Neue Biomarker beim kolorektalen Karzinom KRAS und dann?

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1 Neue Biomarker beim kolorektalen Karzinom KRAS und dann? Thomas Kirchner Pathologisches Institut der LMU

2 Maßgeschneiderte Krebstherapie Krebspatienten Zielgerichtete Therapie Selektion therapiegeeigneter Krebspatienten nach Zielstruktur

3 Antikörper (Ak) gegen EGFR Cetuximab oder Panitumumab zur zielgerichteten Therapie von Darmkrebs Antikörper gegen EGFR blockieren Bindung der Liganden

4 Biomarker für den EGFR-Signalweg EGFR Expression EGFR dimer EGFR Amplifikation P STAT P csrc PI3K EGFR Mutation KRAS Mutation KRAS BRAF MEK Akt mtor PTEN BRAF Mutation MAPK PI3K Mutation Nucleus PTEN Expression Harari PM et al (2007)J Clin Oncol 25: Van Krieken H et al (2008) Virchows Arch 453:417-31

5 Biomarker für den EGFR-Signalweg EGFR Expression im Dickdarmkarzinom EGFR Amplifikation EGFR Mutation KRAS Mutation BRAF Mutation PTEN Mutation PI3K - Mutation Keine Korrelation zwischen EGFR-Expression und Therapieansprechen. Saltz LB et al. (2004) J Clin Oncol 22: Cunningham D et al.(2004) N Engl J Med 351: Bechstein et al. : ASCO # 4091 (CELIM-Studie) (2009)

6 Biomarker für den EGFR-Signalweg EGFR Expression im Dickdarmkarzinom EGFR Amplifikation EGFR Mutation KRAS Mutation BRAF Mutation PTEN Mutation Ras-Protein konstitutiv aktiv. Ras-Protein nicht konstitutiv aktiv. PI3K - Mutation 1. Schubbert, S, et al.(2007) Nature Rev Cancer 7: Benvenuti, S, et al. (2007) Cancer Res. 67: Yang, X-D, et al. (2001) Crit Rev Oncol Hematol. 38: Esteller, M, et al., (2001) J Clin Oncol. 19: Anti-EGFR-Therapie nicht effektiv. Anti-EGFR effektiv. Signalweg-Autonomisierung downstream von EGFR durch eine KRAS-Mutation

7 KRAS-Mutation = negativer prädiktiver Biomarker ORR (overall response rate) einer Anti-EGFR-Antikörpertherapie bei vorbehandelten Patienten mit metastasierten kolorektalen Karzinom Referenz Behandlung Patienten (n) KRAS mut KRAS wt ORR KRAS mut ORR Lievre et al.; JCO 2008 Cetux +/- CT % 44% 0% De Roock et al.; Ann Oncol 2008 Cetux +/- CT % 41% 0% Cappuzzo et al.; Br J Cancer 2008 Cetux +/- CT 80 53% 26% 10% Di Fiore et al.; Br J Cancer 2007 Cetux +/- CT 59 27% 28% 0% Khambata-Ford et al.; JCO 2007 Cetux 80 38% 10% 0% Karapetis et al.; NEJM 2008 BSC+/-Cetux % 1% Amado et al.; JCO 2008 Panitumumab % 0% Stintzing S, Heinemann V, Jung A, Moosmann, Hiddemann W, Kirchner T (2009) Dt Ärzteblatt 12:

8 ASCO Provisonal Clinical Opinion: Testing for KRAS Gene Mutations in Patients with Metastatic Colorectal Carcinoma to Predict Response to Anti-AGFR Monoclonal Antibody Therapy Carmen JA et. al. (2008) Based on systematic reviews of relevant literature, all patients with metastatic colorectal carcinoma who are candidates for anti-egfr antibody therapy should have their tumor tested for KRAS mutations in a CLIA-accredited laboratory. If KRAS mutation in codon 12 or 13 is detected, then patients with metastatic colorectal carcinoma should not receive anti-egfr antibody therapy as part of their treatment. Codon 12 und 13: > 98 % der KRAS-Mutationen im CRC

9 Van Krieken H., Jung A., Kirchner T. et al (2008) Virchows Arch 453: * Gattenlöhner S. et al. (2009) Pathologe 30 (Suppl.1) Fr-123 Prädiktiver Biomarker KRAS-Mutation beim Dickdarmkarzinom THE TISSUE IS THE ISSUE! HE-Präparat Gewebe Genomische DNA Paraffinblock KRAS-Statuskonkordanz Primärtumor/Fernmetast. > 90 % * Mikrodissektion Sanger-Sequenzierung ARMS -PCR Analytik PCR/Sequenzierung Pyro -Sequenzierung

10 Qualitätgesicherter KRAS-Mutationstest durch QuIP-Ringversuche im deutschsprachigen Raum* Erfolgreiche Teilnahme 67 Einrichtungen für Pathologie in Deutschland *Finanzierung mit Unterstützung durch AMGEN GmbH 2008 durch AMGEN GmbH und Merck-Pharma 2009

11 Entwicklung der Diagnostik zur Anti-EGFR-Therapie des Dickdarmkarzinoms: mögliche prädiktive Biomarker EGFR dimer BRAF Mutation (bis 10%) PI3K Mutation (bis 12%) P STAT P KRAS BRAF MEK MAPK csrc Akt mtor PTEN PI3K PTEN Loss (bis 35%) Nucleus

12 Patienten mit KRAS-Wildtyp und BRAF (V600E)-Mutation zeigen ein signifikant geringeres progressionsfreies Überleben sowie Gesamtüberleben unter Cetuximab oder Panitumumab Therapie n=78 davon BRAF-wt: 68 (87 %) davon BRAF mutiert: 11 (13 %) Di Nicolantonio F. et al. (2008) J Clin Oncol 26:

13 Abhängigkeit der Ansprechraten einer Therapie mit Cetuximab von KRAS- und BRAF-Mutationen Köhne C. et al.: ASCO # 4068 (Crystal-Studie) (2009) 1,91 (1,23-2,93) p=0,003 0,80 (0,44-1,45) p=0,46 1,42 (0,9-2,02) p=0,055 Odds Ratios (95% CI) P(Cochran-Mantel- Haenszel test) Cetuximab+ FOLFIRI FOLFIRI 1,47 (0,17-12,44) p=0,76 KRASwt (n=348) KRASmt (n=192) BRAFwt (n=501) BRAFmt (n=28) CI: confidence interval; ITT: intention to treat; mt:: mutiert; wt: wildtyp

14 PI3K Mutationen in Exon 9 (3 Mut.) oder Exon 20 (1 Mut.) und Nichtansprechen auf eine Anti-EGFR-Therapie Signifikante Korrelation Sartore-Bianchi et al. (2009) Cancer Res (2009) 69: Fälle davon 15 (14%) mutiert Keine Korrelation Prenen et al. (2009) Clin Cancer Res 15: Fälle davon 23 (12%) mutiert

15 Der Verlust der PTEN-Proteinexpression ( durch Promoter-Methylierung oder Deletion) korreliert mit dem Ansprechen auf eine Cetuximab-Therapie PTEN positiv PTEN negativ PTEN-Immunhistochemie Diskordanz von Primärtumor u. Metastase Reproduzierbarkeit nicht gesichert Nachweis der Korrelation Sartore-Bianchi (2009) Cancer Res Fälle davon 32 (40 %) PTEN-Loss Frattini (2007) Br J Cancer Fälle davon 11 (41 %) PTEN-Loss

16 Ergebnis von Genexpressionsprofilen: Hohe mrna Expression von Amphiregulin oder Epiregulin korreliert mit längerem progressionsfreien Überleben nach Cetuximab-Therapie Epiregulin n = 110 Amphiregulin Khambata-Ford et al. (2007) J Clin Oncol 25: 3230 Prenen: ASCO # 4019 (2009) Fälle Jonker: ASCO # 4016 (2009) Fälle

17 Prädiktive Biomarker für die Chemotherapie des kolorektalen Karzinoms Prädiktive Biomarker Mismatch-Repair- Defect MSI-hoch Thymidilat- Synthase (TS) hohe TS-Expression ERCC1- Polymorphismen mit hoher Expression/ niedriger Expression Prädiktion Resistenz gegen 5-FU oder Capecitabin Resistenz gegen 5-FU oder Capecitabin Resistenz/ Empfindlichkeit für Oxaliplatin Nachweis- Methode PCR, Sequenz. Paraffinblock qrt-pcr, Immunhisto. Paraffinblock qrt-pcr oder PCR/Sequenz. Paraffinblock Metaanalyse Retrospektive Studie FDA-Empfehlung Sargent (2008) J Clin Oncol 26 (Suppl) abstract 4008 Koopman (2009) Eur J Cancer (published online) (CAIRO-Study) Koopman (2009) Eur J Cancer (published online) (CAIRO-Study) Routine- Einsatz Vor Monotherapie mit 5-FU oder Capecitabin Nein Nein UGT1A1*28- Polymorphismus Neutropenie durch Irinotecantoxizität qrt-pcr oder PCR/Sequenz. Paraffinblock FDA-Empfehlung zur Dosisreduktion von Irinotecan bei UGT1A*28 Vor hochdosierter Irinotecan-Gabe

18 Fazit für die Routine KRAS-Mutation einziger etablierter prädiktiver Biomarker für das metastasierte CRC plausible biologische Grundlage sehr hoher negativ prädiktiver Wert robuster, qualitätsgesicherter Nachweis Walther A. et al : Genetic and prognostic predictive markers in colorectal cancer. Nature Reviews Cancer, published online 18 June 2009

19 Wann ist der KRAS-Mutationstest indiziert? Synchron metastasiertes CRC (primär Stadium IV) Routine-Testung jedes Primärtumorresektats (KRAS-Test en principe) Metachron metastasiertes CRC (sekundär Stadium IV) Retrospektive Testung des Primärtumorresektats bei geplanter Anti-EGFR-Therapie (selektiver KRAS-Test) Diskussionsstand des IX. Expertenworkshop Gastrointestinale Tumoren vom im Schlossgut Oberambach, Münsing unter Leitung von H.J.Schmoll und W. Schmiegel