Jak testovat fúze NTRK v éře pan-TRK inhibitoru: incidence, indikace a technologie

5. 6. 2019

Cílem následujícího sdělení je poskytnout přehled o možnostech testování a detekce nádorů s mutacemi v genech NTRK1–3 (neutrofinové receptory s tyrosinkinázovou aktivitou) vycházející z našich několikaletých zkušeností se sekvenováním nádorů.

Inzerce

prof. MUDr. Alena Skálová, CSc.
Šiklův ústav patologie LF UK a FN Plzeň
Bioptická laboratoř, s. r. o., Plzeň

Úvod

Fúze genů NTRK představují aktivační mutace a jsou onkogenním „driverem“ pro řadu nádorových onemocnění u dětí i dospělých (1). Selektivní inhibitory tyrosinkinázových receptorů (entrektinib, larotrektinib ad.) nabízejí možnost cílené léčby pacientů s nádory asociovanými s fúzními geny NTRK (2).

TRK – receptory růstových faktorů (neutrofinů) s tyrosinkinázovou aktivitou

Receptory (TRKA, TRKB a TRKC) pro neutrofinové růstové faktory vykazují tyrosinkinázovou aktivitu a jejich aktivace vede ke zvýšené buněčné proliferaci a nádorovému růstu (2). Nejčastějším mechanismem onkogenní aktivace receptorů TRK jsou fúze jejich kódujících genů NTRK1, NTRK2 a NTRK3.

Fúze genů NTRK v nádorech

Fúze NTRK1–3 byly popsány u řady různých lidských nádorových onemocnění (3–15), pro něž jsou typické. Například fúzní gen ETV6-NTRK3 se vyskytuje v sekrečním karcinomu slinných žláz mammárního typu (MASC) (3), v sekrečním karcinomu prsu (4), ale také v různých mezenchymových nádorech dětského věku, jakými jsou infantilní fibrosarkom (5) a kongenitální mezoblastový nefrom (6–8). Dalším příkladem může být papilokarcinom štítné žlázy (9–10). V neposlední řadě se mohou vzácně vyskytovat fúze NTRK s různými fúzními partnery v maligním melanomu (11–12), nádorech mozku (13), dělohy (14), kolorektálním karcinomu (15) a mnoha dalších malignitách.

Obr. 1: Vizualizace nálezu fúzního transkriptu ETV6-NTRK3 metodou Archer Dx. Horní část: Schématické znázornění místa zlomu a následné fúze. Dolní část: kvantitativní zhodnocení pročtení zlomu, tzv. hloubka sekvenace.

Epidemiologie NTRK-asociovaných maligních nádorů

Genové fúze NTRK jsou vzácné a celkově se vyskytují přibližně jen v 1 % solidních maligních nádorů (16). Dle četnosti výskytu genů NTRK lze malignity rozdělit do dvou hlavních kategorií (viz tab. 1):

  1. Vzácné nádory s vysokou frekvencí fúzí (> 90 %): sekreční karcinom slinných žláz mammárního typu (MASC) (90–95 %) (3), sekreční karcinom prsu (> 90 %) (4), kongenitální mezoblastový nefrom a infantilní fibrosarkom (91–100 %) (5).
  2. Častější nádory s vzácným výskytem fúze (5−25 %): papilární karcinom štítné žlázy (14–26 %) (9–10), některé gastrointestinální stromální tumory (GIST) a dětské gliomy, kolorektální karcinom a melanom (16 %) (12); nebo svýjimečným výskytem fúze (< 5 % nebo < 1 %): adenokarcinom plic a pankreatu, dlaždicobuněčné nádory hlavy a krku, karcinom žlučových cest, ledvin, primární mozkové nádory dospělých, sarkomy a některé hematologické malignity.

Tab. 1  Genové fúze NTRK v maligních nádorech dle četnosti výskytu 

 

Fúzní gen

Fúzní gen

Fúzní gen

Nádor

NTRK1

NTRK2

NTRK3

Vysoká frekvence fúzí (> 90 %)

·    sekreční karcinom slinných žláz mammárního typu (MASC)
     (90–95 %)

ETV6

·    sekreční karcinom prsu (> 90 %)

ETV6

·    infantilní fibrosarkom (91–100 %)

SQSTM1, TPM3, LMNA

ETV6, EML4

·    celulární a smíšený kongenitální mezoblastový nefrom

LMNA, TPR

ETV6, EML4

Střední frekvence fúzí (5–25 %)

·    papilární karcinom štítné žlázy

TFG SSBP2, SQSTM1, TPR, PPL

ETV6, RBPMS

·    spitzoidní tumory kůže

TP53, LMNA

ETV6, MYH9, MYO5A

·    pediatrické gliomy mozku

TPM3

AGBL4, VCL

ETV6, BTB1

Nízká frekvence fúzí (< 5 % nebo < 1 %)

 

 

·    gliom, glioblastom mozku

ARHGEF2, BCAN, CHTOP, NFASC

BCR, AFAP1, SQSTM1

AFAP1, ZNF710, EML4

·    GIST (gastrointestinální stromální tumor)

 

 

ETV6

·    skvamocelulární karcinom hlavy a krku

 

PAN3

LYN

·    karcinom plic

CD74, GRPAP1, IRF2BP2, MPRIP, P2RY8, SQSTM1, TPM3

TRIM24

 

·    astrocytom

 

 

 

·    maligní melanom

DDR2, GON4L, TRIM63

TRAF2

ETV6

·    karcinom pankreatu

CTRC

 

 

·    sarkom dělohy

LMNA, TPM3, TPR

 

RBPMS, STRN

·    hematologické malignity

 

 

ETV6

·    kolorektální karcinom

LMNA, TPM3, SCYL3

 

ETV6

·    karcinom prsu duktální

CGN, GATAD2B, LMNA, MDM4, PEAR1, TPM3,

 

ETV6

Algoritmus testování fúzí NTRK u maligních nádorů

Pro optimální klinický efekt cílené terapie nádorů inhibitory TRK je nutná pečlivá selekce pacientů vhodných k terapii. Jak bylo uvedeno, u většiny malignit se fúze NTRK vyskytují jen vzácně a jejich přítomnost není možné predikovat na základě histomorfologie nádoru.

Fúze genů NTRK je možné detekovat řadou metod, jejich přehled je uveden v tab. 2. Lze využít fluorescenční in situ hybridizaci (FISH) nebo různé techniky polymerázové řetězové reakce (PCR), sekvenování nové generace (NGS) na bázi DNA a RNA a metody imunohistochemické s využitím pan-TRK protilátky, neboť fúze genů NTRK je provázena jejich zvýšenou expresí (17–21).

Imunohistochemické vyšetření (IHC) nádorové tkáně slouží jako screeningová metoda, která je rychlá, relativně levná a dostupná, ale nespecifická. IHC s využitím koktejlu monoklonálních pan-TRK protilátek je zástupným markerem fúzí NTRK (17–20), nicméně interpretace IHC reakce není vždy spolehlivá (21). Falešně negativní IHC může být důsledkem narušení antigenity tkáně v preanalytické fázi a podle jedné recentní studie až 45 % tumorů s fúzí NTRK vykazovalo IHC-negativní profil (21). Naopak IHC-pozitivní nádory (viz obr. 2A a 2B) ne vždy skutečně obsahují fúzní transkript, proto musí být před zahájením léčby TRK-inhibitory přítomnost genové fúze potvrzena některou molekulárně genetickou metodou (viz tab. 2), nejlépe NGS.

Obr. 2  Sekreční karcinom příušní žlázy mammárního typu (MASC):
A) histologická struktura v barvení HE (hematoxylin a eozin)
B) pozitivní IHC exprese s pan-TRK protilátkou v jádrech nádorových buněk

Tab. 2  Přehled metod k testování fúze genů NTRK

Metoda

Výhody metody

Nevýhody metody

IHC

·       levná a dostupná ve většině patologických laboratoří

·       detekuje TRKA, TRKB, TRKC

·       rychlá, výsledek za 1–2 dny

·       není specifická

·       může být falešně pozitivní

·       může být falešně negativní, hlavně pro NTRK2 a NTRK3

·       není standardizovaný algoritmus vyhodnocování

·       různé protilátky mají různou specifitu a některé jsou špatně hodnotitelné

FISH

·       relativně dostupná ve většině laboratoří

·       vhodná u nádorů s vysokou frekvencí fúzí, např. MASC nebo sekreční karcinom prsu

·       break-apart proba detekuje NTRK fúzi s neznámým partnerem

·       stačí znalost jednoho partnera k detekci fúze

·       jsou nutné 3 odlišné proby pro NTRK1, NTRK2 a NTRK3

·       falešně negativní až ve 30 %

RT-PCR

·       vysoká specificita a senzitivita

·       celkem nízká cena

·       nutno znát celou fúzi, nelze použít pro detekci nových fúzních partnerů

NGS

·       v současnosti nejčastěji užívaná metoda k detekci fúzí NTRK

·       velmi přesná a senzitivní metoda

·       může detekovat nové fúzní geny

·       vysoká cena

·       použití RNA-based NGS je limitováno kvalitou RNA

Literatura:

  1. Pulciani S., Santos E., Lauver A. V. et al. Oncogenes in solid human tumours. Nature 1982; 300: 539–542.
  2. Amatu A., Sartore-Bianchi A., Siena S. NTRK gene fusions as novel targets of cancer therapy across multiple tumour types. ESMO Open 2016; 1: e000023.
  3. Skálová A., Vaněček T., Šíma R. et al. Mammary analogue secretory carcinoma of salivary glands, containing the ETV6-NTRK3 fusion gene: a hitherto undescribed salivary gland tumor entity. Am J Surg Pathol 2010; 34: 599–608.
  4. Tognon C., Knezevich S. R., Huntsman D. et al. Expression of the ETV6-NTRK3 gene fusion as a primary event in human secretory breast carcinoma. Cancer Cell 2002; 2: 367–376.
  5. Bourgeois J. M., Knezevich S. R., Mathers J. A. et al. Molecular detection of the ETV6- NTRK3 gene fusion differentiates congenital fibrosarcoma from other childhood spindle cell tumors. Am J Surg Pathol 2000; 24: 937–946.
  6. Knezevich S. R., Garnett M. J., Pysher T. J. et al. ETV6-NTRK3 gene fusions and trisomy 11 establish a histogenetic link between mesoblastic nephroma and congenital fibrosarcoma. Cancer Res 1998; 58: 5046–5048.
  7. Rubin B. P., Chen C. J., Morgan T. W. et al. Congenital mesoblastic nephroma t(12;15) is associated with ETV6-NTRK3 gene fusion: cytogenetic and molecular relationship to congenital (infantile) fibrosarcoma. Am J Pathol 1998; 153: 1451–1458.
  8. Church A. J., Calicchio M. L., Nardi V. et al. Recurrent EML4-NTRK3 fusions in infantile fibrosarcoma and congenital mesoblastic nephroma suggest a revised testing strategy. Mod Pathol 2018; 31: 463–473.
  9. Leeman-Neill R. J., Kelly L. M., Liu P. et al. ETV6-NTRK3 is a common chromosomal rearrangement in radiation-associated thyroid cancer. Cancer 2014; 120: 799–807.
  10. Prasad M. L., Vyas M., Horne M. J. et al. NTRK fusion oncogenes in pediatric papillary thyroid carcinoma in northeast United States. Cancer 2016; 122: 1097–1107.
  11. Yeh I., Tee M. K., Botton T. et al. NTRK3 kinase fusions in Spitz tumours. J Pathol 2016; 240: 282–290.
  12. Wiesner T., He J., Yelensky R. et al. Kinase fusions are frequent in Spitz tumours and spitzoid melanomas. Nat Commun 2014; 5: 3116.
  13. Kim J., Lee Y., Cho H. J. et al. NTRK1 fusion in glioblastoma multiforme. PLoS One 2014; 9: e91940.
  14. Chiang S., Cotzia P., Hyman D. M. et al. NTRK fusions define a novel uterine sarcoma subtype with features of fibrosarcoma. Am J Surg Pathol 2018; 42: 791–798.
  15. Ardini E., Bosotti R., Borgia A. L. et al. The TPM3-NTRK1 rearrangement is a recurring event in colorectal carcinoma and is associated with tumor sensitivity to TrkA kinase inhibition. Mol Oncol 2014; 8: 1495–1507.
  16. Vaishnavi A, Le AT, Doebele RC. TRKing down an old oncogene in a new era of targeted therapy. Cancer Discov 2015; 5: 25–34.
  17. Hechtman J. F., Benayed R., Hyman D. M. et al. Pan-Trk immunohistochemistry is an efficient and reliable screen for the detection of NTRK fusions. Am J Surg Pathol 2017; 41: 1547–1551.
  18. Murphy D. A., Ely H. A., Shoemaker R. et al. Detecting gene rearrangements in patient populations through a 2-step diagnostic test comprised of rapid IHC enrichment followed by sensitive next-generation sequencing. Appl Immunohistochem Mol Morphol 2017; 25: 513–523.
  19. Hung Y. P., Fletcher C. D. M., Hornick J. L. Evaluation of pan-TRK immunohistochemistry in infantile fibrosarcoma, lipofibromatosis-like neural tumour and histological mimics. Histopathology 2018; 73: 634–644.
  20. Rudzinski E. R., Lockwood C. M., Stohr B. A. et al. Pan-Trk immunohistochemistry identifies NTRK rearrangements in pediatric mesenchymal tumors. Am J Surg Pathol 2018; 42: 927–935.
  21. Gatalica Z., Xiu J., Swensen J. et al. Molecular characterization of cancers with NTRK gene fusions. Mod Pathol 2019; 32: 147–153.
Štítky
Dětská onkologie Onkologie
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se