Präzisionsonkologie

Inhaltlich relevante Änderungen gegenüber der Vorversion

• Diagnostische Vor- und Nachteile spezifischer molekularer Analyseverfahren

• Berücksichtigung möglicher Keimbahnbefunde aus „tumor only“-Sequenzierung

• Tumorübergreifende Therapieempfehlungen

• Ergänzte Vortestwahrscheinlichkeiten für prädiktive Biomarker

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„Präzisionsonkologie“ bezeichnet den Einsatz einer molekularen Tumorcharakterisierung mit nachfolgendem personalisierten Krankheitsmanagement.

Molekulare Testung und molekular stratifizierte Therapien sind für zahlreiche Tumorentitäten (z.B. nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom, kolorektales Karzinom, hämatologische Neoplasien u.v.a.) bereits Standard. Hierbei wird direkt auf die jeweiligen entitätsspezifischen Leitlinien verwiesen.

Neben der leitliniengerechten personalisierten Onkologie können jedoch auch bei Patientinnen und Patienten (Pat.) mit weiteren Tumorentitäten effektive Therapieoptionen durch eine molekulare Tumoranalyse identifiziert werden. Dies wird durch die zunehmende Anzahl prädiktiver Biomarker mit entitätsübergreifender Relevanz verdeutlicht. Prädiktive Biomarker können durch Veränderungen in definierten Molekülen charakterisiert werden (z.B. BRAF-Mutationen, NTRK-Fusionen, RET-Fusionen, HER2-Überexpression) oder als komplexe Biomarker auf der Identifikation von zahlreichen Alterationen beruhen (z.B. Mikrosatelliteninstabilität oder Tumormutationslast).

Neben prädiktiven, können auch diagnostische, prognostische, prädisponierende oder pharmakogenomische Biomarker identifiziert und für ein personalisiertes Krankheitsmanagement genutzt werden.

Der Nachweis von Biomarkern kann in verschiedenen Analyten (DNA, RNA, Protein) und durch eine zunehmende Zahl an (Hochdurchsatz-)Methoden erfolgen. Aus diesem Grund werden oftmals breite molekulare Analysen durchgeführt, die zahlreiche mögliche Biomarker erfassen.

Zudem können auch im Rahmen einer leitliniengerechten molekularen Diagnostik Veränderungen gefunden werden, die potenziell therapeutisch relevant sind, aber nicht durch aktuelle Leitlinien abgedeckt sind.

Die adäquate Indikationsstellung, Testauswahl und klinische Interpretation molekularer Alterationen mit dem Ziel einer evidenzbasierten personalisierten Therapiesteuerung trotz oftmals nur limitierter klinischer Daten ist eine Herausforderung und erfordert eine multidisziplinäre Expertise im Rahmen spezialisierter molekularer Tumorboards.

Die Durchführung und Interpretation einer breiten molekularen Testung erfordern eine multidisziplinäre Expertise. Sie beinhalten die korrekte Indikationsstellung, die molekulare Analyse selbst, ihre informatorische Auswertung, die Interpretation der Ergebnisse und ihre Einordnung in den klinischen Kontext mit dem Ziel einer Therapieempfehlung [15]. Ein schematischer Ablauf von Arbeitsschritten in der Präzisionsonkologie ist in Abbildung 1 dargestellt.

Bei klarer, d.h. leitlinienbasierter Indikationsstellung und entsprechender Zulassung, genügt die Vorstellung der Pat. in einem Organtumorboard (z.B. typische EGFR-Mutation beim NSCLC, BRAF p.V600E Mutation beim Melanom, RET-Mutationen beim medullären Schilddrüsenkarzinom). Bei komplexen, nicht durch Leitlinien abgedeckten Befunden, zumeist im Rahmen von Rebiopsien in der Rezidivsituation oder in fortgeschrittenen Krankheitsstadien, sollte die Vorstellung in einem molekularen Tumorboard (MTB) erfolgen.

Der Indikationsstellung zur molekularen Diagnostik sollte, außerhalb von klinischen Studien, stets eine mögliche klinische Relevanz des Ergebnisses zugrunde liegen. Berücksichtigt werden hierbei Therapiefähigkeit und -wunsch der Pat., die aktuellen Leitlinien, der Zulassungsstatus der möglicherweise aus der Diagnostik resultierenden Therapie bzw. neueste klinisch-wissenschaftliche Erkenntnisse sowie ggf. der Beschluss eines (molekularen) Tumorboards.

Zunehmend wird molekulare Diagnostik in die Leitlinien-basierte Standardtherapie in der Erstlinienbehandlung oder im Rezidiv aufgenommen und gehört zur Standarddiagnostik für die betreffende Tumorentität. Beispiele sind viele Treiberalterationen beim NSCLC, BRAF-Mutationen beim Melanom und beim Kolonkarzinom, HER2-Amplifikationen beim Mammakarzinom, RET-Mutationen beim medullären Schilddrüsenkarzinom und viele mehr. Bei diesen Pat. ist nach erfolgter molekularer Diagnostik für die Therapieentscheidung in aller Regel die Vorstellung in einem Organtumorboard ausreichend.

Weitere Indikationen für molekulare Diagnostik beinhalten die Erfüllung der Einschlusskriterien für molekular-stratifizierte klinische Studien. Auch hier rückt die molekulare Diagnostik immer mehr in frühe Linien der Behandlung. Beispielsweise integrieren die Zentren des nationalen Netzwerks Genomische Medizin Lungenkrebs (nNGM) studienrelevante molekulare Marker zusätzlich zu den zugelassenen molekularen Therapieoptionen in ihre NGS-basierte Primärdiagnostik.

Bei Pat. nach Versagen der Standardtherapien inkl. der zugelassenen molekular-gesteuerten Therapien, kann die Indikationsstellung für eine (ggf. erweiterte) molekulare Diagnostik in einem Organtumorboard gestellt werden. Die resultierenden Befunde sollten dann in einem MTB erörtert werden. MTBs sind bei den meisten onkologischen Spitzenzentren (CCCs) und zunehmend auch an weiteren Zentren etabliert.

Entsprechend den Empfehlungen des Deutschen Netzwerks für Personalisierte Medizin (DNPM), welche auch in den Zertifizierungskriterien der DKG für Zentren für Personalisierte Medizin enthalten sind, sind folgende Einschlusskriterien für den Zugang zu MTBs (mit entsprechender breiter molekularer Charakterisierung) benannt (Tabelle 1).

Die Entscheidung zu einer erweiterten molekularen Diagnostik nach Ausschöpfen der Standardtherapien erfordert zumeist eine individuelle Entscheidungsfindung in einer interdisziplinären Tumorkonferenz. Insbesondere bei Pat. mit rasch progredienten Tumorerkrankungen sollte die Wahl der geeigneten Methode, die erwartbare Dauer der Diagnostik und die nachfolgende klinische Umsetzung beachtet und entsprechende Analysen daher frühzeitig eingeleitet werden.

Zunehmend wird die molekulare Charakterisierung von Tumoren im Rahmen der Routinediagnostik und basierend auf Leitlinien auch schon früh im Behandlungsverlauf, beispielsweise vor der Erstlinientherapieentscheidung, eingesetzt. In der Mehrzahl der Fälle ist hier kein MTB notwendig. Mit Zunahme des Einsatzes von Methoden der parallelen DNA- und RNA-Sequenzierung zahlreicher Genbereiche finden sich jedoch auch genetische Aberrationen, deren biologische und klinische Relevanz nicht gesichert sind (Beispiel: atypische EGFR-Mutationen) oder vielschichtige molekulare Veränderungen wie das gleichzeitige Vorliegen mehrerer potenziell prädiktiver Biomarker. Die klinische Einordnung solcher Befunde, sowie von Varianten unklarer Signifikanz (VUS) kann die zusätzliche Einschaltung eines MTB erforderlich machen.

Abbildung 2 stellt ein mögliches Schema zur Integration einer breiten molekularen Diagnostik bzw. spezialisierten Diskussion von Befunden in den klinischen Behandlungs-/Entscheidungs-Algorithmus dar.

Neben der Pat.-Auswahl (siehe Tabelle 1), spielt auch die Auswahl des zu untersuchenden (Tumor-) Materials eine zentrale Rolle. Hierbei ist sowohl die Repräsentativität des vorliegenden Materials als auch die Fixierungstechnik und das Alter der Probe zu beachten. Tabelle 2 listet Kriterien auf, die bei der Entscheidung zu einer erneuten Probenentnahme herangezogen werden können.

Neben einer erneuten Probenentnahme können für manche Fragestellungen auch Liquid Biopsy-Techniken eingesetzt werden. Zu berücksichtigen ist, dass diese bei vielen Markern, v.a. Fusionsgenen und Amplifikationen, zwar eine hohe Spezifität, jedoch (noch) eine geringere Sensitivität im Vergleich zu Gewebebiopsien haben. Insbesondere in der Primärdiagnostik bleibt daher die Gewebediagnostik aktuell der Standard, während die Liquid Biopsy zunehmend in der Rezidivsituation bei schwieriger Biopsieentnahme (hierbei ggf. schwierige Kostenerstattungsmöglichkeiten beachten) und zunehmend im Rahmen klinischer Studien auch zum Therapiemonitoring eingesetzt wird. Für einzelne Krankheitssituationen (z.B. ESR1-Mutationsnachweis beim Mammakarzinom, Rezidiv Lungenkarzinom bei speziellen Fragestellungen im Rahmen nNGM) kann eine Liquid Biopsy auch heute schon im Rahmen der Routinediagnostik erfolgen.

Therapeutisch relevante molekulare Veränderungen können auf zahlreichen Ebenen der zellulären Regulation identifiziert werden. Tabelle 3 fasst mögliche Ebenen zellulärer Dysregulation zusammen.

Neue Technologien erlauben eine schnelle und gleichzeitige Analyse zahlreicher möglicher Biomarker mit Hochdurchsatzverfahren. Im Bereich der Präzisionsonkologie spielt – neben der Immunhistochemie – dabei die DNA- und RNA-Sequenzierung aktuell die wichtigste Rolle. Mögliche diagnostische Verfahren sind in Tabelle 4 zusammengefasst [1, 8].

Die Auswahl einer geeigneten molekularen Diagnostik sollte zudem zuvor erfolgte Analysen, sowie die Vortestwahrscheinlichkeit relevanter Biomarker berücksichtigen (Tabelle 8 und 9).

Derzeit besteht in Deutschland für definierte klinische Situationen und an teilnehmenden Zentren die Möglichkeit einer Kostenerstattung für eine Ganzgenomsequenzierung im Rahmen des Modellvorhabens Genomsequenzierung (gem. SGB V, §64e).

Die Durchführung der molekularen Testung und Identifikation molekularer Veränderungen ist ein weitgehend standardisierter Prozess und Domäne u.a. der Humangenetik, (Molekular-)Pathologie und Bioinformatik und sollte in einer qualitätsgesicherten Umgebung erfolgen, nach Möglichkeit in einem für die molekulare Diagnostik akkreditierten Institut/Labor. Idealerweise sollte die molekulare Diagnostik in ein klinisches Umfeld eingebettet sein, welches die notwendige Interdisziplinarität in Bezug auf die Interpretation und klinische Annotation der Ergebnisse sicherstellt.

Der Befund sollte Informationen zu genutztem (Tumor-)Material, Materialqualität, Tumorzellgehalt, Art der durchgeführten Analyse, Auflistung identifizierter Alterationen in standardisierter Codierung, Variantenallelfrequenz, sowie eine funktionelle Bewertung der Varianten umfassen. Für die Bewertung potentieller Keimbahnvarianten ist die Humangenetik einzubeziehen.

Die funktionelle Bewertung molekularer Veränderungen sollte dabei auf der Basis vorhandener Leitlinien und SOPs erfolgen (z.B. [6]).

Spezifische molekulare Veränderungen können relevante Informationen für das klinische Management von Tumorerkrankungen enthalten. Die Identifikation dieser Biomarker ist daher das Ziel einer molekularen Testung. Die klinische Annotation einer Variante dient ihrer Bewertung als Biomarker. Dabei sind folgende mögliche Biomarker zu unterscheiden (Tabelle 5) [16].

Eine Annotation als prädiktiver Biomarker erfordert häufig eine umfassende Literaturrecherche. Zahlreiche Datenbanken erlauben eine vereinfachte Suche von Informationen, wobei der Inhalt der Datenbanken häufig nicht überlappend (z.B. civicdb.org, oncokb.org, ckb.genomenon.com/) und die Analyse der Primärliteratur zur Einordnung der Befunde unerlässlich ist [14].

Zur Bewertung des entsprechenden Biomarkers vor dem Hintergrund der jeweiligen Tumorentität wurden Evidenzlevel definiert, welche zur Beurteilung herangezogen werden sollten [7, 10, 13]. Im deutschsprachigen Raum sind die NCT/ZPM-Evidenzlevel am weitesten verbreitet. Neben diesen existieren weitere Evidenzlevel wie z.B. AMP/ASCO/ACP [11] oder ESMO-ESCAT [12].

Neben der Interpretation potenzieller prädiktiver Biomarker sollten jedoch auch weitere relevante Biomarker beurteilt werden (z.B. DPYD-Diagnostik, falls miterfasst). Im Falle einer durchgeführten Keimbahndiagnostik erfordert dies die Expertise und Mitbeurteilung durch die Humangenetik. Aufgrund des hohen Zeitaufwands und der nötigen Recherchearbeit findet die klinische Einordnung und Interpretation der Befunde oft vor der abschließenden Entscheidung über eine klinische Anwendung statt.

Die Auswertung und klinische Interpretation von Keimbahnbefunden obliegt der Humangenetik. Es ist jedoch zu beachten, dass Varianten, welche bei einer rein somatischen Tumoranalyse identifiziert werden, auf zugrunde liegende Keimbahnveränderungen zurückgehen können. Die Möglichkeit einer Keimbahnalteration sollte daher auch bei der Durchführung von rein somatischen Tumoranalysen evaluiert werden. Hierbei ist zum einen die Wahrscheinlichkeit einer Keimbahnalteration, als auch die klinische Konsequenz im Falle eines Vorliegens in der Keimbahn zu beachten.

Gemäß ESMO-Empfehlungen ergibt sich für Varianten mit folgenden Eigenschaften:

1. Minor Allelfrequenz <0.01

2. Resultierend in Protein-Trunkierung und/oder als pathogen/vermutlich pathogen klassifiziert

3. Variantenallelfrequenz >30% (SNVs) oder >20% (kleine Insertionen/Deletionen).

in den u.g. Genen (Tabelle 7) eine Wahrscheinlichkeit von ≥ 5% für einen Keimbahnursprung (in einer tumorübergreifenden Analyse) der in der somatischen Tumoranalyse detektierten Varianten, sowie eine mögliche klinische Konsequenz [18].

Eine nachfolgende Keimbahnanalyse der identifizierten Varianten sollte daher in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit und möglicher klinischer Konsequenz angeboten werden.

*siehe Anhang Zulassungsstatus

Es existieren zunehmend prädiktive Biomarker mit einer entitätsübergreifenden Zulassung zielgerichteter Medikamente (entsprechend mind. ESCAT Level I-C, NCT m1A, JCR-Tier 1 A.1). Entsprechende prädiktive Biomarker mit EMA-Zulassung sind in Tabelle 8 dargestellt. In Europa existieren derzeit lediglich fünf entitätsübergreifende Zulassungen für NTRK-Inhibitoren (Larotrectinib, Entrectinib und Repotrectinib) und RET-Inhibitoren (Selpercatinib) beim Vorliegen von NTRK1-3 bzw. RET-Fusionen sowie für Trastuzumab deruxtecan bei Nachweis einer HER2-Überexpression (immunhistochemisch 3+, gemäß ASCO-CAP [19] für das Magenkarzinom) sowie Pembrolizumab bei MSI-H oder dMMR für die Erkrankungen kolorektales Karzinom, Endometrium-, Magen-, Dünndarm- oder biliäres Karzinom.

Entsprechend ergibt sich im tumorübergreifenden Setting der nachfolgende Behandlungsalgorithmus unter Miteinbeziehung der FDA-Zulassungen (Abbildung 3). Es ist jedoch zu beachten, dass es Daten für die Wirksamkeit weiterer zielgerichtete Therapien auf Basis weiterer prädiktiver Biomarker gibt, welche derzeit weder durch FDA-, noch durch die EMA zugelassen sind.

Tabelle 9 fasst entsprechend Prävalenzen dieser Biomarker (vgl. Tabelle 8) in verschiedenen Tumorerkrankungen zusammen.

Die abschließende Anwendung der identifizierten und bewerteten Biomarker in der konkreten klinischen Situation erfordert eine breite multidisziplinäre Expertise und sollte in ausgewiesenen Zentren (z.B. DKG-zertifizierte Zentren für Personalisierte Medizin) stattfinden. Nach den Kriterien des deutschen Netzwerks für personalisierte Medizin (DNPM; [9]) und der DKG umfassen die teilnehmenden Disziplinen eines MTB-Teams mindestens die Hämatologie und internistische Onkologie, Pathologie, Molekularpathologie, Molekularbiologie, Bioinformatik, Humangenetik sowie fallbezogen zuständige Fachdisziplinen und Radiologie nach Bedarf. Zudem sollte dieses Team eine ausreichende und umfassende Expertise in der Interpretation, Bewertung und Einordnung molekularer Befunde in den klinischen Therapieverlauf haben, die durch eine ausreichende Erfahrung in der molekularen Analyse und Fallzahl von MTB-Pat. gewährleistet wird.

Das hohe Maß an individueller Variation, sowie das unterschiedliche Evidenzniveau resultierender Empfehlungen erfordert eine genaue Beachtung des klinischen Verlaufs und eine sorgfältige Abwägung bei der Integration ggf. experimenteller Therapieoptionen in die weitere Therapie.

Idealerweise sollten nicht zugelassene Therapieoptionen im Rahmen klinischer Studien durchgeführt werden, die Verfügbarkeit solcher Studien sollte daher im Rahmen der Therapieempfehlung mit evaluiert und zumindest auf nationaler Ebene geprüft werden. Oftmals macht eine Umsetzung der Therapieempfehlung jedoch einen off-label Medikamenteneinsatz (üblicherweise mit vorherigem Kostenübernahmeantrag an die Krankenkasse) erforderlich. Hierbei sollte das Evidenzniveau der empfohlenen Therapie mit Blick auf den zu erwartende Pat.-Nutzen besonders beachtet werden. Eine Nachverfolgung von off-label Therapien sollte im Rahmen von Registerstudien erfolgen (s.u.).

Neben den prädiktiven Biomarkern spielen diagnostische Biomarker eine wichtige Rolle bei der Therapieempfehlung molekularer Tumorboards. Eine Reklassifizierung von Tumorerkrankungen auf der Basis molekularer Befunde kann weitere Therapieoptionen auch jenseits klassisch zielgerichteter Therapien ermöglichen.

Die hohe Frequenz nicht zugelassener Therapieempfehlungen und fehlender klinischer Daten legt die Integration einer forschenden Versorgung in der Präzisionsonkologie nahe. Insbesondere Umsetzungsraten zielgerichteter Therapien und Therapieansprechen auf off-label Therapien sollten weitgehend nachvollzogen und strukturiert dokumentiert werden (vgl. Kerndatensätze der Medizininformatikinitiative, https://www.medizininformatik-initiative.de). Idealerweise sollte dies im Rahmen einer prospektiven Registerstudie erfolgen und Daten in einem Netzwerk zusammenfassen, wobei mehrere wissenschaftliche Netzwerke hier aktuell wichtige Beiträge leisten. Eine konsequente Erfassung molekularer Veränderungen kann somit perspektivisch auch bei selteneren Tumoren zu einem verbesserten Verständnis molekularer Veränderungen und effektiver Therapieoptionen führen.

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