Pathologie des cancers pulmonaires évolution des techniques et des classifications

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

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

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

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.

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

TECHNIQUES EN ANATOMIE- CYTOPATHOLOGIE CYTOLOGIE ( HISTOLOGIE

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

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

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

5 : coupe du bloc 6 : étalement sur lame

7 : coloration 8 : montage

Examen extemporané Recoupe bronchique envahie Confirmation sur histologie définitive

Nouvelle recoupe saine Confirmation sur histologie définitive

HES HES Perls PAS

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

Immunohistochimie R-EGF cancer du poumon AE1/AE3

Biopsies BB BTB PTT Culot cellulaire Stockage Techniques complémentaires IHC BM

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

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

Exemples de cytologie

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

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

Carcinome épidermoïde infiltrant bien différencié

normal noyaux des cellules cancer

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

Normal Lésion intra épithéliale Carcinome invasif

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

Tumeurs pulmonaires : Classification OMS 2004

Classification OMS 2004 1.3.1 Carcinomes épidermoïdes 1.3.2 Carcinomes à petites cellules 1.3.3 Adénocarcinomes 1.3.4 Carcinomes à grandes cellules 1.3.5 Carcinomes adénosquameux 1.3.6 Carcinomes sarcomatoïdes 1.3.7 Tumeurs carcinoïdes 1.3.8 Carcinomes type glandes salivaires 1.3.9 Carcinomes inclassables

Carcinomes les plus fréquents 1.3.1 Carcinomes épidermoïdes 1.3.2 Carcinomes à petites cellules 1.3.3 Adénocarcinomes 1.3.4 Carcinomes à grandes cellules 90% 1.3.5 Carcinomes adénosquameux 1.3.6 Carcinomes sarcomatoïdes 1.3.7 Tumeurs carcinoïdes 1.3.8 Carcinomes type glandes salivaires 1.3.9 Carcinomes inclassables

Carcinomes à petites cellules 1.3.1 Carcinomes épidermoïdes 1.3.2 Carcinomes à petites cellules 1.3.3 Adénocarcinomes 1.3.4 Carcinomes à grandes cellules 1.3.5 Carcinomes adénosquameux 1.3.6 Carcinomes sarcomatoïdes 1.3.7 Tumeurs carcinoïdes 1.3.8 Carcinomes type glandes salivaires 1.3.9 Carcinomes inclassables

Carcinome à petites cellules Chromo A HES TTF1 ME

Diagnostic différentiel difficile ++ CNEGC CPC CNEGC CPC

Carcinomes non à petites cellules 1.3.1 Carcinomes épidermoïdes 1.3.2 Carcinomes à petites cellules 1.3.3 Adénocarcinomes 1.3.4 Carcinomes à grandes cellules 1.3.5 Carcinomes adénosquameux 1.3.6 Carcinomes sarcomatoïdes 1.3.7 Tumeurs carcinoïdes 1.3.8 Carcinomes type glandes salivaires 1.3.9 Carcinomes inclassables

HES Carcinome épidermoïde Histologie Cytologie Papanicolaou

Adénocarcinome papillaire Carcinome épidermoïde

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

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

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

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

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

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

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

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

Résection chirurgicale Classification OMS 2004

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%

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

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

Carcinome épidermoïde Pas de discordance interobservateurs Adénocarcinome papillaire

Cytologie Carcinome épidermoïde Pas de discordance interobservateurs Papanicolaou Histologie HES

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

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

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

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

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

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

Adénocarcinomes 0-30 % P63 + 20% CK 5/6 + 80% TTF1 + CK 5-6 TTF1 Malpighiens 97 % P63 + 100% CK 5-6 + < 5% TTF1 + Kargi, Appl Immunohistochem Mol Morphol 2007

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

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

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

Exérèse chirurgicale Transbronchique Biopsie pulmonaire vidéothoracoscopie Transthoraciqu e

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

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

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

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

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

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

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

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

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++

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%)

- 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?

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,

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

De votre attention Merci