Heilbronner Dialog 23.7 - MOLIT...2018/07/23 · 24.07.2018 1 Institut für Klinische Chemie [email protected] neue molekulare Verfahren der labormedizinischen Tumordiagnostik

24.07.2018

1

Institut für Klinische [email protected]

neue molekulare Verfahren der labormedizinischen Tumordiagnostik für verbesserte Therapieentscheidungen

Heilbronner Dialog 23.7.2018

neue molekulare Verfahren der labormedizinischen Tumordiagnostik für verbesserte Therapieentscheidungen

Heilbronner Dialog 23.7.2018Univ.‐Prof. Dr. Michael NeumaierInstitut für Klinische Chemie

Universitätsmedizin Mannheim


GliederungGliederung

• was konnten wir bisher?

• was hat sich geändert?

• wie leistungsfähig ist molekulare Dx und wie

funktioniert sie?

• was kann man für die Zukunft erwarten?

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

2


was konnten wir bisher im Labor?

• bisher– vererbte Krebsleiden: Beratung durch

Humangenetik– Primärtumorgewebe: Grading durch Pathologie– Systemische Erkrankung: Staging durch

Bildgebung – Serum‐Tumormarker– Labormedizinische Diagnostik hat eine

begleitende Rolle bei Komplikationen

• zukünftig– zentrale Rolle durch neue Technologien

• Genexpression‐Arrays• digital droplet PCR• Sequenzierung (NGS, NNGS)


Brust :CEA, CA 15- 3

Magen:CEA, CA 19- 9/ CA 50

Pankreas:CA 19- 9/ CA 50

Dickdarm:CEA, CA 19- 9/ CA 50

Ovar:CA 125, CEA, AFP, HCG, SP1

Gebärmut t er:TPA, SCC, CA 50, CEA

Schildrüse:TG

Lunge:CEA, NSE, SCC

Leber:AFP, CA 19- 9/ CA 50

Prost at a:PAP, PSA

Hoden:AFP, HCG

klassische Tumormarker im Serumklassische Tumormarker im Serum

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

3


Brust :CEA, CA 15- 3

Magen:CEA, CA 19- 9/ CA 50

Pankreas:CA 19- 9/ CA 50

Dickdarm:CEA, CA 19- 9/ CA 50

Ovar:CA 125, CEA, AFP, HCG, SP1

Gebärmut t er:TPA, SCC, CA 50, CEA

Schildrüse:TG

Lunge:CEA, NSE, SCC

Leber:AFP, CA 19- 9/ CA 50

Prost at a:PAP, PSA

Hoden:AFP, HCG

klassische Tumormarker im Serumklassische Tumormarker im Serum

Marker geben dem Arzt keine Hinweise für Therapiewahl






funktioniert sie?


HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

4


Tumorzelle Tumorzelle

Cervix‐Ca; Universität Ulm

Lungen‐Ca; UZH Zürich


Krebs ist eine Erkrankung, die auf Gendefekten beruht

Tumorzelle Tumorzelle

Cervix‐Ca; Universität Ulm

Lungen‐Ca; UZH Zürich

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

5


A Sartore‐Bianchi et al., Annals Oncology (2016)

druggable Targets für Therapien mit Biologicalsdruggable Targets für Therapien mit Biologicals


A Sartore‐Bianchi et al., Annals Oncology (2016)

druggable Targets für Therapien mit Biologicals druggable Targets für Therapien mit Biologicals

Beispielschwarzer Hautkrebs

40‐60% brafmutiert90% V600E Mutation

Therapie braf‐InhibitorVermurafenibDabratenibHE

ILBRO

NNER

DIAL

OG

24.07.2018

6


Chapman et al 2011, NEJMHirth et al. 2012, Nat Drug DiscovWagle et al., JCO 2011

before treatment15 weeks

of treatmentrelapse

23 weeks of therapy

clinical course of BRAFi therapyin malignant Melanoma (MM)clinical course of BRAFi therapyin malignant Melanoma (MM)


Chapman et al 2011, NEJMHirth et al. 2012, Nat Drug DiscovWagle et al., JCO 2011

vor Behandlungnach

15 Wochen Behandlung

nach 23 WochenBehandlung

Klinischer Verlauf bei BRAFi Therapiedes schwarzen Hautkrebses (MM)

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

7


Dabrafenib + Trametinib (COMBI‐d Study)

51%2‐year OS(median OS 25,1m)

42%2‐year OS(median OS 18,7m)

Long et al., 2015, Lancet

BRAFi + MEKi

BRAFi+ placebo


Was macht die neue molekulargenetische Analyse so besonders?

Was macht die neue molekulargenetische Analyse so besonders?

• jeder Tumor weist molekulargenetische Defekte auf.• sog. Driver‐Defekte ermöglichen sein Wachstum und Ausbreitung. • neuartige Medikamente (Biologicals) können diese

tumorfördernden Defekte neutralisieren oder abschwächen.

• der diagnostische Nachweis biologisch relevanter Mutationen ist daher die Basis für die Therapieentscheidung beim Patienten.

Der richtige Biomarker weist also auf die Achillesferse des TumorsHEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

8


Status 2.1.2018


Biologicals, Zielstrukturen und Zieltumore (2014)Biologicals, Zielstrukturen und Zieltumore (2014)

Ma et al. 2014, DovepressHEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

9






funktioniert sie?



TU-ZunahmeTU-Abnahme

ReplikationEntzündungGefässneubildungStoffwechsel‐DeregulationApoptoseresistenzGenominstabilitätEMTMetastasierungetc.

ApoptoseNekrose durch Hypoxiegenomische LetaldefekteImmunantwort des Wirts

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

10



die Vene ist der „Auspuff“ des Tumorsdie Vene ist der „Auspuff“ des Tumors

Arterie Vene

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

11


die Vene ist der „Auspuff“ des Tumorsdie Vene ist der „Auspuff“ des Tumors

Arterie Vene

mutierte Tumor‐DNA macht nur einen verschwindend

geringen Anteil aus.


Droplet Technologie für DNA/Zellanalyse Droplet Technologie für DNA/Zellanalyse

Zilionis R et al., Nature Protocols (2017)Zilionis R et al., Nature Protocols (2017)

einzelne Moleküle oder

Zellen

Kang D‐K et al., Trends in Analytical Chemistry (2014)

einzelne Moleküle oder

Zellen

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

12


Droplet Technologie für DNA/Zellanalyse Droplet Technologie für DNA/Zellanalyse

Zilionis R et al., Nature Protocols (2017)Zilionis R et al., Nature Protocols (2017)

Kang D‐K et al., Trends in Analytical Chemistry (2014)


Blick ins Labor – die Methode BEAMing*

sysmex.co.jp*) Beads Emulsion AmplificationMagneticsHEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

13


Institut für Klinische Chemie der UMM(12 Zentrallaborbereiche; 24/7 Betrieb; 3,5 Mio. Analysen/a; 1.500 Röhrchen/d; 814 Tests)

Institut für Klinische Chemie der UMM(12 Zentrallaborbereiche; 24/7 Betrieb; 3,5 Mio. Analysen/a; 1.500 Röhrchen/d; 814 Tests)


Nachweisgrenzen der ctDNA - DiagnostikNachweisgrenzen der ctDNA - Diagnostik

Li et al. 2006, Nat MethodsLi et al. 2008, Nat Medicine

Forshew et al. 2012 Sci Trans MedNewman et al. 2014 Nat Medicine

cfD

NA-

Ante

ile (m

utan

tDN

A/G

esam

t-DN

A)

Sanger Sequencing

Pyrosequencing

Real-time PCR

COLD-PCR, ASA, ARMS, ...

BEAMing, ddPCR, TAmSeq, SafeSeq, CAPPseq ...

Next Generation Sequencing1%

0.01%

10%

0.1%

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

14


• Informationen für Ärztinnen/Ärzte• Informationen für Patientinnen/

Patienten und Angehörige• Anforderung/Probenversand

• molekulargenetisches Labor• OncoBEAM Labor

• Next Generation Sequencing (NGS)


http://w3.umm.de/7195.0.html

Patient mit metastatischem Krebs

Arzt (Indikation für liquid Profiling)

Blutentnahme Transport‐Service

Befunde und Empfehlungen

Laboratorybesondere Probengefäße

Anfrage beimLabor

ddPCR, OncoBEAMDiagnostik

aktueller diagnostischer Workflow in Tumor Profiling

aktueller diagnostischer Workflow in Tumor Profiling

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

15


Wiederauftreten von MM unter BRAFi Therapie(Nachweisempfindlichkeit von Liquid Profiling und Tumor Markern*)

Wiederauftreten von MM unter BRAFi Therapie(Nachweisempfindlichkeit von Liquid Profiling und Tumor Markern*)

Patie

nt #

Bulttest gg. Radiologiedurchschnittl. Lead Time Bias: 110 Tage (bis 170 Tage)

Haselmann V et al., Clin Chem (2018)*) vgl. auch Cohen J et al., Science (2018)


1st lineTumorgewebe (FFPE)

2nd linePlasma (ctDNA)

DNA‐Sequenzierung der am häufigsten betroffenen Gene

(Cancer Panel)

individuellesMutationsprofil und ggfs. Therapie

Wiederauftreten des Tumors(Gewebebiopsie nicht möglich/sinnvoll)

frühere Diagnosestellung

Zusammenfassung: aktueller diagnostischer Workflow beim Tumor Profiling

Zusammenfassung: aktueller diagnostischer Workflow beim Tumor Profiling

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

16





• wie leistungsfähig ist molekulare Dx und wie funktioniert sie?

• was kann man für die Zukunft erwarten?– frühe Erstdiagnose– Intervalltherapie bei Resistenz


Kombination aus „ctDNA“ und „Serum Tumormarker“HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

17


die Zellen eines Tumors sind nicht einheitlich.die Zellen eines Tumors sind nicht einheitlich.

Flaherty et al 2012, NEJMRibas et al., 2014, Lancet Oncol

Long et al., 2014, NEJMLarkin et al., 2014, NEJMRobert et al., 2015, NEJMLong et al., 2015, Lancet

Resistenz entwickelt sich

Therapie

Was macht die molekulargenetische Analyse so besonders?



Therapie

die Zellen eines Tumors sind nicht einheitlich.die Zellen eines Tumors sind nicht einheitlich.



HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

18


Intervalltherapie – Neue Optionen bei ResistenzIntervalltherapie – Neue Optionen bei Resistenz

Thakur et al 2014, NatureHolderfield et al 2014, Nat Rev Cancer


ZusammenfassungZusammenfassung• Tumoren entstehen durch molekulare Defekte.• manche Defekte sind für das Tumorüberleben wichtig (Achillesferse). • Labortests entdecken diese Defekte im Blut (ctDNA) und ermöglichen ggfs.

Therapieempfehlungen (actionable Health Information).• Speziallabors haben Tests für unterschiedliche Tumortypen.• Liquid Profiling (Liquid Biopsy) erkennt Rückfälle sehr früh: frühzeitige

Therapieanpassungen?• die Kombination von ctDNA und klassischen Tumormarkern können eine frühe

Primärdiagnostik ermöglichen.• die Heterogenität der Tumorzellen erfordert Anpassungen an Therapieschemata

für ein wiederholtes Zurückdrängen resistenter Tumorzellen (Rechallenge; holidays from therapy).

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

19


ZusammenfassungZusammenfassung• Tumoren entstehen durch molekulare Defekte.• manche Defekte sind für das Tumorüberleben wichtig (Achillesferse). • Labortests entdecken diese Defekte im Blut (ctDNA) und ermöglichen ggfs.

Therapieempfehlungen (actionable Health Information).• Speziallabors haben Tests für unterschiedliche Tumortypen.• Liquid Profiling (Liquid Biopsy) erkennt Rückfälle sehr früh: frühzeitige

Therapieanpassungen?• die Kombination von ctDNA und klassischen Tumormarkern können eine frühe

Primärdiagnostik ermöglichen.• die Heterogenität der Tumorzellen erfordert Anpassungen an Therapieschemata

für ein wiederholtes Zurückdrängen resistenter Tumorzellen (Rechallenge; holidays from therapy).

Ziel ist, Tumorerkrankungen zu chronischen, beherrschbaren Erkrankungen zu machen, wenn man sie schon nicht heilen kann.


Dr. Verena HaselmannDr. Maren HedtkeIngrid BrechtelAngelika DudaMaximilian Kittel

Prof. Dr. Hartmut JuhlDr. Frank DiehlDr. Barbara BehrensDr. Frederick S. Jones

Institut für Klinische Chemie, UMM

Sysmex, Hamburg

Prof. Dr. Jochen UtikalDr. Christoffer GebhardtDr. Tim Holland‐Letz

Klinik für Dermatologie, UMMDFKZ, Heidelberg

Klinik für Dermatologie, UK‐EssenProf. Dr. Dirk SchadendorfDr. Antje Sucker

DanksagungDanksagung

HEILB

RONN

ER D

IALOG

24.07.2018

20


vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeitvielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

HEILB

RONN

ER D

IALOG

Documents

Heilbronner Dialog 23.7 - MOLIT...2018/07/23 · 24.07.2018 1 Institut für Klinische Chemie [email protected] neue molekulare Verfahren der labormedizinischen Tumordiagnostik