Next-Generation Pathology

Vážené kolegyně, vážení kolegové, přátelé,

stejně tak, jako bylo kdysi zavedení mikroskopie převratným počinem v historii patologie, je i recentní zavedení vysoce výkonných genomických technologií do běžné diagnostické praxe dalším revolučním bodem ve vývoji našeho oboru. Molekulární revoluce totiž přináší patologům unikátní příležitost ujmout se zásadní role v procesu rozhodování o léčbě našich pacientů. Aby se ale této role mohl moderní patolog zhostit, musí být vybaven mnoha novými znalostmi a odbornými dovednostmi, které mu umožní interpretovat molekulární data. A to by se mělo projevit i ve vzdělávání nejen nových patologů. Navíc je nutné rozšíření našich horizontů i do nám dosud vzdálených disciplín, jakými jsou bioinformatika nebo v budoucnu dokonce umělá inteligence. To však v žádném případě nesnižuje význam klasického morfologického vyšetřování, naopak, ani ty nejmodernější technologie nejsou bez problémů a limitací, a už dnes je jasné, že bez precizního morfologického vyšetření těžko dojde ke smysluplné integraci dat z molekulárního profilování do konečné diagnózy a terapeutického přístupu u konkrétního pacienta.

Postupné porozumění molekulární kancerogenezi umožnilo identifikovat řadu buněčných cílů pro efektivní biologickou léčbu. Její využití je však kriticky závislé na identifikaci tkáňových biomarkerů, které predikují individuální odpověď pacienta na danou léčbu. Dnes je již paradigmatem, že u pacientů s plicním adenokarcinomem by měl být testován stav genů EGFR, ALK a ROS1 (a nově též MET, KRAS, ERBB2, RET a BRAF). Podobně je pro anti-EGFR léčbu u nemocných s kolorektálním karcinomem zásadní extendované testování mutačního stavu genu RAS. Skríningově by se u pacientů s nádory tlustého střeva také měly testovat geny (proteiny) zodpovědné za opravu poruch chybně zařazených bazí při replikaci (mismatch repair– MMR) a mikrosatelitová nestabilita (MSI). Nejen proto, aby se identifikovali přenašeči mutací těchto genů (rodiny s Lynchovým syndromem), ale také proto, aby se identifikovali pacienti, kteří by mohli mít prospěch z imunoterapie check-point inhibitory. U karcinomu prsu bude dnes už tradiční testování Ki-67, estrogenových/ progesteronových receptorů a amplifikace HER2 doplněno testováním mutačního stavu PIK3CA u estrogen-pozitivních HER2-negativních nádorů. Mezi další běžně testované prediktivní markery patří geny KIT/PDGFRA u gastrointestinálního stromálního nádoru, BRAF/NRAS/KIT u pokročilého melanomu nebo testování genů IDH, BRAF, FGFR, kodelece 1p/19q nebo metylace promotoru genu MGMT v neuroonkologii.

V posledních letech se také ukázalo, že řada pacientů s různými solidními nádory má významný prospěch z imunoterapie pomocí check-point inhibitorů, což vyžaduje imunohistochemické testování PD-L1 (doporučený postup pro metodiku testování PD-L1 a reportování výsledků je také součástí tohoto čísla časopisu).

S rozvojem technologií molekulární biologie je postup selektivního vyšetřování jednotlivých genů postupně nahrazován sekvenováním nové generace (NGS - next generation sequencing) a dalšími multiplexovými platformami. NGS je schopné detekovat široké spektrum genetických aberací, jako jsou substituce bazí, inzerce nebo delece, genové přestavby, alterace genové exprese, ale i epigenetické změny (např. metylační profil). Technologie NGS může být využita pro analýzu mutačního stavu specifické sestavy vybraných genů (panely genů), pro sekvenování všech kódujících oblastí genomu (WES - whole-exome sequencing) nebo pro sekvenaci celého genomu včetně intronů (WGS - whole-genome sequencing). V rutinní praxi se v současnosti využívá hlavně NGS testování různých panelů vybraných genů, které pro danou indikaci přinášejí požadované informace, zároveň jsou rychle hodnotitelné a mají také nižší finanční náročnost. Technologie se ale rychle vyvíjí (a zlevňuje) a na horizontu je vize, že celogenomové sekvenování a jeho vyhodnocení se postupně stane „jediným genetickým vyšetřením“.

V počátcích rozvoje personalizované medicíny se předpovídalo, že molekulární testovaní tradiční histopatologii zcela nahradí. Dnes víme, že je to jinak - morfologie nezmizela a už nezmizí, naopak nabyla své důležitosti nejen pro stanovení vlastní diagnózy onemocnění jako základního kamene v začátku molekulárně diagnostického procesu. Z pohledu molekulární diagnostiky musí být morfologické vyšetření provedeno nejen pro potvrzení přítomnosti nádorového procesu a stanovení reprezentativnosti analyzovaného tkáňového vzorku, a to včetně posouzení vlivu artefaktů vzniklých v preanalytické fázi. Úkolem morfologa je rovněž vybrat pro molekulární testování oblast s nejvyšším zastoupením vitálních nádorových buněk, s přihlédnutím k přítomnosti nekróz, zánětu, desmoplastické reakce či k nádorové heterogenitě, které by mohly vést ke zkreslení výsledků molekulárních analýz. Důležitou úlohou patologa je však také na základě morfologického obrazu a klinických korelací doporučit nejefektivnější (ale i ekonomicky nejpřijatelnější) typ molekulární analýzy pro daný případ (neboť představa, že se vzorek z libovolného nádoru vloží do jediného analyzátoru, z něhož po zmáčknutí tlačítka vypadne výsledek, je vysloveně naivní).

Jedná se ale o oboustranný proces – molekulární analýza, která přináší důležité informace pro onkologa ohledně léčby daného pacienta, samozřejmě poskytuje zároveň informace i pro diagnostikujícího patologa. Zejména umožňuje zpřesnit diagnózu a je neocenitelnou diagnostickou podporou v nejistých situacích – nález charakteristické molekulárně genetické změny vždy zvýší jistotu patologa ohledně správnosti diagnózy.

Nějakou dobu se zdálo, že fenotyp a genotyp onemocnění jsou nezávislé veličiny. Není to pravda – morfologie chorob v mikroskopu je totiž odrazem jejich molekulární podstaty. U mnoha různých nádorů už byl potvrzen konzistentní vztah mezi histomorfologickou klasifikací a jejich molekulárními profily (a to na genomické, transkriptomické, epigenetické i proteomické úrovni). Patologie nové generace bude tedy hlavně komplexnější, neboť bude poskytovat širokospektré morfomolekulární informace o pacientově chorobě s diagnostickou, prognostickou i prediktivní hodnotou.

A různým aspektům výše diskutovaných témat je věnována doškolovací část tohoto čísla našeho časopisu.

Přeji vám poučné a inspirativní čtení

J. Zámečník