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Erschienen in: Der Radiologe 10/2017

05.09.2017 | Leitthema

Personalisierte Onkologie

verfasst von: C. Heining, P. Horak, S. Gröschel, H. Glimm, Prof. S. Fröhling

Erschienen in: Die Radiologie | Ausgabe 10/2017

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Zusammenfassung

Klinisches Problem

Innovative „Next-generation-sequencing“(NGS)-Technologien und umfangreiche genomische Untersuchungen großer Patientenkohorten haben zu vielversprechenden personalisierten Therapiestrategien auf der Basis molekularer Charakteristika individueller Tumorerkrankungen geführt.

Therapeutische Standardverfahren

Zielgerichtete Medikamente wie Tyrosinkinaseinhibitoren, Antikörper oder moderne Immuntherapien sind als Mono- oder Kombinationstherapien zur Behandlung zahlreicher hämatologischer und onkologischer Erkrankungen etabliert.

Neue Therapieverfahren

Die Vielzahl moderner zielgerichteter Therapeutika, die an verschiedensten Komponenten intrazellulärer Signalkaskaden und onkogen wirksamen Mechanismen ansetzen, und die technische Möglichkeit NGS-basierter molekularer Diagnostik machen eine auf genomischen Alterationen basierende, entitätenübergreifende Therapieauswahl und molekulare Stratifizierung innerhalb klinischer Studien möglich.

Diagnostik

Umfangreichere genetische Untersuchungen wie Panelsequenzierungen oder Ganzexom‑, Ganzgenom- und Transkriptomsequenzierungen werden in unterschiedlichem Ausmaß und insbesondere an akademischen Zentren durchgeführt.

Leistungsfähigkeit

Prinzipiell ist eine umfangreiche Charakterisierung, die neben DNA- und RNA-Sequenzierung auch epigenetische, metabolomische und proteomische Veränderungen berücksichtigt, wünschenswert. Eine flächendeckende klinische Anwendung integrativer, multidimensionaler genetischer Befunde ist derzeit allerdings noch nicht möglich.

Bewertung

Es bleibt abzuwarten, inwieweit sich eine umfangreiche molekulare Diagnostik in eine signifikante Prognoseverbesserung übersetzen lässt und als diagnostisches Werkzeug breitere Anwendung finden kann.

Empfehlung für die Praxis

Die Auswahl der im Einzelfall sinnvollsten molekularen Diagnostik sollte u. a. von den gegebenen Möglichkeiten und der klinischen Situation abhängig gemacht werden.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Cancer Genome Atlas Research N, Weinstein JN, Collisson EA, Mills GB, Shaw KR, Ozenberger BA, Ellrott K, Shmulevich I, Sander C, Stuart JM (2013) The cancer genome atlas pan-cancer analysis project. Nat Genet 45:1113–1120CrossRef Cancer Genome Atlas Research N, Weinstein JN, Collisson EA, Mills GB, Shaw KR, Ozenberger BA, Ellrott K, Shmulevich I, Sander C, Stuart JM (2013) The cancer genome atlas pan-cancer analysis project. Nat Genet 45:1113–1120CrossRef
2.
Zurück zum Zitat International Cancer Genome C, Hudson TJ, Anderson W, Artez A, Barker AD, Bell C, Bernabe RR, Bhan MK, Calvo F, Eerola I, Gerhard DS, Guttmacher A et al (2010) International network of cancer genome projects. Nature 464:993–998CrossRef International Cancer Genome C, Hudson TJ, Anderson W, Artez A, Barker AD, Bell C, Bernabe RR, Bhan MK, Calvo F, Eerola I, Gerhard DS, Guttmacher A et al (2010) International network of cancer genome projects. Nature 464:993–998CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Sharma SV, Bell DW, Settleman J, Haber DA (2007) Epidermal growth factor mutations in lung cancer. Nat Rev Cancer 7:169–181CrossRefPubMed Sharma SV, Bell DW, Settleman J, Haber DA (2007) Epidermal growth factor mutations in lung cancer. Nat Rev Cancer 7:169–181CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Bollag G, Tsai J, Zhang J, Zhang C, Ibrahim P, Nolop K, Hirth P (2012) Vemurafenib: the first drug approved for BRAF-mutant cancer. Nat Rev Drug Discov 11:873–886CrossRefPubMed Bollag G, Tsai J, Zhang J, Zhang C, Ibrahim P, Nolop K, Hirth P (2012) Vemurafenib: the first drug approved for BRAF-mutant cancer. Nat Rev Drug Discov 11:873–886CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Iyer G, Hanrahan AJ, Milowsky MI, Al-Ahmadie H, Scott SN, Janakiraman M, Pirun M, Sander C, Socci ND, Ostrovnaya I, Viale A, Heguy A, Peng L, Chan TA, Bochner B, Bajorin DF, Berger MF, Taylor BS, Solit DB (2012) Genome sequencing identifies a basis for everolimus sensitivity. Science 338:221CrossRefPubMedPubMedCentral Iyer G, Hanrahan AJ, Milowsky MI, Al-Ahmadie H, Scott SN, Janakiraman M, Pirun M, Sander C, Socci ND, Ostrovnaya I, Viale A, Heguy A, Peng L, Chan TA, Bochner B, Bajorin DF, Berger MF, Taylor BS, Solit DB (2012) Genome sequencing identifies a basis for everolimus sensitivity. Science 338:221CrossRefPubMedPubMedCentral
6.
Zurück zum Zitat Wagle N, Grabiner BC, Van Allen EM, Hodis E, Jacobus S, Supko JG, Stewart M, Choueiri TK, Gandhi L, Cleary JM, Elfiky AA, Taplin ME, Stack EC, Signoretti S, Loda M, Shapiro GI, Sabatini DM, Lander ES, Gabriel SB, Kantoff PW, Garraway LA, Rosenberg JE (2014) Activating mTOR mutations in a patient with an extraordinary response on a phase I trial of everolimus and pazopanib. Cancer Discov 4:546–553CrossRefPubMedPubMedCentral Wagle N, Grabiner BC, Van Allen EM, Hodis E, Jacobus S, Supko JG, Stewart M, Choueiri TK, Gandhi L, Cleary JM, Elfiky AA, Taplin ME, Stack EC, Signoretti S, Loda M, Shapiro GI, Sabatini DM, Lander ES, Gabriel SB, Kantoff PW, Garraway LA, Rosenberg JE (2014) Activating mTOR mutations in a patient with an extraordinary response on a phase I trial of everolimus and pazopanib. Cancer Discov 4:546–553CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Wu YM, Su F, Kalyana-Sundaram S, Khazanov N, Ateeq B, Cao X, Lonigro RJ, Vats P, Wang R, Lin SF, Cheng AJ, Kunju LP, Siddiqui J, Tomlins SA, Wyngaard P, Sadis S, Roychowdhury S, Hussain MH, Feng FY, Zalupski MM, Talpaz M, Pienta KJ, Rhodes DR, Robinson DR, Chinnaiyan AM (2013) Identification of targetable FGFR gene fusions in diverse cancers. Cancer Discov 3:636–647CrossRefPubMedPubMedCentral Wu YM, Su F, Kalyana-Sundaram S, Khazanov N, Ateeq B, Cao X, Lonigro RJ, Vats P, Wang R, Lin SF, Cheng AJ, Kunju LP, Siddiqui J, Tomlins SA, Wyngaard P, Sadis S, Roychowdhury S, Hussain MH, Feng FY, Zalupski MM, Talpaz M, Pienta KJ, Rhodes DR, Robinson DR, Chinnaiyan AM (2013) Identification of targetable FGFR gene fusions in diverse cancers. Cancer Discov 3:636–647CrossRefPubMedPubMedCentral
8.
Zurück zum Zitat Lipson EJ, Forde PM, Hammers HJ, Emens LA, Taube JM, Topalian SL (2015) Antagonists of PD-1 and PD-L1 in cancer treatment. Semin Oncol 42:587–600CrossRefPubMedPubMedCentral Lipson EJ, Forde PM, Hammers HJ, Emens LA, Taube JM, Topalian SL (2015) Antagonists of PD-1 and PD-L1 in cancer treatment. Semin Oncol 42:587–600CrossRefPubMedPubMedCentral
9.
Zurück zum Zitat Cheng DT, Mitchell TN, Zehir A, Shah RH, Benayed R, Syed A, Chandramohan R, Liu ZY, Won HH, Scott SN, Brannon AR, O’Reilly C et al (2015) Memorial Sloan Kettering-Integrated Mutation Profiling of Actionable Cancer Targets (MSK-IMPACT): a hybridization capture-based next-generation sequencing clinical assay for solid tumor molecular oncology. J Mol Diagn 17:251–264CrossRefPubMed Cheng DT, Mitchell TN, Zehir A, Shah RH, Benayed R, Syed A, Chandramohan R, Liu ZY, Won HH, Scott SN, Brannon AR, O’Reilly C et al (2015) Memorial Sloan Kettering-Integrated Mutation Profiling of Actionable Cancer Targets (MSK-IMPACT): a hybridization capture-based next-generation sequencing clinical assay for solid tumor molecular oncology. J Mol Diagn 17:251–264CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat Pfarr N, Stenzinger A, Penzel R, Warth A, Dienemann H, Schirmacher P, Weichert W, Endris V (2016) High-throughput diagnostic profiling of clinically actionable gene fusions in lung cancer. Genes Chromosomes Cancer 55:30–44CrossRefPubMed Pfarr N, Stenzinger A, Penzel R, Warth A, Dienemann H, Schirmacher P, Weichert W, Endris V (2016) High-throughput diagnostic profiling of clinically actionable gene fusions in lung cancer. Genes Chromosomes Cancer 55:30–44CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Jesinghaus M, Pfarr N, Endris V, Kloor M, Volckmar AL, Brandt R, Herpel E, Muckenhuber A, Lasitschka F, Schirmacher P, Penzel R, Weichert W, Stenzinger A (2016) Genotyping of colorectal cancer for cancer precision medicine: results from the IPH Center for Molecular Pathology. Genes Chromosomes Cancer 55:505–521CrossRefPubMed Jesinghaus M, Pfarr N, Endris V, Kloor M, Volckmar AL, Brandt R, Herpel E, Muckenhuber A, Lasitschka F, Schirmacher P, Penzel R, Weichert W, Stenzinger A (2016) Genotyping of colorectal cancer for cancer precision medicine: results from the IPH Center for Molecular Pathology. Genes Chromosomes Cancer 55:505–521CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Schwaederle M, Parker BA, Schwab RB, Daniels GA, Piccioni DE, Kesari S, Helsten TL, Bazhenova LA, Romero J, Fanta PT, Lippman SM, Kurzrock R (2016) Precision oncology: the UC San Diego Moores Cancer Center PREDICT experience. Mol Cancer Ther 15:743–752CrossRefPubMed Schwaederle M, Parker BA, Schwab RB, Daniels GA, Piccioni DE, Kesari S, Helsten TL, Bazhenova LA, Romero J, Fanta PT, Lippman SM, Kurzrock R (2016) Precision oncology: the UC San Diego Moores Cancer Center PREDICT experience. Mol Cancer Ther 15:743–752CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Roychowdhury S, Iyer MK, Robinson DR, Lonigro RJ, Wu YM, Cao X, Kalyana-Sundaram S, Sam L, Balbin OA, Quist MJ, Barrette T, Everett J et al (2011) Personalized oncology through integrative high-throughput sequencing: a pilot study. Sci Transl Med 3:111ra21CrossRef Roychowdhury S, Iyer MK, Robinson DR, Lonigro RJ, Wu YM, Cao X, Kalyana-Sundaram S, Sam L, Balbin OA, Quist MJ, Barrette T, Everett J et al (2011) Personalized oncology through integrative high-throughput sequencing: a pilot study. Sci Transl Med 3:111ra21CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Horak P, Klink B, Heining C et al (2017) Precision oncology based on omics data: The NCT Heidelberg experience. Int J Cancer 141(5):877–886 Horak P, Klink B, Heining C et al (2017) Precision oncology based on omics data: The NCT Heidelberg experience. Int J Cancer 141(5):877–886
16.
Zurück zum Zitat Thress KS, Paweletz CP, Felip E, Cho BC, Stetson D, Dougherty B, Lai Z, Markovets A, Vivancos A, Kuang Y, Ercan D, Matthews SE et al (2015) Acquired EGFR C797S mutation mediates resistance to AZD9291 in non-small cell lung cancer harboring EGFR T790M. Nat Med 21:560–562CrossRefPubMedPubMedCentral Thress KS, Paweletz CP, Felip E, Cho BC, Stetson D, Dougherty B, Lai Z, Markovets A, Vivancos A, Kuang Y, Ercan D, Matthews SE et al (2015) Acquired EGFR C797S mutation mediates resistance to AZD9291 in non-small cell lung cancer harboring EGFR T790M. Nat Med 21:560–562CrossRefPubMedPubMedCentral
17.
Zurück zum Zitat Siravegna G, Mussolin B, Buscarino M, Corti G, Cassingena A, Crisafulli G, Ponzetti A, Cremolini C, Amatu A, Lauricella C, Lamba S, Hobor S et al (2015) Clonal evolution and resistance to EGFR blockade in the blood of colorectal cancer patients. Nat Med 21:795–801CrossRefPubMedPubMedCentral Siravegna G, Mussolin B, Buscarino M, Corti G, Cassingena A, Crisafulli G, Ponzetti A, Cremolini C, Amatu A, Lauricella C, Lamba S, Hobor S et al (2015) Clonal evolution and resistance to EGFR blockade in the blood of colorectal cancer patients. Nat Med 21:795–801CrossRefPubMedPubMedCentral
18.
Zurück zum Zitat Murtaza M, Dawson SJ, Tsui DW, Gale D, Forshew T, Piskorz AM, Parkinson C, Chin SF, Kingsbury Z, Wong AS, Marass F, Humphray S et al (2013) Non-invasive analysis of acquired resistance to cancer therapy by sequencing of plasma DNA. Nature 497:108–112CrossRefPubMed Murtaza M, Dawson SJ, Tsui DW, Gale D, Forshew T, Piskorz AM, Parkinson C, Chin SF, Kingsbury Z, Wong AS, Marass F, Humphray S et al (2013) Non-invasive analysis of acquired resistance to cancer therapy by sequencing of plasma DNA. Nature 497:108–112CrossRefPubMed
19.
20.
Zurück zum Zitat Hidalgo M, Amant F, Biankin AV, Budinska E, Byrne AT, Caldas C, Clarke RB, de Jong S, Jonkers J, Maelandsmo GM, Roman-Roman S, Seoane J et al (2014) Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discov 4:998–1013CrossRefPubMedPubMedCentral Hidalgo M, Amant F, Biankin AV, Budinska E, Byrne AT, Caldas C, Clarke RB, de Jong S, Jonkers J, Maelandsmo GM, Roman-Roman S, Seoane J et al (2014) Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discov 4:998–1013CrossRefPubMedPubMedCentral
21.
Zurück zum Zitat Wulfkuhle JD, Berg D, Wolff C, Langer R, Tran K, Illi J, Espina V, Pierobon M, Deng J, DeMichele A, Walch A, Bronger H et al (2012) Molecular analysis of HER2 signaling in human breast cancer by functional protein pathway activation mapping. Clin Cancer Res 18:6426–6435CrossRefPubMedPubMedCentral Wulfkuhle JD, Berg D, Wolff C, Langer R, Tran K, Illi J, Espina V, Pierobon M, Deng J, DeMichele A, Walch A, Bronger H et al (2012) Molecular analysis of HER2 signaling in human breast cancer by functional protein pathway activation mapping. Clin Cancer Res 18:6426–6435CrossRefPubMedPubMedCentral
22.
Zurück zum Zitat Zupa A, Improta G, Silvestri A, Pin E, Deng J, Aieta M, Musto P, Nitti D, Mammano E, Liotta L, Belluco C, Wulfkuhle J et al (2012) A pilot characterization of human lung NSCLC by protein pathway activation mapping. J Thorac Oncol 7:1755–1766CrossRefPubMedPubMedCentral Zupa A, Improta G, Silvestri A, Pin E, Deng J, Aieta M, Musto P, Nitti D, Mammano E, Liotta L, Belluco C, Wulfkuhle J et al (2012) A pilot characterization of human lung NSCLC by protein pathway activation mapping. J Thorac Oncol 7:1755–1766CrossRefPubMedPubMedCentral
24.
Zurück zum Zitat Schuol S, Schickhardt C, Wiemann S, Bartram CR, Tanner K, Eils R, Meder B, Richter D, Glimm H, von Kalle C, Winkler EC (2015) So rare we need to hunt for them: reframing the ethical debate on incidental findings. Genome Med 7:83CrossRefPubMedPubMedCentral Schuol S, Schickhardt C, Wiemann S, Bartram CR, Tanner K, Eils R, Meder B, Richter D, Glimm H, von Kalle C, Winkler EC (2015) So rare we need to hunt for them: reframing the ethical debate on incidental findings. Genome Med 7:83CrossRefPubMedPubMedCentral
25.
Zurück zum Zitat Mateo J, Carreira S, Sandhu S, Miranda S, Mossop H, Perez-Lopez R, Nava Rodrigues D, Robinson D, Omlin A, Tunariu N, Boysen G, Porta N et al (2015) DNA-repair defects and olaparib in metastatic prostate cancer. N Engl J Med 373:1697–1708CrossRefPubMedPubMedCentral Mateo J, Carreira S, Sandhu S, Miranda S, Mossop H, Perez-Lopez R, Nava Rodrigues D, Robinson D, Omlin A, Tunariu N, Boysen G, Porta N et al (2015) DNA-repair defects and olaparib in metastatic prostate cancer. N Engl J Med 373:1697–1708CrossRefPubMedPubMedCentral
26.
Zurück zum Zitat Redig AJ, Jänne PA (2015) Basket trials and the evolution of clinical trial design in an era of genomic medicine. J Clin Oncol 33:975CrossRefPubMed Redig AJ, Jänne PA (2015) Basket trials and the evolution of clinical trial design in an era of genomic medicine. J Clin Oncol 33:975CrossRefPubMed
27.
Zurück zum Zitat Brower V (2015) NCI-MATCH pairs tumor mutations with matching drugs. Nat Biotechnol 33:790–791CrossRefPubMed Brower V (2015) NCI-MATCH pairs tumor mutations with matching drugs. Nat Biotechnol 33:790–791CrossRefPubMed
29.
Zurück zum Zitat Gröschel S, Bommer M, Hutter B, Budczies J, Bonekamp D, Heining C, Horak P, Frohlich M, Uhrig S, Hubschmann D, Georg C, Richter D et al (2016) Integration of genomics and histology revises diagnosis and enables effective therapy of refractory cancer of unknown primary with PDL1 amplification. Cold Spring Harb Mol Case Stud 2:a1180CrossRefPubMedPubMedCentral Gröschel S, Bommer M, Hutter B, Budczies J, Bonekamp D, Heining C, Horak P, Frohlich M, Uhrig S, Hubschmann D, Georg C, Richter D et al (2016) Integration of genomics and histology revises diagnosis and enables effective therapy of refractory cancer of unknown primary with PDL1 amplification. Cold Spring Harb Mol Case Stud 2:a1180CrossRefPubMedPubMedCentral
30.
Zurück zum Zitat Dieter SM, Heining C, Agaimy A, Huebschmann D, Bonekamp D, Hutter B, Ehrenberg KR, Fröhlich M, Schlesner M, Scholl C, Schlemmer HP, Wolf S et al (2017) Mutant KIT as imatinib-sensitive target in metastatic sinonasal carcinoma. Ann Oncol 28:142–148PubMed Dieter SM, Heining C, Agaimy A, Huebschmann D, Bonekamp D, Hutter B, Ehrenberg KR, Fröhlich M, Schlesner M, Scholl C, Schlemmer HP, Wolf S et al (2017) Mutant KIT as imatinib-sensitive target in metastatic sinonasal carcinoma. Ann Oncol 28:142–148PubMed
31.
Zurück zum Zitat Czink E, Heining C, Weber TF, Lasitschka F, Schemmer P, Schirmacher P, Weiss KH, Glimm H, Brors B, Weichert W, Jäger D, Fröhling S et al (2016) Durable remission under dual HER2 blockade with trastuzumab and pertuzumab in a patient with metastatic gallbladder cancer. Z Gastroenterol 54:426–430CrossRefPubMed Czink E, Heining C, Weber TF, Lasitschka F, Schemmer P, Schirmacher P, Weiss KH, Glimm H, Brors B, Weichert W, Jäger D, Fröhling S et al (2016) Durable remission under dual HER2 blockade with trastuzumab and pertuzumab in a patient with metastatic gallbladder cancer. Z Gastroenterol 54:426–430CrossRefPubMed
32.
Zurück zum Zitat Kordes M, Röring M, Heining C, Braun S, Hutter B, Richter D, Georg C, Scholl C, Gröschel S, Roth W, Rosenwald A, Geissinger E et al (2016) Cooperation of BRAF(F595L) and mutant HRAS in histiocytic sarcoma provides new insights into oncogenic BRAF signaling. Leukemia 30:937–946CrossRefPubMed Kordes M, Röring M, Heining C, Braun S, Hutter B, Richter D, Georg C, Scholl C, Gröschel S, Roth W, Rosenwald A, Geissinger E et al (2016) Cooperation of BRAF(F595L) and mutant HRAS in histiocytic sarcoma provides new insights into oncogenic BRAF signaling. Leukemia 30:937–946CrossRefPubMed
33.
Zurück zum Zitat Chudasama P, Renner M, Straub M, Mughal SS, Hutter B, Kosaloglu Z, Schwessinger R, Scheffler M, Alldinger I, Schimmack S, Persigehl T, Kobe C et al (2017) Targeting fibroblast growth factor receptor 1 for treatment of soft-tissue sarcoma. Clin Cancer Res 23:962–973CrossRefPubMed Chudasama P, Renner M, Straub M, Mughal SS, Hutter B, Kosaloglu Z, Schwessinger R, Scheffler M, Alldinger I, Schimmack S, Persigehl T, Kobe C et al (2017) Targeting fibroblast growth factor receptor 1 for treatment of soft-tissue sarcoma. Clin Cancer Res 23:962–973CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Personalisierte Onkologie
verfasst von
C. Heining
P. Horak
S. Gröschel
H. Glimm
Prof. S. Fröhling
Publikationsdatum
05.09.2017
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Radiologie / Ausgabe 10/2017
Print ISSN: 2731-7048
Elektronische ISSN: 2731-7056
DOI
https://doi.org/10.1007/s00117-017-0297-9

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