Eray Gökkurt

Onkologische Ambulanz und TagesklinikUniversitätsklinikum Carl Gustav Carus

Dresden

Klinische Bedeutung histologischer/immunzytochemischer Marker beim

NSCLC

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

Was bedeutet “Klinische Bedeutung von Markern”?

Prognostische Marker• Aussage zum

allgemeinen outcome• Unabhängig von

Therapie• Selektion von

Hochrisikopatienten (z. B. für neo-adjuvante oder aduvante Ansätze)

Prädiktive Marker• Aussage zum

Therapieansprechen auf eine spez. Therapie

• Steuert Therapieauswahl in kurativem wie palliativem Setting

Medikamentöse Optionen beim NSCLC

■ Cisplatin / Carboplatin■ Paclitaxel■ Docetaxel■ Gemcitabine■ Vinorelbin■ Pemetrexed

■ Bevacizumab■ Cetuximab■ Erlotinib

■ Cisplatin / Carboplatin■ Paclitaxel■ Docetaxel■ Gemcitabine■ Vinorelbin■ Pemetrexed

■ Bevacizumab■ Cetuximab■ Erlotinib

Medikamentöse Optionen beim NSCLC

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

Histologie als Marker Beispiel Pemetrexed (NSCLC)

Phase III – 1st LineGem/Cis vs. Pem/Cis

Histologie als Marker Beispiel Pemetrexed (NSCLC)

Phase III – 1st LineGem/Cis vs. Pem/Cis

Histologie als Marker Beispiel Pemetrexed (NSCLC)

Phase III – 2nd LinePem/BSC vs. BSC

Histologie als Marker Beispiel Pemetrexed (NSCLC)

Phase III – 2nd LinePem/BSC vs. BSC

Scagliotti, G. et al. Oncologist 2009;14:253-263

Histologie als Marker Beispiel Pemetrexed (NSCLC)

Phase III – 2nd LinePem vs. Doce

Auszug aus der Fachinfo von Alimta®

„ALIMTA ist in Kombination mit Cisplatin angezeigt zur first-line Therapie von Patienten mit lokal fortgeschrittenem oder metastasiertem nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom außer bei überwiegender plattenepithelialer Histologie.“

ALIMTA in Monotherapie ist angezeigt zur Behandlung in Zweitlinientherapie von Patienten mit lokal fortgeschrittenem oder metastasiertem nichtkleinzelligen Bronchialkarzinom außer bei überwiegender plattenepithelialer Histologie.“

Auszug aus der Fachinfo von Avastin®

“Avastin wird zusätzlich zu einer Platin-haltigen Chemotherapie zur First-Line –Behandlung von Patienten mit inoperablem fortgeschrittenem, metastasiertem oder rezidivierendem nicht kleinzelligem Bronchialkarzinom, außer bei vorwiegender Plattenepithel-Histologie, angewendet.”

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

ImmunzytochemiePrognostische Marker

Huang C et al. BJC 2005, 92:1231

ImmunzytochemiePrognostische Marker

Arinaga M et al. Cancer 2003, 97:457

p < 0.001

p = 0.003

ImmunzytochemiePrognostische Marker

Viele weitere potentiell prognostische immunzytochemische Marker

KI67p53p21p16

BCL-2MMP9TIMP-1TIMP-2

etc.etc.etc.

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

Platinum und ERCC1

Platin Metabolismus

Platin

EntgiftungGSTP1 GSTM1

SOD1 MPO NQO1

Erkrennendes Schadens

HMG1

MMRNER

Zelltod

MLH1MSH6

ERCC2XPD

ERCC1XRCC1

Zellmembran

Platin

Platin

ATP7A

SLC31A1

ABCG2ABCC2

Platin

DNS-Reparatur

ERCC1 und DNA-Reparatur

de Laat W. L. et.al. Genes Dev. 1999;13:768-785

ERCC1

Zentrales Enzym im NER

Hypothese

Niedriges ERCC1

Gutes Ansprechen auf Cisplatin

ERCC1Protein Expressionsbestimmung

Voraussetzung „Frische“ Schnitte (möglichst gleicher Tag)

Positive interne (umgebende Stromazellen) und externe Kontrolle (Tonsille)

Scoring Definierte Anzahl zu evaluierender Nuklei(z.B. 500-1500)

Intensität (z.B. 0-3) und Anteil der gefärbtenNuklei

z.B. Intensität x Anteil = semiquantitative Score(cut-off zur Unterscheidung pos. vs. „neg“?)

ERCC1 Protein Expression in NSCLC

ERCC1 - positiv

ERCC1 - negativ

Olaussen K et al. NEJM 2006, 355:983

Arriagada R et al. NEJM 2004, 350:351

Kontrollgruppe Cisplatin basierte adjuvante Therapie

5J ÜL 40,4% 44,5%

HR=0.86, p<0.03

Adjuvante Chemotherapie beim NSCLCIALT Studie

ERCC1 Protein Expression – als prognostischer Marker –

761/1867 IALT Patienten für ERCC1-Protein Expression analysiert

In Kontrollgruppe ist hohe ERCC1-Protein Expression mit besserer Prognose assoziiert

Hohe ERCC1 Niedrige ERCC1Expression Expression

Medianes ÜL 55 Monate 42 Monate

5J ÜL 46% (37-55) 39% (32-47)

HR=0.65, p<0.008

Olaussen K et al. NEJM 2006, 355:983

ERCC1 mRNA Expression in NSCLC- Prognostische Relevanz -

n = 51, medianes Überleben 95 Monate vs. 36 Monate, p=0.01

Simon G. et al, Chest 2005,127:978

ERCC1 Protein Expression in adjuvant Cisplatin behandelten Patienten

(IALT – Studie)

Olaussen K et al. NEJM 2006, 355:983

ERCC1 Expression auch prädiktiver

Marker?

ERCC1 Protein Expression beim NSCLC (St. IIIB/IV)

und Cisplatin-basierter Therapie

n = 50, medianes Überleben 11 Monate vs. 8 Monate, p=0.055

Woo Le H et al. Lung Cancer 2009, Epub ahead of print

ERCC1 Gen-Expression beim NSCLC (Stadium IV)

unter Gemcitabine / Cisplatin

Bepler G et al. JCO 2006, 24:4731

Probleme und Limitierungen der ERCC1 – Bestimmung I

• Verschiedene AK für die ERCC1-Testung kommerziell erhältlich, aber bisher kein Vergleich der Qualität und Reproduzierbarkeit der AK untereinander erfolgt

• Jedes neue Kit eines AK muss initial auf seine Qualität getestet werden, da zwischen den Chargen eines Antikörpers erhebliche Qualitätsunterschiede bestehen

• Kein einheitliches Scoring System bisher verwendet in Literatur

• Qualitätsunterschiede in Beurteilung der Färbung, Beispiel: Olaussen et al. NEJM 2006, positiv vs. „negativ“ „negativ“ inhaltlich falsch, da ERCC1 essentielles Enzym jeder Zelle, günstiger: hohe vs. niedrige ERCC1 Expression

• Bisherige Scoring Systeme aufwändig und nicht in jedem Labor möglich

Aktuell: Keine Empfehlung zur routinemäßigen Bestimmung oder klinischem Gebrauch

Probleme und Limitierungen der ERCC1 – Bestimmung II

Prospective Phase III Studie – ERCC1 Expression –

Cobo M et al. JCO 2007, 25:2747

NSCLCSt. IIIB oder IV

n=346

ECOG 0 & 1

Parameter Pts. OR 95%CI p-value

Histologie Plattenepithelkarzinom 97 1 Referenz Adenokarzinom 249 1.25 0.78 to 2.01 0.36

ECOG PS 1 216 1 Referenz 0 130 1.90 1.22 to 2.95 0.004

Behandlungsarm Kontrolle 135 1 Referenz Genotyp 211 1.59 1.03 to 2.47 0.04

Prospective Phase III Studie – ERCC1 ExpressionAnsprechen

Cobo M et al. JCO 2007, 25:2747

Gemcitabin und RRM1

RRM1 und GemcitabineRibonukleotidreduktase ist der molekulare „Konkurrent“ von Gemcitabine

Hypothese niedrige RRM1 – Expression

gutes Ansprechen auf Gemcitabin

Bepler, G et al. NEJM 2007, 356:800 Davidson, J et al. Cancer Res. 2004, 64:3761

Bepler G et al, JCO 2006,24:4731

RRM1 Gen-Expression beim NSCLC (Stadium IV)

unter Gemcitabine / Cisplatin

NSCLC Stadium IIIB/IV

Randomisation 2:1

Behandlung nach Genexpression Standardbehandlung

RRM1 hoch RRM1 gering

ERCC1 Docetaxel & Gemcitabine &Hoch Vinorelbin Docetaxel

ERCC1 Carboplatin & Gemcitabine &Gering Docetaxel Carboplatin

Gemcitabine &Carboplatin

Simon G et al. JCO 2007, 25:2741

ERCC1 & RRM1 in NSCLC (Phase II/III)Molecular Analysis Directed Individualized Treatment „MADeIT“

Medianes ÜL: 13.3 Monate12-Monats-ÜL: 59% - CR/PR: 44%

„Therapieentscheidung basierend auf ERCC1 & RRM1 machbar und erfolgversprechend“

ERCC1 & RRM1 in NSCLC (Phase II)Molecular Analysis Directed Individualized Treatment „MADeIT“

Simon G et al. JCO 2007, 25:2741

Simon G et al. JCO 2007, 25:2741

Gesamtüberleben und Therapiearm

ERCC1 & RRM1 in NSCLC (Phase II)Molecular Analysis Directed Individualized Treatment „MADeIT“

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

Histologie oder Thymidylatsynthase?

Leichman et al JCO 1997

Zielenzyme des Pemetrexed

TS Expression und Inhibition

0

5

10

15

20

Response Non-Response

Dane

nber

g Tu

mor

Pro

file

Scale

TS in NSCLC (n=51!)

Ceppi et al. Cancer 2006, 107:1589

TS potentieller Prädiktor der Pemetrexed Effektivität

Pemetrexed und TS Expression

• Geringe mRNA Spiegel von TS, DHFR, und GARFT korrelieren direkt mit Pemetrexed Sensitivität in-vitro

• Pemetrexed: mRNA Expression der Zielenzyme TS, GARFT und DHFR korrelieren mit der Chemosensitivität solider humaner Tumore in vitro

• Assoziation zwischen niedrigem TS mRNA Baseline Spiegel und Ansprechen auf Pemetrexed bei Patientinnen mit Mammakarzinom (p=0.1)

Hanauske AR et al. Invst New Drugs 2007

Eismann U et al. Int J Clin Pharmacol Ther 2005

Gomez HL et al. Clin Cancer Res 2006

TS Expression in NSCLC – Unterschiede nach Histologie(Protein Bestimmung)

n=312 50 % (156) Adenokarzinom42 % (131) Plattenepithelkarzinom5 % (15) Mischtumoren Adenokarzinom/Plattenepithelkarzinom3% (10) Großzelöliges Karzinom

TS Protein Expression mit monoklonalem Maus-AK 106 gegen TS

Problem: Differenzen der Anfärbung in Tumorzentrum und –peripherie

Scoring: Bewertung von Nukleus und Zytoplasma,Intensität 0-4 (3/4 = high), Prozentsatz gefärbter Zellen

Kein Unterschied zwischen Adenokarzinom und Plattenepithelkarzinomhinsichtlich TS Protein Detektion=keine Bestätigung der Daten von Ceppi et al.

Stoehlmacher J et al. eingereicht ASCO 09

Stoehlmacher J et al. eingereicht ASCO 09

TS Expression in NSCLC – Unterschiede nach Histologie(Protein Bestimmung)

überwiegend nukleär nukleär und zytoplasmatisch

überwiegend zytoplasmatisch

Probleme: Unterschiedliche Scoring SystemeSelten Evaluation beider ZellkompartimenteEmpfindlicher AK – zeitnahe Prozedur notwendig!

Fragiler Marker mit fraglich valider Reproduzierbarkeit

1. Einleitung

1. Histologie als prädiktiver Marker?

1. Immunzytochemische Marker• ERCC1• RRM1• TS

1. Zusammenfassung

Übersicht

Zusammenfassung I

Histologie - Entscheidend für Einsatz von Pemetrexed (Zulassungsrelevant)

ERCC1 - Geringe Expression – schlechte Prognose

- Geringe Expression – besseres Platinansprechen (lfd. prospektive Phase III-Studie – mRNA basiert in Kombi mit RRM1)

- IHC schwierig aufgrund relevanter Unterschiede in z. T. komplexen Scoringsystemen und hoher Anzahl verschiedener AK

- Aktuell nicht zum „Routineeinsatz“ in der Klinik geeignet

RRM1 - Keine IHC Daten

- Geringe mRNA Expression – besseres Ansprechen auf Gemcitabin (lfd. prospektive Phase III-Studie – mRNA basiert in Kombi mit ERCC1)

TS - Potentieller Prädiktor der Pemetrexed Effektivität

- Ursache für fehlende Wirksamkeit von Pemetrexed bei Plattenepithel-Histologie?

- IHC schwierig aufgrund relevanter Unterschiede in z. T. komplexen Scoringsystemen

- Aktuell nicht zum „Routineeinsatz“ in der Klinik geeignet

Zusammenfassung II