Tupakointiin ja asbestialtistukseen liittyvät diagnostiset ja hoidolliset biomarkkerit ei-pienisoluisissa keuhkosyövissä ja mesotelioomassa (Yhteishanke 112268)

Tiivistelmä

Toistaiseksi ei ole käyttökelpoisia biomarkkereita osoittamaan, onko keuhkosyöpä ja mesoteliooma de novo -syntyinen vai onko se asbestin, tupakanpolton tai molempien aiheuttama.

Hyödyntäen Työterveyslaitoksella (TTL) ja Patologian osastolla (HY ja HUSLAB) keräämäämme kliinisesti, histopatologisesti ja genotoksisesti karakterisoitua tutkimusaineistoamme tavoitteemme on suorittaa genominlaajuinen eksomisekvensointi sekä bioinformaattisten algoritmien avulla profiloida de novo -syntyistä, asbestialtistunutta ja tupakanpolton altistunutta keuhkosyöpää ja mesotelioomaa.

Pyrkimyksenämme on löytää ennusteellisia ja hoitotulosta ennakoivia biomarkkereita. Kuvatut biomarkkerit auttavat ymmärtämään eri etiologisten ryhmien molekulaarista patogeneesiä ja suunnittelemaan spesifisiä molekyylejä kohdistetuksi personoiduksi lääkitykseksi.
Työperäisen syövän tautidiagnostiikan ja siten korvattavuuden kannalta spesifisen biomarkkerin löytyminen on luonnollisesti tärkeää.

Tutkimus on HY:n ja TTL:n yhteishanke. Potilaiden kliinisestä diagnostiikasta ja potilaiden hoidosta vastaa HUS:n keuhkotautien klinikka (Dos. Aija Knuuttila). Muita yhteistyötahoja ovat HUSLAB, FIMM ja Aalto yliopisto. Tutkimuksen vastuullisena tutkijana toimii Prof. Sakari Knuutila.

Tutkimustuloksista tiedotetaan tieteellisten seurojen ja tutkijakokousten sekä kansainvälisten aikakausisarjojen ja päivälehtien välityksellä. Tutkimustulosten hyödyntäminen potilasdiagnostiikkaan on odotettavissa kolmen vuoden kuluessa.

Hankkeen vastuuhenkilö

Henrik Wolff

Tiedote

Uudesta kemiasta iso apu syöpätutkimukselle

Työterveyslaitoksen ja Helsingin yliopiston Haartman-instituutin
tutkijat selvittivät syöpänäytteistä, että uuden sukupolven
sekvensointimenetelmät löytävät erinomaisesti uusia, varhaisvaiheen
muutoksia solutoiminnoissa. Aineistoa voidaan jatkossa käyttää
biomarkkereiden eli merkkiaineiden kehittämisessä.
Työsuojelurahasto rahoitti laajaa hanketta.

Sekvensointi tarkoittaa prosessia, jossa määritetään
nukleotidien (nukleiinihappojen eli DNA:n ja RNA:n rakenneyksikkö)
tarkka järjestys DNA-molekyylissä.

 

Haussa asbestikeuhkosyövän erottelu

 

Ainakin 80 prosentilla keuhkosyövistä on yhteys tupakointiin.
Mesotelioomaa (keuhkopussin tai vatsaontelon mesoteelisolukon
syöpä) taas yleensä taustoittaa asbestialtistus. Tupakoivien ja
asbestialtistuneiden keuhkosyöpä- ja mesotelioomapotilaiden ennuste
on erittäin huono.

 

Tupakoimattomilla potilailla molekulaarinen sairastumishistoria
näyttää erilaiselta kuin tupakoivilla.

 

Jos asbestialtistuneen keuhkosyövän voisi erottaa altistumattomien
ryhmästä, se vaikuttaisi suuresti työterveys- ja
vakuutuslääketieteeseen.

 

Uudet sekvensointimenetelmät testissä

 

Aineistossa oli näytteitä potilailta, jotka sairastivat joko
keuhkosyöpää tai mesotelioomaa. Sairauskertomuksia kerättiin 892.
Niissä on kliinisten tietojen lisäksi tupakointi- ja
asbestialtistustiedot.

Toisen sukupolven DNA-sekvensoinnilla ja mikro-RNA
-profiloinnilla luokiteltiin ei-pienisoluiset keuhkosyövät ja
mesotelioomat alaryhmiin. Alaryhmistä selvitettiin vastaavuus
ennusteeseen, hoitovasteeseen, tupakointiin ja asbestialtistukseen.

 

Uusi menetelmä ylivoimainen

 

Tutkijat selvittivät 81 potilaan keuhkosyöpänäytteistä, että
potilaista joka viides kantoi vähintään yhtä mutaatiota
friinireseptori-geeneistä. Useat mutaatioista ennustettiin
haitallisiksi. Valtaosa mutaatioista esiintyi tupakoitsijoilla ja
usein muiden mutaatioiden kanssa.

 

Kun 81 potilaan tuloksia verrattiin vakiintuneeseen
PCR-menetelmään, uuden sukupolven sekvensointi todettiin
ylivertaiseksi. Uusi menetelmä sekä osoitti
parafiinileikemateriaalista perinteisellä menetelmällä löydetyt
aloitusmutaatiot, mutta myös uusia mutaatioita, joita perinteisin
menetelmin ei voitu tutkia.

Uusia löydöksiä

 

Ensimmäistä kertaa tutkijat selvittivät keskeisimpien keuhkosyövän
ja mesoteliooman aloitusmutaatioiden yleisyyden suomalaisilla
potilailla.

 

Tutkituista 510 potilaasta EGFR-mutaatioita esiintyi 11
prosentilla, useimmin naisilla ja tupakoimattomilla. Mutaatioita
löytyi useammin asbestille altistumattomilta kuin altistuneilta
potilailta.

Samoin ensimmäistä kertaa tutkijat laskivat suomalaispotilailla
ALK-fuusiotiheyden. Se on 2,3 prosenttia eli hieman pienempi kuin
muissa eurooppalaisissa aineistoissa.

Luotettava ja pystyvä menetelmä

 

Neljän menetelmän vertailu ALK-fuusioiden osoittamisessa osoitti,
että ne kaikki antoivat saman tuloksen. Uuden polven sekvensointi
todettiin luotettavaksi sekä ALK-fuusiogeenin osoittamiseen että
samanaikaiseen kliinisesti merkittävien aloitusmutaatioiden
toteamiseen.

 

Esimerkiksi Ion Torrent -pohjaisella menetelmällä voi jo pienestä
parafiinileikemateriaalista osoittaa samanaikaisesti suurien määrän
syöpien aloitusmutaatioita.

 

Asbestibiomarkkereita jäljittämässä

 

Yhteistyö Työterveyslaitoksen, keuhkolääkäreiden, patologien,
bioinformaatikkojen ja Suomen molekyylilääketieteen instituutin
hankkeessa sujui kitkatta. Syntynyt verkosto on jatkossakin
arvokas.

 

EGFR-, ALK- ja EPH-geenilöydökset on jo julkaistu kansainvälisissä
arvostetuissa lehdissä. Menetelmien soveltuvuuden vertailu
biomarkkerianalyysissa poiki metodologisia julkaisuja.

 

Kun tutkijat jäljittävät uusia asbestialtistuksen biomarkkereita,
nyt saadut löydökset pitää vahvistaa suurella potilasaineistolla.
Riittävien potilasaineistojen saaminen edellyttää kansainvälistä
yhteistyötä. Jo tässä hankkeessa yhteistyö syveni Barcelonan ja
Veronan yliopistojen kanssa.

Toimittaja
Hannu Kaskinen

Aineisto

Raportti Sakari Knuutila, Henrik Wolff, Eeva Kettunen ja Kirsti Husgafvel-Pursiainen: Tupakointiin ja asbestialtistukseen liittyvät diagnostiset ja hoidolliset biomarkkerit ei-pienisoluisissa keuhkosyövissä ja mesotelioomassa . Loppuraportti Työsuojelurahastolle. Työterveyslaitos, Helsinki 2015. 30 sivua. ISBN 978-952-261-559-6 (nid.), ISBN 978-952-261-560-26 (pdf). Avaa

Mäki-Nevala S., Sarhadi V.K., Knuuttila A., et al. 2015. Driver gene and novel mutations in asbestos-exposed lung adenocarcinoma and malignant mesothelioma detected by exome sequencing. Lung 194:125-135.