Diversity and Significance of Identification of Immunoglobulin and T-cell Receptor Gene Rearrangements for Monitoring Minimal Residual Disease in T-lineage Acute Lymphoblastic Leukemia
Authors: Луцкович Д.В. , Столярова Е.А. , Мелешко А.Н. 
Published: June 2023

Введение. Острый лимфобластный лейкоз – онкологическое заболевание, наиболее часто встречающееся в детском возрасте, развивается стремительно и имеет высокую летальность. К настоящему времени лечение данного заболевание имеет достаточно высокую эффективность и вызывает дальнейшую продолжительную ремиссию. Однако всегда остается вероятность развития рецидива, что является основной и достаточно частой проблемой. Рецидивы возникают у 30–35% пациентов и являются одной из наиболее частых причин смертности. Выживаемость пациентов, у которых возник рецидив, составляет около 3–19% (в группе высокого риска). В случае клинического рецидива после проведенной терапии согласно протоколу лечения, варианты дальнейшего лечения ограничены и часто неэффективны. В то же время терапия на стадии раннего рецидива (до гематологического проявления), когда клон лейкоза еще невелик, более эффективна, чем лечение рецидива перенесенного заболевания. Поэтому особенно важно вести мониторинг минимальной остаточной болезни для предсказания раннего рецидива. Цель. Определить разнообразие и частоту встречаемости возникающих при Т-линейном остром лимфобластном лейкозе реаранжировок генов иммуноглобулинов и Т-клеточного рецептора и использовать выявление этих «мишеней» в качестве тестов диагностики и мониторирования минимальной остаточной болезни. Материалы и методы. В исследование включены 32 пациента в возрасте от 1 до 18 лет (медиана возраста 9,5) с диагнозом «Т-линейный острый лимфобластный лейкоз» (Т-ОЛЛ), получавшие лечение по протоколу ALL MB-2015. Из них мониторинг минимальной остаточной болезни был произведен для 27 пациентов. Результаты. Согласно полученным результатам одна клональная реаранжировка была обнаружена у 70,3% (19/27) пациентов, две и более – у 29,6% (8/27). Наибольшая частота встречаемости реаранжировок приходится на генные сегменты Vδ1-Jδ1 гена TCRD (34,88% от всех выявленных реаранжировок), генные сегменты гена TCRB – Vβ-Jβ (23,26% от всех выявленных реаранжировок) и гена TCRG – реаранжировка VγI – Jγ1.1/2.1 (16,28% от всех выявленных реаранжировок). Показатели минимальной остаточной болезни (МОБ) исследовались методом ПЦР в режиме реального времени по реаранжировкам генов Ig/TCR на 15-й, 36-й дни терапии, а также перед началом поддерживающей терапии (197-й день терапии). В зависимости от значений МОБ, определяемых на 15-й и 36-й день терапии, пациенты были распределены на 5 групп исследования: с уровнем МОБ <0,01%; с уровнем МОБ ≥0,01% – <0,1%; с уровнем МОБ ≥0,1% – <1%; с уровнем МОБ ≥1% – <10%; с уровнем МОБ ≥10%. Заключение. Метод мониторинга МОБ по реаранжировкам генов Ig/TCR обладает высокой чувствительностью и имеет прогностическое значение для коррекции принимаемой терапии для пациентов с Т-ОЛЛ, особенно для группы высокого риска, при лечении рецидива или после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК). В настоящей статье приведены результаты по разнообразию и частотам выявления при Т-ОЛЛ мишеней для мониторинга МОБ, а также их практическое использование в диагностике. Реаранжировки генов Ig/TCR происходят практически во всех случаях Т-ОЛЛ, а в 84,3% пригодны для количественной оценки МОБ методом ПЦР в реальном времени с чувствительностью до 10–5, что позволяет измерять низкие уровни МОБ и использовать в протоколах лечения клинически значимые пороговые уровни МОБ на разных этапах терапии.

Introduction. Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is an oncological disease most common in childhood, progressing rapidly and having a high mortality rate. To date, the treatment of this condition has been quite effective followed by subsequent long-term remission. However, the likelihood of relapse always remains, being a major and fairly common challenge. Relapses occur in 30–35% of patients and are one of the most common causes of death. The survival rate of patients who have relapsed is about 3–19% (in the high-risk group). In cases of clinical relapse after therapy as per established treatment protocol, further treatment options are limited and often ineffective. Meanwhile, therapy at the early relapse stage (prior hematological manifestations), when the leukemia clone is still minor, is more effective than management of relapsed disease. Therefore, it is particularly important to monitor minimal residual disease to predict early relapse. Purpose.Todeterminebothdiversityandfrequencyofrearrangementsofimmunoglobulin and T-cell receptor genes occurring in T-lineage acute lymphoblastic leukemia and to use the identification of these "targets" as diagnostic tests and monitoring of minimal residual disease. Materials and methods. The study included 32 patients aged 1 to 18 years (median age 9.5) diagnosed with T-lineage acute lymphoblastic leukemia treated according to the ALL MB- 2015 protocol. Of these, minimal residual disease was monitored in 27 patients. Results. According to the results, one clonal rearrangement was found in 70.3% (19/27) of patients, two or more were found in 29.6% (8/27). The highest frequency of occurrence of rearrangements was revealed in the Vδ1-Jδ1 gene segments of the TCRD gene (34.88% of all identified rearrangements), in the gene segments of the TCRB gene – Vβ-Jβ (23.26% of all identified rearrangements), and in the VγI – Jγ1.1 rearrangement of the TCRG gene /2.1 (16.28% of all identified rearrangements). MRD parameters were studied by real-time PCR for Ig/TCR gene rearrangements on the 15th and 36th days of therapy, as well as before the start of maintenance therapy (day 197 of therapy). Depending on the MRD value determined on the 15th and 36th day of therapy, patients were divided into 5 study groups: with MRD level <0.01%; with MRD level ≥0.01% – <0.1%; with MRD level ≥0.1% – <1%; with MRD level ≥1% – <10%; and with MRD level ≥10%. Conclusion. The method of monitoring minimal residual disease by Ig/TCR gene rearrangements is highly sensitive and has a prognostic value for adjusting the therapy for patients with T-lineage acute lymphoblastic leukemia, especially in high-risk group, in relapses treatment or after hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). This article presents results on the diversity and detection rates of targets for MRD monitoring in T-ALL, as well as their practical use in diagnostics. Ig/TCR gene rearrangements occur in almost all cases of T-ALL, and in 84.3% they are suitable for MRD quantification by real-time PCR with sensitivity up to 10–5, allowing measuring low levels of MRD and using in treatment protocols clinically significant MRD threshold levels at different stages of therapy.