Хромосомные аномалии при хроническом миелолейкозе (ХМЛ) - прогноз
Хронический миелоидный лейкоз (ХМЛ) — клональное новообразование, развивающееся из стволовых кроветворных клеток. Это первая опухоль человека, при которой был обнаружен характерный хромосомный маркер. Открытие сделано в 1960 г. американскими исследователями Р. С. Nowell и D. A. Hungerford в Филадельфии, поэтому маркер был назван филадельфийской (Ph)-хромосомой. Именно с этой находки началась клиническая цитогенетика в онкологии.
Филадельфийская хромосома — укороченная хромосома из группы так называемых малых акроцентриков. В каждой нормальной женской клетке эта группа включает две пары хромосом — 21-ю и 22-ю, а в мужских клетках таких хромосом не 4, а 5, поскольку в эту группу, кроме 21-й и 22-й хромосомных пар, включена также Y-хромосома.
Ph-хромосома выявляется при обычной окраске (без G-бендинга) практически у всех больных хроническим миелоидным лейкозом (95—98 %). На дифференциально окрашенных (бендинг) хромосомах видно, что укорочена одна из хромосом 22-й пары.
Примерно у 90 % больных Ph-хромосома видна во всех анализируемых метафазах, у остальных пациентов обнаруживают как клетки с Ph-хромосомой, так и нормальные клетки, причем в отдельных случаях Ph-хромосома регистрируется в меньшинстве клеток костного мозга. Транслокация (9;22) наблюдается в миелоидных клетках, эритробластах, В-и Т-лимфоцитах, мегакариоцитах. Этот факт свидетельствует о том, что заболевание начинается с некоммитированной клетки-предшественницы гемопоэза.
В 1973 г. знаменитым американским исследователем J. D. Rowley было установлено, что Ph-хромосома образуется не вследствие делеции хромосомы 22, как предполагали ранее, а в результате сбалансированной транслокации между хромосомами 9 и 22 (участками 9q34 и 22qll), при этом формируются две маркерные хромосомы, обозначаемые как 9q+ и 22q- (Ph). Изредка наблюдаются перестройки, скрывающие укороченную хромосому 22, — так называемая замаскированная Ph-хромосома, т. е. маленький фрагментик, оторвавшийся от любой другой хромосомы, может «прилепиться» к обломанной хромосоме 22 и «замаскировать» поломку. Эта «маскировка» довольно легко раскрывается при дифференциальной окраске.
Примерно в 10 % случаев наблюдаются атипичные транслокации, при которых стандартное цитогенетическое исследование позволяет увидеть перенос фрагмента хромосомы 22 не на 9-ю, а на какую-либо другую хромосому. Кроме того, иногда при хроническом миелоидном лейкозе обнаруживают сложные Ph-транслокации с участием не двух (9-й и 22-й), а трех или более хромосом.
Возникновение химерных генов BCR-ABL и ABL-BCR в результате специфической хромосомной перестройки t(9;22)
Установлено, что практически при всех Ph-транслокациях участвуют хромосомы 9 и 22, однако это не всегда видно при стандартном цитогенетическом исследовании, но обнаруживается при использовании FISH и ПЦР.
Большинство исследователей считают, что тип Ph-транслокации (стандартная, атипичная или сложная) не имеет клинического значения.
Использование молекулярно-генетических методов позволило установить, что в хромосоме 9 разрыв проходит через ген (протоонкоген) ABL, идентифицированный ранее в одном из вирусов лейкоза у мышей. В хромосоме 22 наблюдается разрыв гена ВСЯ. В результате слияния фрагментов названных генов (ABL и BCR) образуется химерный ген BCR-ABL, расположенный, как правило, на делетированной хромосоме 22 (Ph-хромосома) Схематическое изображение молекулярно-генетических событий, приводящих к развитию хронического миелоидного лейкоза, показано на рисунке.
Примерно в 70 % случаев, кроме транскрипта BCR-ABL, обнаруживают продукт (транскрипт) другого химерного гена, образующегося в результате t(9;22) —ABL-BCR на der (9), однако его роль в развитии хронического миелолейкоза неясна.
Установлен еще один важный факт: примерно у 20—25 % больных хроническим миелолейкозом имеется делеция в маркерной хромосоме 9q+. Эта аномалия не видна при «простом хромосомном анализе». Ее можно обнаружить только при использовании FISH со специально разработанными зондами. Размер делеции варьирует от пациента к пациенту: делетированный участок может включать последовательности гена BCR, перенесенные на хромосому 9 с хромосомы 22, последовательности самой хромосомы 9 или последовательности обеих этих хромосом.
Установлено, что делеция возникает одновременно с формированием специфической t(9;22), ее частота одинакова в группах больных, обследованных на разных стадиях хронического миелолейкоза. Независимо от метода лечения (даже при использовании программ, включающих гливек) прогноз у больных с интерстициальной делецией в маркере 9q+ существенно хуже, чем у больных без этой аномалии. Длительность хронической фазы и соответственно выживаемость у больных с делецией значительно меньше. Так, при обследовании большой группы больных (241) обнаружено, что медиана выживаемости была 38 мес для больных с делецией (39 человек) и 88 мес для группы больных без делеции (202 человека). Различия статистически значимы.
Применение этого информативного прогностического метода пока, к сожалению, не вошло в широкую клиническую практику, поскольку он весьма сложен и требует дорогостоящих реактивов и оборудования.
Роль делеции маркера 9q+ в прогрессии хронического миелолейкоза пока до конца не выяснена. Выпадение кодирующих последовательностей генов ABL и/или BCR в результате делеции приводит к тому, что экспрессируется только один химерный ген BCR-ABL, но нет экспрессии гена ABL-BCR. Возможно, и это событие играет роль в профессии лейкоза. Обсуждается также возможность инактивации неизвестных пока генов-супрессоров, локализованных в хромосомном районе, который делетируется.
Химерный ген BCR-ABL кодирует белок с мол. м. 210 000, обладающий более высокой протеинкиназной активностью, чем продукт нормального протоонкогена ABL (Р145). При лейкозе, вызванном у мышей вирусом Абельсона, онкогенной активностью обладает белок — продукт гибридного гена gag/abl с высокой протеинкиназной активностью. В эксперименте проводили вырезание гена gag/abl, после этого вирус терял способность вызывать лейкоз у мышей.
Изучение разрывов в генах ABL и BCR при хроническом миелолейкозе показало, что у разных больных их локализация неодинакова. Так, в гене ABL протяженность участка, на котором могут происходить разрывы, велика —до 200 kb, а в гене BCR разрывы локализуются обычно на маленьком участке — 8,5 kb, т. е. имеется кластер разрывов, отсюда название самого гена BCR (breakpoint cluster region).
Разрывы в генах ABL и BCR при хроническом миоелоидном лейкозе. Первый ряд — разрывы в гене ABL; второй ряд — три кластера разрывов в гене BCR: m-BCR, М-BCR и u-BCR. Ниже три типа транскриптов химерных генов BCR-ABL, различающихся по длине вошедших участков гена BCR
В подавляющем большинстве случаев t(9;22) разрывы гена BCR обнаруживают на участке, обозначаемом M-BCR, при этом химерный ген включает длинный фрагмент гена BCR и в результате возникает характерный для хронического миелолейкоза белок P210Bcr/Abl. Кроме того, при t(9;22) разрывы в гене BCR могут локализоваться на одном из двух других типичных участков, называемых m-bcr и u-bcr. Разрывы в области m-bcr приводят к образованию химерного белка Р190Bcr/Abl, т. е. белка меньшей величины, чем Р210Bcr/Abl. При локализации разрывов в u-bcr образуется более крупный белок Р230Bcr/Abl.
Эти молекулярные различия не строго коррелируют с клиническими особенностями лейкозов. Так, Р190Bcr/Abl характерен для двух абсолютно разных лейкозов: с одной стороны, это Ph-позитивный острый лимфобластный лейкоз, а с другой — хронический гранулоцитарный лейкоз с выраженным моноцитозом и миелодиспластическими чертами. При обнаружении Р230Bcr/Abl обычно наблюдается картина так называемого нейтрофильного варианта хронического миелолейкоза, т. е. хронический миелолейкоз, при котором формула крови представлена зрелыми нейтрофилами и единичными метамиелоцитами. Кроме того, название «нейтрофильный гранулоцитарный лейкоз» используется на протяжении многих лет для обозначения Ph(BCR-ABL)-негативного хронического миелолейкоза — относительно доброкачественного варианта, наблюдаемого у пожилых людей, но редко встречающегося и у подростков.
Как отмечалось, коррелятивная связь между типом химерного белка (P190Bcr/Abl, Р210Bcr/Abl или Р230Bcr/Abl) и клинико-гематологичесой картиной лейкоза не является строгой. Любой из этих белков может быть обнаружен при классической картине хронического миелолейкоза. Есть также сообщения о нередком сочетании двух типов белков (Р210Bcr/Abl| и Р190Bcr/Abl) при типичном хроническом миелолейкозе и при остром лимфобластном лейкозе.
Реальная частота «атипичных» белков BCR-ABL при типичном хроническом миелолейкзе неизвестна, поскольку исследования на большом материале не проводились.
Решающая роль гена BCR-ABL и его продукта — белка Р210 в развитии хронического миелолейкоза продемонстрирована на разных модельных системах in vivo и in vitro. Так, трансдукция bcr/abl в стволовые гемопоэтические клетки мыши с последующей трансплантацией этих клеток облученным сингенным животным вызывает у них миелопролиферативное заболевание, сходное с хроническим миелолейкозом человека. Установлено, что онкогенный потенциал химерного белка BCR-ABL обусловлен его высокой тирозинкиназной активностью. Дерегуляция тирозинкиназной активности — одно из центральных событий в злокачественной трансформации клеток.
При введении клеток, экспрессирующих р210Bcr/Abl, группе летально облученных мышей в условиях одного и того же эксперимента у одних животных развивался лейкоз, очень похожий на хронический миелолейкоз человека, а у других — самые разнообразные новообразования из гемопоэтических клеток: миеломоноцитарные лейкозы, макрофагальные опухоли, пре-В- и Т-клеточные лимфомы, ретикулоклеточные саркомы и эритроидные опухоли. Причина различий не выяснена. Эти опыты, как и эксперименты с трансгенными мышами, показывают, что вся цепь событий, приводящая к развитию картины хронического миелолейкоза, пока еще не установлена.
Получены данные, свидетельствующие о том, что масса кроветворных элементов и клеток крови в организме больных хроническим миелолейкозом существенно увеличена, главным образом за счет резкого повышения времени жизни этих клеток, поскольку активированный ген ABL (в гене BCR-ABL) ингибирует апоптоз — запрограммированную клеточную смерть. Кроме того, этот ген усиливает пролиферацию миелоидных клеток. Есть основания считать, что при хроническом миелолейкозе изменена функция специальных клеточных белков — интегринов, в результате чего нарушается адгезия молодых миелоидных клеток к стромальным элементам, и стволовые лейкемические клетки избегают негативных регуляторных влияний.
В самом обобщенном виде «молекулярный патогенез» хронический миелолейкоз описывают так: химерный ген BCR-ABL кодирует белок с постоянно активированной тирозинкиназной активностью; это в свою очередь приводит к активации множества сигнальных путей и выраженным изменениям клеточного цикла, адгезии и апоптоза. Считают, что этих событий достаточно для инициации злокачественной трансформации клетки и поддержания опухолевого фенотипа.
