112269 Tutkimus

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

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

8.1.2013

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

Aineistoa Materials-välilehdellä.

Uudesta kemiasta iso apu syöpätutkimukselle

27.1.2016

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

Aineistoa Materials-välilehdellä.

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

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).
112269-loppuraportti-112268_112269_Loppuraportti_ISBN978-952-261-560-2.pdf (184.3 kt)

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.

 

New Insights into Lung Tumour Pathogenesis from Asbestos Exposure Analysis and Molecular Genetic Assays

20.5.2016

The University of Helsinki and the Finnish Institute of Occupational Health collaborated in two joint projects supported by the Finnish Work Environment Fund (Project Nos. 112268 and 112269). The studies were aimed at identifying biological markers of tobacco or asbestos exposure in lung cancer or mesothelioma. The contribution of the Finnish Institute of Occupational Health focused on asbestos exposure assessment by fibre analysis on lung tissue.

Patients with lung cancer or mesothelioma and a history of smoking and asbestos exposure have a very poor prognosis (five-year survival rate about 5%). Identification of molecular biomarkers to discern asbestos exposure-associated lung cancer from other lung cancers would be of great significance for occupational health and insurance medicine.

The clinical data, therapies, prognoses, smoking histories and asbestos exposures of 892 cases of pulmonary carcinoma or mesothelioma were gathered from patient records. Among these, asbestos exposures were verified from previous asbestos fibre assay records or by new asbestos fibre analysis on lung tissue specimens from a total of 171 pulmonary carcinoma patients and 98 pulmonary mesothelioma patients.

Second-generation DNA sequencing tools such as Ion Torrent and Agilent’s SureSelect systems were used to recognise cytogenetic subgroups of NSCLCs and mesotheliomas and correlate them with prognosis, therapeutic response, smoking and asbestos exposure. The new sequencing systems proved to be efficient ways of analysing formalin-fixed, paraffin-embedded cancer tissue.

EGFR driver mutations were detected in 11% of 510 patients with NSCLC. Although some of the EGFR mutations occurred in patients with a history of asbestos exposure, there was no statistically significant association between these mutations and asbestos exposure.

Smoking history was recorded and asbestos fibre analyses on non-cancerous sites in the lungs were carried out in 199 patients with adenocarcinoma or mesothelioma. Exome DNA was sequenced from the tumour specimens of 26 adenocarcinoma and 21 mesothelioma patients exhibiting different combinations of tobacco and asbestos exposure and non-exposure. BAP1 mutations occurred in asbestos-exposed mesothelioma patients, whereas no KRAS mutations were seen in adenocarcinoma patients with a history of asbestos exposure. New candidate genes for alterations associated with asbestos exposure include MRPL1, SDK1, SEMA5B and INPP4A.

The determination of frequencies of clinically significant driver mutations in lung cancers will provide a basis for the use and development of targeted inhibitor therapies. The studies generated eight peer-reviewed research publications. The study data were also used in two collaborative international publications and three doctoral theses.


Translated and edited by
Esko Meriluoto

Project-related materials can be found under the Materials tab.

Hanketiedot

  • HakijaTyöterveyslaitos
  • ToteuttajaTyöterveyslaitos Terveys ja työkyky -osaamiskeskus
  • Lisätietoja
  • Henrik Wolff
    030 474 2604
    henrik.wolff@ttl.fi
    030 474 2021
  • Toteutusaika
  • 1.1.2013 - 31.12.2014
  • Arvioitu valmistumisaika
  • 31.12.2015
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 3.12.2012
    42 000 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 92 693 euroa
  • Tulokset valmistuneet 20.1.2016

Aiheluokitus

  • 4. Terveyden edistäminen työelämässä
  • -4.1. työterveyteen vaikuttavat tekijät
    -4.3. arviointimallien kehittäminen
  • 5. Työelämän terveysriskit ja kuormitustekijät
  • -5.4. fysikaaliset altisteet ja altistuminen
    -5.5. kemialliset altisteet ja altistuminen