Генетические аномалии опухолевых клеток при гемобластозах

20

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ

ЛУБЕНСКОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ

Реферат

по Гематологии

на тему: Генетические аномалии опухолевых клеток при гемобластозах

Выполнила: студентка группы Ф-31

Бендрик Татьяна

Лубны 2009

Немецкие ученые Arnold (1879) и von Hansemann (1891) еще в конце XIX в. первыми начали анализировать хромосомы. В начале XX в. исследователи попытались не только определить число и форму хромосом, но и установить их роль в неопластических процессах. Первый труд, обобщающий работы в этой области, был опубликован Boveri в 1914 г. Согласно его представлениям злокачественно перерожденные клетки характеризуются аномалиями в структуре хроматина. Современная же цитогенетика берет свое начало с 1956 г., когда Tjio и Levan установили истинное диплоидное число хромосом - 46 и описали основные морфологические характеристики хромосом. В 60-е гг. было проведено множество исследований, посвященных изменениям хромосом опухолевых клеток.

Американские ученые P. S. Nowell и D. A Hungerford в 1960 г. описали первый генетический маркер опухоли - делению примерно половины длинного плеча одной из хромосом G группы в клетках крови больных хроническим миелолейкозом. Измененную хромосому назвали филадельфийской (Ph'), по названию города, где ее обнаружили. Rubkin и соавторы в 1964 г. с помощью цитоспект-рофотометрического метода измерения количества ДНК установили, что в Ph'-xpoMoco.vie отсутствует около 40% генетического материала.

Огромные возможности для идентификации как нормальных, так и измененных хромосом человека появились после того, как были внедрены в практику новые методы дифференциального окрашивания хромосом. Сначала был предложен метод флюоресцентной окраски с помощью кинакрина - Q-окраски, затем - R-, С-, G-окрасок препаратов хромосом, в результате которых каждая хромосома приобретает специфическую исчерченность, позволяющую ее идентифицировать.

В 1971 г. на Парижской конференции была предложена Международная классификация хромосом человека и их исчерченности (ISCN, 1971). В 1981 г. опубликована используемая до сих пор стандартная номенклатура нормальных хромосом человека (ISCN, 1981).

Если первоначально цитогенетические исследования проводили преимущественно в случаях гематологических неоплазий, то в последнее время, благодаря развитию методов интерфазной цито-генетики, возросла интенсивность исследований солидных опухолей. Одновременно с накоплением данных цитогенетических исследований в 80-е гг. получены результаты молекулярно-биологп-ческих исследований, которые значительно расширили наши представления о механизмах неопластических процессов.

Основные термины

Кариотипом называют совокупность определенного вида и числа митотических хромосом данного индивидуума. В норме соматические клетки человека содержат диплоидный (2и = 46), а половые клетки - гаплоидный (п = 23) наборы хромосом. У мужчин и женщин одинаковый набор (22 пары) аутосомных хромосом, 23-я пара - половые хромосомы: у женщин - XX, у мужчин - ХУ.

Хромосома разделена центромерой на два плеча: длинное - q и короткое - р. По положению центромеры хромосомы делятся на метацентрическис, субметацентрические и акроцентрические. В ме-тацентрических хромосомах центромера располагается приблизительно посередине р- и q-плечи приблизительно одинаковой длины. В субметацентрических хромосомах центромера занимает промежуточное положение и р-плечо по длине гораздо короче q-плеча. В акроцентрических хромосомах центромера находится в верхнем конце q-плеча. На концевых участках хромосомы располагаются теломеры. С их помощью хромосомы сохраняют свою морфологию и не соединяются друг с другом.

Парижская номенклатура предназначена для описания по единой форме линейной структуры каждой хромосомы. Ее обозначение строится на следующих принципах. Каждая хромосома рассматривается как непрерывная совокупность сегментов, независимо от их окраски. Хромосомные плечи (р и q) подразделяются па районы (regions), а районы, в свою очередь, на сегменты (bands) -участки хромосом, четко отличающиеся от соседних по интенсивности окраски. Районы и сегменты нумеруются арабскими цифрами - от центромеры к теломере, отдельно для каждого плеча. По этой системе обозначение индивидуального сегмента включает информацию о хромосоме, плече и районе, в котором он находится. Так, символ 1р22 означает второй сегмент в районе 2 короткого плеча хромосомы 1. Если возникает вопрос о выделении субсегментов того или иного сегмента, для их обозначения вводят следующий ряд цифр, принцип нумерации остается прежним.

Известны следующие структурные изменения кариотипа: 1) транслокация (t) - обмен участками между хромосомами (чаще двумя); 2) делеция (del) - утрата хромосомой части своего материала; 3) инверсия (inv) - поворот района в пределах одной хромосомы на 180°; 4) инсерция (ins) - включение в хромосому нового материала; 5) изохромосома (i) - хромосома, состоящая из двух одинаковых плеч; 6) дериват (der) - измененная хромосома.

Численные изменения кариотипа - это наличие дополнительных или потеря целых хромосом, что обозначается соответственно знаком «+» или «-». Клетки с числом хромосом более 46 называют гипердиплоидными, а менее 46 - гиподиплоидными. Выявление структурной аномалии в двух и более клетках свидетельствует о наличии клонального нарушения. Обнаружение дополнительных хромосом в двух и более клетках, а потеря - в трех и более говорит о численном нарушении кариотипа.

Стандартное цитогенетическое исследование позволяет анализировать весь хромосомный набор клетки целиком. При этом стоит помнить, что даже при максимальном разрешении этот метод способен выявить только сравнительно крупные аномалии хромосом (размером > 10⁶-10' пар оснований ДНК) и что анализируются только клетки в митозе. В ряде случаев эти ограничения удается преодолеть с помощью молекулярно-генетических методов.

Наиболее широкое применение для молекулярной диагностики гемобластозов получили методы FISH (флуоресцентная in situ гибридизация) и ПЦР (полимеразная цепная реакция).

FISH основан на способности хромосомной ДНК-мишени связываться с отрезками ДНК-зонда, содержащими комплементарные ДНК-мишени последовательности. ДНК-мишенью при FISH является ядерная ДНК интерфазных клеток или ДНК метафазных хромосом, нанесенных на стекло. Визуализация гибридизовавших-ся зондов проводится при помощи флуоресцентной микроскопии. С помощью FISH возможно определение нормальной или аномальной локализации гена, числа его копий и наличия хромосомных перестроек. Следует заметить, что при помощи FISH-метода возможен анализ только тех участков хромосом, молекулярные зонды которых используются, а не всего хромосомного набора, как при цитогенетическом исследовании. Недавно разработано многоцветное спектральное кариотипирование (multicolor spectral karyotyping - SKY), основой которого является метод FISH.

ПЦР - метод амплификации (многократного копирования) специфических последовательностей ДНК с помощью специфического фермента - термостабильной ДНК-полимеразы (Tag-no-лимераза).

ПЦР представляет собой циклический процесс, включающий фазы денатурации ДНК, отжига (присоединение прайме-ров) и синтеза заданных участков ДНК.

В каждом цикле ДНК происходит удвоение числа копий исследуемого участка, что позволяет по истечении 25-30 циклов накопить в реакционной смеси от 10''до 109 молекул ДНК заданной длины (обычно 150-900 оснований) и известной нуклеотидной последовательности.

Чувствительность ПЦР метода высока: он позволяет обнаружить одну опухолевую клетку со специфической ДНК- или РНК-последовательностью среди 10'-10" нормальных клеток.

ПЦР является чрезвычайно быстрым, дешевым и чувствительным методом обнаружения минимальной резидуальной болезни.

Клиническое и биологическое значение хромосомных аберраций при гемобластозах

К настоящему времени накоплена обширная информация по хромосомным аномалиям. Общее число случаев новообразований с описанными хромосомными нарушениями составляет более 26 тыс., причем 73% из них относятся к лейкозам и другим гематологическим заболеваниям.

Анализ хромосом при этих состояниях вошел в перечень обязательных исследований как на этапе диагностики, так и в динамике заболевания. Некоторые геномные нарушения строго ассоциируются с характерной клинической и иммунологической картинами, посредством чего обеспечивают основу для определения подтипа заболевания. Во время диагностики кариотип является также важным прогностическим фактором. Современные терапевтические схемы оказывают огромное влияние на прогноз при острых лейкозах (ОЛ), где 2/3 детских и 1/4 взрослых пациентов имеют длительную безрецидивную выживаемость. Цитогенетические исследования повышают количество надежных прогностических факторов, способствующих подбору адекватной терапии этим пациентам по распространенным схемам. Корреляцию между кариотипом, прогнозом и диагнозом при ОЛ впервые продемонстрировали L. Seeker-Walker и соавторы в 1978 г. и подтвердили многие исследователи. Отмечалось, что цитогенетическая картина всегда информативнее других показателей относительно прогноза заболевания. Особенно значимы обнаружения специфических хромосомных нарушений, изменений модального числа хромосом и, наконец, присутствие или отсутствие клональных аномалий.

В настоящее время разрабатывается генетическая классификация лейкозов, которая объединяет и дополняет предшествующие, основанные только на фенотипических особенностях опухолевых клеток. Генетическая классификация выделяет группы гемоблас-тозов, имеющих одинаковые генетические аномалии, сходство морфологии, иммунофенотипа и биологических свойств опухолевых клеток. Основой генетической классификации является комплекс цитогенетических и молекулярно-генетических методов исследований. Это позволяет более точно определить степень злокачественности опухоли и прогноз заболевания.

Хромосомные нарушения при остром лимфобластном лейкозе

Изучение хромосомных аномалий при остром лпмфобластном лейкозе (ОЛЛ) представляется крайне важной задачей. Цитогене-тический анализ случаев ОЛЛ долгое время был связан со значительными методическими трудностями из-за плохой морфологии метафазных хромосом, патогномичной для лимфобластных клопов. Усовершенствование методик позволило установить изменения кариотипа примерно у 70% (55-90%) больных, причем, в отличие от других форм лейкозов, модальное число хромосом при ОЛЛ - самостоятельный прогностический признак.

У 25-30% пациентов клоны клеток содержат более 50 хромосом. Этот кариотип ассоциирован с pre-B/common иммунофено-типом.

Гипердиплоидия (и > 50 хромосом), как правило, ассоциируется с наибольшей продолжительностью первой ремиссии и высокой безрецндивной выживаемостью (медиана составляет 50 месяцев). Предполагается, что гипердиплоидные клетки высокочувствительны к терапии фазовоспецифичными противоопухолевыми препаратами вследствие большой продолжительности S-фазы. Почти в половине случаев гипердиплоидии п > 50 обнаруживаются дополнительные структурные хромосомные аберрации. Чаще других встречаются: t(9;22), t(4;ll) и iso(17q). Наличие в кариотипе опухолевых клеток перечисленных неслучайных структурных аномалий обусловливает у таких пациентов возникновение ранних рецидивов или плохой ответ на терапию.

Промежуточный прогноз заболевания характерен для группы больных с модальным числом хромосом в лейкозных клетках - от 47 до 50 (гипердиплоидия п = 47-50). Довольно сложно оценить прогноз у пациентов с околотриплоидным набором хромосом из-за недостаточного числа подобных наблюдений. По некоторым данным, случаи с околотетраплоидным набором хромосом часто ассоциируются с Т-клеточным фенотипом ОЛЛ и могут иметь неблагоприятный прогноз. Наиболее часто в трисомии вовлекаются следующие хромосомы: 4, 6, 10, 14, 17, 18, 21 и X. Дополнительные структурные аномалии, как правило, являются типичными для ОЛЛ.

Частота встречаемости гиподиплоидии (и < 46) при ОЛЛ составляет 7-8%. Как правило, такие клоны характеризуются высокой злокачественностью и резистентностью к химиотерапии.

Основной интерес относительно патогенетической роли хромосомных нарушений при ОЛЛ все же сконцентрирован вокруг структурных аберраций. В настоящее время при ОЛЛ описано около 40 типичных хромосомных нарушений. Некоторые из них, наиболее характерные, приведены в табл. 2 с указанием иммунофеноти-па лейкозных клеток и генов, вовлекающихся в аберрации.

Среди выявляемых маркеров важное диагностическое и прогностическое значение имеет филадельфийская (Ph') хромосома.

Выявляется она в три раза чаще .у взрослых больных, чем при детских ОЛЛ. Встречаемость Ph'-маркера у взрослых пациентов с ОЛЛ составляет 15-20%, а у детей - 5%. Характерны высокий лейкоцитоз с большим количеством бластных клеток и поражение центральной нервной системы (ЦНС). Ph'-хромосома при ОЛЛ, как и при хроническом миелолейкозе (ХМЛ), образована вследствие реципрокной транслокации между дистальными частями длинных плеч хромосом 9-й и 22-й пар: t(9;22)(q34;ql 1). На хромосоме 9 в области поломки находится с-abl онкоген, который вследствие транслокации переносится на 22-ю хромосому и соединяется с находящимся там bcr-геном. В итоге на хромосоме 22 образуется новый химерный ген bcr-abl, белковый продукт которого обладает повышенной тирозинкиназной активностью.

Цитогенетически Ph'-хромосома у больных ОЛЛ и ХМЛ не отличается. Однако молекулярно-генетические исследования показывают, что уровень поломки bcr-гена может быть различным.

Обнаружены два основных типа перестройки данного гена при ОЛ. Один из них точно такой же, как и при ХМЛ, когда образуется белок р 210-bcr-abl, кодируемый мРНК длиной 8,5 kb, Ь2-а2. Другой вариант поломки - внутри первого нитрона bcr-гена. При этом образуется белок р 190-bcr-abl, кодируемый мРНК длиной 7,5 kb, el-a2.

Наличие клонов с t(9;22) определяет крайне неблагоприятный прогноз заболевания. Полную ремиссию удается получить примерно у 60% пациентов, медиана ремиссии составляет 5-10 мес, а 3-летняя выживаемость - всего 13%. У некоторых больных Ph'-хро-мосома отсутствует при цитогенетическом исследовании, тогда как на молекулярном уровне обнаруживается типичная t(9;22). Следовательно, для молекулярио-генетической диагностики и мониторинга Ph'-позитивного ОЛЛ целесообразно использовать кроме цитогенетического анализа молекулярные методы: ГЩР или FISH. Иммунологически больные с Ph'-позитивными ОЛЛ чаще имеют-смешанную лимфоидную и миелоидную картину, чем пациенты с другими хромосомными нарушениями (исключая ОЛЛ с 1 Iq23 поломкой).

Аберрации, затрагивающие ii(q23), встречаются при различных формах острых лейкозов. Обусловлено это тем, что данные аномалии происходят в полипотентной стволовой кроветворной клетке, которая способна дифференцироваться как в миелоидную, так и в лимфоидную линию. При ОЛЛ перестройки, вовлекающие' 11(q23), в число которых входят r(4; 11 )(q21;q23), t( 1; 11 )(p32;q23), t(6;l I)(q21;q23),t(ll;19)(q23:pl3) и del(llq23), встречаются в 10-15% случаев и ассоциированы с pre-pre-В-иммунофенотипом бла-стов и плохим прогнозом.

Наиболее важная цитогенетическая патология, которая встречается у 5% взрослых больных ОЛЛ, - транслокация t(4;il) (q21;q23) (рис.3).

Пациенты характеризуются очень высоким лейкоцитозом с большим числом бластов и выраженной опухолевой инфильтрацией органов. Это нарушение впервые обнаружено Oshimura с соавторами в 1977 г. и впоследствии описано как типичное для ОЛЛ Van Den Berghe с соавторами в 1979 г. На Ilq23 картирован ген MLL, на 4q21 - ген AF4. Вследствие транслокации на der(ll) образуется химерный ген AF4/MLL. Данная аномалия кариотипа выявляется чаще у молодых пациентов с недифференцированным иммунологически фенотипом лейкоза. Lampert с соавторами обнаружили у больных с t(4;l 1) перестройку генов тяжелых цепей иммуноглобулинов, что позволяет говорить о В-клеточной природе заболевания. Описаны также врожденные ОЛЛ с t(4;ll). При наличии у пациентов этой аберрации прогноз заболевания крайне тяжелый. Ремиссии удается достичь примерно у 50-60% больных, а ее продолжительность составляет всего 3 месяца. Для мониторинга минимальной резидуальной болезни можно использовать методы ПЦР и FISH.

Для больных ОЛЛ характерны нарушения кариотипа, затрагивающие хромосому 8-й пары, где расположен с-тус онкоген, и области локализации генов тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов - 2р12,14q32 и 22qll. Образуется t(2;8)(pl2;q24) и ее варианты: t(8;14)(q24;q32), t(8;22)(q24;qll), которые приводят к активации онкогена с-тус, увеличивающейся его транскрипции и, в конечном счете, к неопластической трансформации. Иммунологически характерен В-клеточный вариант. Для пациентов с описанными выше аберрациями типичны поражение ЦНС, гепатоспле-номегалия, лимфаденопатия, резко повышенные уровни мочевой кислоты и лактатдегидрогеназы в крови. Ранее такие нарушения кариотипа относили к прогностически неблагоприятным хромосомным аномалиям. Используя современные протоколы терапии, полную ремиссию удается достичь у 86% взрослых больных, а 3-летняя выживаемость у них составляет 74%.

Для больных с Т-клеточным вариантом ОЛЛ типичными являются изменения кариотипа, затрагивающие точки локализации генов Т-клеточных рецепторов. Примером может служить t(8;14) (q24;qll), при которой с-тус онкоген патологически экспрессиро-ван. В результате слияния генов MYC, картированного на 8(j24, и TCRD, локализованного на 14q, образуется химерный ген, кодирующий протеин с новыми свойствами. Эта транслокация обусловливает крайне тяжелый прогноз заболевания (медиана выживаемости составляет 5 месяцев).

Приблизительно у 5% больных ОЛЛ встречается изолированная делеция del8(q24), которая также ассоциируется с крайне неблагоприятным прогнозом заболевания (рис. 4).

Делеция длинного плеча 6 хромосомы (del 6(q21)) (рис. 5) является характерным нарушением для ОЛЛ и встречается у 5-10% пациентов. На уровне 6q21-24 располагается онкоген c-myb, гиперэкспрессия которого обнаруживается во всех случаях заболеваний с del6(q21). Большей частью аномалия встречается при common ОЛЛ. Прогноз заболевания при данном нарушении кариотипа относительно благоприятный, медиана выживаемости составляет около 38 месяцев.

Однако описываются случаи обнаружения del6(q) и при ОНЛЛ и ХМЛ. В этих случаях пациенты часто имеют дополнительные хромосомные нарушения.

Данная аномалия обнаруживается при всех вариантах ОНЛЛ, но чаще наблюдается при ОНЛЛ Мб (26% всех eq-ОНЛЛ случаев). Как правило, уровни поломок находятся на ql2 27. причем в 80% наблюдений вовлекается 6q21-23 район. Экспрессия c-myb обнаруживается во всех случаях.

Транслокация t(l;19)(q23;pl3) (рис. 6) встречается в 3% всех случаев ОЛЛ с кариологическими нарушениями.

Это нарушение ассоциируется с pre-B-ОЛЛ фенотипом. Молекулярные особенности t(i;19) в настоящее время до конца не изучены. Однако известно, что аберрация приводит к слиянию Е2А гена, картированного на 19р13, с РВХ1 геном, расположенным на Iq23. Dedera и соавторы обнаружили в экспериментах на животных, что данный химерный ген индуцирует не только пролиферацию и апоптоз, но и злокачественные лимфомы у животных.

Прогностические особенности t(l;19) не совсем ясны, однако большинство исследователей показывают, что данная аберрация обусловливает неблагоприятный исход заболевания. У большинства больных рецидив наступает в течение года после достижения ремиссии.

Транслокация t(12;21)(pl3;q22) - наиболее часто встречающаяся при В-клеточном ОЛЛ аномалия кариотипа у детей. Она является криптической (скрытой), не выявляющейся при стандартном цитогенетическом исследовании. Данная аберрация выявляется при помощи молекулярно-генетических методов исследования в 19-27% детских ОЛЛ. У взрослых описаны лишь единичные случаи. На молекулярном уровне вследствие транслокации образуется химерный ген из генов TEL (12р13) и AML1 (21q22). Клинически данная транслокация ассоциируется с возрастом больных от 1 до 10 лет, относительно невысоким лейкоцитозом (<50 000/мкл), хорошим ответом на терапию и практически 100% безрецидивной выживаемостью пациентов.

Нарушения кариотипа больных острым нелимфобластным лейкозом

В настоящее время клональные аномалии хромосом обнаруживаются у 70-80% нелеченных больных с ОНЛЛ. Встречающиеся хромосомные нарушения носят неслучайный характер - наблюдается определенное соответствие между типом цитогенетической аберрации и типом лейкоза по FAB-классификации. Установлено два основных типа нарушений: сбалансированные аберрации -реципрокные транслокации и инверсии, а также несбалансированные - потеря целой хромосомы и/или ее части. Наиболее часто встречающиеся нарушения кариотипа при ОНЛЛ представлены в табл. 3.

Важное клиническое значение имеет реципрокная аберрация t(8;21)(q22;q22) (рис. 7), обнаруживающаяся у 7-8% всех наблюдаемых пациентов с ОНЛЛ и у 46% с М2 вариантом ОНЛЛ. Данная аберрация редко наблюдается при Ml, М4 и М5 ОНЛЛ. В транслокацию вовлекаются гены AML1, расположенный на 21-й хромосоме, и ЕТО (eight twenty one), картированный на 8-й хромосоме. Так образуется слитый химерный ген AML1/ETO. и молеку-лярно-генетические исследования показывают, что располагается он всегда на der(8) хромосомы. Локализация точек разрывов в обоих генах у различных больных примерно одинаковая, что приводит к формированию только одного типа РНК-транс-криптов.

Транслокация t(8;21) чаще обнаруживается у молодых больных. Примерно у 70% больных мужчин с t(8;21) в кариотипе обнаруживается дополнительная потеря Y-хромосомы, а у 25% женщин - Х-хромосомы.

У 90% пациентов с данной аберрацией удается получить полные ремиссии, а около 60% больных живут 5 лет и более, что указывает на благоприятное прогностическое значение данной аномалии.

Реципрокная t(15;17)(q22;q21) является высокоспецифическим маркером МЗ варианта ОНЛЛ (рис. 8). Эта хромосомная аберрация встречается почти в 100% всех наблюдаемых ОПЛ (острых промиелоцитарных лейкозов).

Впервые она описана в 1975 г. в лаборатории Rowley. В 1987 г. ген, кодирующий рецептор ретиноевой кислоты (RARa), был картирован на участке 17 q21 хромосомы. На хромосоме 15, в локусе 15q22, - идентифицирован ген PML. Вследствие t( 15; 17) они объединяются в химерный ген PML/RARa. Хотя разрывы гена RARa на 17-й хромосоме всегда происходят в интроне 2, точки разрыва на 15-й хромосоме группируются в двух разных интронах и одном экзоне гена PML. Это приводит к появлению различных слитых белков, для которых еще не придумано общепринятых названий. Корреляции между локализацией точек разрыва в гене PML и клиническими характеристиками, такими как морфология, ответ на проводимую терапию и выживание, пока не обнаружено.

Последние данные показывают, что ген PML/RARa может доминантно делокализовать PML-ген из его нормального ядерного положения, и этот процесс устраняется действием трансретиное-вой кислоты. Научные открытия в области онкологии редко бывают настолько исключительными, что немедленно меняют лечебную тактику н существенно улучшают понимание механизмов заболевания. Однако открытие специфической молекулярно-гене-тической аномалии рецепторов к ретиноидам и универсальная эффективность трансретиноевой кислоты при лечении больных ОПЛ существенно углубили научное понимание патогенеза лейкоза и радикально изменили подходы к терапии этого заболевания.

Нарушения 16-й пары хромосом - (in\^r(16)(pl3;q22), t(16;16)((pl3;q22), del(16)(q22) (рис. 9)) являются характерными аберрациями для пациентов с ОНЛЛ М4Е и М4 вариантами. На молекулярном уровне и при inv(16), и при t( 16; 16) происходит слияние фрагментов гена CBFb, локализованного в районе 16q22, и гена MYH11, картированного на 16р13. Продукт химерного гена CBFb/MYHl 1 является фактором транскрипции.

Обнаружение перечисленных аномалий ассоциируется с хорошим прогнозом заболевания и длительной безрецидивной выживаемостью. Полные ремиссии удается получить у 90% пациентов с данными аберрациями, а медиана выживаемости составляет 80 месяцев.

При стандартном цитогенетическом исследовании обнаружение inv( 16) и t( 16; 16) часто затруднено. Надежно диагностировать перечисленные аномалии позволяют молекулярно-генетические методы исследования ПЦР и FISH.

У больных М5 вариантом ОНЛЛ изменения кариотипа прежде всего касаются длинного плеча хромосомы 11 (в локусе q23-24). Впервые эта связь была установлена Berger и соавторами в 1982 г. Кроме изолированной делении del H(q23) (рис. 10) обнаружено, что с хромосомой 11 -й пары могут вступать в реципрокные обмены различные хромосомы - 1, 2, 6, 10, 17, 19 и др.

Наиболее известная перестройка, в которую вовлекается 1 Iq23, -это t(9;ll)(p22;q23). Впервые она была описана Rowley и соавторами в 1975 г. Kabwinski и соавторы провели сравнительный анализ заболевания у больных ОНЛЛ с патологией длинного плеча 11 -й хромосомы и с другими изменениями кариотипа. Было отмечено, что t(9;ll) обнаруживается только у больных ОНЛЛ М5 вариантом.

Больные с повреждениями 11-й хромосомы отличаются более молодым возрастом, высоким уровнем лейкоцитов в периферической крови, более частой встречаемостью геморрагических осложнений и нейролейкемией. Больные нуждаются в более интенсивной терапии.

Ряд изменений хромосом, такие как потеря из кариотипа целой или части хромосомы 5-й пары и/или 7-й пары, встречается как у больных ОНЛЛ, так и у пациентов с ОЛЛ. Примером таких нарушений может служить кариограмма больной ОНЛЛ с del5(q31) (рис. 11).

Характерной особенностью данных цитогенетических патологий является то, что они выявлены у пациентов с вторичными острыми лейкозами, индуцированными воздействиями ионизирующей радиации, алкилирующих агентов и других мутагенов.

Однако эти нарушения описаны и при de novo острых лейкозах. У пациентов с потерей из кариотипа части или целой хромосомы 5-й и/или 7-й пар отмечены общие клинические особенности. А именно - резистентность или непродолжительный ответ на проводимую терапию и плохой прогноз. Смерть больных наступает, как правило, на ранних стадиях заболевания вследствие тяжелых инфекционных или геморрагических осложнений.

Изменения кариотипа при хроническом миелолейкозе

Приблизительно у 95% больных с клинико-морфологическими признаками хронического миелолейкоза (ХМЛ) выявляется специфический маркер - филадельфийская (Ph') хромосома, образующаяся в результате реципрокной транслокации t(9;22)(q34;ql 1). Примерно в 5% случаев Ph'-хромосома является результатом сложных или простых вариантных (атипичных) транслокаций t(9;22). При сложных транслокациях в перестройках участвуют три и более хромосом, причем две из них - 9-я и 22-я - постоянно.

В большинстве случаев диагноз ХМЛ можно поставить и без цитогенетического исследования, на основании клинико-гемато-логнческих данных. Однако нередко необходимо дифференцировать ХМЛ с другими гематологическими заболеваниями (например, «ювенильный» ХМЛ, хронический миеломоноцитарный лейкоз), и обнаружение Ph'-хромосомы или химерного гена BCR/ABL помогает подтвердить диагноз.

Огромное значение имеет цитогенетическое исследование и при мониторинге эффективности терапии больных ХМЛ препаратами интерферона. Для ХМЛ характерна связь между эволюцией кариотипа и прогрессированием заболевания. Так, у большинства больных (70%) за 3-6 месяцев до развития властного криза появляются дополнительные к Ph'-хромосоме структурные и/или численные хромосомные аберрации: +8, +19, +17, дополнительная Ph'-хромосома, iso(17q), t(3;21) и другие. На рис. 12 представлена кариограмма больного ХМЛ (бластный криз) с Ph'-хромосомой и рядом дополнительных нарушений.

Для оценки минимальной остаточной болезни при ХМЛ можно использовать молекулярно-генетические методы ПЦР и FISH.

Хромосомные аномалии, выявляемые при миелодиспластическом синдроме

При миелодиспластическом синдроме (МДС), как и при лейкозах, клоновый характер кроветворения подтверждается вместе с другими характеристиками и цитогенетическими исследованиями, при помощи которых у пациентов обнаруживаются те или иные хромосомные аберрации. Нарушения кариотипа выявляются приблизительно у 60% больных с МДС. Среди аномалий преобладают потери целой или части хромосом и трисомии. Реже наблюдаются транслокации (кроме случаев вторичных МДС).

Наиболее частыми изменениями кариотипа при первичном МДС являются потеря хромосом 5-й и 7-й пар, дополнительная 8-я хромосома и делеции длинного (q) плеча хромосом 5-й 7-й и 20-й пар (около 30% всех исследованных пациентов). Кариограммы некоторых из них представлены ниже.

Для вторичного МДС характерны потеря целой и/или части 7-й и/или 5-й хромосом (рис. 13). Кроме этого, приблизительно у 50% больных встречаются комплексные нарушения кариотипа.

Примерами таких изменений могут служить кариограммы двух пациентов (рис. 14, 15). Делеция 5q при вторичном МДС редко обнаруживается как изолированное нарушение (рис. 16). Значительно чаще, чем при первичном МДС, встречаются изменения 12р, 3qnllq.

Имеются данные, что у больных с МДС и нормальным кариоти-пом риск трансформации в ОЛ меньше и сроки выживаемости больше, чем у больных аномалиями хромосомы 7-й, 8-й и 11-й. Относительно благоприятным считается прогноз заболевания в тех случаях, когда выявлены клоны клеток с единственной перестройкой: 5q- или 20q-. Обнаружение клона с комплексными нарушениями кариотипа является крайне неблагоприятным прогностическим признаком.

Нарушения кариотипа при множественной миеломе

У больных множественной миеломой аномалии кариотипа обнаруживаются, по различным сообщениям, в 20-60% исследованных случаев. Из них у 30% пациентов обнаруживается гиподипло-идия, у 30% - псевдодиплоидия и у 30/о - гипердиплоидия. Типичными для данного варианта заболевания являются: моносо-мия 13, трисомии 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19.

Среди структурных нарушений чаще других выявляется 14q+ маркер, присутствующий у 30% пациентов с цитогенетическими аномалиями. В перестройки вовлекается локус 14q32, аберрации которого при молекулярно-гснетическом исследовании FISH обнаруживаются у 75% больных с аномальным кариотипом в два раза чаще, чем при цитогенетическом. Как правило, локус 14q32 вовлекается в транслокацию t( I I;14)(ql3;q32).

Приблизительно у 30% пациентов с аберрациями выявляются аномалии 1р11-22. С вовлечением данного локуса описаны транс-локации, делеции - терминальная и интерстициальная, а также частичная дупликация.

Наилучший прогноз заболевания у больных с нормальным кариотипом. Огромное прогностическое значение имеют некоторые структурные нарушения. Так, резистентны к терапии пациенты с t(l I;14)(ql3;q32), частичной или полной потерей 13-й хромосомы, делецией длинного плеча 11-й хромосомы. Крайне неблагоприятным прогностическим признаком являются множественные нарушения кариотипа.

Заключение

Необходимо подчеркнуть, что в настоящее время прослеживается четкая тенденция к активному расширению исследований по изучению хромосомных аномалий при гемобластозах. Это связано с тем, что большинство сообщений, позволивших установить прогностическое значение различных аберраций, относится к 90-м годам XX в. Изменения в терапевтических режимах, очевидно, потребуют внесения корректив в прогностические оценки значимое-

ти цитогенетических исследований. Кроме того, далеко не все часто встречающиеся хромосомные аномалии описаны в достаточной степени. Для некоторых из них отсутствуют данные о прогностической ценности и диагностическом значении. Важной задачей представляется также определение редких вариантов хромосомных нарушений и генов и/или онкогенов, расположенных вблизи точек разрывов.

Так как события, происходящие на генетическом уровне, лежат в основе любой лейкозной трансформации и опухолевой прогрессии, определение кариотипа больных гемобластозами как важного прогностического фактора является патогенетически обоснованным. Интенсификация лечения сопряжена с целым рядом осложнений, следовательно, определение прогностических групп риска, в том числе и цитогенетических, становится все более важным. Накопление сведений о прогностической роли генетических аберраций при гемобластозах в условиях использования интенсивных программ лечения позволит применять данные цитогенетического исследования для адекватного выбора современных методов лечения.

Известно, что препараты метафазных пластин, полученные из опухолевых клеток, отличаются плохим качеством хромосом. В настоящее время в лабораторной практике исследователи используют компьютерные анализаторы изображений, что позволяет значительно упростить и ускорить цитогенетическое исследование. Такая система анализа изображений, которая в течение последних нескольких лет используется нами, помогает не только улучшить качество исходного изображения, но и выводить результаты исследования на. печать, создавать базу изображений и результатов анализа.

Использованная литература

1. Гематология: Новейший справочник / Под общ. ред. К. М. Абдулкадырова. - М.: Иза-во Эксмо; СПб.: Изд-во Сова, 2004. - 928 с, илл.