Utilidad clínica de la genómica en Tumores de origen desconocido (TOD) y de mal pronósticoDr. Antonio Casado Herráez.

Médico adjunto y Prof. Asociado. Servicio

de Oncología Médica

HUSC. Madrid 9 de marzo de 2018

Definición de TOD (ó Cáncer de Origen

Desconocido, COD o “CUP”)

• “Presencia de un tumor metastásico confirmado

histológicamente, cuyo lugar de origen primario se

desconoce, a pesar de realizar un estudio diagnóstico

pormenorizado y estandarizado”.

• Anamnesis, examen físico

• TAC tórax-abdomen-pelvis

• Pruebas consideradas básicas

• Estudios de autopsia: 75% casos provienen de tumores ocultos,

no detectables (carcinomas) clínicamente.

Greco FA. Cancer of unknonwn primary site: evolving understanding and management of patients

Clin Adv Hematol Oncol 2012; 10 (8): 518-524

Epidemiología de los COD (1)

• 1/3 de los tumores se presentan con metástasis

• Entre un 2 y 10% no se puede establecer el tumor primario

tras estudios exhaustivos

• “The Netherlands Cancer Registry”: 2-3% de todos los

canceres

• SEER* (USA): 2.3% de todos los tumores cada año

(30.000 enfermos)

• “Scottish Registry Database”: 3.9% de todo el registro

Greco FA, et al. Ann Oncol 2012; 23: 298-304

*Surveillance, Epidemiology and End Results

Incidencia anual estandarizada por edad de COD por sexo en

Escocia entre 1961 y 2010 (“Scottish Cancer Registry Database”).

Brewster DH, et al. Cancer Epidemiology 2014; 38: 227-234

N= 50,941 (3,9% de todo el registro)

Epidemiología de los COD (2)

• COD es el 10º tumor más común (incidencia similar o

superior al cáncer gástrico)

• Cuarta causa de muerte por cáncer (ambos sexos)

• Incidencia variable según países y regiones, con una

disminución paulatina en últimos 20 años

• Mayor incidencia entre los 60 y los 75 años

Pavlidis N, Fizazi K. Critical Reviews in Oncology/Hematology 2005; 54: 243-250

Subtipos histológicos

• Adenocarcinomas (50-60%)

• Adenocarcinomas pobremente diferenciados o indiferenciados (20-30%)

• Carcinomas de células escamosas (15%)

• Tumores neuroendocrinos (raros)

• Sarcomas, linfomas, melanomas se identifican en la mayoría de los casos y no son comunes su presentación como parte de COD

Greco FA. Nature Reviews 2016; doi:10.1038/incrclinonc.2016.194

7

TOD. Reconocimiento de subgrupos clínico-patológicos

En los años 80:

– 15% de los enfermos con COD con un pronóstico más

favorable y con mayor beneficio de los tratamientos

quimioterápicos

• Mujeres con adenocarcinomas en ganglios linfáticos axilares

• Mujeres con carcinomatosis peritoneal

• Pacientes con carcinomas escamosos de la región cervical o de los

ganglios inguinales

• Pacientes con carcinomas indiferenciados y rasgos neuroendocrinos

• Hombres con metástasis óseas y elevación de PSA

• Hombres jóvenes con carcinomas poco diferenciados en línea media

Evolución de los COD

• Años 90 e inicios de los años 2000:

• Quimioterapia empírica para el 85% de los enfermos

• Sólo un grupo pequeño de pacientes obtenían un beneficio

significativo

• Estudios fase II con terapia empírica (basada en platino)

demostraron tasas de remisión del 25–55% (GEFCAPI 01)

y una mediana de supervivencia de 9 meses

• Factores pronóstico: Estado general, LDH sérica y

metástasis hepáticas *

Greco FA. Nature Reviews 2016; doi:10.1038/incrclinonc.2016.194

* Culine S, et al. J Clin Oncol 2002; 20: 4679-4683

Evolución de los COD

• Últimos 10-15 años:

• Avances en protocolos de inmunohistoquímica

• Avances en estudios moleculares para la clasificación

del tejido de origen (plataformas moleculares),

• Estudios de secuenciación masiva

• Establecimiento de comités o “boards”

multidisciplinarios

• Coordinación de diferentes especialistas, con aceleración

del proceso diagnóstico (Medicina Interna, Anatomía

Patológica, Radiodiagnóstico, Medicina Nuclear,

Enfermería….)

Estudio de pacientes con COD

• Orientado a identificar subgrupos de pacientes que

puedan beneficiarse de una terapia efectiva específica

• Deben evitarse procesos diagnósticos prolongados

• Valoración inicial:

• Historia clínica

• Análisis

• TAC (tórax-abdomen-pelvis)

• Biopsia (no PAAF) (planificación precoz)

• Mamografía

Oien KA. Sem Oncol 2009; 36: 8-37

Estudio de pacientes con COD (2)

• Marcadores tumorales séricos:

• Varones con metástasis óseas de adenocarcinoma: PSA

• Varones con carcinomas indiferenciados en línea media o

retroperitoneales: β-HCG y AFP

• Mujeres con ascitis, carcinomatosis peritoneal: CA12.5,

CEA

• Ante sospecha de hepatocarcinoma: AFP

• Tomografía por emisión de positrones (PET)

• Afectación ganglionar escamosa (puede localizar el

primario en un 30% de los casos)

• 68GaDOTATOC PET/TC (tumores neuroendocrinos)

Breuer N, et al. Clin Nucl Med 2014; 39: 131-135.

Estudio de pacientes con COD (3). Valor

de la PET/TC (18-FDG)

• Metástasis únicas

Lee JR, et al. Radiology 2015; 274: 764-771

Estudio de pacientes con COD (4).

• Examen del área OTRL, laringoscopia, cavum:

• Casos de afectación ganglionar cervical

• Broncoscopia:

• Sintomatología pulmonar, o adenopatías hiliares o

mediastínicas

• Gastroscopia:

• Síntomas abdominales, test de sangre oculta en heces (+)

• Colonoscopia:

• Síntomas abdominales, test de sangre oculta en heces (+)

• Afectación ganglionar inguinal

• Afectación metastásica peritoneal o hepática

Greco FA. Clinical Advances in hematology & Oncology 2012; 10 (8): 518-524

Estudio de pacientes con COD (5).

• Ecografía testicular en casos con enfermedad retroperitoneal o mediastínica

• Gammagrafía con octeotride si biopsia sugiere un tumor neuroendocrino / 68GaDOTATOC PET/TC.

• Obtención de la muestra histológica:

• Biopsias con aguja gruesa.

• Obtención de suficiente tejido para múltiples estudios (inmunohistoquímica, moleculares, genéticos, microscopia electrónica)

Estudio histológico. COD

• Cortes representativos de Hematoxilina-Eosina

• Tinción histoquímica (reticulina, Masson, PAS…)

• Estudios de inmunohistoquímica (batería o paneles)

• Identificación de dianas terapéuticas (Her2/neu…)

• Estudios moleculares:

• Mutaciones: EGFR, KRAS, BRAF V600…

• Translocaciones

• Ampliaciones

• Reordenamientos: ALK, ROS1

• Plataformas moleculares

• Estudios de perfil genómico extensos (Foundation One©, otros)

Tomuleasa C, et al. J Gastrointest Liver Dis 2017; 26: 69-79

Estudios inmunohistoquímicos (1). COD

• Primer nivel (nivel celular): tipificación de estirpe

celular

• Sarcoma sinovial puede expresar marcadores epiteliales [FISH:

translocación t(X, 18)]

Linfoma Melanoma Carcinoma Sarcoma

CD45 S100 Citoqueratina

AE1-AE3

Vimentina

CD38 HMB45 EMA

Melan-A CAM5.2

• CK7, CK20, TTF-1 y CDX-2

• Perfil de carcinoma colorectal: CK 7 (-), CK 20 (+), CDX2 (+) (colonoscopia)

Estudios inmunohistoquímicos (2). COD

• Segundo nivel (análisis de citoqueratinas)

CK 20 + CK 20 -

CK7 + Gástrico NSCL

“ Ovario mucinoso Mama

“ Páncreas Ovario seroso, endometrio

“ Tracto biliar Páncreas, tracto biliar

“ Urotelio Mesotelioma

“ Tumor neuroendocrino

“ Tumor germinal

CK 7 - Colorectal Diferenciación escamosa

“ Carcinoma células de Merkel Próstata

“ Gástrico Riñón

Ovario mucinoso Hepatocarcinoma

Greco FA. Clinical Advances in Hematology & Oncology 2012; 10 (8): 518-524

Inmunohistoquímica (3). COD• Tercer nivel o específico/ampliado

Tipo de tumor Marcador de IHQ

Urotelial P63, trombomodulina, uroplakina

Ovario mucinoso WT1

Ovario seroso WT1, BerEp4, CA12.5, RE, mesotelina, PAX8, MUC5AC

Adenocarcinoma

pulmón

TTF1, Napsi A, Surfactante A y B

Pulmón (no

adenocarcinoma)

CK7, TTF1, P63; CK5/6, Napsina A

SCLC CD56, Sinaptofisina, Cromogranina, TTF1, Ki67

Endometrio Vimentina, RE

Mesotelioma Calretinina, WT1, Mesotelina, CK 5/6, D2-40,

Trombomodulina, Antimesotelio

Tiroides TTF1, Tiroglobulina, PAX9

Próstata PSA, PAP

Neuroendocrinos CD56, Sinaptofisina, Cromogranina, PGP9

Páncreas/vía biliar CDX2, CK7, CA19.9

Otras técnicas diagnósticas (COD)

• Microscopia electrónica (ME) (material parafinado) (<5%)

• Inmunohistoquímica para virus:

• HHV8 (Sarcoma de Kaposi)

• Virus de Epstein Barr (carcinomas nasofaringeos)

• Virus HPV mediante PCR para carcinomas de cabeza y

cuello y cérvix uterino

• Biología molecular

• Translocaciones (sarcomas)

• Amplificaciones

• Mutaciones específicas

Otras técnicas diagnósticas (COD)

• Plataformas moleculares (“genetic profiling assays”)

• Técnicas de secuenciación masiva (biomarcadores y

dianas terapéuticas específicas) (“biomarker profiling

assays”)

• El beneficio de la realización de plataformas moleculares

para predecir el tejido de origen esta bien establecido.

• Complementan a la histología, inmunohistoquímica y

características clínicas (diagnóstico >85%)

Hainsworth JD, Greco FA. Virchows Arch 2014; 464: 393-40

Agwa E, et al. Current Treatment Options in Oncology 2013; 14: 623-633

COD. Plataformas moleculares

• Diferentes tipos celulares tienen patrones específicos de

expresión de genes

• Algunos de esos patrones se mantienen en el proceso de

transformación maligna

• Las plataformas moleculares han sido validadas en

estudios prospectivos basados en:

• Criterios clínico-patológicos

• Respuesta a la terapia

• Identificación de los tumores primarios en autopsia

• Evolución a lo largo de la vida del paciente

Greco FA, et al,Oncologist 2010; 15: 500-506

Agwa E, et al. Current Treatment Options in Oncology 2013; 14: 623-633

COD. Plataformas moleculares.

• Creciente número de terapias guiadas por patología molecular: Opciones terapéuticas adicionales.

• La supervivencia se ha asociado positivamente con el diagnóstico molecular de origen que permitió administrar tratamientos específicos.

• Yong HH, et al. Mediana de SG de 17.8 meses (Ann Oncol 2016; 27 (2): 339-344) (NCT00936702)

• Hainsworth JD, et al. Mediana de supervivencia 21-37 meses

(Clin Colorectal Cancer 2012; 11: 112-118)

Varadchachary GR and Raber MN. N Engl J Med 2014;371:757-65.

Tissue of origin – molecular tests for CUP• The rationale for studying molecular assays that define the site of origin in CUP is that

cancers from different sites of origin have specific gene expression profiles that match

their normal counterpar

ASSAY Platform Tissue N Tumor

typesN Genes Accuracy

(%)

Prosp

validated

(?)

Veridex RT-PCR

mRNAFFPE 6 and

“other”

10 76 No

Pathwork

diagnosticscDNA

microarray

Frozen/F

FPE

15 1550 89 Yes

Rosetta

genomics

MiRview mets-2

Microarray

miRNA (RT-

PCR)

FFPE 42 64

miRNAs

92 No

BioTheranostics

CancerType IDRT-PCR

mRNA

FFPE 39 92 86 Yes

CupPrint Microarray

miRNA

FFPE 48 495 85 No

P. Economopoulou et al. Cancer Treatment Reviews 41; 2015: 598-604

Epigenetic profiling to classify CUP

• EpiCup

• DNA methylation is a stable marker of DNA

• DNA methylation has different profiles among distinct tumor

types

• A classifier of cancer type based on microarray DNA

methylation signatures shows a high:

• Specificity

• Sensitivity,

• Positive predictive value

• Negative predictive value for the prediction of original CUP

Moran S, et al. Lancet Oncol 2016

Epigenetic profiling to classify CUP

• Epicup

• It is based on the microarray DNA methylation signatures in a

training set of 2790 tumors samples of known origin

representing 38 tumour types and including 85 metastases

• Epicup was validated using an independent set of 7691 known tumor

samples that included 534 metastases.

• Epicup:

• 99.6% specificity (95% CI 99.5-99.7)

• 97.7% sensitivity (96.1-99.2)

• 88.6 % positive predictive value (85.8-91.3) and

• 99.9% negative predictive value (99.9-100.0)

Moran S, et al. Lancet Oncol 2016

Tissue of origin – molecular tests for CUP

• Hainsworth, Greco, et al (#), “it could be argued that there

is a survival advantage in CUP when patients receive site-

directed therapy based on gene profiling assays”.

• 289 pacientes TOD; 289 Biopsias.

• 87% (252 pacientes): Plataforma molecular (PM,

BioTheranostic Cancer type ID)

• PM: predijo el primario en el 98% de los casos (tracto

biliar, urotelio, colorectal y NSCLC)

• 194 enfermos recibieron tratamiento de acuerdo al

resultado de la PM

Agwa E, Ma PC. Curr Treat Options Oncol 2013; 14 (4): 623-633

Hainsworth JD, Greco FA. Virchows Arch 2014; 464(4): 393-402

(#) J Clin Oncol 2012; 31:217-223.

The impact of genomic profiling in the

management of CUP

(#) J Clin Oncol 2012; 31:217-223. 92-gene reverse transcriptase polymerase chain reaction cancer classification assay.

Clinical trials (1)

• CUP ONE (NCRI/CRUK) – RCT Phase II (ECX* vs ECX +

Vandetanib). Closed.

• MIRVIEW (Teva/Rosetta). Parallel cohort. Cost-effectiveness

Study of miRview™ Mets in Patients With Cancer of

Unknown Primary (CUP) (NCT01202786)

• UNKPR120 (Sarah Cannon RC, USA). Single arm phase II study.

Therapy based on molecular profiling.

ClinicalTrials.gov* ECX: epidoxorubicina, cisplatino y Xeloda (Capecitabina)

Clinical trials (2)

• UNKPR121 (Sarah Cannon RC, USA). RCT, Phase II.

Carboplatin+Paclitaxel (CP) +/- Belinostat

• GEFCAPI04 (GEFCAPI, France). RCT, Phase III (CDDP+

Gemcitabine vs pathwork test-based therapy)

• PACET-CUP (Un. Heidelberg). RCT, Phase II. CP +/-

Cetuximab

• CUP02 (CRUK). RCT, Phase III. ECX vs molecularly

assigned therapy

ClinicalTrials.gov

A randomized phase III trial comparing a

strategy based on molecular analysis to the

empiric strategy in patients with carcinoma of

an unknown primary (CUP)

GEFCAPI 04 trial

Primary end-point: PFS

Coordonnating investigator: Pr Karim Fizazi

Sponsor: Gustave Roussy

Obtain RNA from a series

of known primaries

Microarray

or RT-PCR

Signature by

tumor sites

Study

Clinical application in CUP

Obtain tissue (RNA)

from a patient with CUP

Microarray

Identify a likely primary

Compare data to

signatures

Treatment accordingly

Identify a likely primary tumor using genomics in CUPs

Study rationale

Trial methodology 2/2

Control arm: empiric chemotherapyD1: 100 mg/m² Cisplatin + 1250 mg/m² Gemcitabine

D8: 1250 mg/m² Gemcitabine

CancerTYPE ID Test Personnalized

treatment

CUP R

A

BTreatment is guided

by the suspected

primary cancer type

found by the

molecular analysis

N = 223

GEFCAPI 04 trial

The impact of genomic profiling in the

management of CUP • In the era of personalized medicine, there is a push

towards next generation sequencing (NGS) to identify

driver mutations in individual tumors.

• 236 cancer-related genes were studied in 200 CUP FFPE

specimens using NGS# to detect potential therapeutic

targets not tested in routine care of CUP patients (*).

• The investigators aimed at finding actionable alterations

(cancer drugs on the market or in a clinical trial could be

identified)

(*) Ross J, et al. J Clin Oncol 2014;32:5s (suppl; abstr 11048).

Ross et al. JAMA Oncol 2015; 1: 40-49#FoundationOne© assay

Next generation sequencing (NGS)

• 85% of CUPs were found to have at least one genetic

alteration (192 of the CUP specimens) (mean of 4.2+/- 2.8

genomic alterations per tumor).

• The most common included KRAS (25%), CDKN2A

(19%), MCL1 (8–10%), PTEN and PIK3CA (8%) and

BRAF (6%)

• In adenocarcinomas, mutations, amplifications and

rearrangements of HER2 (10%), EGFR (8%) and BRAF

(6%) were detected.

Ross J, et al. J Clin Oncol 2014;32:5s (suppl; abstr 11048).

Next generation sequencing (NGS)

• Gatalica et al*.: multiplatform profiling testing, including

immunohistochemistry, gene sequencing and in situ

hybridization methods was performed in 1806 CUP cases

• Biomarkers associated with a potential drug benefit were

identified in 96% of cases.

• Biomarkers included those associated with potential

benefit in nearly all classes of approved cancer drugs

(cytotoxic, hormonal, targeted biological drugs).

*Gatalica Z, et al. Oncotarget 2014;5(23):12440–7.

Next generation sequencing (NGS)

• The most commonly mutated genes: TP53 and KRAS

(38% and 18%, respectively)

• Over expression of Topo1 and Topo2 (found in 55% of all

CUPs)

• Conclusion: Comprehensive biomarker profiling of CUP

may provide additional choices in treatment of patients

with these difficult to treat malignancies.

Gatalica Z, et al. Oncotarget 2014;5(23):12440–7.

Suggested algorithm for the use of ToO

molecular platformsH&E morphologic evaluation shows a poorly

differentiated or undifferentiated cancer; clinical

presentation not helpful; limited biopsy with difficult

acces to more tissue

Keep tissue (2-3

celluar slides) aside

for potential ToO

profiling

Proceed with a few (6-

7) pertinent IHCs based

on morphology

No results with IHC:

proceed to ToO – Mol

Profiling (MP) instead

of additional IHC

No results with MP:

Consider next-

generation sequencing

Additional directed IHC

to seek concordance

with MP

P. Economopoulou et al. Cancer Treatment

Reviews 41; 2015: 598-604

Conclusiones

• La importancia de determinar el origen tumoral en enfermos

con COD es más crítica ahora que en el pasado.

• Una proporción importante de tumores metastásicos pueden

obtener beneficios en supervivencia derivado de las terapias

específicas múltiples secuenciales.

• Las plataformas moleculares pueden diagnosticar el origen

tumoral en el 80-90% de los casos.

• La quimioterapia empírica (de amplio espectro) está ahora

restringida a la minoría de pacientes en los que no puede

establecerse un origen del tumor primario.

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Muchas gracias

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