Μελέτη γονοτυπικών και φαινοτυπικών χαρακτηριστικών πρωτοπαθών καρκινωμάτων του παχέος εντέρου και των μεταστάσεών τους

Abstract

Primary colorectal adenocarcinomas tend to exhibit shared genomic alterations with their corresponding metastases. However, a comprehensive understanding of morphologic parameters that are potentially reflective of underlying genotypes is currently lacking. Next generation sequencing (NGS) is currently widely used in translational research in order to explore the molecular landscape of tumors and correlate the findings with various clinicopathologic variables. We examined phenotype (histologic examination) and genotype (NGS) associations in matched pairs of primary and metastatic colorectal adenocarcinomas originating from 75 patients, 44% of which had synchronous and 56% metachronous metastases. The morphologic findings included in the analysis were tumor budding, micronecrosis and tumor infiltrating lymphocytes. Micronecrosis in primary tumors correlated with higher nodal status (p=0.0054) and micronecrosis in metastases (p=0.0216), particularly metachronous ones (p=0.0033). We identified one or more mutations in 64 cases (85.3%) by using an NGS panel of 57 genes. Tumor infiltrating lymphocytes in metastases were associated with mutation burden (p=0.0058) and EGF mutations (p=0.0325), as well as RAS family genes (p=0.0043) and MMR genes (p=0.0069). Increased number of micronecrosis correlated with mutations in APC (p=0.0004) and MSH6 (p=0.0385). Genotypic changes were shared in 90.1% of paired primary and metastatic lesions. However the same mutation was clonal in only 57.1% of these pairs. Metachronous metastases had more private clonal mutations (p=0.0029) than synchronous metastases and in this group, clonal changes correlated with dense tumor infiltrating lymphocytes (p=0.0334) and increased number of micronecrosis (p=0.0133). Dense tumor infiltrating lymphocytes in metachronous lesions were prognostic of more favorable overall survival (log-rank p=0.044). The findings of this study are in line with the clonal evolution model of metastatic progression in colorectal adenocarcinomas, accompanied by a brisk host anti-tumor immune response. This study demonstrates that micronecrosis and tumor infiltrating lymphocytes assessed in metastatic colorectal adenocarcinomas can be of prognostic value and can infer useful information regarding the underlying genomic status of the tumors. If validated in larger case series, these findings can be useful in everyday clinical practice of surgical pathology.

Παρόλο που τα πρωτοπαθή καρκινώματα του παχέος εντέρου συχνά εμφανίζουν κοινές γενωμικές αλλοιώσεις με τις μεταστάσεις τους, οι μορφολογικές παράμετροι που μπορεί να υποδηλώνουν τον υποκείμενο γονότυπο στην κάθε θέση ανάπτυξης του όγκου δεν είναι απόλυτα γνωστές. Η αλληλούχιση νέας γενιάς (NGS) χρησιμοποιείται ευρέως πλέον στη μεταφραστική έρευνα προκειμένου να εξερευνηθεί το μοριακό τοπίο των όγκων και να συσχετιστούν τα ευρήματα με διάφορες κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους. Εξετάσαμε τις συσχετίσεις φαινοτύπου (ιστολογική εξέταση) και γονοτύπου (αλληλούχιση επόμενης γενιάς, NGS) σε ζεύγη πρωτοπαθών και μεταστατικών αδενοκαρκινωμάτων του παχέος εντέρου από 75 ασθενείς. Τριάντα τρεις (44%) μεταστάσεις ήταν σύγχρονες και σαράντα δύο (56%) μετάχρονες. Συγκρίναμε τα γονοτυπικά χαρακτηριστικά που προέκυψαν από αναλύσεις NGS με τις διηθητικές μικροεκβλαστήσεις του όγκου, τις μικρονεκρώσεις και τις λεμφοκυτταρικές διηθήσεις του όγκου. Οι μικρονεκρώσεις στους πρωτοπαθείς όγκους σχετίστηκαν σημαντικά με το στάδιο μεταστατικής προσβολής των λεμφαδένων (p=0.0054) και τις μικρονεκρώσεις στις μεταστατικές εστίες (p=0.0216), ιδιαίτερα στις μετάχρονες μεταστάσεις (p=0.0033). Χρησιμοποιώντας ένα πάνελ 57 γονιδίων ανιχνεύσαμε μία ή περισσότερες μεταλλάξεις σε 64 περιστατικά (85,3%). Στις μεταστάσεις, πυκνές λεμφοκυτταρικές διηθήσεις συσχετίστηκαν με το συνολικό φορτίο μεταλλάξεων (p=0.0058) και με μεταλλάξεις του EGF (p=0.0325), των γονιδίων RAS (p=0.0043), των γονιδίων MMR (p=0.0069), ενώ αυξημένος αριθμός μικρονεκρώσεων συσχετίστηκε με μεταλλάξεις στα APC (p=0.0004) και MSH6 (p=0.0385). Οι γενωμικές αλλοιώσεις ήταν κοινές στο 90,1% των ζευγών πρωτοπαθούς και μεταστατικού όγκου, ωστόσο η κλωνικότητα της ίδιας μετάλλαξης ήταν κοινή μόνο στο 57,1% των ζευγών αυτών. Σε σύγκριση με τις σύγχρονες μεταστάσεις, οι μετάχρονες είχαν περισσότερες ιδιωτικές κλωνικές αλλαγές (p=0.0291) και στην ομάδα αυτή οι κλωνικές αλλαγές συσχετίστηκαν με πυκνές λεμφοκυτταρικές διηθήσεις του όγκου (p=0.0334) και υψηλό αριθμό μικρονεκρώσεων (p=0.0133). Οι πυκνές λεμφοκυτταρικές διηθήσεις στις μεταστατικές εστίες ήταν προγνωστικές καλύτερης συνολικής επιβίωσης (log-rank p=0.044). Οι παρατηρηθείσες συσχετίσεις φαινοτύπου και γονοτύπου υποστηρίζουν το μοντέλο της κλωνικής εξέλιξης των μεταστάσεων στα αδενοκαρκινώματα του παχέος εντέρου, οι οποίες φαίνεται ότι συνοδεύονται από ισχυρή ανοσιακή απάντηση έναντι του όγκου. Αν ο ρόλος αυτός των μικρονεκρώσεων και των πυκνών λεμφοκυτταρικών διηθήσεων επιβεβαιωθεί σε μελέτες με μεγαλύτερο αριθμό περιστατικών, οι ιστολογικές αυτές παράμετροι θα ήταν σημαντικό να προστεθούν στην φαρέτρα εργαλείων του παθολογοανατόμου για την εκτίμηση των μεταστάσεων από καρκινώματα του παχέος εντέρου.