Prävalenz und prognostische Wertigkeit von K-ras Codon 12-Genmutationen und des molekularen Phänotyps der Mikrosatelliteninstabilität im duktalen Adenokarzinom des Pankreas

Abstract

Patienten mit einem duktalen Adenokarzinom des Pankreas (DAP) weisen mit einer 5-Jahresüberlebensrate zwischen 5-20 % eine extrem schlechte Prognose auf. Neben den anerkannten prognostischen Faktoren Tumorstadium und Tumorgröße werden in einigen Studien auch andere histopathologische Parameter wie Lymphknotenbefall, Differenzierungsgrad und Resektionsradikalität als Prognosefaktoren genannt. Patienten, die ein nicht-mutiertes K-ras- Protoonkogen, Codon 12 (K-rasCod12) oder den molekularen Phänotyp der Mikrosatelliteninstabilität (MSI) aufweisen, weisen eventuell ein signifikant längeres Überleben auf. K-rasCod12-Mutationen stellen mit einer Alterationsfrequenz von 75-100 % die häufigsten Protoonkogenmutationen im DAP dar. MSI ist gekennzeichnet durch Längenveränderungen an einfachen, repetitiven Sequenzen und kennzeichnet nachgewiesenermaßen ein defektes DNA- Reparatursystem, was ein hohes Maß an genetischer Instabilität und onkogenetischem Entartungspotenzial nach sich zieht. Bislang gibt es nur wenige Studien über den MSI-Phänotyp im DAP. Die Prävalenz und die molekulargenetischen Mechanismen der Onkogenese sind daher in MSI-positiven DAP nicht genau bekannt. Zwei internationale, konsekutive Patientenserien wurden mit der RFLP-PCR Methode auf Mutationen des K-rasCod12-Gens untersucht. Der MSI-Phänotyp wurde anhand einer PCR-Amplifikation der Mikrosatellitenorte BAT25 und BAT26 und anschließender automatischer Sequenzanalyse durch eine laservermittelte kapilläre Gelelektrophorese untersucht. Positive Ergebnisse wurden durch eine immunhistochemische Analyse der DNA-Reparaturgene hMLH1, hMSH2 and hMSH6 überprüft. In der Überlebensanalyse nach Kaplan-Meier waren die histopathologischen Parameter Tumorexpansion und Tumorstadium die einzigen unabhängigen Faktoren auf das Überleben (p < 0.001). Die K-rasCod12-Mutationsrate betrug 78.2 %. Nach einer follow up-Periode von zwei Jahren nach chirurgischer Resektion zeigten diese genetischen Varianten eine signifikant kürzere Überlebensdauer als nicht-mutierte K-ras-Varianten (p = 0.049). Der K-rasCod12-Mutationsstatus zeigte weiterhin einen deutlichen Trend zu schlecht differenzierten Karzinomen (p = 0.05). Von 119 DAP zeigte nur ein Fall den molekularen MSI-Phänotyp (0.8 %). Dieser Patient wies MSI-typische aggressive Tumorcharakteristika wie invasives Wachstumsverhalten, extensive Nekrose und einen geringen histologischen Differenzierungsgrad auf. Zusammenfassend waren K-ras-Mutationen in dieser Studie signifikant mit einem schlechteren postoperativen Überleben assoziiert und könnten zukünftig aufgrund ihrer hohen Prävalenz für Screeningprogramme in Hochrisikogruppen, zum Beispiel bei Rauchern, genutzt werden. Der molekulare MSI-Phänotyp repräsentiert eine ausgesprochen seltene Sonderform des DAP und spielt nur in Ausnahmefällen eine Rolle in der Onkogenese und Tumorprogression von duktalen Pankreaskarzinomen.

Patients with a ductal adenocarcinoma of the pancreas (DAP) still show an extremely poor prognosis. The 5-year survival rate of patients undergoing surgical resection comprises 5-20 %. Tumour size and tumour stage according to AJCC-classification have been examined in numerous studies as independent prognostic factors. Various histopathological features as lymph node metastasis, grade of histological differentiation and complete tumour resection showed in some studies as well impact on survival. These classical histological features, however, do not predict the long term survival of patients in a satisfactory way. Patients showing a non-mutated K-ras- protooncogene, Codon 12 (K-rasCod12), or the molecular phenotype of microsatellite instability (MSI) might show a significantly improved long term survival. Mutations within the K-rasCod12-protooncogene are the most frequent genetic abnormalities described in DAP and comprise alteration rates between 75-100 %. MSI is defined by length alteration of simple repetitive sequences and is the hallmark of a defective mismatch repair system, resulting in high genetic instability and in increased oncogenetic potential. There are only few studies concerning the molecular phenotype of MSI in DAP. The prevalence and underlying moleculargenetic DNA mismatch repair defects in MSI-positive pancreatic carcinomas are not well established. Two consecutive, international patient series were screened by RFLP-PCR for the K-ras mutation status. The MSI-phenotype was examined by PCR of the microsatellite loci BAT25 and BAT26 followed by sequence analysis at the automatic sequencer and laser-mediated capillary electrophoresis. The results were confirmed by immunohistochemical analysis of the mismatch repair proteins hMLH1, hMSH2 and hMSH6. In survival analysis by Kaplan-Meier tumour size and AJCC-tumour stage were examined to be the only independent factors on survival (p < 0.001). The K-rasCod12-mutation rate was 78.2 %. These genetic variants showed a significant shorter survival time during a follow up period of 2 years after surgical treatment (p = 0.049). The K-rasCod12-mutation status showed a strong trend to low differentiated (G3) carcinomas (p = 0.05). In 119 DAP there was only one case representing the MSI-phenotype (0.8 %). This patient showed MSI-typical aggressive tumour features as pushing grow boarders, invasive nature, extensive necrosis and low histological differentiation. K-ras-mutations appeared to be significantly associated with a poor post-operative survival and are due to their high incidence in pancreatic cancer amendable to screening programs in high risk groups, for instance smokers. The molecular MSI-phenotype represents a rare subtype of DAP and is only in exceptional cases significant for oncogenesis and tumour progression in pancreatic adenocarcinomas.