NTRK 融合诊断的未来:IHC 对比 NGS

我们采访了俄勒冈健康与科学大学的儿科病理学家 Jessica L Davis 博士,与她讨论了使用免疫组织化学 (IHC) 诊断 NTRK 融合癌症。

​​提及癌症,可以理解的是,很多人都会将注意力放在“治愈”和寻求治疗方法上。但是,在能够治疗癌症之前,我们首先要能够准确地检测到它。Jessica L.Davis 博士是俄勒冈健康与科学大学的儿科病理学家,一直致力于利用免疫组织化学 (IHC) 快速高效诊断儿童 NTRK 融合癌症的研究。

原肌球蛋白受体激酶 (Trk) 与癌症

原肌球蛋白或酪氨酸受体激酶 (Trk) 家族成员通过结合神经营养因子来影响神经元分化和存活,在神经系统中发挥重要作用。神经营养受体激酶 1 (NTRK1)、NTRK2 和 NTRK3 基因分别编码蛋白 TrkA、B 和 C。在某些情况下,NTRK 基因与一个不相关的基因融合,导致 Trk 信号不受控制地激活,从而导致癌症发生。

NTRK 融合在大多数癌症中很罕见,约在0.5-1% 的普通癌症中发生,但是我们在分泌性乳腺癌和婴儿纤维肉瘤1 等罕见癌症类型中看到NTRK 融合的发生频率要高得多(高达或超过 90%)。这些类型的基因融合在儿童肿瘤中发生频率很高:例如2,NTRK 基因融合几乎占儿科非脑干胶质母细胞瘤所有驱动事件的一半。

值得庆幸的是,现在出现了针对 NTRK 基因融合肿瘤的治疗方案:临床医生可以选择最近获批的拉罗替尼 (larotrectinib) (VITRAKVI, Loxo Oncology Inc and Bayer) 和最近获得 FDA3 优先审查资格的恩曲替尼(entrectinib)(Genentech/Roche) 等 Trk 抑制剂。但是,只有肿瘤必须有 NTRK 基因融合,并且没有已知的获得性耐药突变,只有这样,肿瘤患者才适合接受这些治疗。迄今为止,尚无 FDA 批准的 NTRK 基因融合检测,这意味着当地实验室在开展这项检测。

NGS:功能强大但检测缓慢

儿童癌症特别令人痛苦并且可能危及生命。新的治疗药物有望减少这些非常年轻的患者的手术必要性。因此,能够尽快做出准确的诊断并开始治疗至关重要。尽管 NGS 和逆转录聚合酶链式反应 (RT-PCR) 等分子生物学分析方法对 NTRK 基因的探察会更全面,但这些检测昂贵且缓慢 — 可能耽误治疗4

如果您的孩子患有快速生长的肿瘤,临床医生和肿瘤学家需要立即采取正确的行动。而获取 NGS 结果可能需要长达两周的时间。

还有一个问题是,测序会遗漏一些新的 NTRK 重排,这些重排会在儿科间叶性肿瘤的一个亚型中表现为复发事件4

在 Davis 博士的实验室,他们一直在使用抗 TrkA 单克隆抗体克隆 EP1058Y (Abcam) 和抗泛 Trk 单克隆抗体克隆 EPR17341 (Abcam) 靶向人 TrkA、TrkB 和 TrkC 蛋白4。他们开始研究用这些 Trk 抗体中做 IHC 是否可以用作儿童间叶性肿瘤中 NTRK 融合的标志物。与少数机构能提供 NGS 服务不同,IHC 在大多数病理实验室都可以做且能在同一天出具结果。

IHC 对比分子生物学技术,或者 IHC 结合分子生物学技术?

长期以来,RT-PCR 和荧光原位杂交 (FISH) 一直是诊断婴儿型纤维肉瘤的有效方法,可是有一项研究报道说,有4个病例被NGS后来证实存在 ETV6-NTRK3 基因融合,但用 RT-PCR 和 FISH 却没有检测到。虽然 NGS 检测是目前最全面的检测方法,但并非所有的医疗保险都涵盖了这相对较高的花费,NGS 检测需要数周才能完成,而且需要相对较大的组织用量。

因此,为了比较 IHC 和这些分子生物学方法,Davis 博士和她的实验室对几十个 NTRK 基因融合的组织样本进行了分析。79 例 pan-Trk IHC 结果显示的灵敏度为 96.7%, 特异性为 97.9%, 阳性预测值为 96.67%, 阴性预测值为 97.9%。76 例 TrkA IHC 结果显示的灵敏度为 100%,特异性为 63.3%,阳性预测值为 59.1%,阴性预测值为 100%。用 IHC 染 pan-Trk 和 TrkA IHC 时,NTRK1/NTRK2-重排的肿瘤仅有胞浆着色,而 NTRK3 重排的肿瘤则存在胞浆着色,存在或不存在细胞核着色。NTRK3 重排肿瘤的染色通常要弱于 NTRK 1 和 2。Davis 博士说,pan-Trk IHC 方法是一个非常好的帮助鉴定 NTRK 重排肿瘤的工具,其效果优于 TrkA IHC 方法。

通过 NGS,我们获得了更多的数据 — 例如,我们知道了融合伙伴是什么。但免疫组化获取结果的速度实在太快了。在一些情况下,速度快是好的。时间是关键的考量因素。

已有更多的研究证明了在特定适应症中,如儿科肿瘤,用以确定新的 NTRK 重排发生位置的 IHC 方法检测 NTRK 融合的灵敏度和特异性。但很明显,至少从目前来看,需要用 NGS 来检测那些提示有发生 NTRK 重排的疾病表现而 IHC 检测显示为弱阳性或阴性的非典型病例5-7

在儿科间叶性肿瘤案例中,Davis 博士提出了一种最佳的,以互补方式使用的实践和常识方法。在各个癌肿中做 NGS 分析是不切实际的, 虽然 IHC方法并不完美,但它非常经济、快捷、易行且可以高效性地利用组织。她建议我们使用 IHC 作为筛查工具。在这种情况下,pan-Trk IHC 分析可以作为 NTRK1/NTRK2基因融合的替代标志物,我们可以看到在 NTRK1/NTRK2 基因融合的样本中存在中等至强的弥散的 pan-Trk 胞质着色,在 NTRK3 融合的样本中存在细胞核的pan-Trk 着色。在 pan-Trk IHC 检测中胞质弱阳性的情况下,最好通过 NGS 来确认是否发生了 NTRK 融合,以确定是否采用 Trk 抑制剂来进行治疗。

pan-Trk IHC 检测方法的未来

借助 Davis 博士提出的算法,pan-Trk IHC 检测方法可以成为一种速度惊人且高效的 NTRK 重排筛查工具。

遗憾的是,目前对于很多机构来说,无法在各个癌肿上做 NGS 分析。在这些情况下,IHC 成为一种无价的筛查工具。

药企对将 IHC 作为一种诊断工具的想法很感兴趣。 事实上,罗氏最近推出了首款体外诊断 (IVD) pan-TRK 免疫组化检测试剂盒。像罗氏公司的 VENTANA pan-TRK (EPR17341) 检测试剂盒这样的 IVD 产品最终可以帮助患者立即开始治疗,无需等待 NGS 诊断。

Davis 博士及其他病理学家等研究人员已经开始与药企和监管机构展开对话,希望能使 IHC 成为一种被审批通过的诊断方法。但这一切都才刚刚起步。在此期间,Davis 博士仍然对这一研究线索感到兴奋,并将继续致力于更好地检测 NTRK 基因融合。

我们已经从询问这些融合是什么,进入到了能够检测到它们的阶段,Trk 抑制剂代表着许多年来肉瘤治疗的第一次突破。

这种对儿科 NTRK 基因融合癌症领域的兴趣激增有望推动更好的检测工具的开发 - 尤其是 NTRK3 重排,这反过来将推动更好的筛查算法。生命科学公司、病理学家、制药公司、诊断开发者、FDA 和临床医生之间的合作对于将这项研究转入临床实践至关重要。这些进步将缩短诊断时间,并最终改善患者预后。

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