Behandling med imatinibmesylat av pasienter med gastrointestinal stromal tumor

Materiale og metode

Ni pasienter med gastrointestinal stromal tumor ble behandlet med imatinibmesylat. Åtte hadde metastatisk sykdom, mens én fikk adjuvant behandling etter reseksjon av gastrointestinal stromal tumor med høy risiko for aggressiv sykdom.

Pasientenes funksjonsstatus ble vurdert ved behandlingsstart i samsvar med WHOs performance score status (16). Imatinibmesylat ble gitt peroralt 400 mg x 1. Bivirkninger ble registrert i henhold til National Cancer Institute of Canada Common Toxicity Criteria (NCIC-CTC) (17). For å vurdere behandlinsrespons ble det utført spiral CT (5mm tykke snitt) hver tredje måned, og funnene ble registrert i henhold til retningslinjer fra Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) (18).

Primærtumor og metastaser ble vurdert histologisk. Det ble telt mitoser i 50 synsfelt med stor forstørrelse. Tumormaterialet ble undersøkt for antigenekspresjon av KIT (polyklonalt), CD34 (klon QBEnd10), glatt muskel-aktin (klon 1A4), desmin (klon D33), S100 (polyklonalt) og Ki-67 (klon MIB-1) (alle primærantistoffer og EnVision deteksjonssystem fra Dako, Danmark). Antall celler med positivitet for Ki-67 ble vurdert av to patologer i 1000 celler i områder med høy immunreaktivitet.

Materiale til DNA-analyse ble isolert fra parafininnstøpt tumormateriale. Tre 10 µm-tykke snitt fra en representativ blokk ble skåret. Isolering av DNA fra parafninnstøpt materiale ble foretatt semiautomatisk med en Biorobot M48 (Qiagen, Tyskland) med GenoPrep Tissue kit (Qiagen). Ekson 9, 11, 13 og 17 i KIT og ekson 12 og 18 i PDGFRA ble amplifisert med polymerasekjedereaksjon (PCR) med tidligere publiserte primere (MedProbe, Oslo), med mindre endringer (tab 1). Polymerasekjedereaksjon ble utført i en 25 µl- reaksjon med templat DNA; 0,125 µM av hver primer; 1,25U Amplitaq Gold polymerase (ABI, USA); 250 µM av hver dNTP, 1,5 mM Mg₂Cl og milli-QT vann (Millipore, USA) til endelig volum. Polymerasekjedereaksjonene ble foretatt under følgende betingelser: polymeraseaktivering 95 °C i 15 minutter, 45 sykler à 3 minutter med denaturering ved 95 °C i 1 minutt, hybridisering ved 56 °C i 1 minutt og polymerisering ved 72 °C i 1 minutt. Avsluttende elongering ble utført ved 72 °C i 10 minutt. Polymerasekjedereaksjonsproduktene ble renset med QIAquick PCR rense kit (Qiagen). Vurdering av kvalitet og templatkonsentrasjon før sekvenseringspolymerasekjedereaksjon ble gjort med 2 % agarosegel-elektroforese. DNA- sekvensering ble utført i begge retninger med et Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (ABI, USA) etter produsentens anvisninger. Sekvensene ble analysert på ABI PRISM 3100 kapillær elektroforese og identifisert ved databasesøk (HSU63834 og SEG_D50001S, NCBI database, www.ncbi.nlm.nih.gov).

Resultater

Tabell 2 viser status ved diagnosetidspunktet for ni pasienter behandlet for gastrointestinal stromal tumor med imatinibmesylat. Pasientene hadde en jevn kjønnsfordeling, med gjennomsnittsalder på 64 år (40 – 87 år). Primærtumor var lokalisert til fordøyelseskanalen hos åtte pasienter, i mesenteriet hos en pasient. Alle pasientene var i høyrisikogruppen, basert på tumordiameter og mitotisk aktivitet (12). Histologisk hadde alle svulstene spolcellet og/eller epiteloid preg, og lett til moderat cellulær pleomorfi og atypi. Immunhistokjemi viste et karakteristisk reaksjonsmønster med kraftig positivitet for Kit og CD34 i alle svulstene og negativitet for desmin og S100.

Alle pasientene med metastaserende gastrointestinal stromal tumor, hadde metastaser til lever. Tre av de åtte pasientene med metastaserende sykdom hadde partiell respons, vurdert som > 30 % tilbakegang i største samlede tumordiameter, seks måneder etter behandlingsstart (tab 3). De fem øvrige pasientene hadde stabil sykdom med 15 – 27 % reduksjon av tumordiameter. Pasient 8 har ikke hatt tegn til residiv etter oppstart av adjuvant behandling. Alle med metastase hadde symptomer på tumorsykdommen ved behandlingsstart og opplevde nytte av behandlingen med symptomlindring. Pasient 4 og 5 viste tegn til sykdomsprogresjon etter henholdsvis 19 og 20 måneder. De oppnådde ny stabilisering av sykdommen etter doseøkning til 600 mg x 1 daglig.

Alvorlige bivirkninger av behandlingen ble ikke registrert, men alle fikk milde former av bivirkninger, oftest grad 1 med kvalme, diaré og ødem (tab 4). Pasient 1 og 9 fikk reduserte bivirkninger etter dosereduksjon til 300 mg x 1. Pasient 1 og 5 fikk grad 2-bivirkninger som ble behandlingstrengende. Pasient 1 oppnådde så stor volumreduksjon av sin solitære levermetastase at det ble mulig å gjøre reseksjon. To år senere har pasienten ikke tegn til residiv. Pasient 5 fikk moderate plager med diaré, behandlet med loperamid med god effekt.

Aktiverende mutasjoner i KIT eller PDGFRA ble funnet i alle svulstene. Sju av pasientene hadde mutasjon i KIT ekson 11, fem av disse hadde delesjoner (pasient 2, 3, 4, 7 og 9), en hadde punktmutasjon (pasient 5) og en hadde duplikasjon (pasient 1) i svulstvevet. Pasient 6 hadde en duplikasjon i KIT ekson 9. Hos pasient 8 ble det funnet en delesjon i PDGFRA ekson 12. De samme mutasjonene i KIT og PDGFRA ble funnet både i primærtumor og i metastase hos alle pasientene.

Hos pasient 1 kunne vi studere både den radiologiske og histologiske effekten av imatinibmesylat i tumorvevet (fig 1). Før behandlingsstart med imatinibmesylat viste pistolbiopsi fra levermetastasen et spolcellet, celletett tumorvev med mindre myksoide områder. Cellene viste vakuolisering, lite atypi og pleomorfi. Materialet fra leverresektatet viste tap av tumorvevet, erstattet dels av hyalint, dels av løsmasket bindevev med dilaterte kar, større nekrotiske områder og blødning (fig 1). Det ble funnet spredte, pyknotiske tumorceller og rikelig hemosiderinholdige makrofager. I mindre områder fantes rester av vitalt tumorvev med samme utseende som i pistolbiopsien tatt før behandlingsstart. Immunhistokjemisk var det sterk positivitet for Kit i begge preparatene fra levermetastasen.

Figur 1  Radiologisk og histologisk behandlingseffekt med imatinibmesylat ved gastrointestinale stromale tumorer. Pasient 1 med stor solitær metastase i leveren ved start av behandlingen (a) og etter seks måneder (b) med betydelig volumreduksjon. Histologisk bilde ved start av behandling viser karakteristisk spolcellet svulstvev uten synlig nekrose. Det er lite kjerneatypi. Oppbygningen likner litt både på leiomyom og benign nerveskjedetumor (Schwannom). Celletett tumorvev med spolceller og lett atypi (c). Etter behandling i seks måneder ses rest av svulstvev i kanten av hyalinisert bindevev uten svulstvev (d). Skyggestruktur av små blodkar inn mot fibrillært cellefattig vev. Svulstvevet er borte (e). De små blodkarene ligger tilbake. I enkelte andre slike områder finnes små rester av svulstvev i et karrikt vev (f). Objektiv 40X/0,75. Hematoksylin og eosin

Diskusjon

Arbeidet bekrefter at behandling med imatinibmesylat er effektivt ved metastaserende gastrointestinal stromal tumor. Åtte pasienter som fikk imatinibmesylat for tilstanden, hadde alle klinisk nytte av behandlingen, selv om bare tre hadde objektiv respons. De øvrige hadde stabil sykdom.

De toksiske effektene av behandlingen med imatinibmesylat har vært beskjedne til moderate. De vanligst observerte bivirkningene har vært ødemer, diaré og kvalme, noe som er rapportert tidligere.

Pasientene med partiell respons hadde alle mutasjon i KIT ekson 11, mens tre av pasientene med stabil sykdom hadde slik mutasjon. En av pasientene med stabil sykdom hadde mutasjon i KIT ekson 9. Det er vist at imatinibmesylat gir celledød og nedsatt proliferasjon i tumorceller med mutasjoner i KIT (19). Pasient 8 hadde en kombinert delesjon og punktmutasjon i PDGFRA ekson 12. Dette er en svært uvanlig mutasjon og er tidligere bare beskrevet hos en pasient med gastrointestinal stromal tumor (9). Pasienter med denne mutasjonen vil også forventes å respondere på imatinibmesylat. Det er vist at medikamentet hemmer tyrosinfosforylering i celler med mutasjoner i dette eksonet (20). Aktiverende mutasjoner i KIT eller PDGFRA er funnet i henholdsvis 88 %, 2 % og 4,7 % av alle gastrointestinale stromale tumorer i en større studie (15). Imatinib-mesylat viste seg særlig effektivt ved mutasjoner i KIT ekson 11, hvor 83 % av pasientene hadde partiell respons, og i PDGFRA ekson 12. Mutasjoner i KIT ekson 9 hadde i denne studien en betydelig lavere responsrate, på 47 %. Pasienter med tumor med mutasjoner i KIT ekson 17, PDGFRA ekson 18 eller som er uten mutasjon i genene KIT og PDGFRA, har liten eller ingen effekt av behandling med imatinibmesylat. Dette viser betydelig prognostisk tilleggsinformasjon i analyse av mutasjonsstatus i gastrointestinal stromal tumor før behandling med imatinibmesylat.

At fire pasienter med mutasjon i KIT ekson 11 kun oppnådde stabil sykdom etter seks måneders behandling, kan ha flere årsaker. Ulike typer mutasjoner i KIT ekson 11 gir ulik prognose (21). Hvorvidt dette også gjelder behandlingsrespons, er uvisst. Resistensutvikling ved behandling med imatinib-mesylat for gastrointestinal stromal tumor er et problem. Primær resistens er ikke påvist hos våre pasienter, men pasient 4 og 5 har vist tegn til utvikling av sekundær resistens etter henholdsvis 19 og 20 måneder. Følgende fire mekanismer kan forklare resistensutvikling for imatinib:

Om disse mekanismene kan forklare behovet for doseøkning hos pasient 4 og 5 er ukjent.

Histologiske forandringer påvist i tumortomten etter behandling med imatinibmesylat hos pasient 1, et hyalint og løsmasket vev, er beskrevet tidligere (22). Hos vår pasient fant vi også vitalt tumorvev, noe som kan tilsi resistensutvikling.

Dette arbeidet viser at imatinibmesylat kan stabilisere og redusere tumorsykdom hos pasienter med gastrointestinal stromal tumor. Ved metastaserende gastrointestinale stromale tumorer er kirurgi alene sjelden tilstrekkelig for et vellykket behandlingsresultat. Funnene viser nytte av neoadjuvant imatinibmesylatbehandling hos utvalgte pasienter. Pasienter som i utgangspunktet er inoperable, kan bli gjenstand for vellykket kirurgisk intervensjon etter medikamentell behandling. Selv om imatinibmesylat har vist seg å være et effektivt medikament i behandlingen av metastaserende gastrointestinal stromal tumor, er det fortsatt ukjent om bruk av imatinibmesylat adjuvant etter kirurgisk behandling kan helbrede flere.

Imatinibmesylatbehandling av neoplasmer er et eksempel på at basal medisinsk forskning kan benyttes klinisk. Ved kronisk myelogen leukemi og gastrointestinal stromal tumor har genetikk og molekylær patologi gitt betydelig innsikt i tumorbiologi, noe som har dannet grunnlaget for ny målrettet behandling. I kliniske studier har ca. 60 % av pasientene med avansert eller metastaserende gastrointestinal stromal tumor oppnådd partiell respons med imatinib, ca. 30 % hadde stabil sykdom. Studiene av imatinibmesylat ved avansert gastrointestinal stromal tumor har kort observasjonstid. Selv om få med avansert sykdom kan helbredes med imatinibmesylat alene, ser det ut til at de fleste får et bedre og lengre liv med denne behandlingen.