Zmiany cytogenetyczne a pozostałe czynniki prognostyczne u dzieci z ostrą białaczką limfoblastyczną badanie jednoośrodkowe

Transkrypt

1 PRACA ORYGINALNA Original Article Acta Haematologica Polonica 2011, 42, Nr 3, str EWA MAŁY 1, MARTA PRZYBORSKA 1, KATARZYNA DERWICH 3, OLGA ZAJĄC-SPYCHAŁA 3, JERZY NOWAK 2, DANUTA JANUSZKIEWICZ-LEWANDOWSKA 1,2,3 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 2 Instytut Genetyki Człowieka PAN, Poznań 3 Klinika Onkologii, Hematologii i Transplantologii Pediatrycznej UM Poznań 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

2 508 E. MAŁY i wsp. 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-Grunwalda- Giemsy. 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%). Kariotyp 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 Common-B N=30 Pre-B N=17 T-ALL N=7 Ostra białaczka bifenotypowa ALL z koekspresją antygenów mieloidalnych N=19 Kariotyp prawidłowy 4/5 (80%) 15/26 (57,7%) 8/14 (57,3%) 4/5 (80%) 1/4 (25%) 9/17 (52,9%) t (12;21) 0 4/26 (15,4%) 1/14 (7,1%) 0 2/4 (50%) 5/17 (29,4%) Tetrasomia /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) /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%)

3 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 rearan- Ŝacja 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%). Cecha Płeć Dziewczynki / Chłopcy Wiek (lata) Średnia wieku i odchylenie standardowe Mediana WBC/µl Średnia i odchylenie standardowe Mediana Cytomorfologia szpiku kostnego L1 L2 Tabela 2. Charakterystyka kliniczna 85 pacjentów w podgrupach immunofenotypowych ALL Table 2. Clinical features of 85 ALL patients according to different immunophenotype Pro-B Common-B N=30 Pre-B N=17 T-ALL N=7 Ostra białaczka bifenotypowa ALL z koekspresją antygenów mieloidalnych N=19 1/5 16/14 8/9 1/6 3/3 7/12 9,7± ± (66,7%) 2(33,3%) 5,6±2,5 4, ± (80%) 6 (20%) 5,1±2,9 3, ± (70,6%) 5 (29,4%) 7,9±3,4 7, ± (14,3%) 6 (85,7%) 8,4±5,2 9, ± (50%) 3 (50%) 7,9±4,9 6, ± (57,9%) 8 (42,1%) Zmiany cytogenetyczne 1/5 (20%) 0 2/14 (14,2%) 1/5 (20%) 2/4 (50%) 0 niekorzystne rokowniczo Brak remisji 3 (50%) 10 (33,3%) 11 (64,7%) 3 (42,8%) 4 (75%) 7 (36,8%) w +15 dobie Brak remisji (11,8%) w +33 dobie Sterydooporność 3 (50%) 10 (33,3%) 6 (37,3%) 6 (85,7%) 1 (16,7%) 7 (36,8%) Wznowa ALL 3 (50%) 1 (3,3%) 0 1 (14,3%) 2 (33,3%) 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

4 510 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-

5 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. Styczyński J, Gil L. Ostra białaczka limfoblastyczna: róŝnice pomiędzy dziećmi i dorosłymi. Acta Haematologica Polonica 2006; 37(2): 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): Brassesco MS, Xavier DJ, Camparoto ML i wsp. Cytogenetic instability in childhood acute lymphoblastic leukemia survivors. J Biomed Biotechnol Tucci F, Aricò M. Treatment of pediatric acute lymphoblastic leukemia. Haematologica 2008; 93(8): Badowska W. Analiza nawrotów u dzieci z ostrą białaczką limfobalstyczną. Współczesna Onkologia 2008; 12(9): 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 Cancer Genet Cytogenet 2010; 200(1): 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): 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): Harrison CJ. Cytogenetics of paediatric and adolescent acute lymphoblastic leukaemia. Br J Haematol 2009; 144(2): 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): 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): Brassesco MS, Montaldi AP, Gras DE i wsp. Cytogenetic and molecular analysis of MLL rearrangements in acute lymphoblastic leukaemia survivors. Mutagenesis 2009; 24(2): 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):

6 512 E. MAŁY i wsp. 14. Raimondi SC. T-lineage acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). Atlas Genet Cytogenet Oncol Haematol Viguié F. +21 or trisomy 21. Atlas Genet Cytogenet Oncol Haematol 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 Ann Acad Med Singapore 2010; 39(2): 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): 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 w materiale PPGLBC. Acta Haematol Pol 2005; 6: Praca wpłynęła do Redakcji r. i została zakwalifikowana do druku r. Adres pierwszego autora: Ewa Mały Zakład Diagnostyki Medycznej ul. Dobra 38a Poznań ewamaly@gmail.com