Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 4 2021

Нови биомаркери в диагнозата и прогностичната оценка на пациенти с миелодиспластичен синдром

виж като PDF
Текст A
д-р М. Ефраим, доц. д-р И. Мичева, дм
Клиника по хематология, УМБАЛ „Св.Марина“, гр. Варна


Миелодиспластичните синдроми (MДС) са група клонални заболявания на хемопоетичнaта стволовa клеткa, характеризиращи се с диспластични нарушения на клетъчните линии, усилена апоптоза с неефективна хемопоеза, периферни цитопении и висок риск от трансформация в остра миелоидна левкемия (ОМЛ)[1]. Средната заболеваемост е 4.8/100 000 души годишно, като достига до 55.8/100 000 души за възраст над 80 години. Приблизително 86% от пациентите са над 60 години и само 6% под 50 години. Мъжете боледуват по-често от жените[2].

Разделят се на de novo (първични) и вторични МДС. De novo MДС се асоциират по-често с напреднала възраст, докато вторичните се срещат при по-млади пациенти с нелекувани автоимунни заболявания и/или солидни тумори[3]. МДС протичат с разно­образна клинична картина, но почти винаги с наличие на различна по тежест анемия, което най-често е повод за диагностицирането им.

Патофизиологията на заболяването е многофакторен и многоетапен процес, включващ цитогенетични и епигенетични нарушения, отклонения в апоптозата и имунна дисфункция. Чрез целогеномно секвениране се установява клоналната прина­длежност на повечето миелоидни прекурсори в костния мозък като гранулоцитно/макрофагиалните и мегакариоцитните[4].

Миелодиспластичният клон възниква в резултат от соматични мутации в гени, свързани с РНК сплайсинга и ДНК метилирането, осигуряващи клонално превъзходство[5]. В хода на заболяването появата на допълнителни драйвер мутации води до сформирането на субклонове с последваща увреда на диференциацията и матурацията, нарастване на процента бласти и прогресия към ОМЛ. Чрез непрекъснатото развитие на технологиите за секвениране на генома (NGS) се откриват нови мутации, които разширяват разбиранията ни за молекулярните основи на МДС, добавят прогностична стойност или ръководят терапевтичния избор.

Хетерогенността на МДС създава необходимост от разработване и непрекъснато усъвършенстване на класификациите. През последните 30 години са утвърдени различни системи за класификация и рискова стратификация.

Първата класификация е Френско-американско-британската (FAB) от 1982 г., основана главно на морфологични критерии – процента на миелобластите в ПК и КМ, наличието или липсата на ринг сидеробласти (РС) и процентa на моноцитите[6].

Обогатяването на данните за биологията на заболяването доведе до предложената през 2001 г. от Световната здравна организация (WHO) алтернативна класификация за МДС, която впоследствие беше актуализирана през 2008 г. и през 2016 г., и понастоящем идентифицира шест подтипа МДС въз основа на морфологията на костния мозък и цитогенетичния профил[7].

Обогатяването на познанията за цитогенетичните нарушения при МДС доведе до създаването на ревизираната международна скоринг система за оценка на риска (IPSS-R).

Основава се на следните прогностични параметри – хемоглобин, тром­боцити, абсолютен неутрофилен брой, процент миелобласти и цитогенетичен риск, определен според разширената цитогенетична рискова класификация (Табл. 2). IPSS-R стратифицира пациентите в пет групи на риск – много нисък, нисък, интермедиерен, висок и много висок риск[8].
WPSS е система подобна на IPSS-R, която добавя трансфузионната зависимост и класифицира пациентите в пет прогностични групи – от много нисък риск до много висок риск.

Таблица 1 и 2

Основава се на WHO типa, цитогенетичните аберации и трансфузионните нужди. WPSS има известни ограничения, като не включва пациентите с вторичен МДС. Възрастта и соматичният статус също не се отбелязват[9].

Съпътстващите заболявания засягат по различен начин пациентите с нисък и висок риск MДС. При пациенти с нисък риск МДС, съпътстващите заболявания влияят на прогнозата, като могат да увеличават риска от смърт, който не е свързан с транс­формация в остра левкемия[10].

Цитогенетични нарушения при МДС
Стандартните методи на цитогенетичен анализ откриват хромозомни нарушения в над 50% от случаите. Цитогенетичният профил е важен за прогнозата на пациентите. Най-често срещаните и добре проучени цитогенетични аномалии са Del(5q), –7/del(7q), +8, –Y, както и нормалният кариотип. Сред стотиците други редки цитогенетични аберации, характерни за МДС са -X, 3q аномалии, +13/del(13q), i(17q), +21/-21[11]. През 2012 г. Greenberg и сътр. aнализират 7012 пациенти и утвърждават цитогенетична скоринг система (Табл. 2), като демонстрират прогностичното значение на хромозомните нарушения по отношение на преживяемост и прогресия в остра левкемия[8].

Цитогенетичната рискова класификация се оказва с предиктивно значение за изхода на алогенната стволова клетъчна трансплантация при пациенти с МДС. Пациенти с монозомален кариотип, дефиниран като кариотип с две или повече монозомии или една монозомия в комбинация с други стуктурни нарушения, имат най-лоша прогноза[12].

Соматични генни мутации при МДС
Няколко фундаментални проучвания доведоха до разширяване на познанията ни за молекулярните основи на МДС[13,14]. Чрез NGS технологията се установява, че 89.5% от пациентите с МДС имат поне една мутация. Повече от 50 гена са идентифицирани като мутирали при МДС. Тези гени участват в биологични процеси като метилиране на ДНК, модификация на хроматина, сплайсинг на РНК, кохезия, регулиране на транскрипцията, сигнализиране и възстановяване на ДНК. Броят на мутациите варира в зависимост от подтипа на заболяването и се увеличава с напредването на заболяването[15]. Най-чести са мутациите на TET2, SF3B1, ASXL1, SRSF2, DNMT3A и RUNX1 гените. Относително редки, с честота под 10%, се наблюдават в U2AF1, ZRSR2, STAG2, TP53, EZH2, CBL, JAK2, BCOR, IDH2, NRAS, MPL, NF1, ATM, IDH1, KRAS, PHF6, BRCC3, ETV6 и LAMB4 гени[16] (Табл. 3).

Clonal Hematopoiesis оf Indeterminate Potential (CHIP)
Връзката между генотипа и фенотипа е характерна не само за МДС, но и за всички миелоидни неоплазии.

Splicing Factor 3b Subunit 1 (SF3B1) мутации
SF3B1 генът е локализиран в дългото рамо на 2 хромозома (2q33.1). SF3B1 мутациите се наблюдават до 20-30% от пациентите. Мутациите на SF3B1 е строго асоциирана с МДС-РС, със или без тромбоцитоза, където достигат до 60-85%. Пациентите с SF3B1 мутация са с благоприятна прогноза и с нисък риск от трансформация в ОМЛ, но е установена корелация с повишен тромботичен риск[17].

ASXL1(Additional Sex-Comb Like-1)мутации
ASXL1 генът е локализиран в дългото рамо на 20 хромозома (20q11.21). Кодира хроматин-свързани протеини и се включва в епигенетичната регулация на генната експресия. ASXL1 мутациите се срещат в около 10 до 20% при пациенти с МДС и миелопролиферативните заболявания, 17% при болни с ОМЛ и до 40% при пациенти с ХММЛ. Мутациите на гена често се асоциират с лоша прогноза[18].

TET Methylcytosine Dioxygenase 2 (TET2) мутации
ТET2 е тумор супресорен ген, локализиран на 24 позиция в дългото рамо на 4 хромозома (4q24). Кодира протеин катализиращ трансформацията на 5-метилцитозина до 5-хидроксиметилцитозин[20]. Мутациите на TET2 гена са открити за първи път при миелоидните неоплазии и се срещат при около 19-26% от случаите на МДС и 50% на ХММЛ[19].

ТР53 (тумор супресорен ген P53) – “пазителят на генома“
Локализиран е на позиция 13.1 на късото рамо на 17 хромозома (17p13.1). ТР53 е един от най-важните тумор супресорни гени, който изпълнява главна роля в ареста на клетъчния цикъл, клетъчното стареене, апоптозата, диференциацията и метаболизма на клетките. Кодира транс­крипционен фактор – р53 протеин, който е известен като "пазителят на генома".

Нарушенията на TP53 включват точкови мутации и делеции и обикновено се асоциират с авансирало заболяване, липсващ отговор на лечение и лоша прогноза[20].

Мутациите в SRSF2 се срещат в около 10% от случаите на МДС. Протичат с неутропения и изразена тромбоцитопения, предимно при пациенти с мултилинеарна дисплазия и/или ексцес на миелобласти. Определя висок риск от трансформация в ОМЛ и кратка преживяемост[21]. Мутациите на U2AF1 са прогностични за висок риск от прогресия в ОМЛ и по-кратка обща преживяемост[22]. Мутациите на IDH1/2 се наблюдават при по-малко от 10% от пациентите с МДС и при 20% от пациентите с ОМЛ. Определят неблагоприятна прогноза[23]. Важна роля в метилирането на ДНК имат DNMT (DNMT3A, DNMT3B и DNMT1). Пациентите с DNMT3A мутации имат много по-лоша прогноза в сравнение с тези без мутация[24].

Проучвания предполагат, че включването на соматичните мутации в прогностичните системи може да подобри определянето на прогнозата при пациенти с МДС[25]. Haferlach и сътрудници разработват модел комбиниращ мутационния статус на 14 прогностични гени с останалите рискови фактори – възраст, пол и прогностични показатели от IPSS-R. Този модел на стратифициране на риска разграничава четири рискови групи, като се оказва, че е по-точен при определянето на риска спрямо IPSS-R[16]. Itzykson и колеги определят модел за стратификация на риска при пациенти с ХММЛ чрез включване на ASXL1 мутационен статус[26]. Международната група за определяне на риска при пациенти с МДС стартира проект с цел да се изгради клинико-молекулярен IPSS, включващ клинични, хематологични и молекулярни показатели.

За съжаление, наличните терапевтични възможности, отразяващи нарастващите ни познания за молекулярна патофизиология на МДС, са твърде ограничени. През последните години редица нови терапии, насочени към често срещаните молекулярни дефекти при МДС, са в процес на проучване. IDH1 и IDH2 инхибитори, BCL2 инхибитори, медикаменти реактивиращи p53 показаха потенциална ефективност в ранни фази на клинични изпитвания[27].

Заключение
Цитогенетичните и молекулярните маркери са основни в определянето на диагнозата и прогнозата при пациенти с МДС. Анализите показват, че мутациите на CBL, IDH2, ASXL1, DNMT3A и TP53 гените са независими прогностични биомаркери, асоциирани с по-кратка преживяемост. Проучените генни мутации обаче все още не са инкорпорирани в МДС класификациите и прогностичните скоринг системи. Търсенето на допълнителни биологични маркери, като потенциални таргети за повлияване на MДС, ще позволи и персонализиране на лечението на това комплексно и хетерогенно заболяване. n

книгопис:
1. Steensma DP. Myelodysplastic Syndromes: Diagnosis and Treatment. Mayo Clin Proc. 2015 Jul;90(7):969-83.
2. National cancer Institute SEER cancer statistics review, 2016.
3. Ge I, Saliba RM, Maadani F, et al. Patient age and number of apheresis days may predict development of secondary myelodysplastic syndrome and acute myelogenous leukemia after high-dose chemotherapy and autologous stem cell transplantation for lymphoma. Transfusion. 2017 Apr;57(4):1052-1057.
4. Walter MJ, Shen D, Ding L, et al. Clonal architecture of secondary acute myeloid leukemia. N Engl J Med. 2012 Mar 22;366(12):1090-8.
5. Cazzola M, Della Porta MG, Malcovati L. The genetic basis of myelodysplasia and its clinical relevance. Blood. 2013 Dec 12;122(25):4021-34.
6. Bennett JM, Catovsky D, Daniel MT et al. Proposals for the classification of the myelodysplastic syndromes. Br J Haematol. 1982 Jun;51(2):189-99.
7. Arber DA, Orazi A, Hasserjian R, et al. The 2016 revision to the World Health Organization classification of myeloid neoplasms and acute leukemia. Blood. 2016 May 19;127(20):2391-405.
8. Greenberg PL., Tuechler H., Schanz J et al. Revised international prognostic scoring system for MDS.Blood.2012;120(12):2454-65).
9. Della Porta MG, Tuechler H, Malcovati L et al. Validation of WHO classification-based Prognostic Scoring System (WPSS) for myelodysplastic syndromes and comparison with the revised International Prognostic Scoring System (IPSS-R). A study of the International Working Group for Prognosis in Myelodysplasia (IWG-PM). Leukemia. 2015 Jul; 29(7):1502-13.
10. Breccia M, Federico V, Loglisci G et al. Evaluation of overall survival according to myelodysplastic syndrome-specific comorbidity index in a large series of myelodysplastic syndromes. Haematologica. 2011;96(10):e41-e42. doi:10.3324/haematol.2011.048991.
11. Zahid MF, Malik UA, Sohail M et al. Cytogenetic Abnormalities in Myelodysplastic Syndromes: An Overview. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res. 2017 Jul 1;11(3):231-239.
12. Deeg HJ, Scott BL, Fang M, at al. Five-group cytogenetic risk classification, monosomal karyotype, and outcome after hematopoietic cell transplantation for MDS or acute leukemia evolving from MDS. Blood. 2012 Aug 16;120(7):1398-408.
13. Bejar R, Stevenson K, Abdel-Wahab O et al. Clinical effect of point mutations in myelodysplastic syndromes. N Engl J Med. 2011 Jun 30;364(26):2496-506.
14. Yoshida K, Sanada M, Shiraishi Y et al. Frequent pathway mutations of splicing machinery in myelodysplasia. Nature. 2011 Sep 11;478(7367):64-9.
15. Makishima H, Yoshizato T, Yoshida K et al. Dynamics of clonal evolution in myelodysplastic syndromes. Nat Genet. 2017 Feb;49(2):204-212.
16. Haferlach T, Nagata Y, Grossmann V et al. Landscape of genetic lesions in 944 patients with myelodysplastic syndromes. Leukemia. 2014 Feb;28(2):241-7.
17. Foy A, McMullin MF. Somatic SF3B1 mutations in myelodysplastic syndrome with ring sideroblasts and chronic lymphocytic leukaemia. J Clin Pathol. 2019 Nov;72(11):778-782.
18. Gelsi-Boyer V, Trouplin V, Adélaïde J et al. Mutations of polycomb-associated gene ASXL1 in myelodysplastic syndromes and chronic myelomonocytic leukaemia. Br J Haematol. 2009 Jun;145(6):788-800.
19. Delhommeau F, Dupont S, Della Valle V et al. Mutation in TET2 in myeloid cancers. N Engl J Med. 2009 May 28;360(22):2289-301. doi: 10.1056/NEJMoa0810069. PMID: 19474426.
20. Zhang L, McGraw KL, Sallman DA et al. The role of p53 in myelodysplastic syndromes and acute myeloid leukemia: molecular aspects and clinical implications. Leuk Lymphoma. 2017 Aug;58(8):1777-1790. 23.
21. Thol F, Kade S, Schlarmann C et al. Frequency and prognostic impact of mutations in SRSF2, U2AF1, and ZRSR2 in patients with myelodysplastic syndromes. Blood. 2012 Apr 12;119(15):3578-84.
22. Graubert TA, Shen D, Ding L et al. Recurrent mutations in the U2AF1 splicing factor in myelodysplastic syndromes. Nat Genet. 2011 Dec 11;44(1):53-7. doi: 10.1038/ng.1031. PMID: 22158538; PMCID: PMC3247063.
23. DiNardo CD, Jabbour E, Ravandi F et al. IDH1 and IDH2 mutations in myelodysplastic syndromes and role in disease progression. Leukemia. 2016 Apr; 30(4):980-4.
24. Liang S, Zhou X, Pan H et al. Prognostic value of DNMT3A mutations in myelodysplastic syndromes: a meta-analysis. Hematology. 2019 Dec;24(1):613-622.
25. Bejar R, Stevenson KE, Caughey BA et al. Validation of a prognostic model and the impact of mutations in patients with lower-risk myelodysplastic syndromes. J Clin Oncol. 2012 Sep 20;30(27):3376-82.
26. Itzykson R, Kosmider O, Renneville A et al. Prognostic score including gene mutations in chronic myelomonocytic leukemia. J Clin Oncol. 2013 Jul 1;31(19):2428-36.
27. Hellström-Lindberg E, Tobiasson M, Greenberg P. Myelodysplastic syndromes: moving towards personalized management. Haematologica. 2020 Jul;105(7):1765-1779.