Частота, спектр і шляхи утворення комплексних транслокацій при хронічній мієлоїдній лейкемії

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДУ «Інститут патології крові та трансфузійної медицини НАМН України», Львів

Частота, спектр і шляхи утворення комплексних транслокацій при хронічній мієлоїдній лейкемії

А.С. Лук'янова

Резюме

мієлоїдний лейкемія транслокація хромосома

Проведено цитогенетичні дослідження у 398 хворих на хронічну мієлоїдну лейкемію (ХМЛ). Комплексні транслокації з участю хромосом 9, 22 та інших (однієї або декількох) ідентифіковано у 30 випадках (7,5%). Додаткові хромосоми-партнери транслокацій були в основному представлені хромосомами 12, 2, 3 і 17. Нетипову морфологію похідної хромосоми 22 виявлено у 4 (13,3%) випадках. Показано, що комплексні транслокації можуть утворюватись як одно-, так і двоетапним шляхом.

Ключові слова: хронічна мієлоїдна лейкемія, філадельфійська хромосома, комплексна транслокація, точки розриву, шляхи утворення.

Частота, спектр и пути образования комплексных транслокаций при хронической миелоидной лейкемии

А.С. Лукьянова

ГУ «Институт патологии крови и трансфузионной медицины НАМН Украины», Львов

Резюме

Проведены цитогенетические исследования у 398 больных хронической миелоидной лейкемией (ХМЛ). Комплексные транслокации с участием хромосом 9, 22 и других (одной или нескольких) определены у 30 (7,5%) больных. Дополнительные хромосомы-партнеры транслокаций были в основном представлены хромосомами 12, 2, 3 и 17. Нетипичная морфология производной хромосомы 22 обнаружена в 4 случаях (13,3%). Показано, что комплексные транслокации могут образовываться как одно-, так и двухэтапным путем.

Ключевые слова: хроническая миелоидная лейкемия, филадельфийская хромосома, комплексная транслокация, точки разрыва, пути образования.

The incidence, spectrum and mechanisms of formation of complex translocations in chronic myeloid leukemia

A.S. Lukyanova

SI «Institute of Blood Pathology and Transfusion Medicine of NAMS of Ukraine», Lviv

Summary

Cytogenetic analysis in 398 patients with chronic myeloid leukemia (CML) was performed. Complex translocations affecting chromosomes 9, 22 and another (one or more) were detected in 30 (7,5% patients). The additional partner chromosomes most often were presented by chromosome 12, 2, 3 and 17. The atypical morphology of derivative 22 chromosome was detected in 4 cases (13,3%). It was shown that complex translocations can be formed by one-step and two-step mechanisms.

Keywords: chronic myeloid leukemia, Philadelphia chromosome, complex translocation, breakpoints, mechanisms of formation.

Вступ

Специфічною для хронічної мієлоїдної лейкемії (ХМЛ) цитогенетичною аберацією є транслокація t(9;22). В її утворенні беруть участь хромосоми 9 і 22 з точками розриву q34 та q11, внаслідок чого утворюється філадельфійська хромосома - der(22)t(9;22). Багатьма дослідженнями показано, що певна частина випадків ХМЛ характеризується утворенням комплексних транслокацій (КТ), в яких, крім 9 та 22, беруть участь ще одна або більше додаткових хромосом [3-6, 10]. За повідомленнями багатьох авторів, КТ трапляються у 3-10% хворих на ХМЛ [7]. Шляхи їх утворення повністю не вивчені, дані щодо клінічних наслідків та прогностичного значення - суперечливі. В більшості випадків Ph-хромосома залишається незміненою, а сегмент 22q11^22qter переноситься на будь-яку іншу хромосому, фрагмент якої, в свою чергу, на 9q34. У деяких випадках фрагмент іншої хромосоми транслокується на der(22), утворюючи «замасковану» Ph-хромосому [7]. Аналіз літературних даних показав, що учасниками комплексних транслокацій можуть бути всі хромосоми, проте точки розриву є невипадковими і переважно локалізуються в GC-збагачених ділянках геному, які мають тенденцію до включення в хромосомні перебудови і звичайно представлені світлими сегментами в G-забарвлених хромосомах. Можливо, комплексні транслокації являють собою один із проявів підвищеної генетичної нестабільності Ph-позитивних клітин.

Метою роботи було дослідити частоту КТ в обстеженій групі хворих на ХМЛ, встановити спектр додаткових хромосом-учасників та точки розриву, а також встановити імовірні шляхи утворення таких транслокацій.

Матеріал і методи

Обстежена група налічувала 398 хворих з клінічно та цитогенетично встановленим діагнозом ХМЛ. Матеріалом служили клітини кісткового мозку, отриманого способом стернальної пункції. Стандартне цитогенетичне дослідження (культивування клітин та приготування препаратів метафазних хромосом із наступним диференційним фарбуванням за Wright) проводили за загальноприйнятими методиками [1, 2]. Аналізували не менше 20 метафазних пластинок. При аналізі та описі каріотипу дотримувались критеріїв International System for Human C'ytogenetic Nomenclature - ISCN, 2009 [8].

Результати та обговорення

В обстеженій групі кількістю 398 хворих виявлено 30 випадків з комплексними транслокаціями, в яких брали участь, крім 9 та 22, одна або більше додаткових хромосом (табл. 1).

Таблиця 1. Випадки з комплексними транслокаціями t(9;22;V)

Точки розриву в 9 і 22 хромосомах були типовими для ХМЛ (9q34 і 22q11). Такі випадки становили 7,5% від загальної групи хворих на ХМЛ. Випадки з комплексними транслокаціями в таблиці 1 представлено згідно порядкових номерів додаткових залучених хромосом, кількості додаткових партнерів транслокації та точок розриву у хромосомах.

Додаткові хромосоми-партнери транслокації ідентифіковано в 29 з 30 виявлених випадків (96,7%). У 26 випадках (№ 1-26) до транслокації була залучена тільки одна додаткова хромосома, в 1 випадку (№ 27) - дві додаткові хромосоми, в одному (№ 28) - три (рис. 1), в одному (№ 29) - дві із одночасною інсерцією фрагменту хромосоми 9 і хромосому 17. У випадку № 30 додаткову хромосому-учасника транслокації встановити не вдалось.

Рис. 1. Комплексна транслокація t(9;22;11;1;17)(q34;q11;q13;q32;q23)

Найчастіше до комплексних транслокацій залучалася хромосома 12 (4 випадки, 13,3%), дещо рідше - хромосоми 2, 3 і 17 (по 3 випадки, 10%), хромосоми 1, 4, 6, 8, 9 (другий гомолог) та 16 - по два випадки (6,7%). Решта хромосом були задіяні в комплексних транслокаціях по одному разу. Лише хромосоми 15 і 18 не залучалися як партнерські в жодному з досліджених випадків. В комплексних транслокаціях, виявлених нами, брали участь локуси 1p36, 1q32, 2p23, 2q13, 2q36, 3р21, 3p14, 3q25, 4p16, 4q12, 5q31, 6p22, 6p21, 7q22, 8q22, 8q24, 9q22 (двічі), 10q24, 11q13, 12q12, 12q13, 12q22, 12q24, 13q13, 14q24, 16q23 (двічі), 17p11, 17q23, 17q25, 19q23, 20q13, 21q22. Не виявлено повторюваних точок розриву у додаткових хромосомах-учасниках КТ, за винятком 9q22 i 16q23, які повторювались двічі.

Морфологія похідної хромосоми 22 була типовою для t(9;22)(q34;q11) у 26 випадках, натомість у 4 випадках її вигляд був нехарактерним - der(22) була не вкороченою, а значно збільшеною (випадки № 9, 10, 12 і 14). В цих випадках на похідній хромосоми 22 знаходився додатковий матеріал від інших партнерських хромосом, зокрема, хромосом 5, 6, 7 та другого гомолога хромосоми 9.

Частота КТ в роботах різних авторів дещо відрізняється і становить 3-10% [7]. В нашому дослідженні КТ виявлено у 30 із 398 хворих на ХМЛ, що становить 7,5% і співпадає з повідомленнями літератури. Транслокації з участю більш ніж однієї додаткової хромосоми виявлено у 10% випадків. Отримані результати узгоджуються з даними інших дослідників, які виявляли участь у КТ будь-яких хромосом з різними точками розриву [3, 6].

Морфологія похідної хромосоми 22 при комплексних транслокаціях у більшості випадків не змінюється, хоча описано випадки комплексних перебудов, внаслідок яких похідна хромосоми 22 виглядала морфологічно нормальною [5]. В нашому дослідженні у 26 (86,7%) випадках КТ призводили до появи такої ж der(22), як і при типовій Ph-хромосомі, у 4 випадках (13,3%) похідна хромосоми 22 виглядала нетипово.

На теперішній час розглядають декілька моделей утворення комплексних транслокацій. Більшість дослідників пропонують одноетапний механізм, при якому розриви та поєднання відбуваються в кількох хромосомах одночасно. Інші пропонують двоступеневий шлях, який передбачає утворення спочатку стандартної t(9;22), після чого відбувається обмін матеріалом між сегментом der(9) і третьою хромосомою. В результаті ген BCR/ABL знаходиться на der(22), а ген ABL/BCR - на іншій хромосомі. В обмін з додатковими хромосомами може також вступати der(22), в такому випадку ген ABL/BCR локалізований на der(9), ген BCR/ABL - на партнерській хромосомі. Одноетапний механізм комплексних транслокацій більш поширений (приблизно 50% випадків), ніж двоетапний (біля 21% випадків), оскільки для його реалізації необхідна менша кількість точок розриву. Питання можливості одночасного існування обох механізмів КТ у одного пацієнта остаточно не з'ясоване і залишається предметом дискусій.

Деякі із досліджених нами випадків, можливо, є ілюстрацією двоетапного шляху утворення КТ. У пацієнтки з транслокацією t(9;22;9) (q34;q11;q22) (випадок № 13, рис. 2) відбувся обмін між хромосомами 9 і 22 та другою копією хромосоми 9.

Рис. 2. Комплексна транслокація t(9;22;9)(q34;q11;q22)

Можна припустити, що спочатку утворилась класична Ph-хромосома, а потім відбувся взаємний обмін між обома 9 хромосомами. Внаслідок цього обміну транслокований фрагмент гена BCR опинився на іншій хромосомі 9, а хромосома 9, яка була задіяна в утворення вихідної зміни, мала дві копії гена ABL. Однак, в даному випадку проведені дослідження та отримані результати не можуть ані підтвердити, ані спростувати цієї гіпотези, оскільки не було одночасно виявлено клітин з типовою та комплексною транслокацією.

Випадки з нетиповою морфологією похідної хромосоми 22 (№ 9, 10, 12, 14, рис. 3, 4) також, імовірно, можуть бути прикладом двоетапного способу утворення КТ.

У випадках № 9 і 10 можна припустити, що після утворення t(9;22) в подальшому відбувся взаємний обмін між der(22) та третьою партнерською хромосомою (в цих випадках хромосоми 5 і 6, відповідно). У випадку № 12, найімовірніше, на другому етапі відбувся послідовний обмін фрагментами між der(9), хромосомою 7 та der(22), а у випадку № 14 - між der(22), der(9) та другим гомологом хромосоми 9. Слід підкреслити, що у перших двох випадках морфологія der(9) була характерною для t(9;22), у двох інших як der(9), так і der(22) мали нехарактерний для стандартної транслокації вигляд. Таким чином, загалом в обстеженій групі виявлено 5 випадків (16,7%), у яких можна припускати наявність двоетапного механізму утворення КТ. Отримані результати дають можливість підтвердити наявність обох шляхів утворення КТ, а також перевагу в частоті одноетапного механізму над двоетапним (в нашій групі - 83,3% та 16,7%, відповідно).

Рис. 3. Комплексна транслокація t(9;22;5)(q34;q11;q31)

Рис. 4. Комплексна транслокація t(9;22;7)(q34;q11;q22)

Літературні дані щодо клінічного впливу та наслідків КТ різносторонні, оскільки більшість результатів базується на описах випадків або невеликій кількості обстежених хворих. У цій роботі не проводились дослідження впливу КТ на клініко-гематологічні показники, виживання хворих чи досягнення цитогенетичної відповіді при лікуванні інгібіторами тирозинкінази. У більшості сучасних досліджень, зокрема у стандартах Europen LeukemiaNet [4] зроблено висновок про відсутність впливу КТ на досягнення цитогенетичної відповіді при лікуванні інгібіторами тирозинкінази, проте для остаточних висновків необхідні тривалі спостереження за більшою кількістю хворих.

Висновки

В обстеженій групі хворих на ХМЛ комплексні транслокації виявлено у 7,5% випадків. У цих транслокаціях, крім хромосом 9 і 22 з точками розриву 9q34 і 22q11, брали участь одна, дві або три додаткові хромосоми (86,7%, 3,3% та 6,6% всіх КТ, відповідно). Найчастіше в КТ брали участь хромосома 12 (13,3% випадків), 2, 3, 17 (по 10% випадків) та хромосоми 1, 4, 6, 8, 16 і друга копія хромосоми 9 (по 6,7% випадків). У переважній більшості випадків КТ (86,7%) der(22) була морфологічно незмінною, проте у 13,3% похідна хромосоми 22 вирізнялась нетиповою морфологією. Можна припускати, що виявлені нами комплексні транслокації утворювались як одно-, так і двоетапним способом з частотою 83,3% та 16,7%, відповідно.

Література

1. Андреєва С.В. Стандарти аналізу препаратів хромосом при неоплазіях кровотворення / С.В. Андреєва, В.Д. Дроздова. - К., 2007. - 44 с. (Методичні рекомендації).

2. Зерова-Любимова Т.Е. Цитогенетичні методи дослідження хромосом людини / Т.Е. Зерова-Любимова, Н.Г. Горовенко. - К., 2003. - 24 с. (Методичні рекомендації).

3. A novel five-way chromosomal translocation observed in chronic myelogenous leukemia / K. Ikuta, Y. Torimoto, J. Jimbo [et al.] // Cancer Genet Cytogenet. - 2008. - V. 183. - P. 69-71.

4. Chronic myeloid leukemia: an update of concepts and management recommendations of European LeukemiaNet / M. Baccarani, J. Cortes, F. Pane [et al] // J Clin Oncol. - 2009. - V. 27. - P. 6041-6051.

5. Complex karyotype with a masked Philadelphia translocation and variant BCR- ABL fusion in CML / S.R. Bakshi, B.P. Patel, M.M. Brahmbhatt [et al.] // Cancer Genet Cytogenet. - 2009. - V. 18. - P. 142-143.

6. Complex variant Philadelphia translocations involving the short arm of chromosome 6 in chronic myeloid leukemia / R. La Starza, N. Testoni, M. Lafarge- Pochitaloff [et al.] // Haematologica. - 2002. - V. 87. - P. 143-147.

7. Genomic deletions on other chromosomes involved in variant t(9;22) chronic myeloid leukemia cases / F. Albano, G. Specchia, L. Anelli [et al.] // Genes Chromosomes Cancer. - 2003. - V. 36. - P. 353-360.

8. ISCN 2009. An International System for Human Cytogenetic Nomenclature / L.S. Shaffer, M.L. Slovak, L.J. Campbell [et al.] // Basel: S.Karger. - 2009. - 138 p.

Размещено на Allbest.ru