pobierz

Acta Haematologica Polonica 2011, 42, Nr 3, str. 507–512
PRACA ORYGINALNA – Original Article
EWA MAŁY1, MARTA PRZYBORSKA1, KATARZYNA DERWICH3, OLGA ZAJĄC-SPYCHAŁA3,
JERZY NOWAK2, DANUTA JANUSZKIEWICZ-LEWANDOWSKA1,2,3
Zmiany cytogenetyczne a pozostałe czynniki prognostyczne u dzieci
z ostrą białaczką limfoblastyczną – badanie jednoośrodkowe
Cytogenetic changes and other prognostic factors in children with acute
lymphoblastic leukemia – single-center study
1
Zakład Diagnostyki Medycznej
Instytut Genetyki Człowieka PAN, Poznań
3
Klinika Onkologii, Hematologii i Transplantologii Pediatrycznej UM Poznań
2
STRESZCZENIE
Ostra białaczka limfoblastyczna (ang. ALL – acute lymphoblastic leukemia) jest najczęstszym nowotworem wieku
dziecięcego i stanowi około 30% wszystkich nowotworów. Jednym z kilku czynników rokowniczych u chorych na
ALL są zmiany cytogenetyczne. Wyniki badań cytogenetycznych są niezbędne do określenia grup ryzyka ALL oraz
prognozowania odpowiedzi na leczenie. W pracy przeanalizowano zmiany cytogenetyczne u 85 dzieci z ALL w odniesieniu do immunofenotypu oraz innych czynników prognostycznych.
SŁOWA KLUCZOWE: Ostra białaczka limfoblastyczna – Cytogenetyka – Kariotyp – Czynniki prognostyczne.
SUMMARY
Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common malignancy in childhood and accounts for 30% of all cases
of cancer. Chromosomal aberrations have a major role in the risk assessment of acute lymphoblastic leukemia. Detection of chromosomal abnormalities is used to determine the risk group, treatment and prognosis of outcome. Karyotypes of 85 ALL patients were analyzed along with immunophenotype and other clinical factors important in assessing the prognosis of ALL.
KEY WORDS: Acute lymphoblastic leukemia – Cytogenetics – Karyotype – Prognostic factors.
WSTĘP
Ostra białaczka limfoblastyczna (ang. ALL, acute lymphoblastic leukemia) jest najczęstszym nowotworem wieku dziecięcego i stanowi około 30% wszystkich nowotworów. Częstość występowania ALL
jest zaleŜna od wieku i u dzieci stanowi 85%, a u dorosłych juŜ tylko 20% ostrych białaczek. U dzieci
najwyŜsza częstość zachorowania na ALL dotyczy przedziału wiekowego 2–6 lat [1]. Ostra białaczka
limfoblastyczna jest heterogenną chorobą rozrostową, w której obraz kliniczny moŜe znacząco róŜnić
się w zaleŜności od wieku pacjenta. Charakteryzuje się zaburzoną proliferacją i akumulacją niedojrzałych limfoblastów w szpiku kostnym, krwi obwodowej oraz węzłach chłonnych [2]. Obecnie podaje się,
Ŝe u dzieci z ALL nastąpił w ostatnich latach ogromny postęp w leczeniu i uzyskaniu długotrwałej remisji. Około 80% dzieci leczonych na ALL osiąga całkowitą remisję i ma 5-letni okres wolny od choroby po zakończeniu leczenia [3]. Jednak pomimo tak optymistycznych danych nadal głównym niepowodzeniem w leczeniu ALL są wznowy.
Etap diagnostyki przy rozpoznaniu ALL jest kluczowym w ustaleniu odpowiedniej terapii indywidualnie dla kaŜdego pacjenta, w zaleŜności od cech biologicznych limfoblastów i związanego z tym
E. MAŁY i wsp.
508
typu ALL [4]. W Polsce stosuje się obecnie w leczeniu ALL u dzieci powyŜej 1 roku Ŝycia program
ALL IC BFM 2002, w którym czynnikami prognostycznymi są: płeć, wiek i liczba leukocytów w momencie diagnozy, cytogenetyczne wskaźniki rokownicze, kariotyp i obecność charakterystycznych
translokacji, reakcja na wstępną doustną kortykosterydoterapię i czas uzyskania remisji. Na tej podstawie kwalifikuje się pacjentów do grup ryzyka: standardowego, pośredniego oraz wysokiego [5]. Celem
niniejszej pracy była analiza zmian cytogenetycznych u 85 pacjentów z ALL w powiązaniu z pozostałymi czynnikami prognostycznymi.
MATERIAŁ I METODY
Analizie poddano 85 pacjentów z rozpoznaniem ALL leczonych w Klinice Onkologii, Hematologii
i Transplantologii Pediatrycznej UM w Poznaniu w okresie od marca 2006 r. do września 2010 r. Łącznie było 36 dziewczynek oraz 49 chłopców w wieku od 1 roku do 17 lat (średnia wieku: 6,7 lat).
Immunofenotyp komórek blastycznych oznaczano stosując standardowy panel przeciwciał monoklonalnych. Cytomorfologię szpiku kostnego analizowano po barwieniu techniką Maya-GrunwaldaGiemsy. SterydowraŜliwość ustalano na podstawie analizy mikroskopowej rozmazu krwi obwodowej
w 8 dobie leczenia indukcyjnego. Remisję w dobach 15 i 33 leczenia ustalano wykazując obecność
mniej niŜ 5% blastów w preparatach szpiku kostnego.
Analiza cytogenetyczna obejmowała 24-godzinną hodowlę szpiku kostnego w celu uzyskania preparatów chromosomów metafazowych i ułoŜenia kariotypu. Ponadto wykonywano standardowo dla
kaŜdego pacjenta badanie techniką FISH (fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ) z zastosowaniem sond:
t(9;22) BCR/ABL, t(12;21) TEL/AML1 oraz MLL (Kreatech).
WYNIKI
Immunofenotyp skorelowany z wynikami cytogenetycznymi wśród 85 pacjentów przedstawiono
w Tabeli 1. W analizowanej grupie 7 pacjentów miało typ T-ALL, co stanowi 8,2%. W pozostałej grupie B-ALL rozkład na podtypy wygląda następująco: 6 pacjentów z pro-B ALL (7,1%), 17 pacjentów
z pre-B ALL (20%) oraz 30 pacjentów z common B-ALL (35,3%). Grupa pacjentów z ostrą białaczką
bifenotypową (BAL) lub ALL z koekspresją antygenów mieloidalnych liczyła 25 pacjentów – 29,5%
(odpowiednio: 6–7,1% i 19 – 22,4%).
Tabela 1. Zmiany cytogenetyczne u 85 pacjentów w podtypach immunofenotypowych ALL
Table 1. Cytogenetic aberrations of 85 ALL patients according to different immunophenotype
Pro-B
N=6
Common-B
N=30
4/5 (80%)
15/26 (57,7%)
Kariotyp
Kariotyp
dłowy
t (12;21)
prawi-
Pre-B
N=17
8/14 (57,3%)
T-ALL
N=7
4/5 (80%)
Ostra białaczka
bifenotypowa
N=6
1/4 (25%)
ALL z koekspresją
antygenów mieloidalnych
N=19
9/17 (52,9%)
0
4/26 (15,4%)
1/14 (7,1%)
0
2/4 (50%)
5/17 (29,4%)
Tetrasomia 21
0
4/26 (15,4%)
2/14 (14,3%)
0
0
1/17 (5,9%)
Hiperdiploidia
0
3/26 (11,5%)
1/14 (7,1%)
0
0
1/17 (5,9%)
Kariotyp złoŜony
1/5 (20%)
0
1/14 (7,1%)
1/5 (20%)
0
0
t (9;22)
0
0
0
0
1/4 (25%)
0
MLL rearanŜacja
0
0
1/14 (7,1%)
0
1/4 (25%)
0
Brak kariotypu
1/6
(16,7%)
4/30
(13,3%)
3/17
(17,6%)
2/7
(28,6%)
2/6
(33,3%)
2/19
(10,5%)
Zmiany cytogenetyczne u dzieci z ALL
509
Wśród analizowanych pacjentów kariotyp prawidłowy wykryto u 41 chorych (48,2%), translokację
t(12;21) TEL/AML1- u 12 pacjentów (14,1%), tetrasomię chromosomu 21 u 7 (8,2%), hiperdiploidię –
u 5 (5,9%). W jednym przypadku wystąpiła translokacja t(9;22) BCR/ABL (1,2%), a w dwóch rearanŜacja genu MLL (2,3%). U trzech pacjentów stwierdzono obecność kariotypu złoŜonego (3,5%) z trzema lub więcej aberracjami chromosomowymi, bez aberracji typowych dla ALL. Z powodu braku metafaz lub metafaz złej jakości nie wykonano kariotypu u 14 pacjentów (16,5%).
Tabela 2. Charakterystyka kliniczna 85 pacjentów w podgrupach immunofenotypowych ALL
Table 2. Clinical features of 85 ALL patients according to different immunophenotype
Cecha
Płeć
Dziewczynki /
Chłopcy
Wiek (lata)
Średnia wieku
i odchylenie
standardowe
Mediana
WBC/µl
Średnia i odchylenie
standardowe
Mediana
Cytomorfologia
szpiku kostnego
L1
L2
Zmiany cytogenetyczne
niekorzystne
rokowniczo
Brak remisji
w +15 dobie
Brak remisji
w +33 dobie
Sterydooporność
Wznowa ALL
ALL z koekspresją
antygenów
mieloidalnych
N=19
Pro-B
N=6
Common-B
N=30
Pre-B
N=17
T-ALL
N=7
Ostra
białaczka
bifenotypowa
N=6
1/5
16/14
8/9
1/6
3/3
7/12
9,7±7
5,6±2,5
5,1±2,9
7,9±3,4
8,4±5,2
7,9±4,9
10
4,9
3,9
7,9
9,3
6,6
18458±13308
26084±27082
14246±14432
74142±51763
53502±71860
28747±50546
13805
6965
4970
69200
19755
10500
4 (66,7%)
2(33,3%)
24 (80%)
6 (20%)
12 (70,6%)
5 (29,4%)
1 (14,3%)
6 (85,7%)
3 (50%)
3 (50%)
11 (57,9%)
8 (42,1%)
1/5 (20%)
0
2/14 (14,2%)
1/5 (20%)
2/4 (50%)
0
3 (50%)
10 (33,3%)
11 (64,7%)
3 (42,8%)
4 (75%)
7 (36,8%)
0
0
2 (11,8%)
0
0
0
3 (50%)
3 (50%)
10 (33,3%)
1 (3,3%)
6 (37,3%)
0
6 (85,7%)
1 (14,3%)
1 (16,7%)
2 (33,3%)
7 (36,8%)
0
W Tabeli 2 przedstawiono wybrane cechy kliniczne i laboratoryjne obejmujące płeć, wiek, WBC,
cytomorfologię szpiku kostnego, odsetek zmian cytogenetycznych o niekorzystnym rokowaniu, odpowiedź na leczenie w 15 i 33 dobie, sterydooporność oraz częstość wznów w poszczególnych podtypach
ALL. Dziewczynki przewaŜały tylko w podtypie common B-ALL, natomiast w pozostałych podtypach
większość chorych stanowili chłopcy. NajwyŜszą leukocytozę stwierdzono w typie T-ALL, co jest
związane z gorszym rokowaniem w tej grupie chorych. Tylko w grupie chorych z T-ALL przewaŜał typ
L2, w pozostałych podtypach morfologia L1. Zmiany cytogenetyczne niekorzystne rokowniczo stwierdzono w pro-B ALL oraz T-ALL. NajwyŜszy odsetek braku remisji w dobie 15 mieli pacjenci z BAL,
pre-B ALL, następnie z pro-B ALL i T-ALL. Najłatwiej remisję w 15 dobie leczenia osiągali chorzy
510
E. MAŁY i wsp.
z common B-ALL. NajwyŜszą sterydooporność, czyli brak odpowiedzi na doustną kortykosterydoterapię w 8 dobie leczenia stwierdzono w podtypie T-ALL, a następnie w pro-B ALL.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Wykorzystanie metod cytogenetyki klasycznej i molekularnej wraz z technikami bardziej czułymi
jak np. mikromacierze umoŜliwia wykrycie klonalnych aberracji liczby i struktury chromosomów u 80–
90% dzieci z ALL [6]. W warunkach polskich metody kariotypowania GTG oraz FISH są relatywnie
tanie, szybkie i dosyć czułe [7].
Głównymi celami stosowania cytogenetyki klasycznej uzupełnionej o badania techniką FISH są
stratyfikacja ryzyka choroby, klasyfikacja podtypu ALL oraz prognozowanie odpowiedzi na leczenie
i pojawienie się wznowy białaczki [8]. Wykrycie aberracji chromosomowych o znanym znaczeniu rokowniczym, w połączeniu z immunofenotypem komórek blastycznych pozwala odpowiednio dobrać
leczenie [9].
Najczęściej występującymi zmianami chromosomowymi o ustalonym pozytywnym znaczeniu prognostycznym w ALL są translokacja t(12;21) z fuzją genów ETV6/RUNX1 (dawniej nazywane
TEL/AML1) oraz hiperdiplodia powyŜej 50 chromosomów. Obie te zmiany są korzystne rokowniczo
i ich występowanie określa się na 25% przypadków dziecięcych ALL [10]. Hiperdiplodia jest szczególnie korzystna rokowniczo, jeśli w kariotypie z liczbą chromosomów powyŜej 50 pojawi się potrójna
triploida dotycząca chromosomów pary: 4, 10 i 17 [11]. Wśród 85 analizowanych pacjentów z korzystnymi zmianami cytogenetycznymi było 24 chorych, co stanowi 28,2%.
Złe rokowniczo są translokacja t(9;22) z fuzją genów BCR/ABL występująca w dziecięcych ALL
w około 2–5% przypadków oraz rearanŜacja genu MLL, którego częstość występowanie jest wysoce
zaleŜna od wieku. U niemowląt do 1 roku Ŝycia moŜe stanowić nawet 80% przypadków ALL, natomiast z wiekiem maleje i u dzieci starszych wynosi 10%, a u dorosłych zaledwie 2–5% [6]. Znanych
jest ponad 50 genów partnerskich wchodzących w translokacje z genem MLL. Jednak podaje się pięć
najbardziej znanych i najczęściej występujących: MLL-AF4 t(4;11), MLL-AF9 t(9;11), MLL-AF10
t(10;11), MLL-ENL t(11;19) oraz MLL-ELL t(11;19) [12]. Wśród opisanych w pracy pacjentów z ALL
tylko 6 (7,1%) z nich miało zmiany cytogenetyczne o niekorzystnym rokowaniu.
Podaje się, Ŝe kariotyp prawidłowy ma rokowanie pośrednie [8]. Wśród naszych pacjentów stosunkowo duŜą grupę stanowili chorzy z prawidłowym kariotypem, bo aŜ 48,2% (41 dzieci), najwięcej
w podtypie T- i pro-B-ALL. Sam podtyp T-ALL (15% wszystkich przypadków ALL) ma złe rokowanie
[13]. W odróŜnieniu od B-ALL, chorzy z T-ALL nie mają opisanych, za wyjątkiem kilku ściśle określonych, zmian cytogenetycznych o ustalonym rokowaniu. Przypadki z T-ALL mają znane aberracje
o złym rokowaniu, czyli t(9;22) oraz rearanŜacje genu MLL, a bardzo rzadko pojawiają się zmiany
o dobrej prognozie jak: t(12;21) czy hiperdiploidia [14]. Podobnie było wśród naszych pacjentów, gdyŜ
u 7 dzieci z T-ALL nie wystąpiła Ŝadna zmiana cytogenetyczna o korzystnym rokowaniu.
Wśród naszych pacjentów pojawiła się stosunkowo często tetrasomia 21, której częstość występowania określa się na 15% zarówno u dzieci i dorosłych i najczęściej związana jest wtedy z wysoką
hiperdiploidią. MoŜe występować teŜ jako pojedyncza aberracja, pojawiająca się z niŜszą częstością
w około 2% dziecięcych ALL. Jako pojedyncza zmiana w kariotypie ma rokowanie dobre [15].
W analizowanej grupie 85 pacjentów nie udało się określić kariotypu u 14 dzieci, co stanowi
16,5%. Powodem był brak metafaz po hodowli lub teŜ zła ich jakość uniemoŜliwiająca analizę, co
w przypadku chorych z ALL nie jest rzadkim zjawiskiem. Blasty ostrej białaczki limfoblastycznej mają
krótki okres przeŜycia oraz niski współczynnik proliferacji in vitro [11]. Podaje się, Ŝe uzyskanie kariotypu w przypadku ALL jest moŜliwe na poziomie 84%, a więc podobnie jak wśród naszych pacjentów
[16].
Nie stwierdzono Ŝadnego przypadku hipodiploidii, czyli liczby chromosomów poniŜej 45, w analizowanej grupie 85 pacjentów. W ostatnich latach ta zmiana cytogenetyczna została włączona do czyn-
Zmiany cytogenetyczne u dzieci z ALL
511
ników niekorzystnego rokowania. PoniewaŜ jej występowanie szacuje się na poniŜej 1% przypadków
dziecięcych ALL [17], stąd być moŜe jej brak wśród nie aŜ tak licznej, badanej przez nas grupy chorych.
Ostra białaczka bifenotypowa oraz ostra białaczka limfoblastyczna z koekspresją linii mieloidalnej
zostały według ostatniej klasyfikacji WHO (World Health Organization) z 2009 roku połączone w jedną grupę białaczek o mieszanym fenotypie. Oba typy białaczek sprawiają olbrzymi problem diagnostyczny i terapeutyczny. Białaczki bifenotypowe i ALL z koekspresją linii mieloidalnej mają gorsze
rokowanie. Są to podtypy bardzo zróŜnicowane, równieŜ pod względem obecności zmian cytogenetycznych. Opisano występowanie zmian zarówno korzystnych jak i niekorzystnych rokowniczo – podobnie jak wśród naszych pacjentów. Częstość występowania białaczek bifenotypowych u dzieci wynosi od 1,9% do 5%, a białaczek z koekspresją antygenów drugiej linii około 30% [18]. W analizowanej grupie obecnych było 6 dzieci z białaczką bifenotypową (7%) oraz 19 dzieci z białaczką ALL
z koekspresją linii mieloidalnej (22,3%).
Określenie zmian chromosomowych w kariotypie pacjenta jest indywidualnym i niezaleŜnym czynnikiem rokowniczym w ostrej białaczce limfoblastycznej [8]. Obecnie cytogenetyka jest standardem
w diagnostyce hematologicznej i bez niej trudno określać ryzyko wznowy i stratyfikować chorych do
odpowiednich grup terapeutycznych. Rozwój bardziej zaawansowanych i czułych technik (jak np. mikromacierze) i wprowadzenie ich do rutynowej diagnostyki chorób nowotworowych stwarza większą
szansę na indywidualizację leczenia ostrych białaczek.
PIŚMIENNICTWO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Styczyński J, Gil L. Ostra białaczka limfoblastyczna: róŜnice pomiędzy dziećmi i dorosłymi. Acta Haematologica Polonica 2006; 37(2): 185-201.
Hamouda F, El-Sissy AH, Radwan AK i wsp. Correlation of karyotype and immunophenotype in childhood acute lymphoblastic leukemia; experience at the National Cancer Institute, Cairo University, Egypt. J Egypt Natl Canc Inst 2007;
19(2): 87-95.
Brassesco MS, Xavier DJ, Camparoto ML i wsp. Cytogenetic instability in childhood acute lymphoblastic leukemia survivors. J Biomed Biotechnol 2011.
Tucci F, Aricò M. Treatment of pediatric acute lymphoblastic leukemia. Haematologica 2008; 93(8): 1124-1128.
Badowska W. Analiza nawrotów u dzieci z ostrą białaczką limfobalstyczną. Współczesna Onkologia 2008; 12(9): 410414.
De Braekeleer E, Basinko A, Douet-Guilbert N i wsp. Cytogenetics in pre-B and B-cell acute lymphoblastic leukemia: a
study of 208 patients diagnosed between 1981 and 2008. Cancer Genet Cytogenet 2010; 200(1): 8-15.
Kowalczyk JR, Babicz M, Gaworczyk A i wsp. Structural and numerical abnormalities resolved in one-step analysis: the
most common chromosomal rearrangements detected by comparative genomic hybridization in childhood acute lymphoblastic leukemia. Cancer Genet Cytogenet 2010; 200(2): 161-166.
Moorman AV, Ensor HM, Richards SM i wsp. Prognostic effect of chromosomal abnormalities in childhood B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia: results from the UK Medical Research Council ALL97/99 randomised trial. Lancet
Oncol 2010; 11(5): 429-438.
Harrison CJ. Cytogenetics of paediatric and adolescent acute lymphoblastic leukaemia. Br J Haematol 2009; 144(2): 147156.
Harrison CJ, Haas O, Harbott J, Biondi A, Stanulla M, Trka J, Izraeli S; Biology and Diagnosis Committee of International Berlin-Frankfürt-Münster study group. Detection of prognostically relevant genetic abnormalities in childhood B-cell
precursor acute lymphoblastic leukaemia: recommendations from the Biology and Diagnosis Committee of the International Berlin-Frankfürt-Münster study group. Br J Haematol 2010; 151(2): 132-142.
Blandin AT, Mühlematter D, Bougeon S i wsp. Automated four-color interphase fluorescence in situ hybridization approach for the simultaneous detection of specific aneuploidies of diagnostic and prognostic significance in high hyperdiploid acute lymphoblastic leukemia. Cancer Genet Cytogenet 2008; 186(2): 69-77.
Brassesco MS, Montaldi AP, Gras DE i wsp. Cytogenetic and molecular analysis of MLL rearrangements in acute lymphoblastic leukaemia survivors. Mutagenesis 2009; 24(2): 153-160.
Den Boer ML, van Slegtenhorst M, De Menezes RX, i wsp. A subtype of childhood acute lymphoblastic leukaemia with
poor treatment outcome: a genome-wide classification study. Lancet Oncol 2009; 10(2): 125-134.
512
E. MAŁY i wsp.
14. Raimondi SC. T-lineage acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). Atlas Genet Cytogenet Oncol Haematol 2007.
15. Viguié F. +21 or trisomy 21. Atlas Genet Cytogenet Oncol Haematol 2001.
16. Heng JL, Chen YC, Quah TC, Liu TC, Yeoh AE. Dedicated cytogenetics factor is critical for improving karyotyping
results for childhood leukaemias - experience in the National University Hospital, Singapore 1989-2006. Ann Acad Med
Singapore 2010; 39(2): 102-106.
17. Styczyński T, Kołodziej B, Rafińska B i wsp. Skojarzony profil oporności in vitro na cytostatyki w ostrej białaczce limfoblastycznej u dzieci de novo i we wznowie–związek z cyklem komórkowym i rearanŜacjami genów. Współczesna Onkologia 2007; 11(7): 367–375.
18. Konatkowska B, Wachowiak J, Derwich K i wsp. Retrospektywna ocena wyników leczenia dzieci z ostra białaczką bifenotypową i ostra białaczką z koekspresją determinant z linii limfoidalnej i mieloidalnej w latach 1995-2005 w materiale
PPGLBC. Acta Haematol Pol 2005; 6: 161-162.
Praca wpłynęła do Redakcji 20.06.2011 r. i została zakwalifikowana do druku 29.06.2011 r.
Adres pierwszego autora:
Ewa Mały
Zakład Diagnostyki Medycznej
ul. Dobra 38a
60-595 Poznań
[email protected]