De diagnostiek van sarcomen is, met de meer dan zeventig verschillende histologische subtypen, vaak complex en gevoelig voor fouten. Recent onderzoek van onder andere drs. Luuk Schipper, arts-onderzoeker, en prof. dr. Winette van der Graaf, internist-oncoloog (beiden Antoni van Leeuwenhoek te Amsterdam), laat zien dat whole genome sequencing de diagnostiek van sarcomen kan verbeteren en kan leiden tot aanpassing van het behandelplan voor de individuele patiënt.
Immunohistochemische analyse vormt momenteel het belangrijkste gereedschap van de patholoog bij de reguliere diagnostiek van sarcomen. Gerichte DNA-analyse door middel van next generation sequencing (NGS) en technieken gericht op de karakterisering van bijvoorbeeld RNA kunnen in diagnostisch uitdagende gevallen ingezet worden, maar worden niet standaard toegepast. Correcte classificatie van sarcomen blijft in sommige gevallen een uitdaging, met als risico een suboptimale of zelfs foutieve behandeling.
Meerwaarde WGS
Bepaalde genetische abnormaliteiten of combinaties hiervan komen vaker voor bij het ene histologische subtype sarcoom dan bij het andere. Bijvoorbeeld, synoviosarcomen worden meestal gekenmerkt door SS18-SSX-fusies, terwijl de aanwezigheid van MYOD1-mutaties past bij spoelcel/scleroserend rhabdomyosarcoom. Met NGS kan de patholoog gericht dergelijke varianten in het genoom opsporen, maar die moet dan wel vooraf weten waar hij of zij naar op zoek is. Whole genome sequencing (WGS) brengt het hele genoom in één keer in kaart en laat alle mogelijke varianten tegelijkertijd zien. Luuk Schipper, Winette van der Graaf en hun collega-onderzoekers hebben nu resultaten van onderzoek gepubliceerd die laten zien dat karakterisering van het complete tumor-DNA met WGS, in aanvulling op de reguliere diagnostiek, het aantal foutieve diagnoses kan verminderen, maar ook nog eens op individuele basis nieuwe behandelopties kan identificeren.1
Dit onderzoek is onderdeel van een grootschalige studie onder de naam Whole genome sequencing Implementation in standard Diagnostics for Each cancer patient (WIDE).2 Schipper: “Dit is een onderzoek van het Antoni van Leeuwenhoek met 1.200 patiënten met een verdenking op gemetastaseerde kanker, niet alleen sarcomen, waarbij parallel aan de reguliere diagnostiek WGS van het tumor- en kiembaan-DNA wordt gedaan. De nu gerapporteerde resultaten betreffen een subgroep van 83 sarcoompatiënten met 23 verschillende histologische tumorsubtypen uit de WIDE-studie. Van al deze patiënten werd een apart tumorsample gebruikt voor een WGS-analyse door de Hartwig Medical Foundation.”
Alle mogelijke genetische abnormaliteiten die hieruit naar voren kwamen, waaronder varianten, fusies en amplificaties van genen, en hun potentiële diagnostische en therapeutische relevantie werden in een multidisciplinaire board besproken voordat deze aan de patholoog en de behandelend artsen werden gerapporteerd.
Herziening diagnose
Genetische tumorkarakterisering met WGS leidde in twaalf van de 83 geanalyseerde gevallen (14%) tot herziening van de oorspronkelijke diagnose die op de reguliere manier gesteld was. Schipper illustreert dit met enkele voorbeelden: “Bij twee patiënten die eerder waren gediagnosticeerd met respectievelijk alveolair rhabdomyosarcoom en embryonaal rhabdomyosarcoom werd de diagnose herzien tot spoelcel/scleroserend rhabdomyosarcoom op basis van een MYOD1 p.Leu122Arg-mutatie. Bij een patiënt met een Ewing-sarcoom als oorspronkelijke diagnose werd de diagnose bijgesteld tot een myo-epitheliaal carcinoom op basis van een EWSR1-POU5F1-fusie.”
Behalve in revisie van sarcoomdiagnoses resulteerde de toevoeging van WGS-analyse aan de diagnostiek in drie gevallen in herziening van het tumortype ‘sarcoom’ naar melanoom op basis van moleculaire karakteristieken die typerend zijn voor een melanoom, zoals een hoge mutational load, een ‘ultraviolethandtekening’ (COSMIC signature 7) en typische driver events in de regio van de TERT-promotor.
Identificatie van nieuwe behandelopties
Door herziening van de diagnose na WGS-analyse werd voor zeven patiënten het reguliere behandelplan aangepast. Van der Graaf noemt een paar voorbeelden: “Bij een patiënt bij wie een mutatienegatieve GIST was vastgesteld, bleek er toch sprake van een KIT exon 11-deletie en kon deze behandeld worden met imatinib. Een patiënt met als herziene diagnose desmoplastisch melanoom werd overgezet van chemotherapie naar behandeling met immunotherapie volgens de melanoomrichtlijn. Bij weer een andere patiënt werd een voorgenomen behandeling met docetaxel-pertuzumab-trastuzumab voor een carcinoom met HER2-overexpressie in het hoofd-halsgebied vervangen door doxorubicine-ifosfamide nadat de diagnose was herzien tot synoviaal sarcoom.”
WGS-analyses gaven in een aantal gevallen ook zicht op mogelijk zinvolle, experimentele therapieën. Bij dertig sarcoompatiënten werden één of meer genetische biomarkers geïdentificeerd waar doelgerichte middelen bij passen. Van der Graaf specificeert: “De experimentele middelen die op deze manier in beeld kwamen waren onder andere CDK4/6-remmers, PARP-remmers, multikinaseremmers gericht tegen KDR-, PDGFRA- en KIT-amplificaties of een activerende NTRK-mutatie en checkpointremmers. Acht van deze dertig patiënten zijn in studieverband met zo’n experimentele behandeling begonnen. Nog eens elf patiënten kregen op deze manier een aanvullende behandeloptie aangereikt die bij progressie op hun laatste lijn standaardtherapie ingezet kan worden.”
Praktische haalbaarheid
Op de vraag of WGS in de dagelijkse praktijk haalbaar is qua doorlooptijd en kosten, verwijst Schipper naar zijn ervaring in het overkoepelende onderzoek waarop hij later dit jaar hoopt te promoveren: “In het Antoni van Leeuwenhoek zien we dat de doorlooptijd voor een WGS-analyse in de praktijk elf werkdagen is. Dat is vergelijkbaar met die van de reguliere diagnostische tests. Hoewel de kosten van WGS hoger zijn dan die van de verschillende gerichte tests, is het voordeel van WGS dat we in één keer de volledige analyse doen.
In de praktijk blijkt het in diagnostisch complexe gevallen vaak nodig om verschillende analyses uit te voeren, die over het algemeen na elkaar ingezet worden. Hierdoor kan de reguliere diagnostiek een langdurig en kostbaar traject worden, al hebben we het kostenaspect niet meegenomen in ons onderzoek. WGS geeft in één keer een totaalplaatje dat ook toekomstbestendig is.”
Dat herhaalde biopsieën en pathologische beoordelingen vaak nodig zijn, komt duidelijk uit het onderzoek naar voren. In de complexere gevallen waarin de diagnose na WGS werd herzien, waren deze in eerdere fase significant vaker uitgevoerd dan in de gevallen waarin de diagnose niet veranderde.
Genetische kiembaanvarianten
In het kader van WGS werd ook een bloedmonster genomen voor het sequencen van kiembaan-DNA. De uitkomsten hiervan werden alleen aan de patiënt gecommuniceerd als die daar vooraf toestemming voor had gegeven en als de uitkomst mogelijke gevolgen had voor de behandeling en de follow-up van de patiënt zelf en zijn of haar familie. Indien erfelijke genetische varianten gevonden werden, en de patiënt had aangegeven de uitkomst hiervan te willen horen, volgde een verwijzing naar de afdeling Klinische Genetica voor counseling.
In totaal werden acht pathogene varianten in de kiembaan gevonden bij zeven patiënten. Deze varianten werden in verschillende genen aangetoond (BRCA1, TP53, SDHA en CHEK2). Twee mutaties waren eerder al bekend, maar de overige zes varianten waren nog niet gevonden voorafgaand aan de WGS-analyses.
Klinische implicaties
Over het geheel had de toepassing van WGS bij 24% van de sarcoompatiënten directe klinische implicaties: een oplossing voor complexe diagnostiek, identificatie van (aanvullende) behandelopties en detectie van niet eerder opgemerkte kiembaanvarianten. Hiernaast kan systematische toepassing van WGS de basis vormen voor verder onderzoek om toekomstige behandelingen voor sarcoompatiënten te verbeteren. Schipper en Van der Graaf pleiten dan ook voor laagdrempelige toepassing van complete genoomkarakterisering bij sarcoompatiënten.
Referenties
1. Schipper JL, et al. Cancers 2022;14:436.
2. Samsom KG, et al. BMC Med Genomics 2020;13:169.
Dr. Marinus Lobbezoo, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2022 vol 13 nummer 2
DEEL DIT ARTIKEL:
