Pathobiologie en moleculaire diagnostiek bij acute myeloïde leukemie

Transcriptie

1 Pathobiologie en moleculaire diagnostiek bij acute myeloïde leukemie Bert van der Reijden, PhD Laboratorium Hematologie Afd Laboratoriumgeneeskunde RadboudUMC, Nijmegen DHC Arnhem verpleegkundig symposium 23 januari 2019 I have nothing to disclose

2 Begin 90-er jaren: 1 e genen bij leukemie geïdentificeerd Ontstaan van acute myeloide leukemie Moleculaire diagnostiek, wat, waarom, wanneer? Begrippen: DNA, FLT3, PCR, NGS, MRD, CHIP Van der Reijden et al, Blood, 1993

3 Regulatie van celgroei tijdens bloedcelaanmaak Stamcellen Voorlopercellen Rijpe cellen FLT3-Ligand SCF lymfoid IL2 IL4 MCSF B/T cellen monocyten macrofagen IL6 IL3 myeloid GMCSF EPO TPO IL7 GCSF IL5 EPO granulocyten plaatjes rode bloedcellen Beenmerg: vermenigvuldigen en uitrijpen Bloed: functie

4 Ontstaan en kenmerken acute myeloide leukemie DNA mutaties leukemie initierende cellen Groeifactor onafhankelijke groei Myeloide voorlopers Blasten Geprogrammeerde celdood geremd Blokkade in uitrijping

5 DNA uitlezen naar RNA, RNA vertaald naar eiwit Genen: stukjes DNA worden afgelezen DNA: 46 ketens, totaal 3 miljard bouwstenen 4 bouwstenen: A, G, C, T bijna 2 meter/cel celdeling DNA eiwitten valt bacterie aan tussenproducten = RNA

6 Leukemie wordt veroorzaakt door fouten in het DNA AML: DNA veranderingen Overgrote meerderheid is niet erfelijk Ontstaan tijdens het leven DNA verschillende delen DNA verschillende namen bijv. NPM1, FLT3 Fouten in DNA bv kleine duplicatie in FLT3 1 op 3 patienten

7 Groeifactor geeft celdeling instructies via FLT3 celdeling FLT3 DNA FLT3 RNA

8 Gemuteerd FLT3 staat aan zonder groeifactor Geen groeifactor meer nodig celdeling aan * Gemuteerd FLT3 DNA * * * * * * Gemuteerd FLT3 RNA Groeifactoronafhankelijke celdeling Ook veranderingen eiwitten die uitrijpen en celdood reguleren Meerdere veranderingen/patient

9 Moleculaire diagnostiek loopt via een aantal stappen Centrifugeren beenmerg- en bloedbuizen

10 Scheiding plasma, witte en rode bloedcellen witte bloedcellen

11 Witte bloedcellen opzuigen met pipet Overbrengen naar buis Verwijderen rode bloedcellen Centrifugeren

12 Na verwijderen rode bloedcellen blijven de witte over witte bloedcellen

13 Witte bloedcellen openbreken, isoleren van DNA DNA

14 Vermeerderen DNA met PCR reactie Inzetten moleculaire bepaling Enzym DNA polymerase essentieel

15 DNA vermeerderen in een PCR machine Stukjes DNA 40 x verdubbelen 2 40 = 1 biljoen keer zo veel Opeenvolgende reacties: kettingreactie Polymerase kettingreactie Engels = Polymerase Chain Reaction = PCR Zo verrichten we op DNA een FLT3 PCR

16 Na PCR volgorde bouwstenen bepalen: mutaties (bijv in FLT3)? Van 96 reacties op een plaat: naar 8 miljoen op een chip Massive parallel sequencing Next generation sequencing = NGS Uitdaging: dataverwerking: ~30 Gigabyte per run identificeren pathogene/prognostische mutaties

17 Belang moleculaire diagnostiek bij AML 3 deelgebieden: bepalen prognose therapie intensiteit doelgerichte therapie therapie response

18 Moleculaire diagnostiek bepaalt prognose bij diagnose Overleving acute myeloide leukemie (%) Zwarte lijn Overleving 525 patiënten met AML Leeftijd jaar 8% CBFB mutatie Chemo Autologe SCT 10% hoge EVI1 Chemo + allogene SCT Tijd (maanden)

19 Midostaurine voor FLT3 gemuteerde AML celdeling * Gemuteerd FLT3 DNA * * * * * * Gemuteerd FLT3 RNA Gemuteerd FLT3 eiwit staat continu aan Groeifactoronafhankelijke celdeling

20 Aantonen meetbare restziekte na chemotherapie voorspelt recidief NPM1: goede prognose, geen allogene transplantatie MRD restziekte (>1 op cellen) aantoonbaar na 2e chemokuur? aantoonbaar AML recidief (%) afwezig Jaren sinds remissie AML Restziekte aantoonbaar: allogeen transplanteren Ivey et al. NEJM 2016

21 Mutaties in leukemiegenen vaak gevonden bij gezonde ouderen 65 jaar en ouder >20 % mutatie in leukemiegen overgrote merendeel krijgt nooit leukemie incidentie leukemie ~2-3/ indien toch leukemie: zelfde DNA verandering plus extra veranderingen Mutatie maar toch geen leukemie, hoe kan dat? Leukemie: meerdere mutaties

22 Klonale bloedcelaanmaak agv mutatie in leukemiegen Eerste mutatie klein groeivoordeel Pre-maligne cellen Bijv 10% cellen heeft mutatie Clonal hematopoiesis of indeterminate potential = CHIP Relevantie aantonen mutatie zonder kliniek & morfologie zeer beperkt

23 Patiënt genezen, sommige mutaties nog aantoonbaar Eerste mutatie leukemie initierende cellen verschillende mutaties bij één patient

24 Pre-maligne cellen overleven chemotherapie Eerste mutatie klein groeivoordeel Pre-maligne cellen Conclusie: sommige mutaties niet geschikt om restziekte te bepalen

25 Moleculaire classificatie acute myeloide leukemie anno 2019 Döhner et al, Blood, 2017

26 Take home messages moleculaire diagnostiek Sleutelbegrippen: DNA: erfelijk materiaal, mutaties: leukemie FLT3: gen met leukemie-mutaties PCR: polymerase ketting reactie NGS: next generation sequencing MRD: meetbare restzieke CHIP: klonale hematopoiese gezonde personen Icm morfologie en kliniek: diagnose Prognostische markers: therapie intensiteit Therapeutische markers: doelgerichte therapie Follow up

27 Acute myeloïde leukemie HOVON richtlijn 2018 moderator Tineke Duyts speaker Maarten Corsten Internist-hematoloog Radboudumc

28 Belangenverklaring In overeenstemming met de regels van de Inspectie van de Gezondheidszorg (IGZ) Naam: Organisatie: Maarten Corsten Radboudumc Ik heb geen 'potentiële' belangenverstrengeling Ik heb de volgende mogelijke belangenverstrengelingen: Type van verstrengeling / financieel belang Ontvangst van subsidie(s)/research ondersteuning: Ontvangst van honoraria of adviseursfee: Lid van een commercieel gesponsord speakersbureau : Financiële belangen in een bedrijf (aandelen of opties): Andere ondersteuning (gelieve te specificeren): Wetenschappelijke adviesraad: Naam van commercieel bedrijf nvt nvt nvt nvt nvt nvt

29 AML prognose door de jaren.. 60 years > 60 years 29 Burnett et al.

30 AML: de nieuwe HOVON richtlijn 2018

31 Diagnostiek bij presentatie Stellen diagnose en classificatie: beenmergonderzoek Prognostisch profiel: grotendeels genetica Alert zijn op complicaties: Diffuse intravasale stolling (bloeding) Tumor lysis syndroom Hyperleukocytose (>100 x 10 9 /l) en/of leukostase Infectie (bacteriën, schimmels) Orgaanbetrokkenheid: brein, huid, oog, nier, hart, longen Performance status: evt hartfunctie, longfunctie, dentaal focusonderzoek

32 MORFOLOGIE BIOPT FLOW CYTOMETR MUTATIEANALYSE CYTOGENETICA

33 WHO 2016 classificatie Arber WHO book 2016

34 Risicoclassificatie NTVH okt 2018 Dohner Blood 2017

35 Risicoclassificatie Maar ook: - Hoogte leukocytengetal bij start - In remissie na 1 kuur? - Meetbare restziekte na 2 kuren? NTVH okt 2018 Dohner Blood 2017

36 Overleving AML: prognose en risicogroepen

37 Pijlers behandeling AML Chemotherapie Stamceltransplantatie, risico gestuurd Supportive care! Transfusies Infecties (SDD, schimmels) Psychosociaal Presentatie Hyperleukocytose Bloeding door diffuse intravasale stolling (DIS) Orgaaninfiltratie

38 Tijdlijn therapieën voor AML -Midostaurin -Enasidenib -CPX-351 -Mylotarg (GO) AzacitidineDecitabine 2018 Midostaurin Enasidenib CPX-351 Mylotarg (GO) 2019 Venetoclax Ivosidenib 38

39 Leeftijdsgrenzen voor intensieve therapie zijn verlaten: fit versus niet fit

40 Behandeling AML fitte patiënt Remissie-inductie kuur 1 - Daunorubicine dag 1,2,3 - Cytarabine dag 1-7 Remissie-inductie kuur 2 - Daunobicine dag 1,3,5 - Cytarabine dag 1-6 Consolidatiebehandeling -afhankelijk van risicoprofiel

41 Behandeling AML fitte patiënt Remissie-inductie kuur 1 - Daunorubicine dag 1,2,3 - Cytarabine dag 1-7 FLT3 mutatie: + midostaurin Remissie-inductie kuur 2 - Daunobicine dag 1,3,5 - Cytarabine dag 1-6 Consolidatiebehandeling -afhankelijk van risicoprofiel Stone et al, NEJM

42 Behandeling AML fitte patiënt Remissie-inductie kuur 1 - Daunorubicine dag 1,2,3 - Cytarabine dag 1-7 FLT3 mutatie: + midostaurin HOVON 156 FLT3 mutatie: + gilteritinib of midostaurin HOVON 150 IDH1 mutatie: + ivosidenib of placebo IDH2 mutatie: + enasidenib of placebo Remissie-inductie kuur 2 - Daunobicine dag 1,3,5 - Cytarabine dag 1-6 Consolidatiebehandeling -afhankelijk van risicoprofiel

43 Consolidatie: hoe de ziekte weg te houden? CHEMOTHERAPIE MET OF ZONDER AUTOLOGE STAMCELTRANSPLANTATIE ALLOGENE STAMCELTRANSPLANTATIE = chemotherapie = chemotherapie + immunotherapie

44 Consolidatie: hoe de ziekte weg te houden? CHEMOTHERAPIE MET OF ZONDER AUTOLOGE STAMCELTRANSPLANTATIE ALLOGENE STAMCELTRANSPLANTATIE = chemotherapie = chemotherapie + immunotherapie Recidiefkans Behandelsterfte Graft versus host Recidiefkans Behandelsterfte (graft versus tumor)

45 Consolidatiestrategie gunstig intermediair ongunstig Meetba re restziek te - + Autologe SCT of 3e chemokuur Allogene SCT

46 Consolidatiestrategie gunstig intermediair ongunstig Als NPM1 mutatie Meetba re restziek te - + Autologe SCT of 3e chemokuur Allogene SCT

47 Als het toch tegenzit.. Refractaire AML (na 2 cycli chemotherapie) Experimentele behandeling Decitabine Direct allogene SCT aansluitend op 2e cyclus Recidief AML Afhankelijk van comorbiditeit, eerdere behandeling, tijd na eerdere behandeling Altijd een uitdaging

48 En ouderen? Uitkomsten > 60 jaar slechter dan < 60 jaar Bepalen wel of niet intensief behandelen. Die tijd heb je. Meewegen: Co-morbiditeit en functionele status Leeftijd 60-75, 75 jaar Cytogenetica: vaker hoog-risico afwijkingen Leukocytenaantal

49 Niet fit voor intensief = palliatief Supportieve zorg Laag intensieve chemotherapie: Hydrea Lage dosis cytarabine Hypomethylerende middelen Decitabine Azacitidine Binnenkort: Venetoclax, deblokkeert celdood leukemiecel Steeds vaker in studies (HOVON-135, -155)

50 Acute promyelocyten leukemie (APL, vroeger AML-M3) Vroege mortaliteit door bloedingen (DIS) Ziekte ten gevolge van translocatie t(15;17) met fusiegen PML/RARα Fusie eiwit te remmen met ATRA (vitamine A) en ATO (arseentrioxide)

51 Behandeling APL: chemotherapie grotendeels verlaten, ATO + ATRA gouden standaard Complex klinisch, maar: - Chemotherapie vrij. - Poliklinisch. Lo-Coco et al. NEJM 2016

52 Richtlijn: take home Diagnostiek multimodaal: essentieel voor diagnose, prognose, responsbeoordeling, keuzes behandeling Chemotherapie blijft de hoeksteen van de behandeling fitte patiënt Nieuw = toevoeging specifieke remmers voor gemuteerde eiwitten (FLT3 midostaurin, IDH1/2 ivosidenib/enasidenib) Consolidatiebehandeling afhankelijk van risicoprofiel, rol MRD Niet fit: meerdere opties waaronder hypomethylerende behandeling en binnenkort Venetoclax

53

54 Casus 1 Man, 65 jaar VG: hersenletsel na verkeersongeval (1995), TIA (2011), cholecystectomie, obesitas. 2 weken malaise, gewichtverlies. 1 dag pijn bovenbuik, wat benauwd. Tachypnoe (28/m), hypoxemie (SpO2 90%), crepiteren bdz, pols 110/min, normale bloeddruk, Temp 37,4. Lichte drukpijn epigastrio, vergrote milt Lab: Hb 4,9, trombo s 74, leuko s 270, uitstrijk: >90% myeloblasten LDH 650, kreatinine 150, fibrinogeen 5000, CRP 50, gammagt 700 Echo abdomen: geen verklaring voor pijn

55 Casus 1

56 Initiële opvang op SEH elders: ceftazidim, rasburicase. Maar verder? A Vullen! B Juist niet vullen!

57 Casus 1 Na vulling en ambulance: géén buikpijn meer, respiratoir iets beter. Longbeeld, buikpijn, leverproefstoornissen en nierfunctiestoornis geduid bij leukostase.

58 Casus 1 Na vulling en ambulance: géén buikpijn meer, respiratoir iets beter. Longbeeld, buikpijn, leverproefstoornissen en nierfunctiestoornis geduid bij leukostase. Dus: Opname intensive care Dexamethason 2dd 10mg Start cytoreductie: Hydrea 3 dd 2000 mg Start chemotherapie volgende dag Leukaferese: streef naar 50% leukoreductie

59 En erytrocytentransfusie? (Hb 4,9) A Dat is nu niet nodig B Ja, het Hb moet >5 (of 6) gezien risico hypoxie

60 Casus 1 Risicoprofiel Uiteindelijk 2 kuren intensieve chemotherapie goed doorstaan Géén cytogenetische afwijkingen, geen mutaties vastgesteld Wegens hyperleukocytose echter ongunstig risicoprofiel Na 2 kuren géén meetbare restziekte (MRD) aantoonbaar

61 Hoe zit het ook weer met meetbare restziekte (MRD) bij deze patiënt? A De MRD status kleurt de prognose en stuurt daarom het type SCT (autoloog of allogeen) B MRD status zegt weinig over de prognose bij ongunstig risico AML C Ook bij MRD negativiteit heeft allogene SCT de voorkeur

62 Wat is waar over de bepaling van meetbare restziekte (MRD) bij deze patiënt?

63 Casus 1 Consolidatie Tijdens chemokuren multipele complicaties: bacteriemieën, ernstige elektrolytstoornissen. Moeilijk te peilen. Zelfredzaam? Door leeftijd en fitheid voorkeur voor niet-myeloablatieve allogene SCT Psychosociaal voorkeur myeloablatieve transplantatie met kortere immunosuppressie Momenteel gepland voor myeloablatieve stamceltransplantatie

64 Casus 2 Man, 64 jaar oud VG hartinfarct waarvoor stenting (PCI) in Asymptomatisch Presentatie met vermoeidheid, hematomen, gingivahyperplasie Beenmergonderzoek Beenmerg: 32% blasten. Dysplasie! Flow: AML. Dysplasie! Cytogenetica: normaal karyotype

65 Wat voor risicoprofiel hoort bij de beschreven AML met uitgebreide dysplasie? A Gunstig risico B Ongunstig risico C Weet ik (nog) niet

66 Casus 2 Gunstig risico genetica.. Mutatieanalyse: NPM1 mutatie, géén FLT3-ITD mutatie. AML met NPM1 mutatie Gunstig risico mits geen bijkomende FLT3-ITD mutatie Frequent met dysplasie, dit is hier prognostisch NIET belangrijk Gemuteerd NPM1 eiwit = goede MRD marker met PCR

67 Casus 2 Beloop 2 kuren intensieve chemotherapie aardig doorstaan Na kuur 2: complete remissie, geen meetbare restziekte met zowel PCR (mutatie) als flow cytometrie. DUS behouden gunstig risico Na stamcelmobilisatie krap transplantaat (2 miljoen CD34+ cellen/kg)

68 Casus 2 Hoe nu verder Autologe stamceltransplantatie? Derde chemokuur? Allogene transplantatie? NB echtgenote in VG allotransplant wegens Hodgkin Hoe gunstig is deze ziekte eigenlijk op 64-jarige leeftijd?

69 Casus 2 Gunstig risico bestaat niet bij ouderen >65 jaar <65 jaar Ostronoff JCO 2015

70 Casus 2 Gunstig risico bestaat niet bij ouderen AML richtlijn HOVON: Autologe SCT of derde kuur. <66 jaar Maar ook: overweeg allo SCT bij alle oudere patiënten Of MRD-negativiteit het verhoogde risico bij ouderen teniet doet is niet bekend

71 Wat is nu wijsheid bij onze patiënt? 64 jaar. NPM1+, MRD negatief A Autoloog B 3e kuur chemotherapie C Allogeen

72 Casus 2 Casus 2 (vervolg) Besloten tot autologe stamceltransplantatie Donor achter de hand voor eventueel escape bij slechte engraftment Zeer trage repopulatie, met name trombocyten

73 Casus 2 Casus 2 (vervolg) Besloten tot autologe stamceltransplantatie Donor achter de hand voor eventueel escape bij slechte engraftment Zeer trage repopulatie, met name trombocyten Beloop: Aspergillus infectie Organiserende pneumonie, chronisch prednisolon Wisselend angina pectoris bij anemie Ijzerstapeling Conditioneel geen ruimte voor allogene stamceltransplantatie

74

75 Extra

76 Casus 3 Man 58 jaar VG/ licht verstandelijk beperkt, cerebrale parese. Morbide obees november: malaise, pancytopenie AML met verschillende mutaties: NPM1, FLT3-TDK, ASXL1 (formeel good risk) Geen liquorlocalisatie Na uitgebreid overleg met patiënt en zijn familie: Start intensieve chemotherapie Goed tot dag 21: val uit bed, niet aanspreekbaar, wel onrust

77 Verscheidene afwijkende plekken in het brein Wat is onze DD?

78 Casus 3 Complicatie Bloedkweken: bacillus cereus uit alle flesjes tot rondom IC opname Breedspectrum antibiotica, centrale lijn verwijderd, beademing wegens onveilige ademweg Langdurige opname, critical illness neuropathie Meermaals mislukte detubatie Geen focale neurologie bij ontwaken of repopulatie Koorts Rol groeifactor (G-CSF) voor snellere repopulatie?

79 Casus 3 Na kuur 1.. Complete remissie Geen meetbare restziekte (NPM1 mutatie PCR) Maar persisterend zeer zwak, hulpbehoevend, neuropathie, wisselende niet goed begrepen somnolentie Chemotherapie geen optie. Wat dan?

80 Casus 3 Na kuur 1.. Complete remissie Geen meetbare restziekte (NPM1 mutatie PCR) Maar persisterend zeer zwak, hulpbehoevend, neuropathie, wisselende niet goed begrepen somnolentie Chemotherapie geen optie. Wat dan? Decitabine 5 dagen Insteek: hopelijk remissie verlengen. Brug naar consolidatie afhankelijk van herstel

81 Casus 3 Beloop Maar Langdurige aplasie (>30 dagen) na decitabine. Tijdelijk G-CSF support Conditie onveranderd zeer belabberd Koortspieken bij o.a. hepatosplenale candida infectie, urineweginfectie, zeer moeizame vaattoegang

82 Casus 3 Beloop Expectatief beleid: geen tolerantie voor therapie Grote kans op terugkeer ziekte maar genezing niet uitgesloten Inmiddels 2 jaar ziektevrije, weer zelfstandig

83

84 Consolidatie: hoe de ziekte weg te houden? CHEMOTHERAPIE MET OF ZONDER AUTOLOGE STAMCELTRANSPLANTATIE ALLOGENE STAMCELTRANSPLANTATIE = chemotherapie = chemotherapie + immunotherapie Stelljes JCO 2014

85 Geen goede behandeling voor de grootste patientengroep jan 2019 Department of Hematology

86 Geen goede behandeling voor de grootste patientengroep jan 2019 Department of Hematology