а) Определение. Для нормального гемопоэза необходимы жестко регулируемые пролиферация и дифференцировка плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток, которые становятся зрелыми клетками периферической крови. Острый лейкоз — результат злокачественного события или событий, произошедших в молодой клетке-предшественнице гемопоэза.
Вместо нормальной пролиферации и дифференцировки пораженная клетка делится на клетки, лишенные способности к дифференцировке, но продолжающие бесконтрольно пролиферировать. Это приводит к быстрому накоплению незрелых миелоидных или лимфоидных клеток (часто обозначаемых термином «бластные клетки») при остром миелоидном лейкозе или остром лимфобластном лейкозе. Постепенно эти клетки замещают костный мозг, в результате чего уменьшается выработка нормальных эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.
Потеря нормальной функции костного мозга вызывает общие клинические осложнения лейкоза: анемию, инфекции и кровотечения. С течением времени лейкозные бластные клетки попадают в кровоток и в конечном итоге — в ЛУ, селезенку и другие органы. При отсутствии лечения острый лейкоз быстро приводит к смерти: большинство пациентов умирают в течение нескольких недель или месяцев после постановки диагноза. Надлежащая терапия способна изменить естественное течение острого лейкоза, позволяя излечить многих пациентов.
б) Эпидемиология:
1. Заболеваемость. В 2017 г. в США количество новых случаев острого миелоидного лейкоза и острого лимфобластного лейкоза составило 21 380 и 5970, а количество смертей — 10 590 и 1440 соответственно. Заболеваемость острым лейкозом остается стабильной на протяжении последних трех десятилетий. Наблюдаются значительные различия в показателях заболеваемости между регионами мира и внутри них. Острый лейкоз — причина лишь 2% смертей от рака, но его влиянию уделяют отдельное внимание из-за молодого возраста пациентов.
Пик заболеваемости острым лимфобластным лейкозом приходится на пациентов 2-10 лет, в силу чего он считается наиболее распространенным онкологическим заболеванием среди детей <15 лет и причиной 1/3 всех случаев смерти от рака среди данной возрастной группы. Заболеваемость острым миелоидным лейкозом увеличивается по мере повышения возраста пациентов, без пиков заболеваемости среди пациентов более молодого возраста. Средний возраст постановки диагноза «острый миелоидный лейкоз» ~67 лет.
2. Определяющие факторы. В большинстве случаев причина развития острого лейкоза неизвестна, но удается установить возможные этиологические факторы.
2.1 Генетическая предрасположенность. Коэффициент конкордантности составляет практически 100% у однояйцовых близнецов, если у одного из близнецов в течение первого года жизни развивается лейкоз. Единичные мутации зародышевой линии в RUNX1, СЕВРА, GATA2 и SRP72 вызывают редкие синдромы, приводящие к острому лейкозу без других проявлений. Заболеваемость острым лейкозом заметно увеличивается при синдромах, связанных с дефектной репарацией ДНК (например, анемия Фанкони и синдром Блума), а также при синдромах недостаточности костного мозга, связанных с рибосомными аномалиями (например, анемия Даймонда-Блекфена, синдром Швахмана-Даймонда и врожденный дискератоз).
Увеличение частоты заболеваемости острым лейкозом также вызвано мутациями зародышевой линии в ТР53 (синдром Ли-Фраумени) и аномалиями числа хромосом (например, синдромы Дауна и Клайнфельтера).
2.2 Облучение. Ионизирующее излучение обладает лейкемогенностью. Наблюдается повышенная заболеваемость острым лимфобластным, острым миелоидным и хроническим миелоидным лейкозом среди пациентов, получивших лучевую терапию, а также среди выживших после взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки. Величина риска зависит от дозы облучения, его распределения во времени и возраста человека. Более высокий риск возникает в результате облучения высокими дозами пациентов молодого возраста в более короткие сроки. В районах с повышенным естественным радиационным фоном (причина которого — радон) хромосомные аберрации встречаются чаще, но не всегда в этих районах наблюдается увеличенная заболеваемость острым лейкозом.
Существуют опасения относительно возможных лейкемогенных эффектов неионизирующих электромагнитных полей крайне низкой частоты, излучаемых электрооборудованием. Даже если такой эффект и существует, то его величина низкая.
2.3 Онкогенные вирусы. Выполнен активный поиск причины развития лейкоза, связанной с вирусами, но удалось обнаружить только две явные ассоциации. Т-лимфотропный вирус человека I типа (HTLV-I), вирус с одноцепочечной РНК и внешней оболочкой, считается возбудителем Т-клеточного лейкоза у взрослых, распространяющимся горизонтально при половом контакте или через продукты крови. Эта особая форма лейкоза встречается в географических группах населения на юго-западе Японии, в Карибском бассейне и Африке. Поскольку серопозитивность по HTLV-I чаще выявляли среди пациентов, получавших переливание крови в больших объемах, а также среди людей, потребляющих инъекционные наркотические средства, в настоящее время в банках крови в США скрининг продуктов крови на АТл к HTLV-I носит рутинный характер.
ВЭБ, ДНК-вирус семейства герпесвирусов, вызывающий инфекционный мононуклеоз, приводит к развитию эндемичной африканской формы лимфомы или лейкоза Беркитта.
2.4 Химические вещества и лекарственные средства. Сильное воздействие бензола и бензолсодержащих соединений (например, керосина и четыреххлористого углерода) на рабочем месте может привести к повреждению костного мозга. Это повреждение может принимать форму апластической анемии, миелодисплазии или острого миелоидного лейкоза. Также опубликованы данные, свидетельствующие о связи между развитием лейкоза и употреблением табака.
С увеличением применения ХТ и лучевой терапии для лечения других ЗНО около 10% случаев острого миелоидного лейкоза и меньшая доля случаев острого лимфобластного лейкоза обусловлены предшествующей терапией. Воздействие алкилирующих веществ (например, мелфалана и нитрозомочевины) в прошлом увеличивает риск развития вторичного острого миелоидного лейкоза, который сперва проявляется в виде миелодиспластического синдрома, часто с аномалиями хромосом 5, 7 и 8, но без явных морфологических особенностей. Вторичный острый миелоидный лейкоз развивается через 4-6 лет после воздействия алкилирующих веществ, и частота его развития может увеличиваться с повышением интенсивности и продолжительности воздействия ЛС данной группы.
Вторичный острый миелоидный лейкоз, связанный с воздействием ингибиторов топоизомеразы II, включая эпиподофиллотоксины (тенипозид или этопозид) и доксорубицин, демонстрирует тенденцию к более короткому латентному периоду (1-2 года), не имеет миелодиспластической фазы, характеризуется моноцитарной морфологией и сопровождается наличием аномалий длинного плеча хромосомы 11 (сегмент q23) или хромосомы 21 (сегмент q22). Поскольку пациенты часто получают комбинированную XT, отдельный этиологический фактор выявить трудно. Вторичный лейкоз поддается лечению хуже, чем болезнь de novo. Хотя XT индуцирует старение лейкемических и других опухолевых клеток, при котором прекращается деление клеток, уход от старения, вызванного XT, приводит к более быстрому росту опухолевых клеток.
в) Патофизиология:
1. Клональность и клетка-предшественница. Острые лейкозы — клональные заболевания, и все лейкозные клетки пациента имеют общего предшественника. Клональная природа острого лейкоза предполагает существование лейкозных стволовых клеток, способных к самообновлению и пролиферации. В опухолевых массах при остром миелоидном лейкозе редко присутствуют лейкозные стволовые клетки с частотой 0,2-10 на 106 и часто, но не всегда, находятся в примитивной фракции CD34+ CD38 . О стволовых клетках острого лимфобластного лейкоза известно меньше.
2. Классификация. Изменения классификации острых лейкозов ВОЗ от 2016 г. основаны на клинических, морфологических, иммунофенотипических, цитогенетических и молекулярных характеристиках (табл. 1).
3. Морфология. Лейкозные клетки при остром миелоидном лейкозе диаметром 12-20 мкм содержат дискретный ядерный хроматин, множественные ядра и цитоплазму с азурофильными гранулами (рис. 1). Стержни Ауэра (тонкие веретенообразные включения в цитоплазме) окрашиваются в красный цвет при окрашивании по Райту-Гимзе и считаются патогномоничными для острого миелоидного лейкоза (рис. 2). Согласно морфологической французско-американско-британской классификации (French-American-British, FAB), острый миелоидный лейкоз подразделяют на восемь подтипов: от М0 до М7. Среди данных типов острого миелоидного лейкоза М0, Ml, М2 и М3 отражают возрастающую степень дифференцировки миелоидных лейкозных клеток.
Рисунок 1. Острый лейкоз. А. Острый лимфобластный лейкоз. В. Острый миелоидный лейкоз. Лимфобласты при остром лимфобластном лейкозе меньшего размера, с более высоким соотношением ядерного и цитоплазматического материала и менее отчетливыми ядрами, чем в миелобластах при остром миелоидном лейкозе. Ядра миелобластов четко различимы и словно «выбиты»
Рисунок 2. Острый миелоидный лейкоз. Миелобласты в мазке с палочками Ауэра в виде включений в цитоплазме
Типы острого миелоидного лейкоза М4 и М5 обладают чертами клеток моноцитарного ростка; М6 обладает чертами клеток эритроидного ростка; а М7 — острый мегакариоцитарный лейкоз.
Согласно классификации ВОЗ, также выделяют острый базофильный лейкоз и острый лейкоз с преобладающим миелофиброзом.
Лейкозные клетки при остром лимфобластном лейкозе меньшего размера, чем бластные клетки при остром миелоидном лейкозе, и они относительно лишены гранул (см. рис. 1). Согласно критериям FAB, острый лимфобластный лейкоз делят на подгруппы L1, L2 и L3. Бластные клетки при L1 однородны по размеру, с гомогенным ядерным хроматином, нечеткими ядрами и скудной цитоплазмой с небольшим количеством гранул (при наличии). Бластные клетки при L2 больше по размеру и могут содержать ядра. Бластные клетки при L3 четко различимы, с отчетливыми ядрами и глубокобазофильной цитоплазмой с вакуолями.
4. Иммунофенотипирование. Иммунофенотипирование с помощью мультипара-метрической проточной цитометрии используют для определения вовлеченности клонов впервые диагностированных острых лейкозов и выявления аберрантных иммунофенотипов, на основании чего можно определить минимальную остаточную болезнь после терапии. В большинстве случаев острого миелоидного лейкоза на нормальных незрелых миелоидных клетках присутствует экспрессия АГн. При наиболее незрелых формах заболевания наблюдается экспрессия CD34, CD117 и HLA-DR, а при более дифференцированных формах происходит экспрессия CD13 и CD33. Экспрессия CD14, CD15 и CDllb наблюдается при остром миелоидном лейкозе с моноцитарными характеристиками, при эритроидных лейкозах наблюдается экспрессия CD36 и CD71, а при мегакариоцитарных формах острого миелоидного лейкоза — CD41a и CD61.
У 10-20% пациентов в остальном типичные для острого миелоидного лейкоза бластные клетки также экспрессируют АГн, которые ограничиваются клонами В- или Т-клеток. Экспрессия одного лимфоидного АГн клетками при остром миелоидном лейкозе не меняет естественного течения или ответа на терапию этих лейкозов.
В 75% случаев острого лимфобластного лейкоза наблюдается экспрессия АГн линии В, на основании которых заболевание подразделяют на четыре категории. Категория наиболее незрелой формы острого лимфобластного лейкоза, про-В острый лимфобластный лейкоз, при котором происходит экспрессия CD19 и/или CD22, но не CD10, и на которую приходится ~10% случаев острого лимфобластного лейкоза. В 50-60% случаев острого лимфобластного лейкоза наблюдается экспрессия ранних В-клеточных АГн CD19 и/или CD22, а также общего АГн острого лимфобластного лейкоза (CALLA или CD10), гликопротеина, который иногда присутствует в нормальных ранних лимфоцитах. Считается, что CALLA-положительный острый лимфобластный лейкоз — раннее состояние пре-В-клеточной дифференцировки. В 10% случаев острого лимфобластного лейкоза наблюдается внутрицитоплазматический Ig, и данный тип обозначают термином «пре-В-клеточный острый лимфобластный лейкоз».
Зрелый В-клеточный острый лимфобластный лейкоз характеризуется наличием поверхностного Ig, и на него приходится <5% случаев острого лимфобластного лейкоза. Наилучших результатов терапии среди В-клеточных острых лимфобластных лейкозов удается достичь при раннем пре-В-клеточном (CALLA-положительном) остром лимфобластном лейкозе. Около 25% случаев острого лимфобластного лейкоза, при которых происходит экспрессия АГн Т-клеточной линии, подразделяют на три группы: 1) острый лимфобластный лейкоз из ранних Т-клеточных предшественников, при котором происходит экспрессия CD7, но не CDla или CD3; 2) Т-острый лимфобластный лейкоз из тимоцитов, при котором наблюдается экспрессия CDla, но не поверхностного CD3; 3) зрелый Т-острый лимфобластный лейкоз, при котором происходит экспрессия поверхностного CD3.
Прогноз для Т-клеточного острого лимфобластного лейкоза из тимоцитов лучше, чем для других форм заболевания. У 25% пациентов с острым лимфобластным лейкозом лейкозные клетки могут также экспрессировать миелоидный АГн, но при нынешних методах терапии это не влияет на результаты лечения.
Острые лейкозы неопределенной линии дифференцировки — редкие случаи острого лимфобластного лейкоза, при которых отсутствуют признаки принадлежности к какой-либо клеточной линии (острый недифференцированный лейкоз) или бластные клетки которых экспрессируют маркеры более чем одной линии дифференцировки (например, острый лейкоз смешанного фенотипа). Острый лейкоз смешанного фенотипа подразделяют на тот, при котором существует несколько популяций бластных клеток разных линий (билинейный), либо одна популяция, обладающая признаками нескольких линий (бифенотипический). Прогноз пациентов с острым недифференцированным лейкозом или острым лейкозом смешанного фенотипа при лечении стандартной ХТ неблагоприятен.
5. Цитогенетика и молекулярная биология. В большинстве случаев острого лейкоза наблюдаются количественные или структурные хромосомные аномалии. Эти аномалии считаются (олиго-) клональными и наблюдаются в некоторых или во всех злокачественных клетках пациента. Они считаются приобретенными и отсутствуют в нормальных клетках. Их обозначают термином «неслучайные», так как определенные аномалии наблюдаются во многих случаях лейкоза и зависят от его различных морфологических или клинических подтипов. Эти аномалии могут представлять просто увеличение или потерю целых хромосом, но чаще включают хромосомные транслокации, делеции или инверсии. При начале лечения и достижения полной ремиссии у пациента с острым лейкозом и хромосомной аномалией хромосомная аномалия исчезает, но при рецидиве часто появляется снова. Во многих случаях эти аномалии указывают на патобиологию острого лейкоза.
Наиболее частые цитогенетические аномалии, наблюдаемые при остром миелоидном лейкозе, можно разделить на категории на основании их биологии и прогностической значимости. Транслокация t(8;21) и инверсия inv(16) приводят к аномалиям фактора транскрипции, состоящего из основного связывающего фактора-альфа (CBF-α) и CBF-β. Транслокация t(8;21) приводит к слиянию CBF-α на хромосоме 21 с геном MTG8 на хромосоме 8, а инверсия inv(16) приводит к слиянию CBF-β на длинном (q) плече хромосомы 16 с геном MYH11 на коротком (р) плече. Оба этих острых миелоидных лейкоза с «основным связывающим фактором» (Core Binding Factor — CBF при остром миелоидном лейкозе) характеризуются высокой частотой полного ответа и относительно благоприятной долгосрочной выживаемостью для группы в целом.
Однако комплексное мутационное профилирование CBF при остром миелоидном лейкозе демонстрирует клиническую, прогностическую и биологическую неоднородность у этой патогенетически уникальной категории пациентов. Дополнительная транслокация, связанная с более благоприятным прогнозом, t(15;17) вовлекает два гена, PML и RAR-a (ген, кодирующий рецептор альфа-ретиноевой кислоты), и всегда наблюдается при остром промиелоцитарном лейкозе, подтипе острого миелоидного лейкоза. Другие генетические изменения могут взаимодействовать с PML-RARa в патогенезе острого промиелоцитарного лейкоза [7]. Транслокации, вовлекающие ген КМТ2А (ранее — MLL), расположенный в сегменте 11q23 хромосомы, встречаются в 5-7% случаев острого миелоидного лейкоза. КМТ2А считается самым непостоянным партнером онкогенов в онкологии, имеет >30 партнеров по слиянию.
Прогноз КМТ2А-ассоциированного острого миелоидного лейкоза зависит от его партнера по слиянию, при этом t(9;11) связана с промежуточным прогнозом, а все остальные считаются неблагоприятными.
Трисомия 8 — одна из наиболее частых неслучайных цитогенетических аномалий, наблюдаемых при остром миелоидном лейкозе. Эта аномалия наблюдается в 9% случаев острого миелоидного лейкоза и характеризуется промежуточным прогнозом. Иногда также наблюдаются трисомии хромосомы 21, хромосомы 11 и других хромосом. В 6-8% случаев острого миелоидного лейкоза наблюдается делеция части или всей хромосомы 5 или 7. Эти аномалии чаще наблюдаются у пожилых пациентов, а также у пациентов с острым миелоидным лейкозом, вторичным по отношению к миелодисплазии или воздействию алкилирующих веществ в прошлом, и все они приводят к неблагоприятному прогнозу.
Наличие множественных (≥3) цитогенетических аномалий в отдельных случаях острого миелоидного лейкоза определяет «сложную цитогенетику», а также приводит к неблагоприятному прогнозу. Особенно неблагоприятны случаи с моносомным кариотипом (наличие >2 отдельных моносомий или одной моносомии и другой структурной аномалии).
Выявление повторяющихся хромосомных аномалий при остром лейкозе, включая транслокации, инверсии и дупликации генов, привело к идентификации и клонированию вовлеченных генов. С недавнего времени направленные и полногеномные анализы обеспечили лучшее понимание геномных характеристик острого миелоидного лейкоза. По всей вероятности, каждая клетка несет ~13 мутаций, что намного меньше, чем при эпителиальном раке. Из них в среднем пять мутаций приходятся на гены, периодически мутирующие при остром миелоидном лейкозе (драйверные мутации), а остальные считаются мутациями-«пассажирами». Среди повторяющихся драйверных мутаций некоторые играют важную роль в рамках терапии и прогнозирования: они считаются частью стандартной оценки острого миелоидного лейкоза.
СЕВРА — ген, кодирующий фактор транскрипции лейциновой молнии, участвующий в дифференцировке миелоидных предшественников. Его мутация наблюдается в 4-15% случаев острого миелоидного лейкоза, и она приводит к более благоприятному прогнозу.
NPM1 кодирует ядрышковый фосфопротеин с множеством функций. Мутации в NPM1 встречаются в 30% случаев острого миелоидного лейкоза, и они также приводят к более благоприятному прогнозу. FLT3 представляет собой рецепторную тирозинкиназу. Его мутация встречается у 30-35% пациентов с острым миелоидным лейкозом — в 1/4 случаев в качестве точечной мутации, а в остальных случаях в качестве тандемной дупликации. Мутации в FLT3 приводят к неблагоприятным клиническим исходам, если они выявлены при высокой аллельной нагрузке. Другие повторные драйверные мутации при остром миелоидном лейкозе включают DNMT3A, IDH 1 и 2, NRAS и KRAS, RUNX1, ТЕТ2, а также ТР53.
Применение анализа мутационного статуса этих генов крайне медленно приобретает рутинный характер, но в рамках все большего количества исследований обращают внимание на их возможную пользу в рамках прогнозирования, а также выбора терапии (Е-табл. 1).
Полногеномное секвенирование злокачественных клеток пациентов, у которых миелодиспластические синдромы прогрессировали до вторичного острого миелоидного лейкоза, свидетельствует о том, что генетическая эволюция вторичного острого миелоидного лейкоза — результат множества циклов приобретения мутаций и клонального отбора. Существовавший ранее клон — основа миелодиспластического синдрома — сохраняется при прогрессировании до острого миелоидного лейкоза. С приобретением каждого нового набора мутаций все ранее существовавшие мутации переносятся далее, приводя к появлению дочерних субклонов, которые содержат все большее количество мутаций в процессе эволюции. Определенные мутации обнаруживаются исключительно при вторичном остром миелоидном лейкозе и могут использоваться для молекулярной идентификации таких случаев.
Наиболее частая цитогенетическая аномалия, наблюдаемая у взрослых с острым лимфобластным лейкозом, — это Ph-хромосома, или t(9;22). Эта транслокация приводит к слиянию гена BCR на хромосоме 22 с геном тирозинкиназы АВЫ на хромосоме 9. Данное слияние приводит к конститутивной активации АВЫ, но точный механизм, с помощью которого эта активность приводит к развитию лейкоза, неясен. Слияние BCR-ABL1 наблюдается при остром лимфобластном лейкозе, а также при хроническом миелоидном лейкозе, с разницей в точечном разрыве BCR, который позволяет их различить. При остром лимфобластном лейкозе наблюдается слитый белок немного меньшего размера с массой 190 кДа, а для хронического миелоидного лейкоза характерен более крупный белок с массой 210 кДа.
Частота t(9;22) при остром лимфобластном лейкозе увеличивается с возрастом: данная транслокация наблюдается у 5% детей и 25% взрослых. До разработки специфических ингибиторов тирозинкиназы мутация t(9;22) при остром лимфобластном лейкозе приводила к плохому прогнозу. Новые схемы, сочетающие ингибиторы тирозинкиназы (ИТК) с ХТ, позволяют добиться лучших результатов. Другие транслокации, наблюдаемые при В-клеточном остром лимфобластном лейкозе у взрослых, включают t(4:ll), которая встречается в 7% случаев, вовлекает гены КМТ2А и AF4 и приводит к плохому прогнозу; и t(8;14), которая наблюдается в 2-4% случаев, вовлекает cMYC и ген тяжелой цепи Ig и представляет собой транслокацию, связанную с лейкозом Беркитта.
Т-клеточные формы острого лимфобластного лейкоза часто связаны с транслокациями, вовлекающими хромосомы 7 или 14 в сайтах генов энхансеров Т-клеточных рецепторов на этих хромосомах.
Другие наиболее распространенные цитогенетические аномалии, наблюдаемые при остром лимфобластном лейкозе у взрослых, включают del(9p), наблюдаемую в 5-9% случаев, del(6q) — 5-7% случаев и del(13q) — 3-5% случаев.
Как и в случае острого миелоидного лейкоза, направленная и полногеномная оценка случаев острого лимфобластного лейкоза позволила выявить повторяющиеся мутации в дополнение к уже идентифицированным с помощью цитогенетики. Наиболее распространенные включают мутации РАХ5 и IKZF1, наблюдаемые в 30 и 25% случаев В-клеточного острого лимфобластного лейкоза, а также мутации в NOTCH1, наблюдаемые в 35% случаев Т-клеточного острого лимфобластного лейкоза. Недавно описанную форму острого лимфобластного лейкоза с неблагоприятным прогнозом обозначили термином «Ph-подобный острый лимфобластный лейкоз», частота которого составляет 20-25% всех случаев острого лимфобластного лейкоза у взрослых.
В лейкозных клетках не наблюдается традиционной транслокации BCR-ABL1, но присутствуют активирующие киназу мутации в других генах того же сигнального пути, включая CRLF2, часто в сочетании с мутациями в JAK2.
Первоначальные исследования показали существенные различия между геномными характеристиками у взрослых и детей с острым миелоидным лейкозом.
