Immunsystem und die Mammastammzelle – eine wichtige Allianz

Gensignaturen - Optimierung des
Einsatzes und neue Ansätze
(Endopredict, NGS)
Marcus Schmidt
Brustzentrum
Universitäres Centrum für Tumorerkrankungen
Universitätsmedizin Mainz
Gensignaturen mit zusätzlichen
prognostischen Informationen?
Molecular Portraits – PAM50 - Prosigna®
-Basal-like
-Erb-B2
-Normal breast-like
-Luminal / ER+
Perou et al, Nature 406: 747-752, 2000
Sorlie et al, PNAS 98: 10869-10874, 2001
Parker et al, J Clin Oncol 27: 1160-1167, 2009
Gnant et al. Ann Oncol 25:339-345, 2014
Mammaprint ® Validierungsstudie

295 Patientinnen

Microarray zur Evaluierung des 70
Gene umfassenden
Prognoseprofils

Ungünstiges (n=180) vs. günstiges
(n=115) Profil
(Korrelationskoeffizient 0,4)

Metastasenfreies Überleben
 50,5% vs. 85,2%
 HR 5,1 (2,9-9,0)

Gesamtüberleben
 54,6% vs. 94,5%
Van de Vijver et al, N Engl J Med 347: 1999-2009, 2002
Recurrence Score – Oncotype DX®

ER+ HER+(8%)/- (92%) N0
aus NSABP B-14 (n=668)

RT-PCR mit 21 Genen an
FFPE

Recurrence Score
 51% low risk mit 6,8%
Metastasen
 22% intermediate risk
mit 14,3% Metastasen
 27% high risk mit
30,5% Metastasen

Multivariat unabhängig
Paik et al, N Engl J Med 351: 2817-2826, 2004
Sind die „Üblichen
Verdächtigen“ immer die
optimale Wahl?
Strategien zur Signaturerstellung
Sotiriou & Pusztai, N Eng J Med 360:790-800, 2009
EndoPredict® (EP) Test bei ER+/HER2Mammakarzinomen

Genexpressionsprädiktor bei ER+ HER2 Findungskollektiv: Mainz, Frankfurt, Hamburg,
Stuttgart (n=964)
 Affymetrix HG-U133A (n=253), Genselektion topdown
 Transfer in Paraffingewebe mittels qRT-PCR bei
„matched pairs“ (Mainz, n=159)

EP Risikoscore multivariat unabhängig (n=1702)

Kombination mit T und N steigert Aussagekraft
(EPclin)
 10-Jahres Fernmetastasenrate low- vs. high-risk:
 4% vs. 28% (ABCSG-6); 4% vs. 22% (ABCSG-8)

EPclin allen untersuchten Risikofaktoren
überlegen
EPclin Low-risk 63%
Filipits […] Schmidt et al, Clin Cancer Res 17:6012-6020, 2011
Späte Metastasen?
EndoPredict® - späte Metastasen
 ABCSG-6/-8 (n=1702)
 Metagene Proliferation und ER-reguliert
 EPclin 64% low-risk
 1,8% späte Metastasen
 EPclin identifiziert Niedrigrisikogruppe
Dubsky […] Schmidt et al, Br J Cancer 109: 2959–2964, 2013
Reproduzierbarkeit?
EndoPredict® – Reproduzierbarkeit
 Dezentral in 7 Molekularpathologien
 Jeweils 10 paraffin-eingebettete Fälle
untersucht
 Erfolgsrate 100%
 Exzellente Korrelation mit
Referenzwert (Pearson 0,994)
 Alle Präparate in der korrekten
Risikogruppe
 Sensitivität und Spezifität 100%
 Konkordanz 100%
 Kappa 1,0
Denkert […] Schmidt et al, Virchows Arch 2012
Empfehlungen / Leitlinien?
St. Gallen 2013 –
Personalizing the treatment

Subtype
Therapy
Luminal A
ET
Luminal B (HER2
negative)
ET +/- CT („perceived
risk“)
Luminal B (HER2
positive)
CT + Anti-HER2 + ET
HER2 positive (nonluminal)
CT + Anti-HER2
Triple-negative
CT
“…where multi-gene molecular assays are readily available many clinicians prefer
to base chemotherapy decisions for patients with luminal disease on these
genomic results rather than the surrogate subtype definitions”
Goldhirsch et al, Ann Oncol 2013 Aug 4. [Epub ahead of print]
Klassifikation, Signaturen und Prognose
EP
Test
Sotiriou & Pusztai, N Eng J Med 360:790-800, 2009
Sind darin alle Facetten der
Prognose enthalten?
0.8
0.6
0.4
IGKC median (n=383)
0.2
Metastasis free survival rate (MFI)
IGKC median (n=383)
Combined cohort
P<0.001
0.0
1) normal-like
2) luminal A
3) luminal B
4) basal-like A
5) basal-like B
1.0
Bedeutung von tumorinfiltrierenden Immunzellen beim
Mammakarzinom – T Zell und B Zell Metagen sowie
Immunglobulin Kappa C (IGKC)
0
2
IGKC median:350
IGKC median:330
4
316
273
6
286
221
8
221
169
10
150
118
Metastasis free survival time (years)
Schmidt et al, Cancer Res 68: 5405-5413, 2008
Schmidt et al, Cancer Res 69: 2695-2698, 2009
Schmidt et al, Clin Cancer Res 18:2695-2703, 2012
Bestätigung prognostisch relevanter B
Zell Signaturen durch mRNA-seq

Nachweis von B Zell Diversität und
somatischer Hypermutation (SHM) der
B Zell Rezeptor (BCR) Sequenzen durch
mRNA-seq (n=728 + 266)

B Zell Signaturen prognostisch bei:



Klonale Restriktion der BCR Sequenzen
mit geringer Diversität und SHM bei:



basal-like und HER2-E Mammakarzinomen
immunreaktiven Ovarialkarzinomen
basal-like und HER2-E Mammakarzinomen
immunreaktiven Ovarialkarzinomen
Antigen-abhängige antitumor B Zell
Immunität
Iglesia et al, Clin Cancer Res 20:3818-3829, 2014
Molekulare Onkologie
„Auf der Suche nach der Achillesferse“
Dtsch Arztebl 2014; 111(37)
Der nächste Schritt:
Next Generation Sequencing
Application of Next Generation
Sequencing to Breast Cancer
ACTCTACTACTACAACCCA
ATATCTAGCTAGCTACGTG
ACTGACTGATCGTGAACCC
GCTGCTAGCTAGCTGCTAG
CATGCTAGCTAGCTAGCAC
CATGCATCGTAGCTCGACC
ACGTACGCGACAGTTTCAC
CGCATGGTCGTAGCTACTA
…
Sample
preparation
Sequencing
Billions of sequence
reads
Computational
processing
Interpretation
Figure 1. NGS sequencing. DNA and RNA samples are prepared for sequencing, including amplification
and adaptor ligation. NGS sequencing generates billions of sequence reads. These reads are
computationally processed, comparing tumor reads to a reference genome, followed by interpretation.
Castle, Kong, Schmidt, submitted
Comprehensive molecular portraits of
human breast tumours
The Cancer Genome Atlas network, Nature 490: 61-70, 2012
Zukunft der personalisierten
Medizin durch
Sequenzierung?
SAFIR01
 pM1 (n=423)
 CGH in 67% + Sanger
Sequencing (PIK3CA, AKT1) in
70% erfolgreich
 Targetable alterations in 46%
 PIK3CA 25%, CCND1 19%, FGFR1
13%, <5%: AKT, EGFR, MDM2
 Personalisierte Therapie in 13%
(n=55) durchgeführt
 OR 9% (n=4)
 SD 21% (n=9)
 Personalisierte Therapie ist
machbar
Andre et al, Lancet Oncol 15: 267-274, 2014
Ein weiterer Schritt:
personalisierte Vakzinierung
IVAC: A collaborative Project for Development
and Testing of an Individualized Vaccine Concept
RNA
Clinical
specimen
Normal
Tumor
NGS
Normal vs Tumor
x
x
Non-synonymous
somatic
mutations
Polytope
Vaccine
•
All somatic mutations in the tumor of the patient are determined by NGS (Next
Generation Sequencing)
•
A poly-neo-epitopic coding RNA based vaccine featuring the unique mutation signature
of this patient is to be engineered and administered as an individualized treatment