Molekulárně cytogentické změny u nádorů CNS

Mgr. Zuzana ŠPORIKOVÁ

Doctoral thesis

Molecular Cytogenetic Changes in CNS Tumours

Abstract:

Od roku 2016 jsou mutace IDH1/2 klíčovým parametrem v určování diagnózy, prognózy a léčebného režimu u difúzních astrocytárních a oligodendrogliálních nádorů. Současný postup stanovení těchto mutací vychází z imunohistochemického vyšetření pomocí protiláty na průkaz přítomnosti nejčastější varianty IDH1 R132H čítající 90 %. Zbylých 10 % připadá na raritní varianty, které jsou dle WHO vyšetřovány sekvenováním. Toto vyšetření se doporučuje v případě negativního výsledku IHC IDH R132H a za podmínky, že není pacient starší 55 let. Nad tuto věkovou hranici je frekvence mutací uváděna pouze okolo 1 % a finanční nákladovost metod k takto nízkému záchytu je neúměrně vysoká. V první části byla retrospektivně vyšetřena skupina pacientů s gliomem (n = 275), kteří podstoupili chirurgické odstranění nádoru. Četnost varianty mutace IDH1 R132H byla v naší studii 91 %. Míra shody metod sekvenování a IHC byla spočítána na 94 % (60/64). Kromě zmiňované varianty R132H byly vyšetřeny raritní varianty včetně R132C (záchyt 3 % v naší studii), R132S (1 %) a R132G a R132L (v naší práci nebyla detekována). Varianty IDH2 jsou méně časté, přičemž R172K byla pozorována u 3 % pacientů s gliomem, R172M (1 %), R172W (v naší studii nebyla nalezena) a R172S (v naší studii nebyla nalezena). V této studii byla prokázána shoda s již dříve publikovanými výsledky četnosti a frekvence jednotlivých variant mutací IDH u gliomů. Získané výsledky potvrzují, že je vhodné doplnit standardní IHC vyšetření o sekvenování a tak zamezit riziku falešně negativních vzorků. Celkové náklady fast IDH kitu vychází až o polovinu levněji oproti NexteraXT a zároveň dochází ke značnému zkrácení doby zpracování vzorku. Čímž byl zpochybněn model publikovaný DeWitt z roku 201787, který je založen na nákladech za NGS čítajících 1800 USD (~ 1500 eur) za vzorek. Z důvodu značného snížení nákladů na NGS vyšetření doporučujeme analyzování i gliálních nádorů pacientů starších 55 let a postupně by mohla tato metoda zcela nahradit imunohistochemické vyšetření. Druhá část byla zaměřena na supratentoriální GBM IDH wild type u dospělých pacientů (N = 132), kteří podstoupili resekci a onkoterapii v období mezi červnem 2006 a červnem 2015. Pacienti byli rozděleni do tří skupin na základě léčebného režimu: bez terapie, léčení radioterapií a léčeni chemoradioterapií. Spolu s molekulárně cytogenetickými charakteristikami, byly získány i klinické informace pacientů a tato data byla statisticky zpracována. Ve skupině pacientů léčených radioterapií byly nalezeny výrazné prognosticky negativní faktory pro OS jakými jsou 1q HCN, BCR HCN a RB1 HCN, co se týče negativních prognostických faktorů PFS se jedná o 1q HCN a 22q12.2 HCN. Ve skupině pacientů léčených chemoradioterapií bylo jako negativními klinickými faktory označeno mužské pohlaví, vysoké Karnofského skóre, vyšší věk, vyšší exprese Ki67 a status 22q12.2 HCN. Naopak genetické markery jako CCND1 HCN, 19q13 HCN, MDM2 HCN a P53 HCN byly potvrzeny jako pozitivní markery jak OS, tak PFS. I přes malý soubor pacientů bez terapie se zdá, že mužské pohlaví, status kouření a CCND1 HCN mají negativní vliv na prognózu. V případě celé kohorty pacientů byly označeny za negativní prognostické faktory mužské pohlaví, RB1 HCN a 22q12.2 HCN. Naopak status EGFR1 HCN, P53 HCN, CCND1 HCN a 19q13 HCN se jeví jako pozitivní prognostické faktory.

Abstract:

Since 2016, IDH1/2 mutations have been a key parameter for the diagnosis, prognosis and treatment regimen of diffuse astrocyte and oligodendroglial tumors. The current procedure for examination of these mutations is based on immunohistochemical analysis with an antibody to determine the presence of the most common variant of IDH1 R132H, which is counting about 90 %. The remaining 10 % are rare variants, which are according to the WHO investigated by sequencing. This procedure is recommended in case of a negative result of IHC IDH R132H in patients younger than 55 years. Above this age limit, the frequency of mutations is reported to be only around 1 %, and the financial cost of methods for such low detection is disproportionately high. In the first part, a group of patients with glioma (n = 275) who underwent surgical removal of the tumor was retrospectively examined. The frequency of the IDH1 R132H mutation variant in our study was 91 %. The concordance rate of the sequencing and IHC method was 94 % (60/64). In addition to the mentioned variant R132H, rare variants were examined including R132C (in the studied population, it was 3 %), R132S (1 %) and R132G and R132L (were not detected in our work). IDH2 variants are less common, with R172K being observed in 3 % of glioma patients, R172M (1 %), R172W (not found in our cohort) and R172S (not found in our cohort). Our data agree with the previously reported stratification and frequency of IDH mutations in gliomas. The obtained results confirm that it is appropriate to supplement the standard IHC examination with sequencing and thus avoid the risk of false negative samples. The total cost of the fast IDH kit is up to half cheaper than NexteraXT and furthermore the sample processing time is significantly reduced. This finding deconstructs the model published by DeWitt in 201787, which is based on an NGS cost of $ 1,800 (~ 1,500) per sample. Due to the significant reduction in the cost of NGS examination, we recommend this analysis of glioma tumors in patients older than 55 years, and finally this method could completely replace immunohistochemical examination. The second part was focused on adult supratentorial IDH wt GBM patients who underwent resection and oncotherapy between June 2006 and June 2015 (n = 132). Patients were divided into three groups according to the treamet régime: with no therapy, treated by radiotherapy and treated with chemradiotherapy. Along with molecular cytogenetic characteristics the klinical data were obtained and statistically analyzed. The group with only radiotherapy: Strong negative prognostic factors of OS such as 1q HCN, BCR HCN, and RB1 HCN were confirmed in this group and, furthermore 1q HCN and 22q12.2 HCN was found to be a significant negative prognostic factor of PFS. The group with chemoradiotherapy: Negative clinical factors in the chemoradio-therapy group were male gender, high Karnofsky score, older age, higher expression of Ki67, and 22q12.2 HCN status. On the other hand, genetic markers such as CCND1 HCN, 19q13 HCN, MDM2 HCN, and p53 HCN indicate a positive influence on both OS and PFS in the chemoradiotherapy group. The group with no therapy: Although the group of patients comprised only a small number of participants, male gender, smoking status, and CCND1 HCN were marked as negative prognostic factors in this group. All patient cohort: Male gender, RB1 HCN, and 22q12.2 were confirmed to be nega-tive prognostic markers in the group of all patients. On the contrary, EGFR1 HCN, p53 HCN, CCND1 HCN, and 19q13 HCN were positive prognostic factors.

Keywords

difuzní astrocytární a oligodendrogliální nádory, IDH, sekvenování, IHC

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 11. 2021

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Radek Trojanec, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Pediatrics / Pediatrics