Biopsja molekularna tarczycy marzenie przyszłości czy rzeczywistość

Transkrypt

1 Biopsja molekularna tarczycy marzenie przyszłości czy rzeczywistość Andrzej Lewiński Klinika Endokrynologii i Chorób Metabolicznych Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi Uniwersytet Medyczny w Łodzi

2 Dane epidemiologiczne Obecność palapacyjnie wyczuwalnych guzków tarczycy 5% populacji Zmiany ogniskowe ujawniane w badaniu USG (i innych badaniach obrazowych) 20-70% populacji 1. Kim DL, Song KH, Kim SK. High prevalence of carcinoma in ultrasonography-guided fine needle aspiration cytology of thyroid nodules. Endocr J. 2008; 55: HegedusL Thyroid nodule. N Engl J Med 2004; 351: Mazzaferri EL. Management of a solitary thyroid nodule. N Engl J Med. 1993; 328: Bartolotta TV, Midiri M, Runza G, Galia M, Taibbi A, Damiani L, Palermo Patera G, Lagalla R. Incidentally discovered thyroid nodules: incidence, and grey scale and colour Doppler pattern in an adult population screened by real-time compound spatial sonography. Radiol Med. 2006; 111:

3 Guzek zmiana wyczuwalna palpacyjnie podczas badania fizykalnego jako opór o większej spoistości, może odpowiadać w badaniu USG ognisku o zmienionej gęstości akustycznej. Ognisko zmiana widoczna w badaniu USG (może charakteryzować się różnym stopniem echogeniczności), niekoniecznie musi być wyczuwalna palpacyjnie (impalpable nodule).

4 Guzek hiperplastyczny Guzek tarczycy Gruczolak Rak Wole guzkowe składa się z kilku bądź wielu hiperplastycznych guzków pokrytych jedną wspólną torebką łącznotkankową dla całego wola (guzki hiperplastyczne mogą posiadać albo niekompletne torebki w postaci przegród łącznotkankowych albo raczej nie posiadają torebek w ogóle). Jest również możliwe, że w jednym gruczole tarczowym obecnych jest kilka gruczolaków (każdy otoczony kompletną torebką albo kilka guzowatych ognisk raka).

5

6 Biopsja aspiracyjna cienkoigłowa wola guzkowego Komórki tarczycy Biopsję aspiracyjną cienkoigłową tarczycy wykonuje się aby określić czy badany guzek tarczycy powinien być usunięty chirurgicznie. Cienką igłę o średnicy zewnętrznej < 0,5 mm wprowadza się do tarczycy, a następnie aspiruje się małe próbki komórek tarczycy podciśnieniem powstającym w strzykawce. Pobrane igłą komórki rozprowadza się w postaci rozmazu na szkiełku podstawowym w celu następczej diagnostyki mikroskopowej

7 THE BETHESDA SYSTEM FOR REPORTING THYROID CYTOPATHOLOGY: RECOMMENDED DIAGNOSTIC CATEGORIES (1) I. Nondiagnostic or unsatisfactory Cyst fluid only Virtually acellular specimen Other (obscuring blood, clotting artifact, etc.) II. Benign Consistent with a benign follicular nodule (includes adenomatoid nodule, colloid nodule, etc.) Consistent with lymphocytic (Hashimoto) thyroiditis in the proper clinical context Consistent with granulomatous (subacute) thyroiditis Other III. Atypia of undetermined significance or follicular lesion of undetermined significance IV. Follicular neoplasm or suspicious for a follicular neoplasm Specify if Hürthle cell (oncocytic) type Ali SZ, Cibas ES (eds) 2009 The Bethesda System for ReportingThyroid Cytopathology: Definitions, Criteria, and Explanatory Notes. Springer, New York.

8 THE BETHESDA SYSTEM FOR REPORTING THYROID CYTOPATHOLOGY: RECOMMENDED DIAGNOSTIC CATEGORIES (2) V. Suspicious for malignancy Suspicious for papillary carcinoma Suspicious for medullary carcinoma Suspicious for metastatic carcinoma Suspicious for lymphoma Other VI. Malignant Papillary thyroid carcinoma Poorly differentiated carcinoma Medullary thyroid carcinoma Undifferentiated (anaplastic) carcinoma Squamous cell carcinoma Carcinoma with mixed features (specify) Metastatic carcinoma Non-Hodgkin s lymphoma Other Ali SZ, Cibas ES (eds) 2009 The Bethesda System for ReportingThyroid Cytopathology: Definitions, Criteria, and Explanatory Notes. Springer, New York.

9 AACE/AME/ETA klasyfikacja rozpoznań cytologicznych guzków tarczycy (2010) Class 1. Nondiagnostic (inadequate or insufficient): samples with processing errors or an insufficient number of follicular cells Class 2. Benign (or negative for malignancy): includes colloid or hyperplastic nodules, Hashimoto or granulomatous thyroiditis, and cysts Class 3. Follicular lesions: all follicular-patterned lesions, including follicular neoplasms, Hürthle cell lesions, and the follicular variant of PTC. In centers with specific experience in thyroid cytology, follicular cytology may be further subdivided into follicular lesion/atypia of undetermined significance and follicular neoplasm. This distinction separates 2 cytologic groups at different risk for thyroid malignancy but with the same operative indications Class 4. Suspicious: samples that suggest a malignant lesion but do not completely fulfill the criteria for a definite diagnosis Class 5. Malignant (or positive): samples characterized by malignant cytologic features that are reliably identified by the cytopathologist and are diagnostic of primary or metastatic tumors Gharib et al.., Endocr. Pract. 2010; 16(3): Gharib et al., American Association of Clinical Eendocrinologists (AACE), Associazione Medici Endocrinologi (AME), and European Thyroid Association (ETA) medical guidelines for clinical practice for the diagnosis and management of thyroid nodules. Hot Thyroidol. 4, 1-90, 2010

10 Podsumowanie współczesnych klasyfikacji rozpoznań cytologicznych na podstawie BAC gruczołu tarczowego AACE/AME/ETA, ATA, BTA, NCI, Nondiagnostic Nondiagnostic/inadequate Nondiagnostic Unsatisfactory Benign Non-neoplastic Benign Benign/negative for malignancy Follicular lesion Follicular lesion Indeterminate/follicular lesion Indeterminate Follicular neoplasm Suspicious Suspicious Suspicious for maligancy Malignant Malignant Malignant Malignant British Thyroid Association; c2008. Guidelines for the management of thyroid cancer in adults. London: Royal College of Physicians of London and the British Thyroid Association, 2002; European Federation of Cytology Societies. EFCS; c Fadda G. SIAPEC consensus Review, Baloch i wsp., Diagnostic terminology and morphologic criteria for cytologic diagnosis of thyroid lesions: a synopsis of the National Cancer Institute Thyroid Fine-Needle Aspiration State of the Science Conference. Diagn Cytopathol. 36, , Cooper i wsp., Thyroid 2009; 19: Cibas i Ali.: The Bethesda system for reporting thyroid cytopathology. Thyroid 2009; 19: Gharib i wsp. Hot Thyroidol. 2010; 4: 1-90.

11 Inne systemy klasyfikacji BAC tarczycy w krajach europejskich Bethesda System (USA) I. Non diagnostic - Cystic fluid only II. Benign III. Atypia of undetermined significance or follicular lesion of undetermined significance (AUS/FLUS) IV. Follicular neoplasm or suspicious for follicular neoplasm (FN/SFN) Royal College of Pathologists (UK) - Lobo i wsp. Acta Cytol., 55, , 2011 Thy1 Non diagnostic for cytological diagnosis Thy1c Non diagnostic for cytological diagnosis - Cystic lesion Thy2 Non neoplastic Thy2c Non neoplastic cystic lesion Thy3a Neoplasm possible atypia/non diagnostic Thy3b Neoplasm possible suggesting follicular neoplasm SIAPEC- IAP (Italy) Nardi i wsp., J Endocrinol Invest., 37, , 2014 TIR1 Non diagnostic TIR1C Non diagnostic - cystic TIR2 Non malignant TIR3A Low risk indeterminate lesion TIR3B High risk indeterminate lesion V. Suspicious of malignancy Thy4 Suspicious of malignancy TIR4 Suspicious of malignancy VI. Malignant Thy5 Malignant TIR5 Malignant

12 Adamczewski i Lewiński: Proposed algorithm for management of patients with thyroid nodules/focal lesions, based on ultrasound (US) and fine-needle aspiration biopsy (FNAB); our own experience. Thyroid Res. 2013; 6: 6

13 Remonti i wsp. na podstawie systematycznego przeglądu i metaanalizy 52 badań, wyszukanych do lipca 2012 r. ( guzków) wywnioskowali, że nie ma izolowanej cechy US, która pozwalałaby na przewidywanie złośliwości guzków tarczycy z akceptowalną dokładnością diagnostyczną. Jednakże, obecność takich cech jak: mikrozwapnienia, kształt wyższy niż szerszy, nieregularne brzegi, unaczynienie centralne oraz utrata elastyczności identyfikują te guzki, w przypadku których istnieje większe ryzyko złośliwości [Remonti i wsp. Thyroid 25, , 2015].

14 Diagnostyczne znaczenie poszczególnych cech ultrasonograficznych w różnicowaniu łagodnych i złośliwych guzków tarczycy Dane uzyskano, badając niewyselekcjonową grupę guzków tarczycy Remonti i wsp., Thyroid 25, , 2015

15 Charakterystyczne cechy ultrasonograficzne węzłów chłonnych w przewidywaniu procesu złośliwego [zaadoptowane za zgodą z rekomendacji ETA na temat ultrasonografii szyjnej (Leenhardt i wsp., Eur Thyroid J 2, , 2013)] Objaw Czułość wg różnych doniesień % Swoistość wg różnych doniesień % Mikrozwapnienia Budowa torbielowata Unaczynienie obwodowe Hiperechogeniczność Okrągły kształt 37 70

16

17 Rozpoznania cytologiczne formułowane według klasyfikacji Bethesda (The Bethesda System for Reporting Thyroid Cytopathology - TBSRTC) ; ryzyko złośliwości w poszczególnych kategoriach diagnostycznych 1 I II Kategoria diagnostyczna Biopsja niediagnostyczna Zmiana łagodna III Zmiana pęcherzykowa bliżej nieokreślona IV Podejrzenie nowotworu pęcherzykowego V Podejrzenie złośliwości VI Nowotwór złośliwy Szacunkowe/przewidywane ryzyko złośliwości wg systemu TBSRTC (%) Rzeczywiste ryzyko złośliwości w guzkach wyciętych chirurgicznie [%, mediana (zakres)] 2 20 (9-32) 2,5 (1-10) 14 (6-48) 25 (14-34) 70 (53-97) 99 (94-100) 1 As reported in The Bethesda System by Ali &Cibas, Am J Clin Pathol 132, , Based on the meta-analysis of 8 studies reported by Bongiovanni et al. (Acta Cytol 56, , 2012). The risk was calculated based on the portion of nodules in each diagnostic category that underwent surgical excision and likely is not representative of the entire population, particularly of non-diagnostic and benign diagnostic categories.

18 Znaczenie biopsji gruboigłowej (LNAB large needle aspiration biopsy) w różnicowaniu zmian ogniskowych sklasyfikowanych na podstawie BAC tarczycy do kategorii III TBSRTC: atypia o nieokreślonym znaczeniu (AUS) vs. zmiana pęcherzykowa bliżej nieokreślona (FLUS) Częstość występowania nowotworu złośliwego w badaniu histopatologicznym materiału z biopsji gruboigłowej i/lub materiału pooperacyjnego była istotnie wyższa w grupie pacjentów z AUS niż z FLUS. Pacjenci z AUS powinni być kwalifikowani do leczenia operacyjnego znacznie częściej niż chorzy z FLUS, z uwagi na istotnie wyższe ryzyko złośliwości zmiany. Choi i wsp., Thyroid 24, , 2014.

19 Postępowanie z guzkami tarczycy [Bomeli i wsp., Otolaryngol Clin North Am. 2010, 43, ] Objawowy Guzek tarczycy < 1 cm TK lub MR, spirometria, wycięcie płata tarczycy Niskie stężenie TSH Scyntygrafia Niewyczuwalny guzek tarczycy, średnica 1 cm lub większa Normalne bądź wysokie stężenietsh Badanie USG po roku Średnica 4 cm Guzek gorący Opieka endokrynologa BAC niewymagana Kategoria TBSRTC Guzek ciepły lub zimny BAC pod kontrolą USG Tyreoidektomia II III IV lub V VI I BAC Całkowita tyreoidektomia USG co rok, BAC jeśli guzek istotnie zmienił się - mutacje BRAF lub RAS nieobecne* + mutacja BRAF lub RAS obecna* - mutacje BRAF lub RAS nieobecne + mutacja BRAF lub RAS obecna Całkowita tyreoidektomia Powtórna BAC Powtórna BAC Całkowita tyreoidektomia wycięcie płata tarczycy całkowita tyreoidektomia *w oparciu o nieopublikowane dane z University of Pittsburg Medical Center

20 Średnia częstość występowania mutacji w różnych typach raków tarczycy. Nikiforov, Arch Pathol Lab Med. 135, , 2011

21 Zmiany genetyczne w poszczególnych typach raków tarczycy oraz ich poznane korelacje kliniczne ᵞ Somoza i Aly, CytoJournal 11, 1-9, 2014

22 Zmiany genetyczne występujące w raku tarczycy pochodzącym z komórki pęcherzykowej tego gruczołu, tzw. nie-rodzinnym Tabela z pracy Lebastchi i Callender, Curr Probl Cancer 38, 48-74, 2014 Tabela zawiera wyniki z następujących prac: Endocr Relat Cancer 12, 245, 2005; Cancer Res 55, 5617, 1993; Lancet 344, 259, 1994; JCEM 73, 832, 1991; 88, 2745, 2003; 87, 3947, 2002; Am J Surg Pathol 26, 1016, 2002.

23 W obecnie stosowanej klasyfikacji TBSRTC, kategorie w których występują zmiany nieokreślone, dotyczą trzech specyficznych diagnoz cytologicznych: 1) atypii o nieokreślonym znaczeniu / zmiany pęcherzykowej o nieokreślonym znaczeniu (AUS/FLUS), 2) nowotworu pęcherzykowego lub onkocytarnego (z komórek Hürthle a)/podejrzenia nowotworu pęcherzykowego lub onkocytarnego (z komórek Hürthle a) (FN/SFN), 3) oraz zmiany podejrzanej o komórki złośliwe ( suspicious for malignant cells SMC), z przewidywanym prawdopodobieństwem raka odpowiednio: 5-15%, 15-30% i 60-75%. Nikiforov i wsp. J Clin Endocrinol Metab 96, , 2011

24 Obecnie rozpatruje się zastosowanie czterech testów molekularnych wykonywanych na materiale z BAC tarczycy: 1) Gene Expression Classifier [GEC (Veracyte s Afirma), Alexander i wsp., NEJM 367, , 2012]; 2) genowy panel mutacyjny; obecna nazwa ThygenX, poprzednia nazwa Asuragen mirinform (miri) TM (Nikiforov i wsp., JCEM 96, , 2011);

25 3) tzw. test celowanego sekwencjonowania następnej generacji [(targeted next-generation sequencing tngs); ThyroSeq v.2.1 multi-gene NGS panel (Nikiforov i wsp., Cancer 120, , 2014; Nikiforov i wsp., Thyroid 25, , 2015)]; 4) test będący kombinacją detekcji mutacji oraz badania ekspresji mirna [the multiplatform mutation and mirna test MPT (Labourier i wsp., JCEM 100, , 2015)].

26 5) Niektórzy postulują także użyteczność oznaczania w surowicy poziomu mrna specyficznego dla receptora TSH (the Cleveland Clinic) Keutgen i wsp., Expert Rev Mol Diagn., 13, , 2013.

27 Pojęcie czułości i swoistości testu Czułość testu diagnostycznego = prawdziwie dodatni / (prawdziwie dodatni + fałszywie ujemny) Swoistość testu diagnostycznego = prawdziwie ujemny / (prawdziwie ujemny + fałszywie dodatni) Wartość predykcyjna dodatnia = prawdziwie dodatnie / (prawdziwie dodatnie + fałszywie dodatnie) Wartość predykcyjne ujemna = prawdziwie ujemne / (prawdziwie ujemne + fałszywie ujemne)

28 Czułość, swoistość, wartość predykcyjna dodatnia oraz wartość predykcyjna ujemna Xing i wsp., Lancet 381, , 2013

29 Pierwszy panel do badania profili ekspresji mrna i zastosowania go jako klasyfikatora molekularnego zaproponowali Chudova i wsp. [JCEM 95, , 2010]; odczynniki pochodziły z firmy QIAGEN, a do ekstrakcji służył AllyPrep micro kit (QIAGEN). Panel ten składał się z badania ekspresji 167 genów w celu sklasyfikowania zaaspirowanego materiału z guzków tarczycy jako łagodnego bądź podejrzanego.

30 W głównym klasyfikatorze były 142 geny (różnicujące zmiany łagodne od podejrzanych), a 25 innych genów filtrowało początkowo rzadkie nowotwory podczas procesowania próbki. Właśnie ten klasyfikator zastosowali w swoich badaniach Alexander i wsp. [NEJM 367, , 2012 oraz JCEM 99, , 2014] i nosił on wtedy nazwę the gene-expression classifier (Afirma).

31 Afirma Gene Expression Classifier (GEC) TM Test GEC określa obecność 167 genów związanych z metabolizmem i biologią gruczołu tarczowego, poprzez hybrydyzację mikromacierzową, a wyniki są przedstawiane jako potwierdzenie zmiany łagodnej lub podejrzanej. Test ma wysoką ujemną wartość predykcyjną (95% dla AUS i 94% dla FLUS) oraz czułość 95%. Jednakże swoistość i dodatnia wartość predykcyjna wynoszą 52% i 47%, odpowiednio [Alexander i wsp. NEJM 2012; 367: ]. W praktyce ten test jest najlepszy dla potwierdzania rozpoznania łagodnego.

32 Test Asuragen mirinform (miri) TM Test Asuragen mirinform składa się z 7 markerów DNA i RNA [BRAF (V600E), KRAS, HRAS, NRAS, RETPTC1, RETPTC3, PAX8/PPARγ], wykrywając 95% wszystkich genetycznych zmian zachodzących w guzkach nowotworowych. Nikiforov i wsp. J Clin Endocrinol Metab., 96, , 2011 Obecność jakiejkolwiek mutacji powoduje zwiększenie ryzyka raka, sugerując całkowitą tyreoidektomię.

33 Test Asuragen mirinform (miri) TM Test Asuragen nie podlegał tak rozległej walidacji jak test GEC; jednakże w jednej pracy wykazano: dla rozpoznania AUS czułość 63%, swoistość 99%,PPV 88% i NPV 94%; dla rozpoznania FLUS czułość wynosiła 57%, swoistość 97%, PPV 87% i NPV 86% Nikiforov i wsp. J Clin Endocrinol Metab 96, , 2011

34 Propozycja klinicznego algorytmu postępowania u pacjentów z tzw. nieokreślonym wynikiem cytologicznym BAC, z zastosowaniem rezultatów analizy mutacji Nikiforov i wsp., J Clin Endocrinol Metab 96, , 2011

35 Ponieważ BAC nie jest w stanie dostarczyć ostatecznej diagnozy cytologicznej w przypadku wymienionych zmian, większość pacjentów z nieokreślonym wynikiem badania cytologicznego jest poddawanych diagnostycznemu zabiegowi chirurgicznemu w celu ustalenia rozpoznania histopatologicznego. Jednakże, tylko 10 do 40% guzków tarczycy wyciętych z tego powodu chirurgicznie okazuje się złośliwymi [Nikiforov i wsp. J Clin Endocrinol Metab 96, , 2011].

36 ThyroSeq v.2.1 Multi-gene NGS Assay Test ten bada mutacje punktowe 13 genów oraz 42 typy genów fuzyjnych, które zdarzają się w raku tarczycy. Ponadto w teście zastosowano badanie ekspresji 8 genów w celu oceny składu komórkowego próbek pobranych metodą biopsji aspiracyjnej. Nikiforov i wsp., Cancer 120, , 2014 W kolejnej pracy autorzy dołączają do tego kolejny gen (EIF1AX) w sumie 14 genów, 42 geny fuzyjne oraz dodatkowo ekspresja 8 genów. Nikiforov i wsp., Thyroid 25, , 2015

37 Test składający się z panelu 7 genów oferuje wyższą czułość wykrywania raka (NPV 94%, PPV 88%) niż badanie pojedynczego genu, np. BRAF V600E, które charakteryzuje się wysoką swoistością, ale niską czułością. Z kolei test Afirma ma wysoką czułość (90%) i NPV (95%), ale niską swoistość, co powoduje niskie PPV (38%).

38 Zmiany nieokreślone: co dalej? Mutation Panel BRAF, RET, RAS, RET/PTC, PAX8/PPARγ High Positive Predictive value (80-90%) Multigene classifier: identify benign nodule High Negative Predictive value (94-95%) TSH Receptor mrna in circulation High Positive Predictive value (96%)

39 Eszlinger i wsp. dokonali korelacji wyników 347 badań cytologicznych oraz wyników badania przesiewowego na obecność mutacji w materiale cytologicznym z ostatecznym rozpoznaniem histopatologicznym [Eszlinger i wsp. Thyroid 25, , 2015]. Wyniki cytologiczne klasyfikowali wg podziału zaproponowanego przez Brytyjskie Towarzystwo Tarczycowe (BTA) oraz Królewskie Kolegium Lekarzy (w 2007 roku) (British Thyroid Association, Royal College of Physicians 2007, Guidelines for the Management of Thyroid Cancer, London)

40 Korelacja wyników badania cytologicznego oraz badań przesiewowych w kierunku występujących mutacji w rozmazach BAC z wynikiem histopatologicznym (dla 347 bioptatów) Eszlinger i wsp., Thyroid 25, , 2015

41 Skuteczność ( wydajność diagnostyczna ) wyniku badania cytologicznego, analizy molekularnej rozmazów oraz kombinacji tych dwóch badań w porównaniu z ostatecznym rozpoznaniem histopatologicznym Eszlinger i wsp., Thyroid 25, , 2015

42 Poszczególne zaburzenia genetyczne wykryte podczas 402 udanych biopsji molekularnych tarczycy Diagnoza cytologiczna BAC niediagnostyczna Zmiana łagodna AUS/FLUS=AFLUS Podejrzenie nowotworu pęcherzykowego Podejrzenie złośliwości Zmiana złośliwa RAS RET/PTC3 PAX8/PPARγ BRAF Przypadki z obecnością mutacji /całkowita liczba badań (% mutacji obecnych) /111 (4) 21/132 (16) 10/56 (18) 3/34 (9) 11/27 (41) 24/42 (57) Krane i wsp., Cancer (Cancer Cytopathol.), 123, , 2015

43 Procent zmian złośliwych wykrytych podczas biopsji molekularnej tarczycy poprzedzającej zabieg chirurgiczny w odniesieniu do badania patomorfologicznego zoperowanych 152 przypadków Zmutowane geny bądź translokacje onkogenne Żadnej zmiany nie wykryto PAX8/PPARγ RAS BRAF % zmian złośliwych wykrytych w biopsji 39/105 (37) 1/2 (50) 10/24 (42) 21/21 (100) Krane i wsp., Cancer (Cancer Cytopathol.), 123, , 2015

44 Charakterystyka kohorty i podsumowanie wyników biopsji molekularnej 109 aspiratów przedoperacyjnych Rodzaj zmiany Złośliwa Łagodna Liczba przypadków Wiek (lata), zakres [średnia] Kobiety/mężczyźni, % Pozytywne na obecność mutacji [n] Pozytywne na obecność mirna [n] Pozytywne w każdym teście [n] Negatywne w obu testach [n] [52] 79/ [58] 72/ Labourier i wsp., J Clin Endocrinol Metab, 100, , 2015

45 Wyniki testu MPT Kohorta, % AUS/FLUS, % FN/SFN, % (95% Cl) (95% Cl) (95% Cl) Liczba przypadków Czułość 89 (73-97) 94 (73-100) 82 (57-96) Swoistość 85 (75-92) 80 (64-91) 91 (76-98) PPV 74 (58-86) 68 (46-85) 82 (57-96) NPV 94 (85-98) 97 (84-100) 91 (76-98) Iloraz szans 44 (13-151) 68 (8-590) 48 (9-269) Labourier i wsp., J Clin Endocrinol Metab, 100, , 2015

46 Regulacja ekspresji genu w procesie różnicowania komórek i kancerogenezy Różnicowanie komórek Zmiany epigenetyczne Metylacja DNA Modyfikacje histonów Kancerogeneza Mutacje punktowe Rearanżacje genów Delecje Metylacja DNA Modyfikacje histonów

47 ZMIANA EPIGENETYCZNA zmiana ekspresji genu bez oddziaływania na sekwencje nukleotydów tego genu; odgrywa ważną role w powstawaniu guzów u ludzi włączając nowotwory tarczycy Interakcja między genomem a epigenomem bierze udział w rozwoju komórki nowotworowej Brena & Costello, Human Molecular Genetics 2007, 16: R96-R105 Xing, Endocrinology 2007, 3: Jaenish & Bird, Nature Genetics 2003, 33:

48 Wyciszanie genów jako epigenetyczne procesy regulacji genowej Wyciszanie genu na poziomie transkrypcji Genomic imprinting Paramutation Transposon silencing Transgene silencing Wyciszanie genu potranskrypcyjne RNA interference (RNAi) Nonsense mediated decay (NMD) Komórkowe komponenty wyciszania genów Histones Chromatin and heterochromatin MicroRNA sirna rrna genes (rdna)

49 mirna (mikrorna) jednoniciowe cząsteczki RNA o długości ok nukleotydów, regulujące ekspresję innych genów. mirna kodowane są przez genom komórki, jak normalne geny, i transkrybowane przez RNA polimerazę II, tak samo, jak mrna. Prekursorem są niewielkie RNA, o strukturze spinki do włosów, które ulegają obróbce podobnie do sirna. Wchodzą w skład kompleksów rybonukleoproteinowych blokujących specyficznie translację mrna i nadają im swoistość.

50 mirna (mikrorna) W odróżnieniu od sirna, mirna nie posiadają 100%-owej homologii sekwencji z docelowym mrna. Cząsteczki mirna są zaangażowane w negatywną regulację ekspresji genów podczas rozwoju; ocenia się, że biorą udział w regulacji 30% ludzkich genów. Są mediatorami mechanizmu interferencji z translacją mrna (RNAi).

51 Znaczenie mirna w raku tarczycy (PTC) Significant correlation between mirna expression patterns and somatic mutations was observed in PTC. A set of seven mirnas (mir-187, mir-221, mir-222, mir-146b, mir-155, mir-224, and mir-197) was overexpressed in thyroid tumors vs. hyperplastic nodules. Nikiforova, J Clin Endocrinol Metab 2008; 93: MicroRNA overexpression of mir-221, mir-222 and mir-146 differentiates between PTC and unchanged tissue with simultaneous dramatic loss of mrna expression of many genes, particularly of KIT gene encoding receptor c-kit, the protein with tyrosine kinase activity. He et al., Nature 2005; 435: Iorio, Cancer Res 2005; 65:

52 Selected single mirs in thyroid FNA samples Ludovikova i wsp., Acta Cytol 59, , 2015

53 Summary of studied mir sets in thyroid FNA Ludovikova i wsp., Acta Cytol 59, , 2015

54 Wszystkie te testy podlegają gruntownej, jeśli nie miażdżącej krytyce w dokumencie przygotowywanym przez ETA, który ma zostać niebawem opublikowany jako rekomendacje diagnostyki molekularnej materiału z biopsji cienkoigłowej tarczycy; rekomendacje te jak na razie jeszcze nie doczekały się publikacji i są dostępne dla członków ETA w postaci draftu. ETA GL Molecular FNA Diagnostics Task Force Chair R. Paschke

55 Populacją docelową, co do której odnoszą się rekomendacje, są osoby dorosłe w wieku 18 lat z badaniem cytologicznym o wyniku tzw. nieokreślonym, wykonanym z materiału z guzka o średnicy 1 cm zmierzonej w badaniu USG; są one potencjalnymi kandydatami do leczenia chirurgicznego (bez istotnych przeciwwskazań).

56 Zakłada się, że osoby te: nie chorowały wcześniej na złośliwą chorobę tarczycy, nie były wcześniej narażeni na istotne napromienienie głowy i szyi nie postawiono u nich równolegle diagnozy raka tarczycy (w innym guzku tarczycy, w węźle chłonnym lub odległych przerzutach).

57 W przypadku testu GEC, który służy do rozpoznawania zmian łagodnych na podstawie wzoru ekspresji mrna wybranych genów, wartości zarówno NPV, jak i PPV oceniane w różnych badaniach, są niezwykle rozbieżne, co rzuca cień na użyteczność tego testu. ETA nie rekomenduje testu GEC do stosowania rutynowego w celu wykluczania złośliwości guzków.

58 7-genowy panel mutacyjny Nikiforova i wsp. składa się w większości z genów, których mutacje prognozują złośliwość z prawdopodobieństwem większym niż 95% (BRAF, RET/PTC, PAX8/PPARγ), ale mutacje onkogenu RAS są związane ze zjawiskiem złośliwości już w znacznie niższym przedziale częstości (57-87%), co naraża chorych ze zmianami łagodnymi na zbyt radykalne operacje.

59 Test tngs (ThyroSeq v.2) charakteryzuje się wprawdzie wysokimi wartościami NPV, PPV i wysoką czułością, ale jest jeszcze niedopracowany pod kątem jego interpretacji (punkty odcięcia dla rozpoznania poszczególnych mutacji, standardowe procedury operacyjne). Dlatego też ETA sugeruje zastosowanie tego testu do badań naukowych

60 Te same uwagi dotyczą ostatniego z wymienionych testów - MPT, który polega na łącznej interpretacji mutacji czterech genów (DNA), trzech rearanżacji onkogennych (RNA) oraz 10 różnych genów mirna. Test badający poziomy mrna specyficznego dla TSHR nie zyskał większego zastosowania, choć był dostępny komercyjnie.

61 Wprowadzenie testów do komercyjnego użycia spowodowało swoistą wojnę pomiędzy grupami badaczy zaangażowanymi w przygotowanie poszczególnych diagnostycznych paneli.

62

63

64

65 Thyroid 2015 American Thyroid Association DOI: /thy American Thyroid Association Management Guidelines for Adult Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer The American Thyroid Association (ATA) Guidelines Taskforce on Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer Bryan R. Haugen, Erik K. Alexander, Keith C. Bible, Gerard M. Doherty, Susan J. Mandel, Yuri E. Nikiforov, Furio Pacini, Gregory W. Randolph, Anna M. Sawka, Martin Schlumberger, Kathryn Schuff, Steven I. Sherman, Julie Ann Sosa, David L. Steward, R. Michael Tuttle, and Leonard Wartofsky

66 Wytyczne ATA 2015 na temat guzków tarczycy i zróżnicowanego raka tarczycy szczegółowo zajmują się badaniami molekularnymi biopsji w rozdziałach A16- A19 i w rekomendacjach od 13 do 17. Haugen et al., 2015 ATA Management Guidelines for Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid 26, 1-133, Jeszcze bardziej szczegółowa analiza wskazań do biopsji molekularnej zawarta jest w oświadczeniu ATA, dotyczącym chirurgicznego zastosowania profilowania molekularnego w guzkach tarczycy Ferris i wsp., Thyroid 25, , 2015.

67 Polskie wytyczne z Wisły poświęcają biopsji molekularnej 5 linijek tekstu w rekomendacji 34, dopuszczając możliwość jej wykonania, ale nie udzielając im jednoznacznej rekomendacji. Jarząb i wsp., Endokrynol Pol. 67, , Natomiast rekomendacje ATA dotyczące raka tarczycy u dzieci odnoszą się do biopsji molekularnej z głęboką rezerwą, stwierdzając, że do tej pory nie ma przeprowadzonych stosownych badań u dzieci, co oznacza, iż nie można udzielić rekomendacji biopsji molekularnej u osobników w wieku rozwojowym. Francis i wsp., Thyroid 25, , 2015

68 [A17] AUS/FLUS Cytology W uproszczeniu, autorzy rekomendacji ATA przedstawiają następujący schemat: Badanie cytologiczne przypadku nieokreślonego jeśli nie przynosi konkretnego wyniku, badanie molekularne (GEC lub panel mutacyjny) jeśli nie przynosi konkretnego wyniku, nadzór/czujne monitorowanie (oczekiwanie) lub leczenie chirurgiczne. Jeśli badanie GEC nie wykluczy nowotworu złośliwego, należy przejść do zbadania panelu mutacyjnego. Haugen i wsp., 2015 ATA Management Guidelines for Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid 26, 1-133, 2016.

69 [A17] AUS/FLUS Cytology Pytanie ogólne - czy nie powinniśmy bardziej rozdzielić AUS od FLUS? Istota tych dwóch rozpoznań cytologicznych jest kompletne odmienna. Przyjmując, że AUS możemy potraktować jako skrzyżowanie cytologii grupy II z cytologią grupy V lub VI TBSRTC, a FLUS jako skrzyżowanie cytologii grupy II z cytologią grupy IV TBSRTC, od razu nasuwa się myśl, iż ryzyko raka w tych grupach jest odmienne. Czy mamy prawo utrzymać stanowisko z roku 2010, jeśli średnie ryzyko raka w tej grupie wynosi 14% (od 6 do 48%, str. 386 rekomendacje ATA)?

70 [A17] AUS/FLUS Cytology Zgodnie z sugestiami zawartymi w kilku amerykańskich doniesieniach, jeśli do naszych wytycznych włączylibyśmy zalecenia odnośnie biopsji molekularnej, to w grupie AUS/FLUS powinniśmy wskazać w pierwszym rzędzie na GEC ( rule out ), a nie na panel mutacyjny, bowiem częstość raka tarczycy w tej grupie jest oceniana jako relatywnie niewysoka (wysoka wartość NPV). W przypadku, w którym po zastosowaniu GEC nie udałoby się wykluczyć nowotworu złośliwego, należy w drugiej kolejności zastosować panel mutacyjny ( rule in ).

71 [A18] Follicular Neoplasm/Suspicious for Follicular Neoplasm (FN/SFN) Cytology Zgodnie z sugestiami zawartymi w kilku amerykańskich doniesieniach, jeśli do naszych wytycznych włączylibyśmy zalecenia odnośnie biopsji molekularnej, to w grupie FN/SFN powinniśmy wskazać w pierwszym rzędzie na GEC ( rule out ), a nie na panel mutacyjny, bowiem częstość raka tarczycy w tej grupie jest oceniana jako relatywnie niewysoka (wysoka wartość NPV). W przypadku, w którym po zastosowaniu GEC nie udałoby się wykluczyć nowotworu złośliwego, należy w drugiej kolejności zastosować panel mutacyjny ( rule in ).

72 [A19] Suspicious for Malignancy (SUSP) Cytology Zgodnie z sugestiami zawartymi w kilku amerykańskich doniesieniach, jeśli do naszych wytycznych włączylibyśmy zalecenia odnośnie biopsji molekularnej, to w grupie SUSP powinniśmy wskazać w pierwszym rzędzie na panel mutacyjny ( rule in ), a nie na GEC, bowiem częstość raka tarczycy w tej grupie jest oceniana jako wysoka (wysoka wartość PPV).

73 Algorytm postępowania w guzkach tarczycy na podstawie BAC oraz markerów molekularnych Xing i wsp., Lancet 381, , 2013

74 Sonographic patterns, estimated risk of malignancy and FNA guidance for thyroid nodules Sonographic Pattern US features Estimated risk of malignancy Consider biopsy FNA size cutoff (largest dimension) High suspicion Intermediate suspicion Low suspicion Very low suspicion Solid hypoechoic nodule or solid hypoechoic component of a partially cystic nodule with one or more of the following features: irregular margins (infiltrative, microlobulated), microcalcifications, taller than wide shape, rim calcifications with small extrusive soft tissue component, evidence of extrathyroidal extension Hypoechoic solid nodule with smooth margins without microcalcifications, extrathyroidal extension, or taller than wide shape Isoechoic or hyperechoic solid nodule, or partially cystic nodule with eccentric solid areas, without microcalcification, irregular margin or extrathyroidal extension, or taller than wide shape. Spongiform or partially cystic nodules without any of the sonographic features described in low, intermediate or high suspicion patterns >70-90%* 10-20% 5-10% < 3% Recommend FNA at > 1 cm Recommend FNA at > 1 cm Recommend FNA at > 1.5 cm Consider FNA at > 2 cm. Observation without FNA is also a reasonable option Benign Purely cystic nodules (no solid component) < 1% No biopsy** * - the estimate is derived from high volume centers, the overall risk of malignancy may be lower given the interobserver variability in sonography; ** - aspiration of the cyst may be considered for symptomatic or cosmetic drainage Haugen et al., 2015 ATA Management Guidelines for Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid 26, 1-133, 2016.

75 Według mojej opinii, ocena cech ryzyka ultrasonograficznego zmiany, zaprezentowana wcześniej w pracach z mojego ośrodka, jest znacznie prostsza, a przede wszystkim uzależnia wykonanie BAC od stwierdzonych ultrasonograficznych cech ryzyka, a nie tylko od wielkości samej zmiany. Lewiński i Zygmunt: Wole nietoksyczne. W: Endokrynologia Kliniczna, T. II, red. A. Milewicz, PTE, Wrocław, 2012, Lewiński i Adamczewski, Thyroid Res. 8 Suppl 1, A19, 2015.

76 Algorithm for evaluation and management of patients with thyroid nodules based on US pattern and FNA cytology. R Recommendation in text.

77 Recommendation for diagnostic FNAB of a thyroid nodule based on sonographic features RECOMMENDATION 8 Thyroid nodule diagnostic FNA is recommended for: a) Nodules 1 cm with high suspicion sonographic pattern (Strong recommendation, Moderate-quality evidence) b) Nodules 1 cm with intermediate suspicion sonographic (Strong recommendation, Low-quality evidence) c) Nodules 1.5 cm with low suspicion sonographic pattern (Weak recommendation, Low-quality evidence) d) Nodules 2 cm with very low suspicion sonographic pattern (e.g. - spongiform) (Weak recommendation, Moderate-quality evidence) Thyroid nodule diagnostic FNA is not required for: e) Nodules that do not meet the above criteria (Strong recommendation, Moderate-quality evidence) f) Nodules that are purely cystic (Strong recommendation, Moderatequality evidence) Haugen et al., 2015 ATA Management Guidelines for Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid 26, 1-133, 2016.

78 Trudno w pełni zaakceptować taki podział guzków/ognisk w badaniu USG tarczycy, jaki przedstawiono w rekomendacjach ATA. Szczególnie zaskakujące wydaje się stanowisko, że można odstąpić od wykonania BAC zmiany, tylko na podstawie jej wymiaru, a mianowicie średnicy mniejszej niż 1 cm, pomimo stwierdzonego ryzyka raka w badaniu USG większego niż 70-90%. Podobnie, można odstąpić od wykonania BAC guzków nieco większych, ale o średnicy mniejszej niż 1,5 cm, przy jednoczesnym ryzyku złośliwości 10-20%.

79 [A10] Recommendations for diagnostic FNA of a thyroid nodule based on sonographic features Generalnie, nie w pełni akceptuję taki podział guzków/ognisk w USG tarczycy, jak przedstawiony w rekomendacjach ATA 2015, tj. oparty wprawdzie o ryzyko wynikające ze wzoru ultrasonograficznego, ale przede wszystkim bazujący na wielkości guzka; wg naszego stanowiska, granica wielkości guzka, przy której należy rozważyć wykonanie BAC jest 5 mm średnicy. Haugen i wsp., 2015 ATA Management Guidelines for Patients with Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid 26, 1-133, 2016.

80 W ślad za wytycznymi amerykańskimi podążają zalecenia polskie opublikowane w 2016 roku, wkrótce po wytycznych ATA. Rekomendacje te stanowią podsumowanie uzgodnień z Konferencji nt. Raka Tarczycy, która odbyła się w listopadzie 2015 roku w Wiśle. Jarząb i wsp. Endokrynol Pol. 67, , Według stanowiska grupy ekspertów polskich, granicą wielkości guzka, przy której dopuszcza się odstąpienie od wykonania BAC zmiany ogniskowej w tarczycy ze względu na małe ryzyko kliniczne, jest 5 mm we wszystkich wymiarach.

81 Ponadto, warunkowo dopuszczono odstąpienie od wykonania BAC zmiany ogniskowej < 10 mm, wykazującej cechy ryzyka złośliwości, zalecając w takim przypadku monitorowanie ultrasonograficzne zmiany w badaniach wykonywanych co 3 6 miesięcy w zależności od ryzyka klinicznego, i wykonanie BAC dopiero wtedy, kiedy ognisko ulegnie powiększeniu do 10 mm średnicy lub powyżej. Jednakże, w innym miejscu, przywołane rekomendacje polskie zalecają wykonanie BAC zmiany ogniskowej w przypadku klinicznych lub ultrasonograficznych cech złośliwości, niezależnie od rozmiaru ogniska. Jarząb i wsp. Endokrynol Pol. 67, , 2016.