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, Volume 34, Issue 5, pp 458–464 | Cite as

Genomanalyse maligner Tumoren

Entwicklungen und klinische Bedeutung
  • C. Benedikt WestphalenEmail author
  • Moritz Jesinghaus
  • Nicole Pfarr
  • Frederick Klauschen
  • Sonja Loges
  • Albrecht Stenzinger
  • Volker Heinemann
  • Kathrin Heinrich
  • Wilko WeichertEmail author
Molekulares Tumorboard
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Zusammenfassung

Das Prinzip der Präzisionsonkologie beruht heute im Wesentlichen auf einer sich ständig verfeinernden molekularen Charakterisierung von Tumoren. Im Idealfall bedingt diese Charakterisierung eine personalisierte, zielgerichtete, molekular gesteuerte medikamentöse Behandlung. In diesem Kontext verschiebt sich das diagnostische Spektrum zunehmend in Richtung einer breiten genomischen Charakterisierung mittels neuer massiv paralleler Sequenziertechnologien („next generation sequencing“). Diese Weiterentwicklung birgt jedoch nicht nur Chancen für die onkologische Patientenversorgung, sondern bringt auch eine Reihe von inhaltlichen und strukturellen Herausforderungen mit sich, die nur durch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit gemeistert werden können. In diesem Übersichtsartikel sollen verschiedene Aspekte der breiteren Genomanalyse maligner Tumoren zusammenfassend beleuchtet und diskutiert werden. Zudem wird – auf dieser Basis – ein Blick in die nahe Zukunft der Präzisionsonkologie geworfen.

Schlüsselwörter

Präzisionsonkologie Zielgerichtete Therapie Molekulare Tumorboards Molekulare Pathologie Tumorgenomik 

Genomic profiling of malignant tumors

Developments and clinical implications

Abstract

The principle of precision medicine in oncology is founded on an increasingly sophisticated genomic characterization of tumors. Ideally, this characterization triggers an adapted molecularly guided and targeted medicinal intervention. In this respect molecular diagnostics shift increasingly towards an ever broader usage of next generation sequencing to drive and to support precision oncology. While this development provides opportunities to improve patient care, it also comes with a variety of potential structural and intellectual challenges. Accordingly, a focused interdisciplinary approach is needed to optimize patient benefits, knowledge generation and cost-effectiveness of current and future personalized treatment concepts. This review sheds light on the different aspects of genomics in precision oncology and discusses the chances and challenges of this exciting new field in medicine.

Keywords

Precision cancer medicine Targeted therapies Molecular tumor boards Molecular pathology Tumor genomics 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

C. B. Westphalen, M. Jesinghaus, N. Pfarr, F. Klauschen, S. Loges, A. Stenzinger, V. Heinemann, K. Heinrich und W. Weichert geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Literatur

  1. 1.
    Agarwala V, Khozin S, Singal G et al (2018) Real-world evidence in support of precision medicine: clinico-genomic cancer data as a case study. Health Aff 37:765–772CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Amado RG, Wolf M, Peeters M et al (2008) Wild-type KRAS is required for panitumumab efficacy in patients with metastatic colorectal cancer. J Clin Oncol 26:1626–1634CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Carbone DP, Reck M, Paz-Ares L et al (2017) First-line nivolumab in stage IV or recurrent non-small-cell lung cancer. N Engl J Med 376:2415–2426CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Chakravarty D, Gao J, Phillips S et al (2017) OncoKB: a precision oncology knowledge base. JCO Precis Oncol 1:1–16.  https://doi.org/10.1200/PO.17.00011 CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Cristescu R, Mogg R, Ayers M et al (2018) Pan-tumor genomic biomarkers for PD‑1 checkpoint blockade-based immunotherapy. Science 362:eaar3593.  https://doi.org/10.1126/science.aar3593 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  6. 6.
    Douillard JY, Oliner KS, Siena S et al (2013) Panitumumab-FOLFOX4 treatment and RAS mutations in colorectal cancer. N Engl J Med 369:1023–1034CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Drilon A, Laetsch TW, Kummar S et al (2018) Efficacy of larotrectinib in TRK fusion-positive cancers in adults and children. N Engl J Med 378:731–739CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Endris V, Penzel R, Warth A et al (2013) Molecular diagnostic profiling of lung cancer specimens with a semiconductor-based massive parallel sequencing approach: feasibility, costs, and performance compared with conventional sequencing. J Mol Diagn 15:765–775CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Flaherty KT, Puzanov I, Kim KB et al (2010) Inhibition of mutated, activated BRAF in metastatic melanoma. N Engl J Med 363:809–819CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Griesinger F (2017) Current aspects of diagnosis and treatment of lung cancer. Dtsch med Wochenschr 142:1808–1812CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Heining C, Horak P, Uhrig S et al (2018) NRG1 fusions in KRAS wild-type pancreatic cancer. Cancer Discov 8:1087–1095CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Hirsch B, Endris V, Lassmann S et al (2018) Multicenter validation of cancer gene panel-based next-generation sequencing for translational research and molecular diagnostics. Virchows Arch.  https://doi.org/10.1007/s00428-017-2288-7 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  13. 13.
    Hirsch FR, Scagliotti GV, Mulshine JL et al (2017) Lung cancer: current therapies and new targeted treatments. Lancet 389:299–311CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Holch JW, Metzeler KH, Jung A et al (2017) Universal Genomic Testing: the next step in oncological decision-making or a dead end street? Eur J Cancer 82:72–79CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Horak P, Klink B, Heining C et al (2017) Precision oncology based on omics data: the NCT Heidelberg experience. Int J Cancer 141:877–886CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Khozin S, Blumenthal GM, Pazdur R (2017) Real-world data for clinical evidence generation in oncology. J Natl Cancer Inst.  https://doi.org/10.1093/jnci/djx187 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  17. 17.
    Kibbelaar RE, Oortgiesen BE, Van Der Wal-Oost AM et al (2017) Bridging the gap between the randomised clinical trial world and the real world by combination of population-based registry and electronic health record data: A case study in haemato-oncology. Eur J Cancer 86:178–185CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Le DT, Durham JN, Smith KN et al (2017) Mismatch repair deficiency predicts response of solid tumors to PD‑1 blockade. Science 357:409–413CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Le Tourneau C, Delord J‑P, Gonçalves A et al (2015) Molecularly targeted therapy based on tumour molecular profiling versus conventional therapy for advanced cancer (SHIVA): a multicentre, open-label, proof-of-concept, randomised, controlled phase 2 trial. Lancet Oncol 16(3):1324–1334CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Lindeman NI, Cagle PT, Aisner DL et al (2018) Updated molecular testing guideline for the selection of lung cancer patients for treatment with targeted tyrosine kinase inhibitors: guideline from the college of American Pathologists, the International Association for the Study of Lung Cancer, and the Association for Molecular Pathology. Arch Pathol Lab Med 142:321–346CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Massard C, Michiels S, Ferte C et al (2017) High-throughput genomics and clinical outcome in hard-to-treat advanced cancers: results of the MOSCATO 01 trial. Cancer Discov 7:586–595CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Moscow JA, Fojo T, Schilsky RL (2018) The evidence framework for precision cancer medicine. Nat Rev Clin Oncol 15:183–192CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    Petrov MS, Van Santvoort HC, Besselink MGH et al (2007) Oral refeeding after onset of acute pancreatitis: a review of literature. Am J Gastroenterology 102:2079–2084 (quiz 2085)CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Pfarr N, Stenzinger A, Penzel R et al (2016) High-throughput diagnostic profiling of clinically actionable gene fusions in lung cancer. Genes Chromosomes Cancer 55:30–44CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Pfarr N, Specht K, Weichert W (2017) Bestimmung molekularer Biomarker in der Behandlung solider Tumoren. In: Forum (Genova). Springer, Berlin Heidelberg, S 222–229Google Scholar
  26. 26.
    Rodon J, Soria JC, Berger R et al (2019) Genomic and transcriptomic profiling expands precision cancer medicine: the WINTHER trial. Nat Med.  https://doi.org/10.3410/f.735591613.793561191 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  27. 27.
    Salgado R, Moore H, Martens JWM et al (2018) Steps forward for cancer precision medicine. Nat Rev Drug Discov 17:1–2CrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    Schmitz K, Schildhaus HU (2015) Molecular pathology of soft tissue tumors: contribution to diagnosis and therapy prediction. Pathologe 36:126–136CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Schwaederle M, Zhao M, Lee JJ et al (2015) Impact of precision medicine in diverse cancers: a meta-analysis of phase II clinical trials. J Clin Oncol.  https://doi.org/10.1200/JCO.2015.61.5997 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  30. 30.
    Schwaederle M, Zhao M, Lee JJ et al (2016) Association of biomarker-based treatment strategies with response rates and progression-free survival in refractory malignant neoplasms: a meta-analysis. JAMA Oncol 2:1452–1459CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Sepulveda AR, Hamilton SR, Allegra CJ et al (2017) Molecular biomarkers for the evaluation of colorectal cancer: guideline from the American Society for Clinical Pathology, college of American Pathologists, Association for Molecular Pathology, and the American Society of Clinical Oncology. J Clin Oncol 35:1453–1486CrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    Sicklick JK, Kato S, Okamura R et al (2019) Molecular profiling of cancer patients enables personalized combination therapy: the I‑PREDICT study. Nat Med 25(5):744.  https://doi.org/10.1038/s41591-019-0407-5 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  33. 33.
    Skalova A, Stenman G, Simpson RHW et al (2018) The role of molecular testing in the differential diagnosis of salivary gland carcinomas. Am J Surg Pathol 42:e11–e27CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    Taylor J, Xiao W, Abdel-Wahab O (2017) Diagnosis and classification of hematologic malignancies on the basis of genetics. Blood 130:410–423CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    Tredan O, Wang Q, Pissaloux D et al (2019) Molecular screening program to select molecular-based recommended therapies for metastatic cancer patients: analysis from the ProfiLER trial. Ann Oncol 30:757.  https://doi.org/10.1093/annonc/mdz080 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  36. 36.
    Verlingue L, Malka D, Allorant A et al (2017) Precision medicine for patients with advanced biliary tract cancers: an effective strategy within the prospective MOSCATO-01 trial. Eur J Cancer 87:122–130CrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    Worst BC, Van Tilburg CM, Balasubramanian GP et al (2016) Next-generation personalised medicine for high-risk paediatric cancer patients—the INFORM pilot study. Eur J Cancer 65:91–101CrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    Yan H, Parsons DW, Jin G et al (2009) IDH1 and IDH2 mutations in gliomas. N Engl J Med 360:765–773CrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    Zehir A, Benayed R, Shah RH et al (2017) Mutational landscape of metastatic cancer revealed from prospective clinical sequencing of 10,000 patients. Nat Med 23:703–713CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • C. Benedikt Westphalen
    • 1
    • 2
    • 3
    Email author
  • Moritz Jesinghaus
    • 2
    • 3
    • 4
  • Nicole Pfarr
    • 2
    • 3
    • 4
  • Frederick Klauschen
    • 3
    • 5
  • Sonja Loges
    • 6
    • 7
  • Albrecht Stenzinger
    • 3
    • 8
  • Volker Heinemann
    • 1
    • 2
    • 3
  • Kathrin Heinrich
    • 1
  • Wilko Weichert
    • 2
    • 3
    • 4
    Email author
  1. 1.Medizinische Klinik und Poliklinik IIIKlinikum der Universität MünchenMünchenDeutschland
  2. 2.Comprehensive Cancer Center MünchenMünchenDeutschland
  3. 3.Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)
  4. 4.Institut für PathologieTechnische Universität MünchenMünchenDeutschland
  5. 5.Institut für PathologieCharité Universitätsmedizin BerlinBerlinDeutschland
  6. 6.II. Medizinische Klinik und Poliklinik, Hubertus Wald TumorzentrumUniversitätsklinikum Hamburg-EppendorfHamburgDeutschland
  7. 7.Institut für TumorbiologieUniversitätsklinikum Hamburg-EppendorfHamburgDeutschland
  8. 8.Pathologisches Institut Heidelberg, Universitätsklinikum HeidelbergUniversität HeidelbergHeidelbergDeutschland

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