Liquid biopsy markers – praktikabel, doch uns fehlt der richtige Marker

Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe, Campus Kiel
PD Dr. C. Schem, MaHM
Abteilung/Bereich
02.03.2015
Liquid biopsy markers – praktikabel,
doch uns fehlt der richtige Marker
Was sind liquid biopsy markers?
Klinik
für Gynäkologie und Geburtshilfe, Campus Kiel
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Wofür liquid biopsy markers?
• Therapieauswahl & Monitoring
• zur Vermeidung von ineffektiven Therapien und unnötigen
Nebenwirkungen
• Evaluation neuer Therapeutika
• Analyse immunologischer Reaktionen
• Therapie Monitoring erfolgt meist über die Bildgebung –
Strahlenbelastung – Belastung für die Patientin
• Schnellere/frühere Reaktion auf Veränderungen
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02.03.2015
Neue zuverlässige Biomarker mit verbesserter Sensitivität und
hoher Spezifität sind von großem klinischen Interesse
Wanted:
Biomarker mit hoher Spezifität und Sensibilität
• Cancer Antigen CA 15-3 hat eine Sensitivität von 60-70%
• Große Schwankungen im Messwert (u.a. metabolische Einflüsse)
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• Messung von zirkulierenden Tumorzellen
• CellSearch System (FDA approved) – Sensitivität von 65%
• 1 Zelle in 7,5 ml Blut
• >5 Zellen/7,5ml Blut – Verschlechterung der Prognose
• Einzelzellanalyse von zirkulierenden Tumorzellen möglich
Was läuft hierzu in der GBG?
• HER2 im Serum (CTC´s, micRNA in Quattro, Quinto)
• Müller V1, Gade S, Steinbach B, Loibl S, von Minckwitz G, Untch M, Schwedler K, Lübbe K,
Schem C, Fasching PA, Mau C, Pantel K, Schwarzenbach H. Changes in serum levels of
miR-21, miR-210, and miR-373 in HER2-positive breast cancer patients undergoing
neoadjuvant therapy: a translational research project within the Geparquinto trial.
Breast Cancer Res Treat. 2014 Aug;147(1):61-8.
• Witzel I, Loibl S, von Minckwitz G, Eidtmann H, Fehm T, Khandan F, Schmatloch S, Hauschild
M, Bischoff J, Fasching PA, Mau C, Schem C, Rack B, Meinhold-Heerlein I, Liedtke C, Karn
T, Huober J, Zu Eulenburg C, Issa-Nummer Y, Untch M, Müller V. Predictive value of HER2
serum levels in patients treated with lapatinib or trastuzumab - a translational project
in the neoadjuvant GeparQuinto trial. Br J Cancer. 2012 Sep 4;107(6):956-60.
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Beispiel: Zirkulierende DNA-Fragmente
• Werden in der zellfreien Blutfraktion gefunden (Plasma)
• Repräsentieren nur einen kleinen Teil der zirkulierenden DNA
• Moderne Sequenzierung ermöglicht eine schnelle Identifikation
von somatischen, genomischen Veränderungen
• Diese Veränderungen machen personalisierte Assays für das
Monitoring möglich
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• Initialstudien haben mit verschiedenen soliden Tumoren ein „proof
of concept“ vorgelegt (niedrige Fallzahlen)
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Ist diese Technologie jetzt Ready for Prime-Time?
Dawson SJ et al. - Methoden
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• Direkter Vergleich von CA15-3 und zirkulierenden Tumorzellen,
Bildgebung (CT) mit ctDNA
• Single-center Studie
• Einschlusskriterien: Patientinnen mit metastasiertem
Mammakarzinom unter Behandlung
• 52 Patientinnen rekrutiert
• 30 Patientinnen zeigten genomische Veränderungen im Tumor, die
ein Monitoring ermöglichen (60%)
• Serielle Blutentnahmen 4/2010 und 4/2012 über 3 oder mehr
Wochen
• CT-Analyse erfolgte verblindet nach RECIST-Kriterien (Version
1.1)
Dawson SJ et al. - Methoden
• Identifikation der somatischen genomischen Veränderungen:
Sequenzierung anhand der DNA des Primarius
Mutationen und strukturelle Variationen: PIK3CA und TP53
Paired-end whole-genome Sequencing
Kandidatengenmutationen und strukturelle Varianten wurden mit
Hilfe der Sanger-Sequenzierung als somatisch validiert
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•
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•
•
•
Die DNA-Isolation erfolgt aus dem Plasma
Die DNA mit den spezifischen Varianten und Mutationen wurden mit
Hilfe einer quantitativ digitalen PCR identifiziert
•
•
CA 15-3 Assay aus dem Plasma als Immunoassay
Zirkulierende Tumorzellen aus dem Vollblut innerhalb von 96
Stunden (CellSearchSystem – Veridex, USA)
Die Auswertung erfolgt jeweils verblindet (z.B. Bildgebung)
•
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Dawson SJ et al. - Methoden
• In 97% (29 von 30 Pat.)
Konnte ctDNA
nachgewiesen werden
• In 60% (30 von 52) konnten
entweder Mutationen oder
SV nachgewiesen werden
• CA 15-3 in 78% (21 von 27)
• cTC in 87% (26 von 30)
• Die ctDNA zeigt eine
größere Variationsbreite und
eine bessere Korrelation mit
der Tumorlast
• Die ctDNA liefert die
frühsten Veränderungen bei
Therapieansprechen
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• Mediane DNA-Menge: 150
Kopien/ml Plasma
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• Die Methode ist
quantitativ (A)
• Verschiedene
Mutationen zeigen
denselben Verlauf (B)
• Es gibt aber klonale
Heterogenität mit
dominierenden
Mutationen (C)
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• Veränderungen zu
verschiedenen
Zeitpunkten der
Tumorevolution
verhalten sich
unterschiedlich (D)
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Überlegende Sensitivität im
Vergleich CA15-3 und cTC
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Ausblick
• Screening bei Rezidiv Gefahr einer asymptomatischen Patientin.
Zunächst muss der Nutzen aber im Patienten Outcome bewiesen
werden!
• Die Technologie liefert die Identifikation neuer Mutationen und
Informationen über die personalisierte Tumorevolution - mögliche
Targets, die aus dem Primärtumor nicht ersichtlich sind.
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• Eine Verknüpfung der genetischen Informationen mit dem
klinischen Phänotyp des Tumors (Signaltransduktionswege) stellt
die größte Herausforderung dar.
Liquid biopsy markers - Fazit
• Das Proof of concept für die ctDNA als sensitiver Biomarker ist
erbracht!
• Ob das Überleben der Patientinnen verbessert werden kann bleibt
zu beweisen!
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• Die technologischen Entwicklungen und den damit verbundenen
Preisentwicklungen spielen bei der Etablierung des Markers die
entscheidende Rolle
Preisentwicklung des Deep-Sequencing
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DNALDI