Pathologie des cancers pulmonaires évolution des techniques et des classifications

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1 Pathologie des cancers pulmonaires évolution des techniques et des classifications Dr Claire Danel Hôpital Bichat, Paris DES pneumologie Ile de France Paris, 05 novembre 2010

2 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des techniques Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

3 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des techniques Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

4 Tumeurs malignes (classification histologique simplifiée) T. épithéliales=carcinomes Carcinome épidermoïdes Adénocarcinomes 80% carcinomes urothéliaux carcinomes indifférenciés T. conjonctives sarcomes lymphomes mésothéliome T. nerveuses ou mélaniques mélanomes malins gliomes neuroblastomes T. embryonnaires et germinales séminomes carcinomes embryonnaire tératomes immatures

5 Dénomination des tumeurs la classification histologique Les tumeurs sont dénommées en fonction du tissu auquel elles ressemblent (de façon plus ou moins nette), et non en fonction du tissu dans lequel elles se développent.

6 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

7 TECHNIQUES EN ANATOMIE- CYTOPATHOLOGIE CYTOLOGIE ( HISTOLOGIE

8 Congélation Azote liquide, -80 C, -30 C Examens extemporanés Analyses moléculaires (ADN, ARN, protéines) Analyses microbiologiques Immunohistochimie (pour les Ag dénaturés par la fixation chimique) Conservation en tissuthèque

9 Fixation Immobiliser et conserver les cellules et l architecture tissulaire, de façon aussi proche que possible de leur aspect à l état vivant Fixateurs Formol ou associations à base de formol, ou fixateurs non formoliques Pas de fixateurs avec de l acide picrique (bouin) Après la fixation

10 1 : macroscopie 2 : automate à inclusion 3 : platine à inclusion 4 : blocs prêts à couper

11 5 : coupe du bloc 6 : étalement sur lame

12 7 : coloration 8 : montage

13 Examen extemporané Recoupe bronchique envahie Confirmation sur histologie définitive

14 Nouvelle recoupe saine Confirmation sur histologie définitive

15 HES HES Perls PAS

16 Principe de l immunohistochimie DAB produit coloré Fast red produit coloré streptavidine- peroxydase détection avidine phosphatase alkaline anticorps secondaire biotinylé anticorps primaire antigènes

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18 Immunohistochimie R-EGF cancer du poumon AE1/AE3

19 Biopsies BB BTB PTT Culot cellulaire Stockage Techniques complémentaires IHC BM

20 Cytologie Etude de cellules isolées, déposées sur une lame de verre Catégories de prélèvement Liquides Physiologiques (LCR) Epanchements des séreuses (pleurésie, ascite..) Lavages (broncho-alvéolaire) Grattage : muqueuses (buccale, génitale,..) frottis cervical Brossage : muqueuse bronchique Appositions de pièces opératoires Ponction à l aiguille, +/- contrôle écho, scanner.. Masse ou organe plein /kyste: gg, nodule sein, thyroïde

21 Cytologie étalement Ponctions TBA EBUS EUS Pas de matériel permettant des techniques complémentaires centrifugation Importance +++ de l inclusion du culot cellulaire fixation

22 Exemples de cytologie

23 TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES Colorations spéciales Immunohistochimie Hybridation in situ FISH (fluorescent in situ hybridation) CISH Microscopie Electronique Biothèque Biologie Moléculaire (matériel congelé et fixé) RNA/DNA

24 Le diagnostic de malignité se fonde essentiellement sur des anomalies de l architecture tissulaire anomalies cytologiques (cytoplasmiques et surtout nucléaires)

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26 Carcinome épidermoïde infiltrant bien différencié

27 normal noyaux des cellules cancer

28 Le diagnostic de malignité d une tumeur ne peut être posé formellement que sur un prélèvement histologique (et/ou cytologique).

29 Normal Lésion intra épithéliale Carcinome invasif

30 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des prises en charges et des techniques Prise en charge des prélèvements Rôle du pathologiste

31 Tumeurs pulmonaires : Classification OMS 2004

32 Classification OMS Carcinomes épidermoïdes Carcinomes à petites cellules Adénocarcinomes Carcinomes à grandes cellules Carcinomes adénosquameux Carcinomes sarcomatoïdes Tumeurs carcinoïdes Carcinomes type glandes salivaires Carcinomes inclassables

33 Carcinomes les plus fréquents Carcinomes épidermoïdes Carcinomes à petites cellules Adénocarcinomes Carcinomes à grandes cellules 90% Carcinomes adénosquameux Carcinomes sarcomatoïdes Tumeurs carcinoïdes Carcinomes type glandes salivaires Carcinomes inclassables

34 Carcinomes à petites cellules Carcinomes épidermoïdes Carcinomes à petites cellules Adénocarcinomes Carcinomes à grandes cellules Carcinomes adénosquameux Carcinomes sarcomatoïdes Tumeurs carcinoïdes Carcinomes type glandes salivaires Carcinomes inclassables

35 Carcinome à petites cellules Chromo A HES TTF1 ME

36 Diagnostic différentiel difficile ++ CNEGC CPC CNEGC CPC

37 Carcinomes non à petites cellules Carcinomes épidermoïdes Carcinomes à petites cellules Adénocarcinomes Carcinomes à grandes cellules Carcinomes adénosquameux Carcinomes sarcomatoïdes Tumeurs carcinoïdes Carcinomes type glandes salivaires Carcinomes inclassables

38 HES Carcinome épidermoïde Histologie Cytologie Papanicolaou

39 Adénocarcinome papillaire Carcinome épidermoïde

40 Carcinome à grandes cellules Diagnostic d exclusion : absence de différenciation malpighienne, glandulaire ou neuroendocrine

41 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des techniques Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

42 Cancer du poumon chez le fumeur = 1ere cause de décès par cancer dans le monde Cancer du poumon chez le non fumeur = 7ème cause de décès Prise en charge thérapeutique peu modifiée pendant des décennies Sun S et al Nat Rev Cancer 2007

43 Prise en charge thérapeutique des sujets atteint de CBNPC Fondée sur extension de la maladie (TNM) Même stade TNM : hétérogéneité pronostique importante Effet variable d un même traitement au sein d un groupe de pronostic homogène Nécessité d individualiser des facteurs pronostics supplémentaires Meilleur adaptation du traitement Importance de rechercher des éléments déterminant à priori la sensiblité de la maladie au traitement

44 Prise en charge thérapeutique des sujets atteint de CBNPC (2) Identification de facteurs pronostiques Groupes de bas ou haut risque Identification de facteurs prédictifs Effet d une thérapeutique Optimisation des traitements existants Prise en compte de l exposition au tabac Prise en compte du type histologique Approche du processus d individualisation thérapeutique

45 Prise en charge thérapeutique des sujets atteint de CBNPC (3) Avancées dans la connaissance des mécanismes moléculaires et génétiques impliqués dans la carcinogénèse broncho-pulmonaire Développement de nouveaux biomarqueurs Modification de l algorithme de traitement

46 Fonction des sous types histologiques Importance d un diagnostic pathologique précis Prise en charge thérapeutique des sujets atteint de CBNPC (4) Emergence de nouveaux traitements Efficacité variable de la chimiothérapie cisplatine/carboplatine Pemetrexed Inhibiteur des TK Toxicité variable Bevacizumab

47 Thérapeutiques ciblées Inhibiteurs des TK dans adénocarcinomes (mutations/amplifications EGFR) Pemetrexed: 1ere ou seconde ligne dans les cancers non malpighiens Bévacizumab: Contrindication dans malpighiens Nouvelles thérapeutiques en fonction des statuts IGFR, Ras, ERCC1, ELM4-ALK Importance d un diagnostic pathologique précis

48 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des techniques Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

49 Tumeurs pulmonaires : Classification OMS 2004 Basée sur les exérèses chirurgicales 15 à 20% opérables

50 Résection chirurgicale Classification OMS 2004

51 Diagnostic de CBNPC En pratique Résection chirurgicale dans 15 % Diagnostic effectué sur petites biopsies/cytologie Intérêt de la classification OMS est donc limitée Hétérogénéité des carcinomes/adénocarcinomes Variation inter observateurs Diagnostic de NSCLC - NOS Edwards SL, J Clin Pathol 2000 Biopsies : 25% Cytologie : 45%

52 Diagnostic précis de carcinome épidermoïde ou d adénocarcinome sur biopsies - Morphologie seule = 75% de diagnostics - HES + HC +IHC = 93% - Carcinome à grandes cellules 7% Edwards SL, J Clin Pathol 2000

53 Problèmes liés à la taille des prélèvements - : Biopsies bronchiques Biopsies trans thoraciques classement précis seulement si carcinome bien différencié

54 Carcinome épidermoïde Pas de discordance interobservateurs Adénocarcinome papillaire

55 Cytologie Carcinome épidermoïde Pas de discordance interobservateurs Papanicolaou Histologie HES

56 Diagnostic microscopique d un cancer peu différencié Le pathologiste devra : Eliminer le diagnostic de CARCINOME A PETITES CELLULES (CPC) Etablir le diagnostic de CARCINOME Non à PETITES CELLULES (CBNPC) Eliminer d autres diagnostics : - Lymphome à grandes cellules - Métastase - Sarcomes. Discordance inter observateurs plus importante

57 Carcinome sans différenciation évidente CPC? NSCC? Autre? - Petits fragments - Artéfacts de prélèvements + écrasement par les pinces + délais de fixation HES Nécessité de l immunohistochimie

58 Carcinome basaloïde variant du carcinome malpighien Diagnostics différentiels difficiles Carcinome neuroendocrine Nécessité de l immunohistochimie

59 Carcinome sans différenciation évidente Carcinome épidermoïde? Adénocarcinome? Carcinome à grandes cellules? Nécessité de l immunohistochimie = Carcinome non à petites cellules NOS

60 Panel de marqueurs diagnostiques immunohistochimiques TTF1 (Thyroid Transcription Factor-one) Protéines du surfactant et thyroglobuline Cellules normales bronchioloalvéolaires 85% des adénocarcinomes pulmonaires primitifs Courtesy S. Lantuejoul, Grenoble

61 Courtesy S. Lantuejoul, Grenoble Protéine P63 Développement embryonnaire et différenciation des épithélium stratifés malpighiens Cytokératines 5/6 Cellules basales des épithélium malpighiens

62 Adénocarcinomes 0-30 % P % CK 5/6 + 80% TTF1 + CK 5-6 TTF1 Malpighiens 97 % P % CK < 5% TTF1 + Kargi, Appl Immunohistochem Mol Morphol 2007

63 Apport considérable de l histochimie et l immunohistochimie PAS-BA + Adénocarcinome TTF1+

64 Apport considérable de l histochimie et l immunohistochimie P63+ Carcinome épidermoïde CK5/6

65 Algorythme de classification des CBPNPC Le gold standart reste l étude de la pièce de résection qui seule permet un diagnostic formel Edwards SL, J Clin Pathol 2000

66 Exérèse chirurgicale Transbronchique Biopsie pulmonaire vidéothoracoscopie Transthoraciqu e

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68 Plan de l exposé Rappel Classement général des tumeurs Techniques d anatomie et cytologie pathologiques Classement des tumeurs pulmonaires Evolution des techniques Rôle du pathologiste Prise en charge des prélèvements La recherche de mutations

69 Prise en charge d un prélèvement pour analyse moléculaire Diagnostic de tumeur : Tout type de prélèvement Chirurgie : médiastinoscopie, biopsies, exérèse Endoscopies : AB, BB, BTB Ponctions scanno ou echo guidées Liquides : LBA, liquide pleural Ce n est pas la quantité de matériel tumoral qui est limitant mais la proportion de tumeur sur le tissu sain

70 Prise en charge d un prélèvement pour analyse moléculaire Site primitif ou métastatique? - Pas de données actuelles - Abord le plus facile et moins délétère - Tissu tumoral le plus abondant Acheminement - Tissu non fixé : congélation ou RNA later - Fixation formolée < 48h idéal < 24h - Fixateurs avec acide picrique

71 Prise en charge d un prélèvement pour analyse moléculaire Matériel utilisé - Le prélèvement le plus riche en cellules T - Sélection par contrôle morphologique effectué. par un pathologiste. sur lame HES - Suivant la richesse en cellules tumorales. réalisation de copeaux/rubans de paraffine. macrodissection sur lames - Identification du patient, type de la tumeur, caractéristiques IHC et% de cellules tumorales

72 IHC, FISH ou RT-PCR multiple? Boland et al, Human Pathol 2009 Shaw et al, JCO 2009 double test recommandé (Rodig et al, 2009)

73 BAC Non mutated control invasive ADC MUTATION DU REGF ADC invasif BAC Echantillon pulmonaire: ADC de type mixte

74 Oncogène de fusion EML4-ALK Inversion en 2p 21 ou p 23 et fusion de Echinoderm Microtubule associated protein Like -4 et du domaine intracellulaire de l Anaplasic Lymphoma Kinase D'après Horn and Pao, JCO 2009

75 Plateforme Biologie moléculaire Evaluation du % de cellules tumorales < 20% > 20% 5 lames blanches 5 µm lames normales Cercler la zone d intérêt 5 Copeaux/rubans 15 µm tube sec/stérile

76 Etapes techniques analytiques - Extraction d ADN Stockage Analyse moléculaire Séquençage / Techniques alternatives

77 En pratique Le diagnostic histologique, y compris avec IHC, prime sur le diagnostic moléculaire Indications du test en BM à discuter ex pour mutation du REGF: CBNPC/ Carcinome épidermoïde? / ADK / TTF1+ tabac + ou 1 - Carcinome non PC bien différencié - épidermoïde : pas de recherche mutation REGF - glandulaire BM pour REGF 2 - Carcinome non PC peu différencié - IHC : TTF1, CK5/6, P63 - PAS-diastase/bleu alcian Si ADK /TTF1+/NF/F BM pour REGF++

78 En pratique Analyses génétiques et moléculaires, FISH et IHC réalisées sur les plateformes de génétique moléculaire des cancers-inca (financement mutations EGFR) Privilégier le matériel congelé si disponible pour toute étude moléculaire Sinon, matériel fixé (fixateur formolé, AFA, Xcell, MAF) éviter ++ fixateurs avec acide picrique Contrôle morphologique ++ et évaluation du % de cellules tumorales (idéalement > 20%)

79 - Matériel le plus souvent de petite taille = précieux+++ x les prélèvements (n=5) - Problème de la cytologie - Importance de l expertise/apprentissage du cytologiste - Relecture centralisée? En pratique - Le diagnostic histologique, y compris avec IHC, prime sur le diagnostic moléculaire - Nécessité de gestion raisonnée du prélèvement, avec concertation pluridisciplinaire - Nécessité de recommandations internationales Possibilité pour les préleveurs de prélever plus?

80 Proposition d algorithme d'analyse moléculaire des ADC pulmonaires Mutation KRAS 15 30% + _ STOP Pas d autre test Mutation EGFR 10% + _ STOP Pas d autre test Translocation EML4-ALK 7% + _ STOP Pas d autre test Autres: Braf, AKT MEK, PI3KCA,

81 Conclusion Importance d une collaboration étroite clinicien/pathologiste Harmoniser les pratiques de diagnostic et de soin Améliorer la prise en charge des patients Préserver l avenir : étude d autres marqueurs

82 De votre attention Merci