A pancreas betegségek genetikája – gyakorlati szempontok Semmelweis Egyetem Belgyógyászati Szinten Tartó Tanfolyama - 2014.
Dr. Szmola Richárd, Ph.D. Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológai Intézet
Akut pancreatitis Negatív asszociáció: HMOX1, TNF-α, IL-8/10, MCP-1, CD14, CFTR … Pozitív asszociáció:
SPINK1 p.N34S variáns (3x dúsulás) Tukiainen et al., Pancreas 2005; 30: 239-242. O’Reilly et al., Eur J Gastrohep 2008; 20(8): 726-31. Joergensen et al., Eur J GastroHep 2012; 24(3): 309-15.
Krónikus pancreatitis 10-30%
Idiopathiás
Nincs
Alkohol
Családi halmozódás
Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy ≥3 másodfokú rokon ≥ 2 generáció
Familiáris
- Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia 10-100 / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció • Cambridge (1984) • TIGARO (2001) • stádium • súlyossági index • standard
J Gastroent 2007; 42: 101-119.
A krónikus pancreatitis diagnosztikus kritériumai JELLEGZETES KLINIKUM + 1. „DEFINITE” krónikus pancreatitis (egy kritérium elég) - kalcifikáció - kifejezett ductalis eltérések (ld. alább) - enzimszubsztitúcióra szűnő steatorrhoea - szövettan 2. „PROBABLE” krónikus pancreatitis (egy kritérium elég) - enyhe ductalis eltérések (ld. alább) - visszatérő v. perzisztáló pseudocysták - igazolt funkcióvesztés (székletelasztáz, secretin teszt) - endokrin funkcióvesztés Ductalis eltérések CT/UH (Cambridge 1984): - enyhe (2+): vezetéktágulat (2-4mm), mirigymegnagyobbodás (<2x), heterogén parenchyma, kis üregek (<1cm), irreguláris vezetékkontúr - súlyos (1=): üreg (1cm<), méret (2x<), wirsungolith, vezeték obstrukció, környező szervek érintettsége, durva irregularitás/kaliberingadozás Schneider et al., J Gastroenterol, 2007
Krónikus pancreatitis 10-30%
Idiopathiás
Nincs
Alkohol
Családi halmozódás
Örökletes 2 elsőfokú rokon vagy ≥3 másodfokú rokon ≥ 2 generáció
Familiáris
- Fájdalom, funkcióvesztés - Incidencia/prevalencia 10-100 / 100,000 - M-ANNHEIM klasszifikáció • Cambridge (1984) • TIGARO (2001) • stádium • súlyossági index • standard
J Gastroent 2007; 42: 101-119.
Klinikai példák 1. eset (BV – 25é, nő): familiáris pancreatitis Nagyapa testvére és a testvér fia (2 harmadfokú rokon, 2 generációban) 2. eset (NL – 48é, ffi): örökletes pancreatitis Két testvér (2 elsőfokú rokon) 3. eset (OA – 16é, nő): idiopathiás pancreatitis Nagyapa alkoholos pancreatitis 4. eset (SzZs – 11é, fiú): recidíváló akut pancreatitis Családban hasnyálmirigy betegség nem ismert „2 elsőfokú rokon vagy ≥3 másodfokú rokon ≥ 2 generáció” Dr. Lásztity Natália, Dr. Párniczky Andrea
A genetikai szűrés jelentősége idiopathiás pancreatitisben ajánlott a genetikai szűrés: „lifestyle interventions” (alkohol – dohányzás) rákrizikó (totál pancreatectomia?) min. 40% genetika (6% PRSS1, 16% SPINK1, 3% CTRC, 12% CFTR, 3% CPA1) tünetmentes elsőfokú rokonok szűrése nem javasolt: nincs pancreatitis, nincs rák
Hasnyálmirigyák fokozott kockázata?
A krónikus pancreatitis és a hasnyálmirigyrák 56 rák / 2015 krónikus pankreatitisz Standardizált rizikó hányados: 26.3 (56 eset / 2.13 várt eset).
20 év krónikus pancreatitis után 4% a pancreas rák incidenciája
Lowenfels és mtsai. Pancreatitis and the risk of pancreatic cancer. N Engl J Med 328: 1433–1437, 1993.
Az örökletes pancreatitis és a hasnyálmirigyrák Kumulatív rákrizikó
Életkor
Tanulmány
Gyakoriság
Várt
RH
Lowenfels (1997)
J Nat Cancer Inst
8/246
0.15/246
53.3
Lowenfels (2001)
JAMA
19/497
0.33/497
57.6
Clin Gastroent
26/418
0.39/418
67
Howes (2004)
Genetikai szűrés pancreatitisben idiopathiás pancreatitisben ajánlott a genetikai szűrés: „lifestyle interventions” (alkohol – dohányzás) rákrizikó (totál pancreatectomia?) min. 40% genetika (6% PRSS1, 16% SPINK1, 3% CTRC, 12% CFTR, 3% CPA1) tünetmentes elsőfokú rokonok szűrése nem javasolt: nincs pancreatitis, nincs rák örökletes pancreatitisben szenvedők rákszűrése: tumor krónikus gyulladás miatt nehezen elkülöníthető 40 éves kor felett: MR/MRCP, EUH, K-ras neg. – 3 év poz. – p53+p16, ERCP
A krónikus pancreatitis genetikai rizikófaktorai Örökletes pancreatitis (1996) - PRSS1 génmutáció (kationos tripszinogén) - autoszomális domináns, inkomplett penetrancia - nincs PRSS1 mutáció (kb. 50 %) …
Nat. Genet. 1996;14:141-5.
Sporadikus/Idiopathiás pancreatitis - komplex genetikai betegség (PRSS1, SPINK1, CTRC…)
Alkoholos etiológiájú pancreatitis - domináló környezeti hatás - gyengébb genetikai háttér (SPINK1, CTRC)
A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén
PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14:141-145
Lerch MM.
SPINK1
Tripszin
Nat. Genet. 2000; 25:213-216
CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82
CTRC
Tripszin
T
SPINK1
Tripszin gátlás
p
r sz
i i
n
Tripszin lebontás
Tripszin aktivitás (%)
Az örökletes pancreatitist okozó PRSS1 mutációk a tripszinogén autoaktivációját fokozzák
100
R122H 75 50 25
vad típus 0
0
1
2 3 Idő (óra)
www.pancreasgenetics.org
4 Arg122
Asn29 BBRC 2000; 278(2): 286-9.
A tripszin gátlószer (SPINK1) mutánsok szekréciója csökken humán sejtvonalakból 80 100
vad típus
60 40
N34S
20 0
vad típus
40 20
10
20 30 Idő (óra)
40
R65Q
60 40
10
20 30 Idő (óra)
40
0
50
70
80
100
60
60
vad típus
40
60 40 20
0
0 10
20 30 Idő (óra)
40
50
vad típus
80
20 0
SPINK1 (nM)
120 SPINK1 (nM)
100
P55S
R67C
0 0
50
vad típus
80
20
0 0
SPINK1 (mM)
60
SPINK1 (nM)
80
SPINK1 (nM)
SPINK1 (nM)
100
D50E
10
20 30 Idő (óra
40
50
vad típus
50 40 30 20
Y54H
10 0
0
10
20 30 Idő (óra)
40
50
0
10
20 30 Idő (óra)
40
50
Gut 2007; 56(10):1433-8.
Egyes kimotripszin C mutánsok szekréciója csökken sejtvonalakból Kimotripszinogén C gén promoter
A73T 1
2
3
5
6
7
8
exonok
www.pancreasgenetics.org Kimotripszin aktivitás (%)
4
vad típus
100 80 60
médium
40 20
A73T kontroll
0 0
10
20
30
Idő (óra)
40
50
sejtlizátum
A krónikus pancreatitis patomechanizmusának tripszin központú modellje Tripszinogén
PRSS1 Nat. Genet. 1996; 14:141-145
Lerch MM.
SPINK1
Tripszin
Nat. Genet. 2000; 25:213-216
CTRC Nat. Genet. 2008; 40:78-82
CTRC
Tripszin
T
SPINK1
Tripszin gátlás
p
r sz
i i
n
Tripszin lebontás
Melyek a leggyakoribb mutációk? SPINK1: 20% kontroll: 1.5%
• p.N34S (1.) hom/het (82%)
10x rizikó
CFTR: 16% kontroll: 6%
• p.F508del (81%) súlyos CF • p.R117H (70%) enyhe CF
3x rizikó 4.5x rizikó
PRSS1: 8.3% kontroll: 0%
• p.R122H (2.) (46%) • p.A16V* (4.) (25%) • p.N29I (5.) (15%)
(AD öröklődés)
CTRC: 4% kontroll: 0.8%
• p.R254W (3.) hom/het (70%) • p.K247_R254del (18%)
5x rizikó
Minimum szekvenálási cél: PRSS1 (exon 2 és 3), SPINK1 (exon 1, 2 és 3), CTRC (exon 2, 3 és 7), CPA1 (exon 7, 8 és 9) Rosendahl et. al., Gut (2012)
Klinikai példák 1. eset (BV - 25é, nő): familiáris pancreatitis CP: 6 shub (első 8é), Wirsung tág, egyenetlen, fejben meszesedés genetika: CTRC p.G60G homo, SPINK1 p.N34S hetero (60-100x) 2. eset (NL – 48é, ffi): örökletes pancreatitis CP: számos shub (első 34é), atrophizált-inhomogén, meszesedés endokrin és exokrin insuff., epeúti stenosis miatt stent/műtét/Tx genetika: CTRC p.G60G homo (8-10x) 3. eset (OA – 16é, nő): idiopathiás pancreatitis CP: 12 shub (első 11é), irreguláris-dilatált Wirsung kövekkel genetika: CTRC p.G60G homo, CFTR p.F508del hetero (20-30x) 4. eset (SzZs – 11é, fiú): recidíváló akut pancreatitis RAP: 5 shub (első 9é), Wirsung szűkület? genetika: CTRC p.G60G homo (8-10x)
www.uni-leipzig.de/pancreasmutation www.pancreasgenetics.org
www.pancreas.hu
Országos Pankreász Regiszter
A hasnyálmirigyrák genetikai evolúciója
Yachida et al., (2010), Nature 467, 1114–1117
Örökletes sokszervi rákszindróma: 1. Familiáris emlő/petefészek tumor (HBOC) BRCA1 mutáció 2,26x, BRCA2 (10%!) mutáció 3,5-8x RR 2. Örökletes dysplasiás naevus-szindróma (FAMMM) p16/CDKN2A mutáció: 17% kumulatív rizikó (@75) 3. Peutz-Jeghers-szindróma (PJS) STK11/LKB1, 132x, lifetime risk 36% (@65é) 4. Örökletes nem polipózus kolorektális karcinóma (HNPCC) MLH1, MSH2, MSH6, PMS1, PMS2, lifetime risk 5-10% 5. Familiáris adenomatosus polyposis APC, 4x RR
Genetikailag meghatározott krónikus betegségek 1. Örökletes pancreatitis (HP) 50x, lifetime risk 40% (@70) 2. Fanconi anaemia 3. Cisztikus fibrózis
3-16%
Familiáris halmozódás (elsőfokú 4.5x, 6.4x, 32x) Larghi A et al. (2009) Clin Cancer Res. 15(6),1907-1914.
Cél: T1 (<2cm)N0M0 és premalignus HG-dysplasiával (PanIN, IPMN) léziók korai diagnosztikája és terápiája örökletes rákszindróma: 1. PJS – STK11 mutáció (FDR nélkül is!) 132x!! 2. egy elsőfokú rokon + p16 (FAMMM) / BRCA2 (HBOC) / MMR (HNPCC)
genetikailag meghatározott krónikus betegség: HP tünetek esetén familiáris halmozódás (genetikai faktorok …): (legalább 2 elsőfokú rokon v. 1 elsőfokú és 2 másik rokon) More questions than answers? Canto MI et al. (2013) Gut. 62(3): 339-47.
Melyek a hasnyálmirigy premalignus eltérései?
1.Pankreatikus Intraepitheliális Neoplázia (PanIN) 2. Mucinózus Cisztadenoma (MCN) 3. Intraduktális Papilláris Mucinózus Neoplázia (IPMN)
Pancreatic cancer screening (follow-up): state of the art IGEN: EUH (84%) vagy MR/MRCP (74%) NEM: CT (27%) vagy ERCP (2%) lézió detekciós ráta magas rizikójú betegben: EUH (43%), MR/MRCP (33%), CT (11%) Genetika 10-15%, alacsony penetrancia – szűrésre nem EUH/FNA cisztikus léziók esetén ??? szűrés kezdete/vége - követési intervallumok ??? HARMADFOKÚ CENTRUMBAN, CSAPATMUNKA (intervenciós gasztroenterológus, onkológus, radiológus, sebész, citopathológus, klinikai genetikus) 70 rezekálható lézió / 1040 magas rizikójú szűrt beteg (6.7%) kb. 3.4% oldalági IPMN, kb. 2% duktális adenokarcinóma Canto MI et al. (2013) Gut. 62(3): 339-47.
A mikroRNS-ek • rövid egyszálú RNS molekulák (közel 2500 humán szekvencia) • „epigenetika” - génexpresszió szabályozása a transzláció gátlásán vagy hírvivő RNS degradáción keresztül • „biomarker” - kifejeződési mintázat a betegségre specifikusan változhat meg • nagyon stabil, paraffinba ágyazott és archivált metszetekből is kimutatható • sokféle mintából nyerhető (szövet, szérum, vizelet, széklet stb.) hsa-miR-21-5p: az egyik legkorábban felfedezett és jól ismert mikroRNS, mely számos szerv (pancreas, emlő, ovarium, vastagbél, pajzsmirigy) daganatos átalakulásában fő szerepet játszik. Oncomir-ként ismeretes.
hsa-miR-196a-3p: magas expressziós szintek hasnyálmirigy daganatokban. A krónikus pankreatitisz és hasnyálmirigyrák elkülönítő markere szövetmintákon.
MikroRNS-ek, mint új prognosztikai markerek Prognosztikai markerek (szövet) miR-21, miR-155, miR-196a, miR-210 (emelkedettség rövidebb túlélési mutatókkal) miR-34a (csökkenés rövidebb túlélési mutatókat jelent) Prognosztikai markerek (plazma) miR-21, miR-196a (növekedés rövidebb túlélési mutatókat, gyorsabb progressziót jelent) Kemorezisztencia (szövet)
miR-21 emelkedett
Clin Cancer Res. 2012;18(2):534-45. Dig Dis Sci 2011; 56:602–9. Pancreas. 2013;42(1):67-71.
Kefecitológiás mintavétel ERCP során
30-40%
• lépesméz elrendeződés • egymásra rakódó sejtek • rögös kromatinállomány • jól látható nukleoluszok
A mikroRNS-ek segítségével a pancreatobiliáris kefecitológia pontossága növelhető! hsa-miR-21-5p
hsa-miR-196a-5p 6 -
11 -
42-
9-
0-2 -
7-
-4 -6 -
5-
Benign
Malignant
T-test: 0.022
Benign
Malignant
T-test: 0.006
Normalized RT-PCR threshold cycle numbers (∆CT)
Köszönetnyilvánítás Invazív Gasztroenterológia Osztály, Országos Onkológiai Intézet dr. Pozsár József dr. Tarpay Ádám Burai Marcsi /Prof. Dr. Pap Ákos/
[email protected] Sejtanalitikai Laboratórium, II. sz. Belklinika, Semmelweis Egyetem dr. Nha Le (PhD) Fehér Boglárka (TDK) Dr. Molnár Béla Prof. Dr. Tulassay Zsolt
