Gastrointestinální stromální tumor (GIST): pokroky do roku 2013

Overview

Gastrointestinální stromální tumor (GIST) je v současné době vnímán jako skupina molekulárně geneticky-heterogenních nádorů, které spojuje obdobná morfologie, imunoexprese proteinu KIT a pravděpodobný původ z tkáňového prekurzoru intersticiálních Cajalových buněk. GISTy lze dělit podle imunoexprese beta podjednotky sukcinátdehydrogenázy (SDHB) na SDHB-pozitivní (zahrnující GISTy s mutací KIT, PDGFRA, NF1) a SDHB-deficientní (zahrnující syndrom Carneyho a Stratakisové, Carneyho trias a některé sporadické dětské i adultní GISTy). Jednotlivé molekulární podtypy se od sebe liší jak biologickým chováním, tak odezvou na terapii inhibitory tyrozinkináz, která je indikována v případě metastatického rozsevu nebo v případě nádoru s vysokým rizikem agresivního chování. I přes existenci několika prognostických systémů však dosud není algoritmus indikace pacienta k systémové terapii jednoznačně stanoven. Farmakogenomika slaví úspěchy ve vývoji látek účinných v terapii GISTů primárně rezistentních na imatinib (GISTy se substitucí Asp842Val v exonu 18 genu PDGFRA nebo SDHB-deficientní GISTy), ale i v překonávání sekundární rezistence způsobené sekundární mutací, která může postihovat jak geny kódující receptorové tyrozinkinázy, tak další molekuly v postižené signální kaskádě. Prospektivně se počítá s racionálním molekulárním cílením terapie na základě komplexního molekulárně-genetického vyšetření tumoru. Pro detekci sekundárních mutací, které mohou být přítomné pouze v některých buněčných klonech, lze využít analýzy DNA cirkulující v periferní krvi.

Klíčová slova:
GIST – KIT – PDGFRA – SDH – stromální tumor

Vzhledem k tomu, že vyčerpávající shrnutí nejdůležitějších poznatků o molekulární diagnostice GISTu bylo na stránkách tohoto časopisu publikováno před dvěma lety, klade si tento příspěvek za cíl pouze informovat o nových pohledech a objevech, které ovlivnily diagnostiku do konce roku 2013 (1).

Za zcela zásadní lze považovat objasnění role mitochondriálního enzymu sukcinátdehydrogenázy v kategorii GISTů bez mutací v genech kódujících receptorové tyrozinkinázy (RTK) KIT a PDGFRA (tzv. KIT/PDGFRA wt GISTů). Tento poznatek vedl ke změně klasifikace GISTů, které dnes již nejsou považovány za jeden typ nádoru, ale spíše za skupinu nádorů charakterizovaných podobnou morfologií, expresí proteinu KIT (ve většině případů) a pravděpodobným původem ze stejného buněčného prekurzoru.

Klasifikační změny se promítly i do vývoje nových terapeutických postupů umožňujících systémovou terapii i u tumorů neodpovídajích na dnes již běžnou terapii inhibitory RTK (TKI). I v kategorii „klasických“ GISTů se však dále na základech molekulární genetiky rozvíjejí farmakologické postupy pro překonání primární či sekundární rezistence vůči klasické terapii imatinibem.

Z národního hlediska má praktický význam také přijetí Doporučených postupů České onkologické společnosti pro prediktivní terapii a Doporučeného postupu pro histologické vyšetření gastrointestinálního stromálního tumoru (GIST) Společnosti českých patologů, které byly přijaty v roce 2013 a budou publikovány v tomto časopise.

SUKCINÁTDEHYDROGENÁZA A GIST

Sukcinátdehydrogenáza (SDH), jinak též sukcinát-koenzym Q reduktáza (SQR) nebo mitochondriální komplex II je enzymatický komplex lokalizovaný na vnitřní mitochondriální membráně, který je součástí citrátového cyklu i dýchacího řetězce. Jde o hetero-oligomer složený ze čtyř hlavních podjednotek A, B, C a D a několika vedlejších asociovaných molekul. Hlavní podjednotky jsou kódovány příslušnými jadernými geny SDHA, SDHB, SDHC a SDHD, kolektivně označované SDHx. Již delší dobu je známo, že inaktivační germinální mutace těchto genů vedou k syndromu familiárního paragangliomu (více typů) (2-4). Fakt, že nedávno byla popsána asociace familiárního paragangliomu s GISTem (5-7), nazvaná syndrom familiární paragangliom-GIST nebo syndrom Carney-Stratakis (syndrom Carneyho a Stratakisové), obrátil pozornost i k možnosti účasti těchto molekul v patogenezi GISTu. Kromě autozomálně dominantně dědičného syndromu Carneyho a Stratakisové podmíněného germinální mutací SDHx patří do skupiny SDHB-deficientních GISTů většina sporadických dětských GISTů, ale i některé sporadické adultní GISTy, které mohou být podmíněny jak germinálními, tak somatickými mutacemi SDHx. U Carneyho triády (plicní chondrom, žaludeční GIST, paragangliom) nebyl dosud přesný molekulární podklad SDHB-deficience odhalen.

Přesný mechanizmus onkogeneze způsobené deficiencí SDH není sice zcela poznán, předpokládá se však, že roli v něm hraje pseudohypoxie a akumulace sukcinátu. Ta vede jednak ke stabilizaci HIF1-α (hypoxia-inducible factor 1- α), který ovlivňuje transkripci genů zúčastněných v angiogenezi, jednak k inhibici enzymů z rodiny TET, které katalyzují hydroxylaci 5-metylcytozinu na 5-hydroxymetylcytozin, v důsledku čehož dochází k abnormální metylaci DNA (8-11). Předpokládané metabolicko-onkogenní následky deficience SDH jsou zjednodušeně schematicky znázorněny na obr. 1.

SOUČASNÁ MOLEKULÁRNĚ GENETICKÁ KLASIFIKACE GISTU

Základem současné klasifikace GISTů je imunohistochemické (IHC) vyhodnocení exprese beta podjednotky enzymu sukcinátdehydrogenázy (SDHB), na jehož základě lze rozlišit minoritní skupinu GISTů SDHB-deficientních a majoritní skupinu „klasických“ GISTů SDHB-pozitivních, jak je znázorněno v obr. 2. V rámci těchto hlavních skupin lze pak rozlišit několik dalších podkategorií na základě molekulárně genetických vlastností nádoru (tab. 1) (12).

Ačkoli je spektrum morfologických obrazů GISTu široké a mnohdy imitující i jiné nádory, lze ve značné části případů již na základě histologického obrazu odhadnout pravděpodobný molekulárně genetický profil. Zatímco většina GISTů s mutací genu KIT má typický vzhled vřetenobuněčného nádoru, mutace PDGFRA je často charakterizována epiteloidním tvarem nádorových buněk s příměsí buněk vícejaderných, pseudomyxoidním edematózním prosáknutím stromatu a přítomností žírných buněk. SDHB-deficientní GISTy mají většinou multinodulární až organoidní vzhled připomínající často neuroendokrinní tumor (vzhledem k molekulárně-genetickému zaměření tohoto článku odkazujeme na obrazovou dokumentaci Doporučeného postupu pro histologické vyšetření gastrointestinálního stromálního tumoru (GIST) Společnosti českých patologů přijatého v roce 2013). Tyto histologické rysy, spolu se znalostí endoskopického nálezu a klinických dat, umožňují s vysokou mírou jistoty odhadnout SDHB-deficienci u těchto tumorů (tab. 2) (13).

Vzhledem k tomu, že prognóza a citlivost tumoru na terapii, případně i možnost nádorového postižení dalších členů rodiny, je do značné míry determinována genetickým profilem tumoru, může být vyžadováno molekulárně genetické vyšetření bioptického vzorku. Stále narůstající počet genů, které jsou pokládány za zodpovědné za vznik jednotlivých forem GISTu, spolu s finančními i časovými nároky molekulárně-genetické laboratoře, vyžadují efektivní cílení těchto metod. Na počátku managementu vyšetření GISTu by mělo stát rozdělení na hlavní kategorie podle exprese SDHB založené na zhodnocení znaků histologických, klinických, dle možností i imunoexprese SDHB. Vzhledem k finanční a technické náročnosti vyšetření genu SDHA je s výhodou před případnou genetickou analýzou vyloučit imunohistochemickým vyšetřením exprese SDHA možnost mutace v tomto genu (obr. 2) (14,15). Zvláštností SDHB-deficientních GISTů je, že i při sporadickém výskytu jsou často podmíněny germinální mutací, na rozdíl od germinálně podmíněných forem SDHB-pozitivních GISTů, které se často manifestují familiárním postižením, multifokálním výskytem a hyperplázií Cajalových interstitiálních buněk, v případě GISTu asociovaného s neurofibromatózou 1. typu navíc i s dalšími znaky neurofibromatózy.

POKROKY V CÍLENÉ TERAPII A PREDIKTIVNÍ DIAGNOSTICE

Systémová cílená terapie se v první řadě, jako terapie paliativní, týká GISTů generalizovaných. V případě lokalizovaného GISTu je primárním léčebným prostředkem samozřejmě chirurgický zákrok (16). U pacientů s významným rizikem relapsu je dále indikována terapie adjuvantní (17). Problémem však je, že ani Evropská společnost pro lékařskou onkologii (ESMO) ani Česká onkologická společnost nestanovují, který prognostický systém by se měl používat, natož prognostickou skupinu daného systému, od kterého by bylo riziko progrese onemocnění považováno za závažné (18).

Za rizikové faktory agresivního chování GISTu je všeobecně považován vysoký mitotický index, velikost nádoru, jeho extragastrická lokalizace, ruptura tumoru a dosahování nádoru do resekčního okraje (19). Na hodnocení mitotického indexu, velikosti a lokalizace tumoru je založena Miettinenova (AFIP) klasifikace, která byla po formálních modifikacích zahrnuta i do 4. vydání WHO klasifikace tumorů trávicího traktu (20). Novější prognostické systémy založené na nomogramech se snažily překonat diskontinuální prahový charakter Miettinenovy klasifikace, pro běžné použití jsou však poměrně komplikované (16), podobně jako nejnovější systém založený na nelineárním modelování obrysových map (21).

Před nasazením cílené terapie je doporučováno molekulárně genetické vyšetření nádoru, a to na základě rozhodnutí onkologa. Analýze by měly být podrobeny exony 9, 11, 13 a 17 genu KIT, a 12, 14 a 18 genu PDGFRA. Zohledněn dosud není ani fakt, že některé GISTy mohou být způsobeny mutací v exonu 8 genu KIT (22,23), ani heterogenita skupiny nádorů historicky označovaných jako wild-type GIST, přestože zahrnuje natolik odlišné jednotky jako třeba GIST s běžně nedetekovanou mutací v exonu 8 genu KIT, GIST asociovaný s neurofibromatózou nebo SDHB-deficientní GISTy, přičemž kupříkladu o posledně jmenovaných je již dobře známo, že jsou imatinib-rezistentní, ale i při metastatickém rozsevu umožňují dlouhodobé přežití (24,25).

„Klasické“ KIT/PDGFRA mut SDHB-pozitivní GISTy

Z klinického hlediska je hlavním účelem molekulárně genetického vyšetření GISTu predikce odpovědi na cílenou léčbu inhibitory receptorových tyrosinkináz (TKI). V tomto smyslu je cílem tohoto vyšetření jednak potvrdit diagnózu GISTu, jednak detekovat případné mutace asociované s rezistencí vůči cílené terapii imatinibem. Dosavadní poznatky o vztahu genetického profilu a terapeutické odpovědi GISTu lze shrnout do tří bodů:

• a. nejlépe odpovídají tumory s mutací v exonu 11 genu KIT
• b. tumory s mutací v exonu 9 genu KIT mají delší dobu přežití bez progrese nádoru při zvýšené denní dávce imatinibu, případně mohou profitovat z léčby sunitinibem
• c. tumory se substitucí Asp842Val v exonu 18 genu PDGFRA jsou imatinib-rezistentní

Největší význam má tedy detekce substituce Asp842Val exonu 18 genu PDGFRA, která je nejsilnějším negativním prediktivním faktorem. Slibně se v tomto ohledu jeví účinnost crenolanibu jako terapeutika cíleného na GISTy s touto mutací (26).

Stále větší pozornost je také věnována sekundární rezistenci. Dále probíhají studie s nízkomolekulárními TKI masitinibem, dovitinibem, pazopanibem, dasatinibem, ponatinibem. Jako lék 3. linie po selhání imatinibu a sunitinibu se jeví nadějně regorafenib (27). Pozornost se také soustřeďuje na ovlivnění dalších prvků signálních kaskád, které mohou být příčinou růstu GISTu. Jako možný lék 3. linie je tak studován inhibitor heat-shock proteinu 90 ganetespib, v kombinaci s imatinibem vykázal slibné výsledky inhibitor mTOR everolimus (28).

Hlavním problémem cílené terapie GISTu se sekundární rezistencí je detekce sekundárních mutací, které jsou většinou za tuto rezistenci zodpovědné. Mutace různých typů totiž mohou vznikat nezávisle na sobě v různých metastázách, ale i v jednotlivých nádorových klonech uvnitř jednoho nádorového ložiska. Kvůli tomu samozřejmě není běžnými prostředky možné spolehlivě a přesně zvolit cílenou terapii. Určitou naději představuje tzv. BEAMing (beads, emulsions, amplification, magnetics), metoda detekující sekundární mutace vyšetřením DNA v krevní plazmě, a to s větší senzitivitou než jakou umožňuje analýza samotných nádorových ložisek (29).

SDHB-deficientní GISTy

Z terapeutického hlediska je společným jmenovatelem SDHB-deficientních GISTů necitlivost na cílenou léčbu imatinibem, a to bez ohledu na to, zda jde o Carneyho trias, SDHx mut nebo SDHx wt tumor. Pozorování asociace absence imunoexprese SDHB s pozitivním imunohistochemickým průkazem IGF1R (insulin-like growth factor 1 receptor) podnítilo studie možností použití látky OSI-906 inhibující IGF1R jako specifického léku cíleného na SDHB-deficientní GISTy (30,31).

DALŠÍ PERSPEKTIVY

Již několik let je zřejmé, že efektivní paliativní nebo adjuvantní terapie (nejen) GISTu vyžaduje identifikaci molekulárních charakteristik jednotlivých prvků signálních kaskád účastnících se vzniku a/nebo progrese nádoru, a to na úrovni genetické i epigenetické. Tradiční molekulárně genetické postupy však neumožňovaly pro časovou a finanční náročnost komplexnější vyšetření. V současné době ale již do klinického provozu proniká metoda „next-generation DNA sequencing“ (sekvenování DNA další generace), které nabízí možnost použití rozsáhlých diagnostických kitů, v případě GISTu je navrhován například set vyšetření genů BRAF, CDKN2A, HRAS, KIT, KRAS, MAP2K1, NF1, NRAS, PDGFRA, PIK3CA, RB1, SDHA, SDHAF1, SDHAF2, SDHB, SDHC, SDHD, TP53. V kombinaci s již popsaným BEAMingem a vývojem nových specifických nízkomolekulárních inhibitorů signálních kaskád slibuje tato metoda účinnou léčbu reagující na genetické shifty nádory při minimu nežádoucích účinků.

Adresa pro korespondenci:

Doc. MUDr. Ondřej Daum, Ph.D.

Šiklův ústav patologie LF UK a FN Plzeň

Edvarda Beneše 13, 305 99 Plzeň

tel.: +420377402523

fax.: +420377402634

e-mail: DAUM@fnplzen.cz