Mutation von K-RAS, CDKN2A, SMAD4 und TP53 bei Bauchspeicheldrüsenkrebs: Rolle der Flüssigbiopsie bei der präoperativen Diagnose

HINTERGRUND Bauchspeicheldrüsenkrebs ist die vierthäufigste krebsbedingte Todesursache in den westlichen Ländern und wird voraussichtlich bis 2030 zur zweithäufigsten Todesursache werden [1]. Ungefähr 80 % der Patienten sind zum Zeitpunkt der Diagnose inoperabel [2], einschließlich 41,4 % der Patienten, die bei der explorativen Laparoskopie/Tomie als inoperabel befunden wurden [3]. Darüber hinaus benötigen bis zu 38 % der letztendlich resezierten Patienten eine Gefäßresektion, um eine radikale Pankreatektomie zu erreichen [4], etwas mehr als die Hälfte davon aufgrund einer histologischen Invasion [2]. Nicht zuletzt kommt es bei erfolgreich resezierten Patienten innerhalb von 12 Monaten in mehr als 40 % der Fälle zu einem Rezidiv mit schlechter Prognose [5]. Diese Patienten mit frühem Rezidiv zeigen innerhalb von 12 Monaten eine lokale Ausbreitung oder Metastasierung, wobei das Überleben nach dem Rezidiv und das Gesamtüberleben mehr als halbiert sind im Vergleich zu Patienten, die mehr als ein Jahr nach der Resektion erneut auftreten [5]. Eine Laparotomie kann daher bei solchen Patienten nutzlos sein. In diesem Setting spielt die neoadjuvante Behandlung eine Schlüsselrolle. Es hat die potenziellen Vorteile, allen Patienten eine systemische Therapie mit einer erhöhten Wirksamkeit von Strahlen- und Chemotherapien zu bieten, die in einem jungfräulichen Feld verteilt sind, Patienten mit aggressiver Tumorbiologie zu identifizieren, die kurz nach der Operation wieder auftreten könnten und daher nicht von einer Operation profitieren würden. Darüber hinaus könnte eine neoadjuvante Therapie den Tumor herunterstufen, wodurch Resektionen großer Gefäße vermieden, Resektionen mit positiven Rändern verringert und postoperative Pankreasfisteln verringert werden [6]. Leider ist die Bildgebung zur Vorhersage der Resektabilität nach neoadjuvanter Behandlung nicht mehr zuverlässig [7]. Die durchschnittlichen direkten Gesamtkosten eines Patienten mit einer resektablen Erkrankung betragen 134.700 USD, während diese Kosten für metastasierte oder nicht resezierbare Patienten 49.000 bis 65.300 USD betragen [8]. Ein richtig inszenierter Patient bietet eine bessere Ressourcenallokation.

Die Flüssigbiopsie liefert eine nicht-invasive Signatur des Tumors, sie basiert auf zirkulierendem genetischem Material, das aus dem Zellumsatz und damit insbesondere aus dem Tumor stammt [9]. Die Analyse von Mutationen an zellfreien Nukleinsäuren liefert translationale Informationen zur Tumorbiologie und damit zu ihren klinisch-pathologischen Merkmalen und wahrscheinlich zu ihrem Fortschreiten. Das Fortschreiten von Bauchspeicheldrüsenkrebs wird seit langem untersucht. Klar ist, dass aktivierende K-RAS-Mutationen ein frühes Ereignis in den meisten Läsionen sind, gefolgt von inaktivierenden Mutationen in CDKN2A, TP53 und SMAD4 [10]. Diese 4 Berggene sind in einer autoptischen Studie prädiktiv für das Progressionsmuster: Patienten mit 2 oder weniger Genmutationen entwickelten mit größerer Wahrscheinlichkeit ein oligometastatisches Versagen und zeigten bei der Diagnose ein früheres Krankheitsstadium als Patienten mit 3 oder mehr mutierten Genen [11]. K-RAS-Mutationen wurden mit einem schlechteren Gesamtüberleben in Verbindung gebracht, insbesondere wenn sie durch Flüssigbiopsie im peripheren Blut gefunden wurden [12]. CDKN2A-Mutationen wurden mit einer lymphatischen Invasion und einem weit verbreiteten metastatischen Wiederauftreten in Verbindung gebracht [13]. TP53-Mutationen wurden mit schlechter Differenzierung und lokoregionärem Rezidiv in Verbindung gebracht [13]. Schließlich wurden SMAD4-Mutationen mit Pfortaderinvasion, Perineuralinvasion und Lymphgefäßinvasion in Verbindung gebracht [14]. Neben Hinweisen auf diese Berggene gibt es eine wachsende Zahl von Hinweisen auf mehrere Stadien- und Prognoseprädiktoren: MET-Protein-Überexpression korrelierte signifikant mit erhöhtem TNM-Stadium und verschlechtertem Überleben [15]; Die EDIL3-Expression war in PDAC sowohl in Zelllinien als auch in klinischen Proben signifikant hochreguliert und korrelierte mit dem TNM-Stadium, der T-Klassifizierung und den Gesamtüberlebenszeiten der Patienten [16]; BRCA1/BRCA2-Mutation sagen signifikant kürzeres krankheitsfreies Überleben und Gesamtüberleben voraus [17]; Eine hohe RAB27A-Expression war signifikant mit der Gefäßinvasion und dem Tumorstadium assoziiert [18].

Diese Daten wurden an Tumorproben und damit in der Regel an Präparaten validiert, da nur 53,3 % der ultraschallgesteuerten Biopsien genügend Material für die Histopathologie und/oder Immunhistochemie liefern [19]. Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass Bauchspeicheldrüsenkrebs neben Dickdarm-, Magen- und Brustkrebs einer der 4 Krebsarten ist, bei denen nachweisbare ctDNA-Spiegel entweder in lokalisierten oder in metastasierten Stadien vorhanden sind [20]. Wie aus früheren Studien hervorgeht, beträgt die Übereinstimmung zwischen Plasma- und Primärtumormutationen beim Bauchspeicheldrüsenkrebs bis zu 100 % [9, 21].

Die Untersuchung dieser Mutationen in der Flüssigbiopsie würde nicht-invasive Informationen über das präoperative Staging und den Verlauf des Musters und damit eine genauere Therapieplanung liefern.

ZIEL DES PROJEKTS Diese Studie ist eine Pilotstudie. Genomische Daten werden zusammen mit den klinischen Merkmalen der Krankheit für jeden Patienten beschrieben.

Das primäre Ziel dieser Studie ist es, die Beziehung zwischen Mutationen der Hauptgene, die für das Fortschreiten von Bauchspeicheldrüsenkrebs verantwortlich sind (K-RAS, CDKN2A, SMAD4 und TP53), zusammen mit anderen, die sich auf das Stadium und die Prognose beziehen (MET, BRCA1/BRCA2, EDIL3 und RAB27A), nachgewiesen im peripheren Blut und Zeit bis zur Progression und Gefäßinvasion bei Patienten, die sich einer Pankreatektomie unterziehen. Weitere interessante Ergebnisse sind klinisch-pathologische und operative Merkmale wie Operationszeit, Art der Gefäßresektion, klinisches Stadium, pathologisches T-, N- und M-Stadium, Randstatus und Gesamtüberleben.

MATERIAL UND METHODE Patienten mit nicht-metastasiertem PaC, die sich einer Pankreasresektion unterziehen, werden aus den chirurgischen Abteilungen eines multizentrischen internationalen Netzwerks aufgenommen. Blutproben in EDTA werden zweimal 10 Minuten lang bei 2300 U/min zentrifugiert. Flüssige Biopsien werden präoperativ entnommen und bei -80° gelagert. Eine geschützte anonyme multiparametrische Datenbank wird mit allen relevanten Patienten- und Krankheitsinformationen gefüllt (Geschlecht, Geburtsdatum, Komorbiditäten, BMI, Labortests, bildgebendes klinisches Stadium, Operationszeit, Operationsart, Aufenthalt auf der Intensivstation, postoperative Dindo-Clavien-Morbidität, pathologisches Stadium, TNM, Grading, ajcc 8. Stadium, perineurale, vaskuläre und lymphatische Invasion, Resektionsränder, krankheitsfreies Überleben, Gesamtüberleben) und K-RAS, CDKN2A, SMAD4, TP53, MET, BRCA1/BRCA2, RAB27A und EDIL3 somatisch genetisch Mutationen auf Flüssigbiopsie mit Next Generation Sequencing (NGS).

Die Rekrutierung erfolgt multizentrisch: AOU sant'andrea di Roma, Policlinico Universitario Gemelli di Roma, St. Vincent University Hospital Dublino, Policlinico Universitario di Modena.

STATISTISCHE ANALYSE Die Bewertung der Beziehung zwischen Genmutationen und vaskulärer Invasion wird mittels logistischer Regressionsmodelle durchgeführt. Eine Gesamtpunktzahl wird basierend auf der Rundung der geschätzten Log-Odds-Verhältnisse erstellt und ihre Leistung anhand von ROC-Kurven und C-Statistiken bewertet.

Eine Auswertung der bedingten Assoziation erfolgt ebenfalls mittels multivariabler logistischer Regressionsmodelle, die durch Minimierung des Akaike-Informationskriteriums ausgewählt werden.

Um sekundäre Ergebnisse zu bewerten, werden wir in ähnlicher Weise auch Cox-Regressionsmodelle verwenden.

Nach unserem besten Wissen gibt es in der Literatur Informationen zur Häufigkeit der Gefäßinvasion bei Pankreatektomien mit Gefäßresektion (56,7 %) und zu Mutationen der interessierenden Gene beim duktalen Adenokarzinom des Pankreas (die niedrigste mutierte Allelhäufigkeit beträgt 30 % für CDKN2A). Da es keine vorherige Hypothese zum Zusammenhang zwischen Genen und Gefäßinvasion gibt und es sich bei dieser Studie lediglich um die Analyse einer kleinen Blutmenge handelt, die kein zusätzliches Risiko für den Patienten darstellt, haben wir uns entschieden, eine Pilotstudie mit 50 Patienten durchzuführen. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Pilotstudie wird dann eine vollständig geplante und mit ausreichender Power ausgestattete Studie durchgeführt. Die Stichprobengröße von 50 wird als klein genug erachtet (unter Berücksichtigung, wie gesagt, kein zusätzliches Risiko und kein Einsatz invasiver Techniken), aber groß genug, um zu garantieren, dass die endgültige Kontingenztabelle nicht spärlich ist. Alle Analysen werden mit der R-Software durchgeführt.

SCHLUSSFOLGERUNGEN Nicht-metastasierende paK stellen eine Herausforderung bei der Staging- und Prognosedefinition dar. Eine auf den Patienten zugeschnittene Behandlung erfordert ein genaues präoperatives Staging. Bisher verlassen mehr als 40 % der als resektabel eingestuften Patienten den Operationssaal unreseziert, und weitere 40 % der resezierten Patienten erkranken innerhalb eines Jahres erneut. Unter den Patienten, denen eine Operation angeboten wird, würden einige von einer neoadjuvanten Behandlung und einige andere von palliativen Behandlungen profitieren. Aus diesem Grund ist ein zuverlässiges präoperatives Staging für die therapeutische Entscheidungsfindung unerlässlich. Invasive diagnostische Tests des Pankreas sind aufgrund seiner zentralen retroperitonealen Lage teuer und riskant. Flüssigbiopsie bietet eine nicht-invasive Tumorcharakterisierung. Diese Studie wird die erste sein, die die Beziehung der vier Hauptgene zusammen mit 5 anderen prognostischen Genen, die an der Entstehung und Progression von Bauchspeicheldrüsenkrebs und dem T-Stadium beteiligt sind, mit besonderer Berücksichtigung des frühen Wiederauftretens und der Gefäßinvasion durch Flüssigbiopsie analysiert. Dies führt zu einer besseren Ressourcenallokation, Behandlungsplanung und Patientenergebnissen.

VERWEISE

1. Krebsres. 2014; 74: 2913-2921
2. Ann Chirurg Oncol. 2016 Jun;23(6):2028-37
3. Cochrane Database Syst Rev. 2016 Juli 6;7:CD009323
4. J Gastrointest Surg 2004 Dec;8(8):935-49
5. Ann Surg 23. März 2018 Epub vor Drucklegung.
6. J Gastrointest Oncol. 2015 Aug;6(4):418-29.
7. Ann Chirurg. 7. Dezember 2017. doi: 10.1097/SLA.0000000000002600. [Epub vor dem Druck]
8. Krebs. 15. Okt. 2012;118(20):5132-9
9. Science 2018 Feb 23:359(6378):926-930.
10. Onkogen. 7. November 2013;32(45):5253-60.
11. Clinic Cancer Res 2012 15. November;18(22):6229-47.
12. Cancer 2015 Jul 1;121(13):2271-80.
13. Ann Surg 2013 Aug;258(2):336-46.
14. Bauchspeicheldrüse Mai 2015;44(4):660-4.
15. World J Gastroenterol 2014 Jul 14;20(26):8458-70.
16. Oncotarget 2016 Jan. 26;7(4):4226-40.
17. J Am Coll Surg 2018 Apr;226(4):630-637.
18. Med Oncol (2015) 32:372.
19. Gastrointest Endosc. 2016 Okt;84(4):670-8.
20. Sci Transl Med 2014 Feb 19;6(224):224ra24.
21. Proc Natl Acad Sci USA 2017 Sep 19;114(38):10202-10207.