Op welke wijze dient typering/gradering van diffuse gliomen plaats te vinden?

De 2016 herziene WHO-editie

In de in 2016 uitgebrachte, gereviseerde WHO-uitgave ‘WHO Classification of Tumors of The Central Nervous System’ is een belangrijke verandering aangebracht in de definitie van de verschillende tumoren (Louis, 2016). Waar in voorgaande edities de definities van de representanten van de diffuus infiltrerende gliomen steeds gebaseerd waren op morfologische aspecten, zijn deze in de nieuwe editie bepaald door discriminerende genetische mutaties die constant voorkomen en prognostische waarde vertegenwoordigen. Dit betreft mutaties van het isocitraat-dehydrogenase-gen (IDH-mutant) en het gecombineerde verlies van de chromosoomarmen 1p en 19q (1p/19q-codeletie). IDH-mutatie (IDHmut) is een prognostisch gunstig teken bij astrocytaire tumoren en is diagnostisch voor de zogeheten IDHmut-astrocytomen (Wick, 2009; Eckel-Passow, 2015; Louis, 2016). Codeletie van 1p/19q tezamen met een IDH-mutatie is diagnostisch voor een oligodendroglioom (Cairncross, 2013; van den Bent, 2015; Louis, 2016). Ook voor zeldzaam voorkomende tumoren is de genetische handtekening definiërend geworden. Subsets van tumoren zoals het bij kinderen voorkomend ‘diffuse midline glioma’ met een H3F3AK27M-mutatie gelden als een aparte diagnose.¹ Het voorkomen van de H3K27M-mutatie zonder de klinische context van een tumor op een midlinelocatie is echter onvoldoende om de diagnose te stellen (Louis, 2016; Meyronet, 2017; Louis, 2018).

¹ Het gaat om mutaties positie K27 van de histon-coderende genen H3F3A, HIT1H3B of HIST1H3C. De mutatie H3F3A (kortweg H3.3 K27M) komt echter het meest voor en is als zodanig opgenomen in de WHO).

Ook voor de gliomen uit de ‘circumscripte’ groep (pilocytair astrocytoom, ganglioglioom) hebben moleculaire karakteristieken een belangrijke klinische betekenis verworven. Het pilocytair astrocytoom wordt genetisch gekenmerkt door mutaties in de genen geassocieerd met mitogen-activated proteïne kinase (MAPK), in het bijzonder het BRAF-gen. Afgezien van relevantie voor tumorclassificatie zijn bepaalde mutaties ook geassocieerd met de tumormaligniteitsgraad. Zo zijn mutaties in astrocytaire IDHwildetype (wt)-tumoren van TERT, PTEN of EGFR indicatief voor de diagnose glioblastoom.

Het is belangrijk zich te realiseren dat de diagnostiek op basis van de thans in de classificatie opgenomen mutaties op DNA-niveau een ‘moving target’ is. Het is goed mogelijk dat toekomstige classificaties niet alleen andere mutaties zullen includeren, maar ook zullen worden uitgebreid met karakteristieke expressiepatronen op RNA- en eiwitniveau en vooral op basis van verschillen in methyleringsprofiel.

De transitie van de voorgaande WHO-edities naar de editie uit 2016 waarin genetische definities worden gehanteerd, is gecompliceerd. De problemen die zich kunnen voordoen zijn:

1. De aansluiting van de oude op de nieuwe terminologie kan problemen opleveren: in het verleden op morfologie/ immunohistochemie gebaseerde diagnoses kunnen op basis van huidig moleculaire diagnostiek veranderen. Zo is de diagnose oligoastrocytoom in essentie verdwenen;
2. In de herziene editie van de WHO-classificatie van hersentumoren wordt de term ‘NOS’ (not otherwise specified) toegepast voor tumoren waarop geen moleculaire diagnostiek is verricht, of waarbij dit niet-conclusief is gebleken. In de context van andere tumoren echter heeft de term ‘NOS’ de betekenis van niet-conclusief voor wat betreft morfologische classificatie.

Diagnostische groepen

In onderstaande figuur worden de verschillende groepen diffuse gliomen weer gegeven (Figuur 1).

Figuur 1 Indeling groepen diffuse gliomen

Gradering van gliomen

In de WHO-classificatie wordt bij de gliomen allereerst onderscheid gemaakt tussen diffuse en circumscripte gliomen. Circumscripte gliomen betreffen bijvoorbeeld pilocytaire astrocytomen met een essentieel andere genetische opmaak (geen IDH-mutaties, wel vaak andere mutaties zoals BRAF-KIAA), pleomorf xanthoastrocytoma (PXA) en subependymale reuscel astrocytoma (SEGA). Deze richtlijn betreft alleen de diffuse astrocytaire en oligodendrogliale tumoren; de circumscripte blijven gezien de zeer lage prevalentie buiten beschouwing. De verschillende diagnostische categorieën zijn weergegeven in tabel 1.

De diffuse gliomen worden allereerst onderverdeeld in gliomen met en zonder IDH-mutatie; de IDH-gemuteerde tumoren worden vervolgens onderverdeeld in astrocytomen of oligodendrogliomen op basis van 1p/19q-status. Oligodendrogliale tumoren zijn per definitie IDH-gemuteerd.

Tabel 1 Hoofdgroepen gliomen

NOS: not otherwise specified. In de gereviseerde WHO-editie (2016) heeft de term twee betekenissen: (a) de resultaten van de moleculaire testen zijn niet-conclusief of mislukt; (b) er heeft geen moleculaire test plaatsgevonden (Louis, 2018)

Astrocytoom

Er worden nu twee soorten diffuse astrocytomen gedefinieerd: astrocytomen IDH-mut en astrocytomen IDHwt. Morfologisch lijken deze tumoren op elkaar en bestaan uit cellen die de voor astrocyten typische cytoplasmatische uitlopers of een meer afgeronde cytoplasmatische contour hebben (gemistocytair fenotype). De celkern is daarbij vaak vergroot en kan een abnormale vorm hebben.

Diffuse astrocytomen worden gegradeerd volgens de WHO en ingedeeld in graden II (astrocytoom), III (anaplastisch astrocytoom) en IV (glioblastoom). Zodra de polymorfie en pleomorfie van de cellen sterker zijn en de astrocytaire kenmerken van astrocyten minder duidelijk zijn, veelal in combinatie met een hogere celrijkdom en tevens het frequent voorkomen van mitosen, is de diagnose anaplastisch astrocytoom morfologisch van toepassing. Met name de morfologische afgrenzing tussen astrocytoom WHO-graad II en anaplastisch astrocytoom WHO-graad III is subjectief. Het graad IV astrocytoom (glioblastoom) wordt hieronder apart beschreven.

Moleculaire veranderingen

De meeste diffuse astrocytomen hebben naast de kenmerkende IDH-mutaties meestal ook mutaties in TP53 en ATRX. In de context van een astrocytaire tumor met zowel IDH-mutatie als verlies van ATRX-expressie en/of sterke p53-positiviteit kan de diagnose diffuus (anaplastisch) astrocytoom, IDH-mutant ook gesteld worden zonder testen van 1p/19q (Louis, 2018). De astrocytomen met IDHwt gedragen zich meestal als hooggradige gliomen of glioblastomen. Dit is met name het geval bij aanwezigheid van de moleculaire kenmerken van een glioblastoom (EGFR-amplificatie of de combinatie extra chromosoom 7/verlies chromosoom 10, en/of aanwezigheid van TERT-promotor-mutaties). In de context van een diffuse gliale graad II of III tumor rechtvaardigen deze bevindingen de diagnose van diffuus astrocytoom, IDH-wild type, met moleculaire kenmerken van glioblastoom (WHO-graad IV) (Brat, 2018).

Oligodendroglioom

Het oligodendroglioom wordt gedefinieerd als een glioom met zowel een IDH-mutatie als het verlies van zowel de hele korte arm van chromosoom 1 en de gehele lange arm van chromosoom 19 (gecombineerd 1p/19q-verlies). De klassieke morfologie bestaat uit cellen met ronde kernen waar omheen cytoplasma, waarin geen intermediaire filamenten voorkomen, en dat door fixatie meestal verdwenen is. Hierdoor ontstaat een honingraatstructuur van het tumorweefsel.

Oligodendrogliomen worden onderverdeeld in WHO-graad II (oligodendroglioom) en WHO-graad III (anaplastisch oligodendroglioom). Voor de morfologische diagnose anaplastisch oligodendroglioom is het voorkomen van microvasculaire proliferatie nodig, al of niet vergezeld door gebieden met necrose. De anaplastische oligodendrogliomen volgen een biologisch gedrag dat bij WHO-graad III behoort. Morfologisch kunnen anaplastische oligodendrogliomen overlappen met glioblastomen, die per definitie tot de astrocytaire tumoren behoren, echter de moleculaire eigenschappen zijn leidend voor de diagnose.

Moleculaire veranderingen

Naast de diagnostische combinatie van IDH-mutatie en 1p/19q-codeletie zijn mutaties in de TERT-promotor doorgaans aanwezig. De oligodendrogliale morfologie kan gezien worden bij andere tumoren zoals clearcell ependymomen, neurocytomen, dysembryoplastische neuro-epitheliale tumoren, sommige metastasen, maar deze tumoren missen de 1p/19q-codeletie. Anderzijds kan de oligodendrogliale genetische signatuur ook gevonden worden in tumoren met overwegend astrocytaire morfologie, bijvoorbeeld tumoren met veel gemistocytaire cellen, of in de randen van oligodendrogliomen, waar de morfologie van fibrillaire astrocyten kan overheersen. De moleculaire signatuur is echter leidend voor de diagnose en prognose.

Mixed oligo-astrocytomen (en anaplastische mixed oligo-astrocytomen)

De morfologisch gemengde gliomen hebben doorgaans ofwel het genetisch profiel van astrocytomen, ofwel van oligodendrogliomen. Deze diagnose kan alleen nog gesteld worden bij het bestaan van gemengde histologie, in afwezigheid van moleculaire diagnostiek, of niet-conclusieve resultaten van moleculaire diagnostiek, met daarbij niet-verricht van moleculair onderzoek of niet-conclusieve moleculaire bevindingen .

Glioblastomen

Glioblastomen zijn diffuus infiltrerende astrocytomen van de hoogste maligniteitsgraad (WHO-graad IV), gekenmerkt door kernatypie, mitosen, micro vasculaire proliferatie en necrose waarin in wisselende mate nog astrocytaire differentiatie wordt gezien. De meeste glioblastomen ontstaan de novo (primaire glioblastomen); een minderheid ontstaat door de-differentiatie van een lager gegradeerd astrocytoom (secundaire glioblastomen).

Moleculaire veranderingen

Verreweg de meeste glioblastomen zijn ‘primaire’ glioblastomen en hebben geen IDH-mutatie (IDHwt). Een veel kleiner aantal heeft wel een IDH-mutatie, vaak in combinatie met een TP53-mutatie en verlies van ARTX-expressie. Een deel van de patiënten met IDHmut-glioblastomen was eerder gediagnosticeerd met een laaggradige tumor. Patiënten met een IDH-mut glioblastoom hebben een betere prognose dan de IDHwt glioblastomen (Eckel-Passow, 2015). Primaire glioblastomen hebben meestal mutaties in de TERT-promotor en in wisselende mate mutaties van EGFR, CDKN2A, PTEN, TP53 en andere. De combinatie van extra kopieën van chromosoom 7 en verlies van chromosoom 10 wordt ook als kenmerkend voor het glioblastoom beschouwd, evenals aanwezigheid van EGFR-amplificatie.

Gliomatosis cerebri is in de WHO 2016 classificatie geen aparte entiteit meer en is te beschouwen als een zeer uitgebreid infiltratief glioom van een van bovengenoemde categorieën (Louis, 2016).

MGMT-promotormethylering

Patiënten met een WHO-graad IV glioom met een gemethyleerde MGMT-promotor hebben na behandeling met temozolomide mediaan een langere overleving dan patiënten zonder deze methylering (Hegi, 2005; Wick, 2012). Echter ook bij patiënten zonder (aangetoonde) methylering van de MGMT-promotor wordt de mediane overlevingsduur verlengd door behandeling met temozolomide, zij het veel minder uitgesproken (Perry, 2017). Derhalve heeft de methyleringsstatus van MGMT zowel een prognostische als predictieve waarde. Het is klinisch met name zinvol de MGMT-status te onderzoeken bij patiënten bij wie overwogen wordt behandeling met temozolomide achterwege te laten. Dit zal met name oudere patiënten in een matige conditie betreffen.

Diagnostische procedure

Histologische beoordeling (laesionaal, tumor of geen tumor, primair of metastatisch, diffuus of circumscript, astro- of oligodifferentiatie, WHO-graad) dient altijd plaats te vinden op zo representatief mogelijk materiaal. Het vaststellen van moleculaire kenmerken kan vervolgens op twee manieren gedaan worden. Middels een next generation sequencing (NGS-)panel gericht op gliomen kunnen vrijwel alle voor gliomen relevante moleculaire veranderingen worden opgespoord¹. In geval van een histologisch niet diagnostisch biopt kan moleculaire analyse soms toch een glioom op het spoor komen (Synhaeve, 2018). Een alternatieve en minder kostbare manier om moleculaire veranderingen vast te stellen, is middels immuunhistochemie van gemuteerde of overmatig tot expressie komende eiwitten. Mutatie van IDH1, EGFRvIII, TP53 en H3K27A leidt tot expressie van een gemuteerd eiwit dat middels immuunhistochemie kan worden aangetoond. Ook ATRX-mutatie kan immuunhistochemisch worden aangetoond door verlies van ATRX-expressie en sluit een oligodendroglioom uit (Cancer Genome Atlas research Network, 2015).

¹ MGMT promotormethyleringsstatus wordt meestal in een aparte test bepaald.

De immunohistochemische test voor de expressie van het MGMT-eiwit correleert niet goed met gevoeligheid voor alkylerende chemotherapie (Quillien, 2012).

Conclusie

De uiteindelijke diagnose is een geïntegreerde diagnose op basis van de morfologische en moleculaire kenmerken. De gelaagde diagnose bestaat uit de histologische diagnose (tumorcategorie en WHO-graad), gevolgd door (alle) resultaten uit het moleculair onderzoek.