Прогностическое значение молекулярно-генетических маркеров при остром миелобластном лейкозе

ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ И ОБЗОРЫ ИД

Прогностическое значение молекулярно-генетических маркеров при остром миелобластном лейкозе

Козич Ж.М.1, Новик Д.К.1, Смирнова Л.А.2

Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека, Гомель, Беларусь 2Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск

Kozich Z.M.1, Novik D.K.1, Smirnova L.A.2

'Republican Scientific and Practical Center of Radiation Medicine and Human Ecology, Gomel, Belarus

2Belarusian Medical Academy of Post-Graduate Education, Minsk

Prognostic significance of molecular genetic markers by acute myeloid leukemia

Резюме. Острые миелоидные лейкозы представляют собой клинически гетерогенную группу заболеваний кроветворной ткани, характеризующихся нарушением дифференцировки и неконтролируемой клеточной пролиферацией. Исследование цитогенетическихизменений является важным фактором для разделения пациентов на группы риска и выбора адекватного лечения. Представлены факторы, наиболее значимые для прогноза течения острых лейкозов и ответа на терапию.

Ключевые слова: острый миелобластный лейкоз, мутационный анализ, кариотип, прогностические маркеры FLT3-ITD, NPM, CBFB/MYH'', RUNX'-RUNX'T'.

Медицинские новости. — 2015. — №9. — С. 4-6. Summary. Acute myeloid leukemia is a clinically heterogeneous disease, characterized by inhibition differentiation and abnormal cells proliferation. Research of cytogenetic abnormalities is important for the risk stratification patients and the development of new therapeutic targets. In the review we tried to describe the most prognostic significant factors on the basis of world literature.

Keywords: acute myeloid leukemia, mutational analysis, karyotype, prognostic markers FLT3-ITD, NPM, CBFB/MYH'', RUNX'-RUNX'T'. Meditsinskie novosti. - 2015. - N9. - P. 4-6.

Острый миелобластный лейкоз (ОМЛ) - наиболее часто выявляемый гемобластоз взрослых, частота его составляет 3-4 случая на 100 тысяч населения. Значительная часть пациентов с вновь выявленным ОМЛ приходится на возраст старше 60 лет. ОМЛ - клинически гетерогенная группа, характеризующаяся патологической пролиферацией гемо-поэтических предшественников клеток, блокирующих созревание этих клеток, в результате чего происходит угнетение дифференцировки и активация антиапоп-тотического пути, что приводит к увеличению объема лейкемических клеток [6]. Благодаря более глубокому пониманию биологии острых миелоидных лейкозов достигнуто значительное улучшение результатов лечения ОМЛ, основанное на использовании новых лечебных подходов, таких как интенсификация химиотерапии, применение метода трансплантации гемопоэтических стволовых клеток периферической крови и костного мозга. Ремиссия достигается в 50-80% случаев, однако у значительной части пациентов через 3-5 лет развивается рецидив. Это делает актуальным дальнейшее изучение различных аспектов патогенеза острых лейкозов, поиск новых, более чувствительных прогностических маркеров, которые могут стать важными предикторами рецидива и помогут определить оптимальные терапевтические подходы к лечению в каждом конкретном случае вновь выявленного ОМЛ.

Количество известных прогностических факторов в последние годы значительно увеличилось, так что выделять наиболее значимые становится все труднее. Ниже описаны наиболее современные молеку-лярно-генетические маркеры.

Факторы прогноза острых лейкозов

Со времени широкого внедрения в лечение больных острыми лейкозами (ОЛ) стандартных протоколов началось детальное изучение причин успеха и неуспеха такого лечения. Это в свою очередь привело к формированию групп риска и дифференцированному подходу к терапии, а также к разработке факторов благоприятного и неблагоприятного прогноза.

Так, доказанным общепринятым универсальным фактором прогноза у взрослых является возраст больного: чем меньше возраст, тем лучше прогноз; наихудшие прогнозные результаты отмечены у пациентов в возрасте 60 и более лет. Другой общепринятый фактор прогноза при ОЛ - уровень лейкоцитов в дебюте заболевания. Так, при ОМЛ уровень лейкоцитов менее 2 и более 50х109/л рассматривается как фактор неблагоприятного прогноза (Савченко В.Г., 2005).

Из лабораторных показателей установленное прогностическое значение имеет уровень активности фермента лактатдеги-дрогеназы (ЛДГ). Повышение уровня ЛДГ рассматривается как общепринятый в лей-козологии признак неблагоприятного прогноза при острых и хронических лейкозах.

Указанные прогностические факторы не позволяют детализировать прогноз, индивидуализировать терапию, сделав ее риск-адаптированной для конкретного больного. Большинство современных прогностических маркеров базируется на цитогенетических и молекулярных изменениях. Многие исследовательские группы уже проводят дифференцированное лечение ОМЛ с учетом цитогенетических прогностических групп. Однако прогностическая значимость многих аномалий кариотипа остается спорной и требует дальнейшего изучения [1, 6, 7, 25].

При стандартном цитогенетическом исследовании у пациентов с ОМЛ обнаруживаются различные хромосомные изменения, которые играют важную роль в патогенезе заболевания и влияют впоследствии на выживаемость. При цито-генетическом исследовании могут быть выявлены численные изменения кариотипа: наличие дополнительных или потеря целых хромосом (гиперплоидия или гиподиплои-дия). У 90% больных острыми лейкозами выявляют структурные изменения карио-типа: транслокации (t) - обмен участками между хромосомами; делеции (del) - утрата хромосомой части; инверсии (inv) - поворот участка хромосомы на 180 градусов.

Выделяют три прогностические группы на основе выявления определенных цитогенетических изменений при миелоидных лейкозах (таблица).

Таким образом, к прогностически благоприятной группе относят пациентов

МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ

№ 9•2015

ВЯбЩЦВЯ Группы риска пациентов с острым миелобластным лейкозом в зависимости от цитогенетических изменений

1руппа риска Цитогенетака

Низкий риск t

Средний риск нормальная цитогенетика; +8; t (3;5); t (9;11) (p22q23) и др.

Высокий риск более 3 повреждений: MK+; -5,5q-; -7,7q-; 11 q23; t

с наличием t (15;17), t (8;21) и inv (16) [2]. Нормальный кариотип и цитогенетические изменения, не классифицируемые как благоприятные или неблагоприятные, включают в группу среднего риска. К неблагоприятной прогностической группе относят пациентов с полным кариотипом, а также с del (5q), моносомией 5 или 7, изменениями 3q и t (6;9) [3]. Приблизительно 45% взрослых пациентов с ОМЛ имеют нормальный кариотип и обычно классифицируются как группа среднего риска [19, 27]. Общая 5-летняя выживаемость у таких пациентов составляет от 24 до 42%. Прогноз ОМЛ с нормальным кариотипом основывается на наличии генетических повреждений. При ОМЛ выявляется множество генетических изменений у большей части пациентов, только 25% пациентов с нормальным ка-риотипом не имеют известных мутаций [28].

Последнее десятилетие ознаменовалось открытием новых биомаркеров, влияющих на течение острых лейкозов. Важны в плане прогноза мутации генов NPM1, FLT3/ITD, MLL-PDT WT1, CEBPA, RAS, IDH1, IDH2, CBL, DNMT3A и некоторые другие [27, 28]. В дополнение к этим мутациям прогностически значимыми для пациентов с нормальным кариотипом ОМЛ являются экспрессии генов MN1, BAALC, ERG, IDI, AF1q, PRAME и WT1. Краткая характеристика мутаций с доказанной прогностической значимостью Мутации в гене NPM1 Нуклеофосмин (NPM1) - мультифунк-циональный фосфопротеин, состоящий из 294 аминокислот. NPM1 является одной из трех изоформ нуклеофосминов, которые взаимодействуют путем альтернативного соединения. 1ен NPM1 локализуется в хромосоме 5q35 человека и состоит из 12 экзонов [2]. Он участвует в транспортировке рибо-сомальной РНК и белков, в молекулярном сопровождении и регуляции стабильности онкосупрессоров, таких как p53 и ARF [18]. Эти мутации наиболее часто встречаются у пациентов с нормальным кариотипом острого миелоидного лейкоза и связаны с женским полом, высоким лейкоцитозом, увеличенным процентом бластных клеток в костном мозге, низкой экспрессией или полным отсутствием экспрессии CD34+. Цитоплазматический лейкемический мутированный ген NPM1 редко связан с мутацией экзона 11 NPM1 [34]. Острый миелоидный лейкоз с мутацией NPM1 имеет четкие характеристики, включая ассоциацию с нормальным кариотипом, специфическим генно-экспрессионным профилем и клинически более благоприятным ответом на индукционную полихимиотерапию и лучшим прогнозом.

Приблизительно у 40% пациентов мутация NPM1 сочетается с мутацией FLT3 -внутренней тандемной дупликацией (FLT3/ ITD). Пациенты, имеющие мутацию NPM1 в сочетании с мутацией FLT3/ITD, имеют плохой прогноз. Пациенты с мутацией NPM1 без FLT3/ITD имеют благоприятный прогноз [10, 17, 26].

Мутации гена FLT3

Ген FLT3 относится к третьему классу семейства тирозинкиназы, который в норме экспрессируется на поверхности гемопоэ-тических клеток-предшественниц. Мутации гена FLT3 встречаются приблизительно у 30% больных с впервые выявленным ОМЛ [20, 32, 33]. Этот мутантный ген используется как один из маркеров лейкозной клетки.

Ген FLT3 играет важную роль в пролиферации и дифференцировке мульти-потентной стволовой клетки [11, 31]. Ген, который кодирует FLT3, локализуется на хромосоме 13q12, которая включает в себя 24 экзона. Большинство мутаций связано с ITD (internal tandem duplication -внутренней тандемной дупликацией) в юкстамембранном домене гена FLT3 (ITD) и в тирозинкиназном домене (TKD или D835/I836) [26]. FLT3/ITD встречается с частотой 35-45% у пациентов с нормальным кариотипом острого миелоидного лейкоза и является одним из факторов неблагоприятного прогноза. FLт3-мутация путем аутофосфорилирования рецептора FLT3 тирозинкиназы приводит к активации сигнального пути, в результате чего происходит усиленная пролиферация лейкозных клеток [10, 20]. FLTз-мутация в сочетании с ITD ассоциируется с химиорезистентностью лейкемических стволовых клеток, короткой безрецидивной и общей выживаемостью и высокой частотой развития рецидива [23, 31, 33]. Если прогностическое значение FLT3/ITD уже ясно, то значение FLT3/TDK (составляющее 5-10% всех ОМЛ) остается нераскрытым. Известно только, что эта мутация встречается у лиц моложе 60 лет с нормальным кариотипом ОМЛ, связана с диким типом FLT3 и предполагает ухудшение безрецидивной выживаемости [31, 32].

СЕВРА-мутации

СЕВРА является основным членом семейства лейцинсвязывающего транс-

крипционного фактора, который играет важную роль в дифференцировке миело-идных клеток [7].

СЕВРА-мутации выявляются в 10-19% случаев у пациентов с нормальным кариотипом ОМЛ [8, 9]. В основном описаны две мутации: TAD1 и TAD2 на одной аллели, и DBD и ZIP на другой. СЕВРА-мутации выявляются в основном у пациентов с нормальным кариотипом М1 или М2 вариантов ОМЛ по FAB-классификации и имеют одну мутацию на N-конце, а другую на С-конце. При других вариантах оМл эти мутации выявляли редко. Так, N. Kato и соавт. [13] описали мутации при вторичном ОМЛ, развившемся после миелодиспластического синдрома (МДС). Изначально мутация была выявлена на одной аллели, а при трансформации МДС в ОМЛ уже определялась на двух аллелях. Благоприятное влияние СЕВрА-мутации на прогноз было описано только в том случае, когда мутации возникали на двух аллелях при условии отсутствия мутации FLT3/ITD [4, 12, 21]. Пациентов с ОМЛ и выявляемой СЕВРА-мутацией в относят к группе среднего риска [8, 9].

Тандемная дупликация MLI-гена

1ен MLL (mixed lineage leukemia - лейкемия смешанной линии), также называемый HRX, локализуется на хромосоме 11 q23. MLL-мутацию находят более чем в шести разных транслокациях в различных сочетаниях. Тандемная дупликация MLL-гена впервые была описана при нормальном кариотипе ОМЛ Caligury с соавт. в 1994 г. и встречается у 5-11% пациентов с нормальным кариотипом ОМЛ [3]. Острые миелоидные лейкозы с тандемной дупликаций MLl-гена имеют худший прогноз и ассоциируются с достижением короткой ремиссии, короткой общей и безрецидивной выживаемостью.

AMLI-ген

AML1 -реаранжировка (так называемый RUNX1), в норме экспрессируется на всех гемопоэтических клеточных линиях и регулирует уровень специфических генов, участвующих в гематопоэзе, таких как гранулоцитарно-колониестимулирующий фактор, интерлейкин-3, Т-клеточный рецептор и миелопероксидазные гены [1б]. AMH-ген (на 21 q22) - один из наиболее

№ 9•2015

МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ

часто встречаемых генов при ОМЛ. В результате транслокации t (8;21) (q22;q22) с вовлечением AMLI-гена на 21 хромосоме и ЕТО гена на 8 хромосоме появляется химерный протеин AMLI-ЕТО [14]. Эта ре-аранжировка выявляется приблизительно в 8% случаев ОМЛ, в основном у детей и лиц молодого возраста. AMLI-ЕТО -маркер благоприятного прогноза, также может служить маркером при определении минимальной резидуальной болезни [16]. Пациенты достигают ремиссии уже после первого курса индукционной химиотерапии, также хороший результат дает высоко-дозная химиотерапия цитарабином [14].

AMLI-мутацию находят у пациентов с впервые выявленным ОМЛ в вариантах МО и М7 по FAB-классификации, при ОМЛ с трисомией 21 хромосомы и МДС. Доказано, что наличие этой мутации позволяет отнести пациентов к группе неблагоприятного прогноза с низким уровнем общей выживаемости [25].

CBF-фактор

Изменения CBF (соге binding factor - основной связывающий фактор) при острых лейкозах характеризуется появлением реаранжировки генов, которые кодируют компоненты гетеродимерного транскрипционного фактора CBF CBF-фактор играет существенную роль в гемопоэзе и представляет собой комплекс гетеродимеров. Он входит в состав трех наиболее распространенных хромосомных транслокаций при ОМЛ: t (8;21)/RUNX1 -RUNX1T1, t (3;21) RUNX1 - EVI1 и inv (16) или t (16;16) в результате образующих комплекс CBFp - MYH11. Сочетания реаран-жировок AML1 и CBFp с другими генами могут привести к образованию химерных белков, которые вызывают подавление активации транскрипции [8], что является плохим прогностическим фактором.

RAS-мутации

RAS - это протоонкоген, принадлежащий к небольшому семейству GT-фосфотаз, регулирует механизм пролиферации, дифференцировки и апоптоза клеток. Мутации всех трех типов изоформ фосфатаз встречаются при различных опухолях (легких, кожи, щитовидной железы, поджелудочной железы, желудочно-кишечного тракта и некоторых других) приблизительно у 9% пациентов старше 60 лет и 14% пациентов с ОМЛ нормального кариотипа моложе 56 лет [22]. RAS-мутации встречаются в основном при моноцитоидном подтипе острого миелоидного лейкоза М4/М5 по FAB-классификации. Наличие этой мутации позволяет отнести пациентов к группе неблагоприятного прогноза.

Ген EVI1

Ген EVI1 (эктопическая вирусная интеграция) локализуется на хромосоме 3q26 и считается одним из наиболее агрессивных генов, выявляемых при ОМЛ [3]. По данным различных исследований, мутация EVI1 выявляется у 10-22% пациентов с ОМЛ [19] и связана с миелоидной малигнизацией, в 13,8% случаев ее выявляют и при остром лимфобластном лейкозе. Было также показано, что наличие повышенной экспрессии гена EVI1 является фактором неблагоприятного прогноза у пациентов моложе 65 лет.

Ген WT1

Локус WT1 (Wilms' Tumor gene 1) был идентифицирован как ген опухолевой супрессии, который является инактивато-ром опухоли Вильямса (детской опухоли почек). Этот ген локализуется на хромосоме 11 p13 и обнаруживается на клетках ранней стадии дифференцировки. Ему отводят роль маркера при исследовании минимальной резидуальной болезни [12].

Некоторые из описанных выше генетических мутаций могут быть использованы в качестве прогностических биомаркеров для определения минимальной резиду-альной (остаточной) болезни. Субстратом этой болезни являются лейкозные клетки, выжившие несмотря на успешное лечение и сохраняющиеся в организме во время полной гематологической ремиссии. Именно эти клетки, размножаясь, приводят к рецидиву острого лейкоза. Раннее их выявление позволяет провести адекватную терапию и предупредить рецидив заболевания.

Создание индивидуального молеку-лярно-генетического профиля прогностических маркеров пациента может быть использовано для мониторинга течения заболевания и выработки тактики лечения для каждого конкретного пациента [15].

Таким образом, острый миелобласт-ный лейкоз включает большую группу вариантов с разнообразным прогнозом в отношении ответа на специфическое лечение и исход заболевания. При остром миелобластном лейкозе обнаружены различные хромосомные изменения, на их основе выделяют типы и подтипы заболевания. Это очень важно для последующей постановки диагноза, выбора терапии, определения прогноза, предупреждения рецидива. В данном обзоре описана лишь небольшая часть вновь выявленных моле-кулярно-генетических изменений, которые могут влиять на прогноз ОМЛ. Открываются новые факторы - это приведет к созданию индивидуального молекулярно-генетического профиля для каждого конкретного пациента и будет способствовать

индивидуализации лечения и улучшению выживаемости пациентов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Appelbaum FR, Gundacker H, Head D.R. II Blood. -2006. - Vol.107. -P.3481-3485.

2. Chan WX, Liu Q.R., Bojigin J., Busch H. II Biochemistry. - 1989. - Vol.28, N3. - P.1033-1039.

3. DöhnerH, Estey E.H., AmadoriS, Appelbaum FR. II Blood. - 2010. - Vol. 115, N3. - P.453-474.

4. DufourA., SchneiderF, MetzelerK.H., HosterE. II J. Clin. Oncol. - 2010. - Vol.28, N4. - P.570-577.

5. Enomoto T, Lindström M.S., Jin A,, Ke H. II J. Biol. Chemistry. - 2006. - Vol.281, N27. - P.18463-18472.

6. Estey E., DohnerH. //Lancet. - 2006. - Vol.368. -P. 1894-1907.

7. Friedman A.D. II Blood Cells, Molecules and Diseases. - 2007. - Vol.39, N3. - P.340-343.

8. Fuchs 0., Kostecka A, Provaznikova D, Krasna B. II Blood Cells, Molecules and Disease. - 2009. - Vol.43, N3. - P.260-263.

9. Fuchs O, Provaznikova D, Kocova M., Kostecka A. II Blood Cells, Molecules and Diseases. - 2008. - Vol.40, N3. - P.401-405.

10. Gale R.E., Green C., Allen C., Mead A.J. II Blood. -2008. - Vol.111, N5. - P.2776-2784.

11. GillilandD.G., Griffin J.D.II Blood. - 2002. - Vol.100, N5. - P.1532-1542.

12. Hou H.A., Lin L.I., Chen CX Tien, H.FII Brit. J. Cancer. - 2009. - Vol.101, N4. - P.738-740.

13. Kato N, Kttaura J, DokiN., Komeno К II Blood. -2011. - Vol.117, N1. - P.221-233.

14. Kohlmann A., Bullinger L., Thiede C, Schaich М. II Leukemia. - 2010. - Vol.24, N6. - P.1216-1220.

15. Lin L.I., Chen CX., Lin DI et al. II Clin. Cancer Research. - 2005. - Vol.11, N4. - P.1372-1379.

16. Lowenberg B., Downing J.R., Burnett A. II N. Engl. J. Med. - 1999. - Vol. 341. - P.1051-1062.

17. Luo J., Qi C, Xu W et al. II Amer. J. Clin. Pathol. -2010. - Vol.133, N1. - P.34-40.

18. Maggi Jr.L.B., KuchenruetherM., Dadey DX. et al. II Molecul. Cell. Biol. - 2008. - Vol.28, N23. - P.7050-7065.

19. MrozekK., DöhnerH. Bloomfield C.D. II Curr. Opin. Hematol. - 2007. - Vol.14, N2. - P.106-114.

20. Nakao M., Xokota S., Iwai T. et al. II Leukemia. -1996. - Vol.10, N12. - P.1911-1918.

21. Pabst T, Eyholzer M., Fos J. Mueller B.U. II Brit. J. Cancer. - 2009. - Vol.100, N8. - P.1343-1346.

22. Ramsingh G., Koboldt D.C., Trissal M. et al. II Blood. - 2010. - Vol.116, N24. - P.5316-5326.

23. Ravandi F Kantarjian H., Faderl S., Garcia-Manero G. II Leukemia Research. - 2010. - Vol.34, N6. - P.752-756.

24. Sark S., Sapena R., Kelaidi D, Vassilieff D. II Leukemia Research. - 2011. - Vol.35, issue 11. -Р.1530-1533

25. Schlenk R.F, Döhner K., Krauter J., Fröhling S. et al. II N. Engl. J. Med. - 2008. - Vol.358, N18. - P.1909-1918.

26. Scholl S., Theuer C., Scheble V. et al. II Eur. J. Haematol. - 2008. - Vol.80, N3. - P.208-215.

27. Smith M.L., Hills R.K., Grimwade D. II Blood Reviews. - 2011. - Vol.25, N1. - P.39-51.

28. Tara K G.II J. Hematol. Oncol. - 2009. - Vol.10. -P.8722-8725.

29. Vardiman J.W., Thiele J., Arber D.A., Brunning T.A. II Blood. - 2009. - Vol.114, N5. - P.937-951.

30. Whitman S.P., Ruppert A.S., Radmacher M.D. II Blood. - 2008. -Vol.111(3). - Р.1552-1559.

31. Whitman S.P., Maharry K., Radmacher M.D, Becker H. II Blood. - 2010. Vol.116, N18. - P.3622-3626.

32. Whttman S.P., Ruppert, A.S., Radmacher M.D, Mrozek K. II Blood. - 2008. - Vol.111, N3. - P.1529-1559.

33. Xamamoto X, Kiyoi, H., Nakano X, Suzuki R. II Blood. - 2001. - Vol.97, N8. - P.2434-2439.

34. Xu X, Maggi J. L.B., Brady S.N. et al. II Molecular and Cellular Biology. - 2006. - Vol.26, N10. - P.3798-3809.

Поступила 22.04.20'5г.

МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ

№ 9 • 2015

6