Pathologie: herkennen van kanker Han van Krieken, patholoog Universitair Medisch Centrum St. Radboud Nijmegen
Pathologie: herkennen van kanker
• Definitie • Moleculaire basis • Morfologie en aanvullende technieken • Criteria • Statement
Definitie Kanker is gedefinieerd als een proces dat als gevolg van genetische veranderingen gestoorde groeiregulatie heeft en dat via invasieve groei en uitzaaiingen kan leiden tot het overlijden van de patiënt.
Hanahah and Weinberg, Cell 2000 Hallmarks of Cancer
Hanahah and Weinberg, Cell 2011
Morfologie • Kanker wordt meestal gediagnostiseerd op basis van weefselonderzoek door een patholoog
• Morfologie • Immuunhistochemie • En steeds meer: moleculair
Criteria • belangrijkste biologische criterium: uitzaaiing, •
metastase (vrijwel nooit doorslaggevend voor de patholoog) afgeleide criteria: - (solide tumoren) invasieve groei - cellulaire veranderingen (cel- en kernpolymorfie, atypie) - veranderde architectuur (cribriforme of solide groei)
Criteria, vervolg Uitzonderingen: carcinoid Problemen ‘low malignant potential’, ‘borderline’, ‘atypisch’ of ‘tumor’
Conclusie: ga niet alleen op de naam van een proces af, maar ga na welke ziekte-entiteit door een bepaalde diagnose wordt gerepresenteerd.
Meer problemen Voorspellen/ behandeling Grijs gebied Toetsbaar Conclusie: de grens tussen goed- en kwaadaardig is niet scherp, de voorspelling is niet absoluut.
Meer problemen: Sampling Klein biopt Tumoren zijn vaak heterogeen Conclusie: als de pathologische diagnose onverwacht is, niet past bij het klinische vermoeden, denk dan altijd aan de mogelijkheid van sampling error.
Nog meer problemen: Definiëren Definities veranderen Voorbeeld: MALT-lyfoom van de maag
Extranodaal marginale zone lymfoom
• Primair maag lymfoom • Pseudolyfoom • Clonaliteit, MALT-lymfoom • Rol Helicobacter pylori • Marginale zone lymfoom
large cell small cell small/large small cell
• Extranodaal marginale zone lymfoom
De klinisch patholoog • • • • • •
Makroskopie Mikroskopie Immunohistochemie Enzymhistochemie Electronen microscopie Moleculaire pathologie
• Onderdeel van het multidisciplinair team
Macroscopische en microskopische beoordeling mesorectum CRM distal margin
mesorectum
CRM
Macroscopie
Compleet mesorectum:
Onverwacht positieve marge
Microscopie
Weinig stromareactie
Moleculaire pathologie: EGFreceptor blokkade
Colorectal
Lung
Head and Neck
Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) in Colorectal Cancer • EGFR can be overexpressed in colorectal cancer • Tumor cell proliferation and growth can result from EGFRmediated signals
• In vitro and in vivo data suggest that preventing the binding of natural ligands to EGFR may result in inhibition of tumor cell growth and lead to cancer cell death • Monoclonal antibodies can inhibit the binding of ligands such as EGF, TGF-, and other ligands to EGFR
Herbst RS, Shin DM. Cancer. 2002;94(5):1593-1611.
EGFR Belongs to the ErbB Family of Cell Surface Receptors
Extracellular Domain
Transmembrane Domain Intracellular TK Domain ErbB3 (HER3) ErbB1 (EGFR)
ErbB2 (HER2/neu)
ErbB4 (HER4)
EGFR Activation Enhances Pathways Important for Tumor Cell Growth EGFR Activation
Blood Vessel
Tumor
Metastatic Spread
Angiogenesis Cell Survival
Tumor Blood Vessel Proliferation
EGFr- expression: normal, adenoma, carcinoma
EGFr expression: heterogeneity
Inhibition of EGFR dimerisation and downstream signalling that includes RAS proteins EGF EGFR
TGF-α
EGFR Homodimer
Panitumumab
EGFR RAS GTP
RAS GDP
RAF
Nck MEK
PI3K
Rac PAK
Proliferation Anti-apoptosis Angiogenesis Survival Metastasis
PLCγ PTEN
AKT
JNKK
ERK
JNK PKC
S6K
mTOR
Myc Elk
Jun
Fos Yang XD, et al. Cancer Res 1999; 59:1236-43; Foon KA, et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2004; 58:984-90; Hecht JR, et al. Proc Am Soc Clin Oncol 2004; 22:A3511; Crawford J, et al. Proc Am Soc Clin Oncol 2004; 22:A7083.
©2007 Amgen Inc. All rights reserved
KRAS Is Important in Growth and Cell Division—Mutations Can Cause Cancer inactive GDP
Normal: – Growth – Proliferation – Differentiation
active GTP
inactive GDP
active
*
GTP
ABNORMAL: – Growth – Proliferation – Differentiation
• Ras proteins are GTPases • Ras family members include: KRAS, NRAS, and HRAS • Normal cycle occurs between a GDP-bound (inactive) and a GTPbound (active) form of Ras • Specific mutations in the KRAS gene result in a constitutively active protein Schubbert S, et al. Nature Rev Cancer. 2007;7:295-308.
KRAS & NRAS mutation hotspots EXON 1
EXON 2 12 12
KRAS
59 59
EXON 2 12
12 1313
4%
59
61 61
EXON 4 117117
146146
5%
6%
EXON 3
EXON 4
40%
EXON 1
NRAS
13 13
EXON 3
59
61 61
4%
117
117
146146
0%
Among WT KRAS exon 2 patients, an additional 17% of tumours with RAS mutations were found
Conventional ‘Sanger’ sequencing
PCR
KRAS
EGFR
BRAF
Sequence
TP53
Next generation sequencing
PCR TP53 EGFR KRAS BRAF
Sequence
OncoNetwork Consortium: 8 experienced labs in colon and lung cancer diagnosis Prof. Ian Cree Warwick Medical School United Kingdom
Dr. Marjolijn Ligtenberg & Dr. Bastiaan Tops Radboud University Nijmegen Medical Centre The Netherlands
Prof. Orla Sheils Trinity College Dublin, Ireland
Dr. Cristoph Noppen & Dr. Henriette Kurth VIOLLIER AG Basle, Switzerland
Dr. Ludovic Lacroix Institut Gustave Roussy Paris, France
Prof. Aldo Scarpa ARC-NET University of Verona Italy
Dr. Nicola Normanno Centro Ricerche Oncologiche Mercogliano, Italy
Prof. Pierre Laurent Puig Université Paris Descartes, France
Alain Rico Rosella Petraroli
Proof of principle
• 90 amplicons; 22 genes • RTKs: EGFR, ERBB2, ERBB4, MET, ALK FGFR1, FGFR2, FGFR3, DDR2
• RTK pathway: KRAS, NRAS, PIK3CA, BRAF, PTEN, MAP2K1, AKT1, STK11
• Other cancer genes: TP53, CTNNB1, SMAD4, FBXW7, NOTCH1 RTKs, receptor tyrosine kinases
10 ng FFPE derived DNA in 1 reaction (N.B. no complete gene coverage)
ER
HER2
KIT
EGFR
HER-2 amplified breast carcinoma
Conclusie De diagnostiek beweegt zich in de richting van het definiëren van ziekte entiteiten en het bijhorend klinischpathologisch spectrum. Een simpele indeling kanker versus niet kanker kent de natuur niet.
Case history •Female (13-09-46) •1994: histologically proven celiac disease •2000: in spite of diet return of symptoms •biopsy 00-13423: histology almost normal •no treatment •2001: twice new biopsies
Further studies • Flow-cytometry (April 2001): loss of surface CD3 • Southern-blotting: the same clonal result for TCR in submitted biopsy and in September 2001
Summary & Diagnosis • Ongoing clinical deterioration • Histology normal • Aberrant phenotype • Persistent clone
• High risk refractory celiac disease
Clonality analysis in celiac disease (Biomed 2 primers) • Clonal results in: • Enteropathy associated T-cell NHL • Refractory celiac disease • Untreated celiac disease • Dyspepsia, diarrhoea
4/4 10/18 4/10 3/9
Conclusion • Histology alone is not sufficient • Clonality analysis needs to be interpreted with care and in the right clinicopathologic setting • Treatment in controlled trial
Statement: Refractaire coeliakie is een vorm van kanker Patiënten met coeliakie:verhoogd risico op T-cel lymfomen. Dit zijn agressieve lymfomen waartegen geen behandeling mogelijk is en waaraan patiënten meestal binnen enkele maanden overlijden. Er komt bij patiënten met coeliakie ook een situatie voor waar zij niet meer reageren op dieettherapie: refractaire coeliakie. Morfologisch is er dan niet veel te zien. Met technieken als flow-cytometrie en moleculaire biologie kan een aberrante Tcel populatie worden gevonden, een echt lymfoom kan de patholoog morfologisch niet diagnosticeren. De meerderheid van de patiënten in deze situatie ontwikkelt later een lymfoom.
