2015; 1: 40-49#FoundationOne© assay
Next generation sequencing (NGS)
• 85% of CUPs were found to have at least one genetic
alteration (192 of the CUP specimens) (mean of 4.2+/- 2.8
genomic alterations per tumor).
• The most common included KRAS (25%), CDKN2A
(19%), MCL1 (8–10%), PTEN and PIK3CA (8%) and
BRAF (6%)
• In adenocarcinomas, mutations, amplifications and
rearrangements of HER2 (10%), EGFR (8%) and BRAF
(6%) were detected.
Ross J, et al. J Clin Oncol 2014;32:5s (suppl; abstr 11048).
Next generation sequencing (NGS)
• Gatalica et al*.: multiplatform profiling testing, including
immunohistochemistry, gene sequencing and in situ
hybridization methods was performed in 1806 CUP cases
• Biomarkers associated with a potential drug benefit were
identified in 96% of cases.
• Biomarkers included those associated with potential
benefit in nearly all classes of approved cancer drugs
(cytotoxic, hormonal, targeted biological drugs).
*Gatalica Z, et al. Oncotarget 2014;5(23):12440–7.
Next generation sequencing (NGS)
• The most commonly mutated genes: TP53 and KRAS
(38% and 18%, respectively)
• Over expression of Topo1 and Topo2 (found in 55% of all
CUPs)
• Conclusion: Comprehensive biomarker profiling of CUP
may provide additional choices in treatment of patients
with these difficult to treat malignancies.
Gatalica Z, et al. Oncotarget 2014;5(23):12440–7.
Suggested algorithm for the use of ToO
molecular platformsH&E morphologic evaluation shows a poorly
differentiated or undifferentiated cancer; clinical
presentation not helpful; limited biopsy with difficult
acces to more tissue
Keep tissue (2-3
celluar slides) aside
for potential ToO
profiling
Proceed with a few (6-
7) pertinent IHCs based
on morphology
No results with IHC:
proceed to ToO – Mol
Profiling (MP) instead
of additional IHC
No results with MP:
Consider next-
generation sequencing
Additional directed IHC
to seek concordance
with MP
P. Economopoulou et al. Cancer Treatment
Reviews 41; 2015: 598-604
Conclusiones
• La importancia de determinar el origen tumoral en enfermos
con COD es más crítica ahora que en el pasado.
• Una proporción importante de tumores metastásicos pueden
obtener beneficios en supervivencia derivado de las terapias
específicas múltiples secuenciales.
• Las plataformas moleculares pueden diagnosticar el origen
tumoral en el 80-90% de los casos.
• La quimioterapia empírica (de amplio espectro) está ahora
restringida a la minoría de pacientes en los que no puede
establecerse un origen del tumor primario.
40
Muchas gracias
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