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Actualité des tests HER2 dans le cancer du sein


Bulletin du Cancer. Volume 91, Numéro 4, 211-5, Avril 2004, Synthèse


Résumé   Summary  

Auteur(s) : Frédérique Penault-Llorca, Anne Cayre , Département de pathologie, Centre Jean-Perrin, 58, rue Montalembert, BP 392, 63011 Clermont-Ferrand.

Résumé : La connaissance du statut HER2 est indispensable pour la sélection des patientes atteintes d’un cancer du sein en vue d’un traitement par l’Herceptin ® (trastuzumab). Une évaluation fiable du statut HER2 est essentielle pour une sélection de toutes les patientes pouvant bénéficier du traitement ciblé. De nombreux tests sont disponibles pour évaluer le statut HER2 \; les deux tests les plus utilisés sont l’immunohistochimie (IHC) et l’hybridation in situ par fluorescence (FISH). Ces deux tests, leurs avantages et leurs inconvénients ainsi que l’hybridation in situ avec sonde chromogénique ou CISH, récemment approuvée par la Commission européenne, sont abordés dans cette revue. L’importance des démarches d’assurance qualité est soulignée. Enfin, les différentes recommandations internationales publiées seront détaillées.

Mots-clés : cancer du sein, HER2, immunohistochimie, hybridation in situ, assurance qualité

Illustrations

ARTICLE

Auteur(s) :, Frédérique Penault-Llorca, Anne Cayre

Département de pathologie, Centre Jean-Perrin, 58, rue Montalembert, BP 392, 63011 Clermont-Ferrand

Le trastuzumab (Herceptin®, Produits Roche), anticorps monoclonal ciblant directement l’oncorécepteur de surface HER2, est commercialisé depuis août 2000 et les pathologistes sont de plus en plus sollicités pour rechercher le statut HER2 d’une tumeur mammaire, en phase métastatique mais aussi au diagnostic, en vue de l’inclusion des patientes dans des essais adjuvants [1].La détermination du statut HER2 peut être effectuée par la recherche de l’amplification du gène et/ou de la surexpression de la protéine codée par ce gène. De nombreuses méthodes peuvent être utilisées pour l’étude de HER2 [2-4]. Le niveau d’amplification du gène est étudié en southern-blot, dot-blot, FISH (fluorescent in situ hybridization) ou, plus récemment, en CISH (chromogenic in situ hybridization). Le niveau d’expression peut être étudié au niveau de l’ARN (northern, RT-PCR…) ou de la protéine par western, Elisa et surtout immunohistochimie (IHC) sur fragments frais congelés ou en paraffine.Si toutes ces méthodes ont été utilisées, les deux méthodes actuellement préconisées dans les études cliniques et en routine sont l’IHC et la FISH. Ces techniques présentent une grande spécificité puisqu’elles permettent un contrôle morphologique et une visualisation directe du signal recherché au niveau des cellules carcinomateuses infiltrantes.

L’IHC, quoi de neuf en 2004 ?

Plusieurs anticorps spécifiques anti-HER2 sont commercialisés. Les plus utilisés sont l’anticorps monoclonal NCL-CB11 (Novocastra®, Ventana), dirigé contre la partie intra-cytoplasmique de la protéine HER2, et l’anticorps polyclonal A485 (Dako). L’anticorps Tab250 (Zymed) reconnaît le domaine extracellulaire de HER2. Il est très utilisé aux États-Unis.

Afin de faciliter la standardisation de l’évaluation du statut HER2 par IHC, plusieurs tests standardisés ont été commercialisés (Herceptest® par Dako, puis Pathway® par Ventana). Ces kits sont constitués de réactifs prêts à l’emploi et adaptés à l’usage en automate. Par ailleurs, des échantillons provenant de lignées cellulaires sont proposés comme témoins positifs ou négatifs de la réaction. Le test Herceptest® a été au cœur d’une polémique autour de la fiabilité de l’IHC [5-8], à partir d’une publication de Jacobs et al. [5] alléguant sa trop grande sensibilité et sa production de faux positifs. En fait, les conclusions étaient fondées sur des résultats obtenus à partir de tissus fixés en formol-alcool. Ce type de fixateur à base d’alcool, qui préserve très bien les sites antigéniques, n’est pas recommandé avec ce kit conçu pour une sensibilité optimale. Beaucoup d’études ont par la suite « réhabilité » le kit Herceptest®, en montrant son excellente corrélation avec la technique de FISH [9, 10]. Il est important de rappeler ici qu’il est indispensable de suivre rigoureusement toutes les étapes et les consignes du protocole pour obtenir des résultats fiables. Pour les anticorps utilisés hors kit, les dilutions préconisées par les fabricants sont trop concentrées. Pour valider sa technique, le pathologiste peut suivre les recommandations du Gefpics [11]. Les anticorps CB11 et A485 donnent des résultats équivalents moyennant l’adaptation des conditions techniques reposant principalement sur l’utilisation d’un démasquage antigénique en tampon citrate à pH 6 et sur une dilution importante de l’anticorps primaire (CB11 de 1/500 à 1/800 ; A485 de 1/400 à 1/500 avec les nouveaux lots d’anticorps dont la titration est plus basse). Tous les fixateurs peuvent être utilisés à condition d’adapter la technique. Une vigilance importante est nécessaire concernant les lots d’anticorps et les réactifs en général.

Des problèmes récents ont surgi avec des lots d’anticorps polyclonaux Dako dont la concentration avait été diminuée de moitié alors que les références du produit et le prix n’avaient pas été modifiés. Une information réduite et peu lisible apparaissait sur les fiches techniques. Des problèmes ont également été notés avec des systèmes de révélation de chez Ventana, qui se sont avérés générateurs de faux positifs et qui ont par la suite, grâce à la vigilance des pathologistes, été retirés de l’indication « test HER2 ». La nouvelle législation européenne concernant les réactifs de laboratoire et les procédures de réactovigilance devraient nous permettre à l’avenir d’éviter, au moins en partie, ces problèmes.

Le FISH : quoi de neuf en 2004 ?

Le principe est celui d’une hybridation de l’ADN tumoral en une étape, avec une sonde fluorescente reconnaissant le gène HER2. Une deuxième sonde reconnaissant le centromère du chromosome 17 peut être couplée à la première ou être réalisée dans un second temps [2-4, 12, 13]. Trois tests sont principalement commercialisés : les kits Abott/Vysis (sonde HER2 et centromère du chromosome 17), Oncor/Ventana (sonde HER2) et Dako (sonde HER2 et centromère du chromosome 17). Les deux premiers kits sont approuvés par la Food and Drug Administration (FDA), le troisième est en cours d’approbation. Avec la sonde Oncor/Ventana, il n’est pas possible de faire un double marquage par co-hybridation de sondes, mais il est possible de réaliser une seconde hybridation avec la sonde du centromère du chromosome 17. La FISH est une méthode indirecte de détection de la cible du trastuzumab. On détecte l’amplification du gène et non sa surexpression et, dans 5 à 10 % des cas, il peut y avoir surexpression sans amplification. Cette technique est réservée à des centres spécialisés. Au même titre que l’IHC, des variations intra et inter-laboratoires sont possibles, liées à des variations techniques (fixation, épaisseur des coupes, prétraitements…) et à des difficultés d’interprétation (difficulté de repérage des zones invasives, autofluorescence…).

À ce jour, les techniques d’hybridation in situ telles que la FISH n’ont pas encore de cotation dans la nomenclature des actes ACP français et ne peuvent être assimilées à des actes d’IHC. La FISH permet de rendre des résultats quantitatifs et les acides nucléiques seraient moins sensibles que les épitopes antigéniques à la fixation. Après une grande vague de discrédit concernant l’IHC et la recommandation d’utiliser la FISH comme seul test, il apparaît actuellement que ces deux techniques sont complémentaires. La FISH permet de contrôler les cas douteux en IHC et de standardiser l’IHC. Elle a une place clé dans la démarche d’assurance qualité, l’IHC permettant de contrôler les cas indéterminés ou non réalisables (décollement, autofluorescence, fixateur non adéquat) par la FISH. Le 29 octobre 2004, la Commission européenne a approuvé l’utilisation de la FISH et de la CISH (qui sera détaillée plus loin) comme techniques alternatives à l’IHC pour la détermination du statut HER2.

Quel score de réponse ? Qui est HER2-positif ?

Pour l’IHC, le score actuellement utilisé dans les essais cliniques est le score de l’Herceptest®. Ce score est non optimal. Il a été initialement conçu pour séparer les cas considérés comme positifs (2+ et 3+) des cas négatifs (0, 1+). Mais les cas 2+, on le sait maintenant, ne sont pas faiblement positifs et doivent être considérés comme négatifs jusqu’à preuve du contraire (en général par la recherche d’une amplification par FISH, présente dans 5 à 20 % des cas) [5]. Les travaux du Gefpics ont montré qu’un seuil de positivité de plus de 60 % de cellules marquées augmentait le taux de concordance avec le statut du gène par FISH [14]. Ce nouveau score, confirmé en partie par certains auteurs [15], est très prometteur. Cependant, il doit encore être validé dans des études cliniques, en particulier par rapport à la réponse au trastuzumab.

Pour la FISH, en théorie, un cas pourrait être considéré comme amplifié s’il présente plus de 2 copies du gène. Cependant, entre 2 et 4 copies, la cellule peut être en train de se diviser. Une cellule normale présente 2 copies du gène HER2 et 2 copies du centromère du chromosome 17. L’amplification est certaine à partir de 4 copies. Une amplification est considérée comme faible entre 4 à 10 copies et forte au-dessus de 10. En général, on n’arrive plus ensuite à compter le nombre de spots HER2, les points se groupant en paquets (clusters). Lorsque l’on observe entre 5 à 6 copies de HER2, il peut s’agir d’une aneuploïdie. Si l’on dispose de la sonde centromère 17, on réalise le rapport gène HER2/centromère du 17, pour ne pas interpréter comme amplifiés des cas pour lesquels il existe une sur-représentation du gène HER2 par aneuploïdie du chromosome 17 (il ne s’agit pas de vraies amplifications). Une amplification est ainsi définie par un rapport supérieur à 2,2. De plus, les tumeurs mammaires présentent toujours des cellules en division et parfois un certain degré d’hétérogénéité tumorale. Il est donc recommandé de compter au moins 40 noyaux et 60 si l’on se trouve dans la zone borderline définie soit par un rapport HER2/CH17 entre 1,8 et 2,2, soit entre 3,5 et 4 signaux HER2 par cellules [16].

Pour optimiser au mieux la FISH, il convient de standardiser les conditions de fixation au sein d’une même structure, en particulier d’abolir le Bouin aqueux, de standardiser l’épaisseur des coupes (4-5 μm), de veiller à l’étape de digestion des tissus (ni sous-digestion génératrice d’autofluorescence, ni sur-digestion entraînant des noyaux « vides » et une absence de signal) et, si possible, de sélectionner une coupe histopathologique sans carcinome in situ ou bien de repérer les zones à évaluer afin d’éviter les faux positifs. Enfin, il faut savoir que les noyaux normaux sont souvent moins sensibles à la digestion et que la présence de deux signaux dans le sein normal (témoin interne) n’est pas toujours obtenue. La FISH peut être utilisée sur des préparations nucléaires, en particulier sur des cellules tumorales circulantes [17].

Corrélation entre la FISH et l’IHC

Depuis que les cas 2+ en IHC ne sont plus considérés comme « positifs », les données de la littérature montrent une forte corrélation entre l’amplification du gène HER2 et l’hyperexpression de la protéine HER2, quelles que soient les méthodes utilisées. La comparaison entre les résultats des méthodes morphologiques (FISH et IHC), est particulièrement intéressante et montre un niveau de concordance très élevé, supérieur à 90 % [10, 14, 18, 19]. Cependant, certains auteurs jugent la FISH beaucoup plus fiable, moins sujette à des variations d’interprétation du score et plus sensible en raison d’une plus grande résistance du matériel génomique à la fixation par rapport aux épitopes antigéniques [4, 6, 18, 20].

Place des nouvelles techniques

Parmi les trois techniques actuellement les plus utilisées (CISH, PCR et Elisa), la CISH est la plus prometteuse [21]. Le Gefpics a également été à l’initiative d’un travail de validation de la CISH par rapport à la FISH [22, 23]. L’étude a porté sur 79 carcinomes infiltrants du sein, préalablement testés pour leur statut HER2 par IHC et FISH. Quatre-vingt-quinze pour cent des cas ont été analysables en CISH. Lorsque l’on compare les méthodes FISH et CISH en fonction du caractère non amplifié ou amplifié, l’agrément est de 96 %. Il est de 92,8 % dans les cas 2+ en IHC [22]. Ces résultats sont tout à fait superposables à ceux de la littérature et placent la CISH comme une alternative intéressante à la FISH pour la recherche d’une amplification du gène HER2, ce qui vient d’être reconnu par la Commission européenne. La PCR est plus précise après microdissection, ce qui l’alourdit. Les taux circulants d’HER2 ne sont pas corrélés au niveau d’expression de la tumeur [21]. L’Elisa ne peut donc pas servir à sélectionner les patientes en vue d’un traitement. Elle peut servir à suivre l’efficacité d’un traitement (diminution des taux circulants) ou à identifier une rechute précoce (réascension des taux) [24] mais son intérêt comme marqueur prédictif de réponse au trastuzumab est actuellement trés débattu [25].

Assurance qualité

Une démarche d’assurance qualité est indispensable pour assurer la fiabilité globale d’un test. Le Gefpics a publié des recommandations [11] permettant de calibrer et de contrôler une technique IHC « maison » (utilisation de témoins, évaluation d’une série de 100 cas et comparaison aux données de la littérature…).

Plusieurs procédures peuvent être utilisées [11, 26] :

  • au sein de la même structure, vérification régulière des pourcentages de cas positifs en s’assurant qu’ils restent bien dans la fourchette des 15-25 % et/ou pratique de doubles évaluations avec un autre test (IHC ou FISH) ou par une autre structure ;
  • participation à des tests multicentriques, régionaux, nationaux comme ceux de l’Association française pour l’assurance qualité en anatomie pathologique (Afaqap) permettant l’évaluation des protocoles techniques et de l’interprétation des résultats de différentes structures ; des tests nationaux et des études multicentriques ont également été réalisés pour l’IHC et la FISH aux États-Unis, au Canada et au Royaume Uni [10, 27-30] ;
  • utilisation de tissue arrays avec plusieurs cas sur le même bloc pour évaluation simultanée des protocoles techniques [15, 31] ;
  • participation à des modules éducationnels, utilisation de CD-Rom, etc.

Le collège des pathologistes américains a une attitude différente. Pour eux, la seule recommandation est d’utiliser un test approuvé (IHC et/ou FISH) par la FDA, sous forme de kit. Dans le cas contraire, la responsabilité du pathologiste pourra être engagée. Ainsi, aucune recommandation n’est donnée pour valider un test maison [16].

Recommandations actuelles

En France et dans la plupart des pays [11, 26]( (figure 1) ) :
  • à l’heure actuelle, il n’y a pas de réactif ni de méthode pouvant être recommandés pour le test ;
  • dans le compte rendu, il faut rapporter la méthode et le réactif utilisés ; seul le contingent invasif doit être pris en compte dans le score ;
  • pour l’IHC, seul le marquage membranaire est considéré comme positif ; le compte rendu doit inclure le pourcentage estimé de cellules marquées plus ou moins l’intensité ; il faut définir le seuil choisi et comment il a été validé ;
  • si un score particulier ou une valeur seuil de positivité sont utilisés, ils devront être définis ; les cas « douteux » devront être testés par une autre méthode, en particulier la FISH permettant d’évaluer les scores IHC « douteux » ou incertains ;
  • quels que soient la technique et le seuil utilisés, ils devront être corrélés avec les données cliniques et morphologiques ;
  • les techniques de CISH et de PCR sont en émergence.

Aux États-Unis [16] :

  • il est recommandé d’utiliser des tests standardisés (problèmes d’assurance médicale et de remboursement) ;
  • la FISH est recommandée, comme l’IHC, en première intention ( (figure 2) ) ;
  • les cas limites en FISH devront être contrôlés par IHC ;

Au Royaume-Uni [3, 32] :

  • il recommandé d’effectuer au moins 250 tests IHC par an pour être habilité ;
  • il est recommandé d’utiliser des tests standardisés.

Conclusion

L’immunohistochimie est une méthode fiable et rapide de détermination du statut de HER2. Elle peut être standardisée et calibrée en prenant la FISH ou la CISH comme technique de référence. Elle doit être soumise à des règles de contrôle de qualité interne et externe. Sa fiabilité est maximale pour les cas négatifs ou fortement positifs. Par contre, pour les cas dont l’expression est d’intensité intermédiaire et dont le pourcentage de cellules marquées se situe aux alentours de 50 à 80 %, une vérification par FISH du statut de HER2 est justifiée. À l’inverse, si la FISH ou la CISH sont utilisées en première intention, les cas douteux et/ou polyploïdes devront être re-testés par IHC. Les données cliniques concernant la survie indiquent que les patientes avec une tumeur surexprimant fortement HER2 (score 3+ en IHC) ou amplifiée (FISH et CISH positives) tirent le meilleur bénéfice clinique du traitement par trastuzumab [33, 34]. La CISH est une technique alternative fiable à la FISH, avec des contraintes techniques plus adaptées aux structures de pathologie [23]. La FISH pourrait être utilisée sur des cellules tumorales circulantes et donner une information supplémentaire sur le statut HER2 des cellules métastatiques (qui pourraient acquérir un phénotype HER2 positif au cours de l’évolution métastatique) [17]. Ces résultats demandent cependant à être confirmés par d’autres études. Dans tous les cas, l’adhésion à des procédures d’assurance qualité, internes et externes, est indispensable.

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