Prognostická a prediktívn. vní medicína

Transkript

1 Prognostická a prediktívn vní medicína MUDr.Jana Dvořáčkov ková Ph.D

2 Moderní patologie Hlavními úkoly moderní patologie se v současnosti stávaj vají,, kromě vysoce přesné diagnostiky a určen ení etiopatogeneze nemoci na molekulárn rní, submikroskopické úrovni, také určen ení, respektive odhad prognózy nemoci, predikce reakce na léčbu l a monitorování změn n v průběhu léčby l

3 Moderní patologie - pokračov ování těchto úkolů nelze dosáhnout klasickými metodami patologie potřeba zavádění nových metod Dominantní roli hraje: - molekulárn rní patologie Tak se stává z oboru morfologického obor komplexní

4 Moderní patologie - pokračov ování Komplexnost oboru patologie zvláš áště v onkologické oblasti dokazují například nejnovější edice klasifikace nádorn dorů dle WHO, kde nezbytnou součást stí diagnostiky jsou nejen údaje makroskopické a mikroskopické,, ale také údaje vycházej zející z molekulárn rní biologie a cytogenetiky

5 Prognóza a predikce Prognózou - rozumíme me odhad další šího průběhu onemocnění bez ohledu na případnou padnou léčbu l Predikcí - rozumíme me odhad průběhu onemocnění v závislosti na konkrétn tní léčbě Jde tedy o informace zásadnz sadního významu a měly m by být co nejpřesn esnější,, protože e na nich závisz visí například strategie léčby l

6 Markery Objevují se pojmy prognostický znak/marker marker a prediktivní znak/marker marker. Proto se v poslední době začal al používat výraz prognostická a prediktivní patologie.

7 Základní rozdělen lení prognostických a prediktivních znaků 1) Mezi znaky související s nádorem patří: morfologické znaky: jako jsou grading a staging velikost léze,, charakter invaze (perineur( perineurální šířen ení, angioinvaze) či i uspořádání nádorových buněk k (papilárn rní, tubulárn rní,, solidní,, atd.) laboratorní údaje: jako jsou zvýšen ené hladiny prostatického specifického antigenu (PSA), a-a fetoproteinu (AFP), karcinoembryonáln lního antigenu (CEA), atd. molekulárn rně-biologické a genetické znaky

8 Základní rozdělen lení prognostických a prediktivních znaků - pokračov ování 2) Mezi znaky související s pacientem patří: údaje demografické : jako je věk v k (u většiny v nádorů je se vyrůstaj stajícím m věkem v prognóza horší ší), pohlaví či i socioekonomická situace znaky provázej zející nemoc (komorbidita( komorbidita): ztráta ta tělesné hmotnosti, stav imunitního systému, teploty, infekce a případnp padná další onemocnění (například přítomnost p paraneoplastického syndromu) ostatní znaky: recidiva nádoru n (zhoršuj ující prognózu), přítomnost či i nepřítomnost nádoru v resekční linii po operačním m výkonu, rychlost a dostupnost adekvátn tní léčby, atd.

9 Základní rozdělen lení prognostických a prediktivních znaků - pokračov ování 3)Mezi znaky související s okolním prostřed edím přítomnost kancerogenních ch faktorů (chemických, fyzikáln lních či i biochemických- jako jsou například nadměrn rné sluneční záření,, znečištění prostřed edí,, atd.)

10 Morfologické znaky Gradingem nádoru - označujeme stupeň jeho předpoklp edpokládané agresivity a diferenciace. Grading je založen na hodnocení stupně diferenciace a proliferační aktivity buněk. Při i stanovení diferenciace buňky se opíráme o - nukleoplazmatický poměr r (vzrůst stá s mírou m anaplazie), - velikost a pravidelnost buňky - schopnost formovat určit ité struktury (například žlázové tubuly) - stupeň kohezivity (soudržnosti) s ostatními buňkami - přítomnost či i nepřítomnost jadérka či i více v jadérek.

11 Morfologické znaky- pokračov ování Proliferační aktivitu lze v běžb ěžných histologických a cytologických preparátech sledovat různými r metodami - nejčast astěji stanovením m mitotického indexu - imunohistochemickými metodami (PCNA, Ki67). Na základz kladě gradingu se nádory n rozděluj lují do 4 skupin podle narůstaj stajícího stupně anaplazie (grade, G1-G4). G4).

12 Staging Hodnocení stagingu se děje d podle třít kritéri rií takzvaný TNM systém. T znamená stanovení primárn rní lokalizace tumoru N určuje uje postižen ení lymfatických uzlin M hodnotí přítomnost metastáz. Stupně postižen ení jsou určeny numericky PRO DIAGNÓZU PATOLOGICKOU ptnm

13 Molekulárn rně-biologické metody V poslední době je snaha, aby se určen ení potenciáln lního biologického chování nádoru opíralo nejen o morfologické znaky,, ale i o znaky stanovené molekulárn rně-biologickými metodami - například stanovení exprese onkogenů - stanovení diferenciačních ch markerů - analýza cytogenetických změn n a změn obsahu DNA - stanovení markerů angioneogeneze,, atd.

14 Prognostická a prediktivní patologie Jak již bylo zmíněno, no, patologie již není oborem výhradně morfologickým, a proto je spektrum informací získaných z vyšet etření tkání podstatně širší. Kromě významu prognostického a prediktivního mají tyto informace (související například s buněč ěčným cyklem a apoptózou zou) ) význam: - v časné detekci a diagnostice nádorn dorů - při i stanovení citlivost nádoru n na terapii - při i sledování efektivnosti léčbyl - při i analýze protinádorov dorového efektu nových potencionáln lně účinných látek l atd

15 Prognostická a prediktivní patologie Současným trendem v diagnostickém m procesu je snaha o co nejmenší zátěž pacienta, tedy snaha získat z z minimáln lního množstv ství odebrané tkáně maximum informací. Z jednoho vzorku tkáně lze získat z informace týkající se: morfologie - metodou klasického histologického ho barvení, histochemie, elektronové mikroskopie, atd.

16 Prognostická a prediktivní patologie imunofenotypu - metodou imunohistochemie - in situ hybridizace,fish atd.

17 Možnost analýzy interfázních chromozomů (nevyžaduje kultivaci buněk a přípravu metafázických chromozomů) Detekce polysomií, translokací, inverzí, delecí FISH Multi color FISH/ high resolution banding kombinace fluorochromů

18 Prognostická a prediktivní patologie molekulárn rních alterací - metodou PCR, sekvencováním, - komparativní genomickou hybridizací,, atd.) komplexního funkčního profilu - protein and gene micro-arrays arrays,, atd. Komplexnost získanz skané informace a aplikace takového spektra metod vyžaduje změny v přístupu při p i zpracovaní a uchovávání tkáňových vzorků,, při p i zpracovaní výsledků a v neposlední řadě změny v uvažovan ovaní diagnostikujícího lékal kaře. Nesmíme me zapomínat ani na souhlas pacienta

19 Legislativa Pro pacienta i diagnostikujícího lékal kaře zůstávají důležitým etickým problémem i otázky vlastnictví genetického materiálu a otázky právn vní zodpovědnosti dnosti plynoucí z informací získaných na základz kladě výsledků molekulárn rně-biologických vyšet etření (prescreening,, prenatáln lní diagnostika). Dosud neexistuje právn vní kodifikace těchto t problémů.

20 Praktické použit ití metodik v prediktivní a prognostické patologii Metodiky lze rozdělit na : - metodiky používan vané běžně - metodiky používan vané nedostatečně - metodiky, které budou používan vané v nejbližší budoucnosti.

21 Běžně používan vané metodiky Určen ení proliferační aktivity (imunohistochemick( imunohistochemické stanovení Ki67, PCNA) Stanovení DNA ploidie (počíta tačová obrazová analýza, průtokov toková cytometrie) Stanovení diferenciačních ch markerů (CD), onkoproteinů, onkofetáln lních antigenů (imunohistochemie,, průtokov toková cytometrie) Stanovení exprese receptorů pro růstovr stové faktory a hormony (steroidní hormony, c-erbbc erbb-2 ) (imunohistochemie) Stanovení chromozomáln lních poruch především m v hematoonkologii (FISH, CGH)

22 Mezi metodiky používan vané nedostatečně patří: Stanovení exprese proteinů zapojených do regulace buněč ěčného cyklu a apoptózy Stanovení exprese proteinů regulovaných růstovými faktory a hormony Stanovení apoptotického (nekrotického) indexu pro monitorování průběhu léčbyl Stanovení exprese proteinů zapojených do mnohotné lékové rezistence (MDR, multidrug resistance)

23 Metodiky používan vané nedostatečně pokračov ování Stanovení exprese klíčových nádorových n supresorů,, jejichž exprese souvisí s činností reparačních mechanizmů Stanovení exprese produktů genů odpovědných dných za reparaci chybného ho párovp rování Stanovení exprese proteinů zapojených do regulace cytochromu P-450

24 Mezi metodiky, které budou používan vané v nejbližší budoucnosti patří: Tkáňov ové micro-arrays (tkáňov ové mikročipy) ipy) DNA micro-arrays (DNA mikročipy) ipy) DNA sekvence (array)

25 DNA ČIPy - identifikace nových genů - unikátní informace o změnách v expresi celého genomu v odpovědi na pokusný zásah nové diagnostické markery (BRCA1, BRCA2-adenokarcinom mléčné žlázy nebo ovaria)

26 Nejvýznamnější aplikace prognostických a prediktivních znaků Klinicky se stanovení prognostických a prediktivních znaků nejčastěji používá u karcinomů plic karcinomů zažívacího traktu karcinomů mléčné žlázy nádorů CNS karcinomů urogenitální oblasti hematologických malignit.

27 Prognostické a prediktivní znaky u NSCLC Mezi nevýznamnější prognostické faktory u NSCLC patří Stanovení aktivace onkogenů (ras, myc, bcl-2) Ztráta ta či i mutace nádorových n supresorových genů (prb,, p53, p16) Význam mám stanovení DNA ploidie (diploidní tumory mají lepší prognózu než tumory aneuploidní) Důležitou roli hraje také stanovení exprese EGFR (receptor pro epidermáln lní růstový faktor).

28 Prognostické a prediktivní znaky u NSCLC Dobrým prognostickým a prediktivním m znakem u NSCLC mohou být: známky neuroendokrinní diferenciace (imunohistochemický průkaz exprese chromograninu, neuron-specifick specifické enolázy a Leu-7, elektronmikroskopický průkaz neuroendokrinních dense core granul) V poslední době je za důled ležitý prognostický znak považov ována angioneogeneze morfometricky hodnocená denzita cév, imunohistochemická detekce faktoru VIII., CD34, nestinu,, atd. Ukazuje se, že e u NSCLC koreluje míra m angioneogeneze s horší prognózou.

29 Prognostické a prediktivní znaky u SCLC Kromě klasického stagingu (TNM) a některých n biochemických hodnot (elevace LDH a neuron specifické enolázy v séru jsou známkami špatné prognózy) jsou v současn asné době testovány i některn které molekulárn rně- biologické faktory například proteiny zahrnuté do vývoje mnohotné lékové rezistence, inhibitory cdk jako jsou p21waf1/cip1 a p27kip1, atd většina z nich však v patří do kategorie faktorů intenzivně studovaných a v klinické praxi nejsou ve většív míře používány

30 Prognostické a prediktivní znaky u karcinomu GIT Obecně lze ale konstatovat, že e význam většiny v těchto t faktorů byl objeven v souvislosti se studiem vývoje nádorů zažívac vací roury. Typickým příkladem p je vícestupňový proces vzniku kolorektáln lního karcinomu, na němžn se v jednotlivých krocích ch podílí alterace genů kódujících ch proteiny MYC, RAS, p53, MCC ( mutated( in colorectal cancer ), DCC ( deleted( in colorectal cancer ), APC ( adenomatous( polyposis ) ) a defekty opravných mechanizmů ( microsatellite instability ). Genetické změny u familiárn rních forem kolorektáln lního karcinomu zahrnují alterace genů kódujících ch APC a HNPCC ( hereditary( non-polyposis colon cancer ).

31 Prognostické a prediktivní znaky u karcinomu GIT - pokračov ování Na vzniku karcinomů GIT se téžt podílí mutace genů kódujících ch růstovr stové faktory a jejich receptory (PDGF, EGF, TGF, EGFR, ), alterace cyklinu D, poruchy adhezních molekul, atd. V patogenezi maligních nádorn dorů GIT nelze opomenout ani roli onkogenních virů jako je EBV, HBV a HCV. Vzhledem k tomu, že e změny exprese jmenovaných znaků se podílí na vzniku nádorn dorů,, lze jejich průkaz použít t nejen k účelům m prognózy a predikce, ale také k monitorování rizika vzniku malignity resp. k její časné detekci.

32 Prognostické a prediktivní faktory u karcinomů mléčné žlázy Problematika prognostických a prediktivních faktorů u karcinomů mléčné žlázy je velmi široká Podobně jako u karcinomů GIT je vývoj karcinomu mléčné žlázy vícestupv cestupňový proces (normáln lní žlázka hyperplasie dysplasie [atypická lobulárn rní/duktální hyperplasie] adenom karcinom) DCIS G2 DCIS G1 DCIS G3

33 Prognostické a prediktivní faktory u karcinomů mléčné žlázy - pokračov ování Nejčast astěji studovanými znaky jsou průkazy změn exprese proteinů : p21ras MYC p53 BRCA 1,2, stanovení exprese a amplifikace c-erbbc erbb-2 (HER2/neu neu) stanovení exprese estrogenových a progesteronových receptorů stanovení proliferační aktivity exprese BCL-2

34 Nádory CNS Zájem neuropatologů,, molekulárn rních patologů a neurochirurgů o prognostické a prediktivní faktory v oblasti tumorů CNS se týká především astrogliomů,, a to vzhledem k tomu, že e jsou nejčast astějšími primárn rními nádory n CNS (cca 40%). Bylo zjištěno, že e u astrocytárn rních nádorů dochází k mnoha specifickým chromozomáln lním aberacím m (například delece chromozomu 9p, 10q, 11p, 13q atd.) s následnými n změnami exprese genových produktů.. NěkterN které tyto mutace mohou mít m t signifikantní vztah k prognóze a k biologickému chování.

35 Prognostické a prediktivní faktory u astrogliáln lních tumorů V praxi se nejčast astěji řeší následující otázky: Odlišen ení reaktivní gliózy (nenádorový proces) od astrocytomu nízké malignity (low( grade astrocytom,, dále d LGA). Pro LGA svědčí například pozitivita exprese p53. Přechod LGA do sekundárn rního vysoce maligního astrocytomu (high grade astrocytom, glioblastom,, dále d HGA). Pro přechod p do HGA můžm ůže e mimo jiné svědčit vysoká exprese proliferačního markeru Ki67. Určen ení prognostických a prediktivních faktorů u LGA a HGA (SAMS klasifikace, imunohistochemické stanovení exprese PTEN, MDM-2, p53, EGFR, atd.).

36 Prognostické a prediktivní faktory u karcinomů urogenitální oblasti Jde opět t o velmi širokou skupinu nádorn dorů se specifickou problematikou, uvádíme jen nejdůle ležitější znaky. U karcinomu dělod ložního čípku je důled ležitá rutinní typizace lidských papilomavirů (HPV) různými r metodami k průkazu typů viru představujp edstavujících ch vysoké riziko vzniku karcinomu (typy 16, 18, 31, 33, 35).

37 Prognostické a prediktivní faktory u karcinomů urogenitální oblasti U karcinomu močov ového měchým chýře se na prognóze podílí mutace EGFR, p53 a změny ploidie. U karcinomu prostaty jsou za potencionáln lní dobré indikátory prognózy/predikce považov ovány změny exprese androgenových receptorů,, změny exprese inhibitorů cyklin dependentních kináz (cdk)) proteinů p27kip1 a p21waf1/cip1, alterace a následnn sledné změny exprese nádorových n supresorů prb a p53, alterace proteinů cytoskeletu (cytokeratiny,, E-cadherinE cadherin,, atd.), alterace receptorů pro růstové faktory (EGFR) a také změny apoptotického indexu.

38 Prognostické a prediktivní faktory u hematologických malignit Poznání molekulárn rních mechanizmů vedoucích ch k hematologickým malignitám m patrně pokročilo nejdále. U leukemií a maligních lymfomů se například běžně používá CD typizace, detekce chromozomáln lních aberací (translokací), stanovení proteinů buněč ěčného cyklu a apoptózy (například imunohistochemický průkaz exprese BCL-2 2 u folikulárn rních lymfomů odlišuj ující maligní lymfom od folikulárn rní hyperplasie).

39 Prognostické a prediktivní faktory u hematologických malignit Většina znaků stanovených pomocí molekulárn rně- biologických a cytogenetických metodik je součást stí standardního diagnostického procesu a je zaimplementována na do nejnovější ších klasifikací hematologických malignit (REAL klasifikace, WHO klasifikace). V některých laboratořích se také rozvíjí testovaní in vitro citlivosti na cytostatika a analýza proteinů ovlivňuj ujících ch mnohotnou lékovou l rezistenci (MDR) Pro monitorování průběhu léčby l je také důležité sledování změn n exprese některých n proteinů regulujících ch buněč ěčný ný cyklus a apoptózu (prb,, p53, p21waf1/cip1, p27kip1, atd.).

40 Závěr V rutinní patologii se v současnosti objevují přístupy, jež byly dosud doménou biologie. V této to souvislosti nelze opomenout ani zvyšuj ující se podíl l počíta tačových technologií a výraznou diverzifikaci personálu (stále se rozšiřuj ující počet vysokoškolsky kolsky vzdělaných pracovníků nemedicínsk nského směru). Tyto všechny v požadavky vedou k vyšší finanční zátěži i moderních pracovišť a mnohdy je třeba t zhodnotit tzv. cost-effectivenes plánovaných vyšet etření

41 Závěr - pokračování Prognostická a prediktivní patologie sebou přináší také četné problémy metodické (dostupnost materiálu, laboratorní vybavení), problémy interpretace výsledků a problémy etické). Perspektivy prognostické a prediktivní patologie lze vidět t v několika rovinách: v oblasti metodické dojde z rutinnímu zavedení velmi výkonných metod jako jsou tissue arrays nebo DNA čipová technologie, své uplatnění také najdou metody mikrodisekce.

42 Závěr - pokračování V oblasti aplikace výsledků dojde patrně k těsnějšímu propojení prognostické a prediktivní patologie s nejmodernější šími léčebnými postupy (terapie pomocí monoklonáln lních protilátek, tek, genová terapie, nové přístupy v hormonáln lní terapii) V oblasti eticko-pr právní dojde zcela jistě k vyřešen ení mnoha nejasných či i sporných oblastí (tak, jak se to například zdařilo při p i zavádění rutinních transplantací)

43