Хромосомные аномалии при хроническом миелолейкозе: филадельфийская хромосома

Филадельфийская хромосома характерна для ХМЛ или хронического миелоидного лейкоза, который является клональным новообразованием, развивающимся из кроветворных стволовых клеток.

Данная опухоль была первой, при которой обнаружили признаки характерного хромосомного маркера. Открытие в 1960 году в Филадельфии сделали американские исследователи D. A. Hungerford и P. C. Nowell, в связи в чем этот маркер назвали термином филадельфийская хромосома-Ph. И именно эта находка послужила началом клинической цитогенетики в онкологии.

Что собой представляет хромосома?

Может появляться и при других видах лейкоза. Филадельфийская хромосома является укороченной хромосомой, входящей в группу малых акроцентриков. Каждая нормальная женская клетка этой группы содержит их 2 пары– 21 и 22, клетка же мужская включает не четыре, а пять таких хромосом, потому что помимо 21 и 22 пар включается еще и Y-хромосома.

Без G-бендинга, то есть при обычном окрасе, Ph-хромосома выявляется почти у каждого пациента, страдающего ХМЛ, а именно в 95-98 процентах случаев. На хромосомах, которые окрашены дифференциально, видно, что одна из 22 пар является укороченной.

Каков процент обнаружения?

Приблизительно у 90 % пациентов ее видно в каждой анализируемой метафазе, а у остальных больных обнаруживаются и клетки с хромосомой-Ph, и клетки нормальные.

К тому же в некоторых случаях Ph-хромосому регистрируют в меньшинстве клеток костного мозга. Транслокацию (9;22) наблюдают в мегакариоцитах, миелоидных клетках, В- и Т-лимфоцитах, эритробластах. Данный факт является свидетельством того, что болезнь берет начало с предшественницы гемопоэза – некоммитарованной клетки.

Знаменитый американский ученый J. D. Rowley в 1973 году установил образование филадельфийской хромосомы вследствие сбалансированной транслокации 9 и 22 хромосом (участки 22qll и 9q34), а не в результате делеции 22 хромосомы. К тому же происходит формирование двух маркерных хромосом, которые обозначаются следующим образом: 9q+ и 22q-(Ph). Иногда можно наблюдать перестройки, которые скрывают укороченную 22 хромосому, так называемую замаскированную Ph-хромосому, то есть небольшой фрагмент, который оторвался от любой хромосомы, может «приклеиться» к обломанной 22 хромосоме и поломку «замаскировать». Такую маскировку достаточно просто раскрыть при дифференциальной окраске. Обязательна ли ККМ при филадельфийской хромосоме? Этот вопрос задают довольно часто. Этот анализ очень информативен.

Атипичные транслокации

Приблизительно в 10 % случаев можно наблюдать атипичные транслокации, когда цитологическое стандартное исследование может позволить увидеть перенос части 22 хромосомы не на 9, а на любую другую. Более того, в некоторых случаях при ХМЛ обнаруживаются сложные Ph-транслокации при участии не 2 (22 и 9 хромосом), а 3 хромосом или большего количества.

Установили, что почти при каждой Ph-транслокации участвуют 9 и 22 хромосомы, но не всегда это можно увидеть при проведении стандартного цитогенетического исследования, однако это обнаруживают во время использования ПЦР и FISH.

Многочисленные исследователи полагают, что тип Ph-транслокации (сложная, атипичная, стандартная) клинического значения не имеет.

Разрыв генов

Использование методов молекулярно-генетических поспособствовало установлению того, что разрыв в 9-й хромосоме проходит через протоонкоген (ген ABL), который раньше был идентифицирован у мышей в одном из вирусов лейкоза. В 22-й хромосоме наблюдают разрыв BCR гена. Результатом слияния фрагментов генов BCR и ABL становится образование химерного гена BCR-ABL расположенного обычно на 22-й делетированной хромосоме.

Как вызывает филадельфийская хромосома лейкоз?

Приблизительно 70 % случаев характеризуется обнаружением помимо транскрипта BCR-ABL продукта другого химерного гена, который образуется вследствие t (9;22) —ABL-BCR на der (9), но роль его для развития хронического миелолейкоза не выяснена.

Делеция

Также установили очень важный факт: приблизительно 20-25 % пациентов, у которых обнаружен хронический миелолейкоз, имеют делецию в маркерной 9q+ хромосоме. Эту аномалию нельзя обнаружить при проведении простого хромосомного анализа, но можно увидеть ее во время использования FISH с зондами, которые специально разработаны.

Размер делеции варьируется у каждого пациента: участок с делецией может содержать последовательности BCR-гена, которые перенесены с 22-й хромосомы на 9-ю, на последовательности самой 9 хромосомы или обеих.

Установили также возникновение делеции с формированием специфической t (9;22) одновременно, что частота ее в группах пациентов, которых обследовали на различных стадиях хронического миелолейкоза, одинаковая.

Пока что применение данного метода диагностики (информативного прогностического), к сожалению, в широкую клиническую практику не вошло в связи с его сложностью и требованием дорогостоящего оборудования и реактивов.

Ее роль в прогрессии ХМЛ

Делеция маркера 9q+ играет важную роль в прогрессии ХМЛ, но до конца все еще не выяснена. Когда выпадают кодирующие последовательности генов ABL или/и BCR вследствие делеции, это приводит к экспрессированию лишь одного химерного гена BCR-ABL, но экспрессии гена ABL-BCR не происходит. Вероятно, данное событие также играет важную роль в прогрессировании лейкоза. Более того, исследователи обсуждают возможность инактивации пока еще неизвестных генов-супрессоров, которые локализованы в хромосомном делетируемом районе.

Белок с мол. м. 210 тысяч кодируется химерным геном BCR-ABL, который обладает большей, нежели продукт протоонкогена нормального ABL (H145), протеинкиназной активностью. Во время лейкоза, который у мышей вызван вирусом Абельсона, онкогенную активность имеет белок, продукт gag/abl гибридного гена, который имеет высокую протеинкиназную активность. В эксперименте проводилось вырезание gag/abl гена, после чего вирус уже не мог у мышей вызывать лейкоз. То есть филадельфийская хромосома является маркером этого заболевания.

Подробнее о генах BCR и ABL

При изучении в генах BCR и ABL разрывов при ХМЛ было выявлено, что у разных пациентов разная их локализация. К примеру, в ABL гене протяженность участка, где могут быть разрывы, большая, до 200 kb, а в BCR-гене локализация разрывов происходит на небольшом участке в 8,5kb, то есть можно говорить о наличии кластера разрывов, давшего название самому BCR гену - Breakpoint cluster region.

Во многих случаях t (9;22) разрывы BCR-гена обнаруживаются на участке M-BCR, причем в химерный ген включается длинная часть BCR гена, результатом чего становится появление белка, характерного для ХМЛ P210Bcr/Abl. К тому же при t (9;22) разрывы BCR-гена локализоваться могут на участках, которые называются m-bcr и u-bcr. Bm-bcr области разрывы ведут к образованию P190Bcr/Abl химерного белка, то есть меньшего по величине, чем Р210Bcr/Abl. А локализация разрывов в u-bcr ведет к образованию белка Р230Bcr/Abl более крупного.

Эти различия молекулярного характера коррелируют не строго с клинической особенностью лейкоза. Например, Р190Bcr/Abl имеется у 2 разных видов лейкозов: Ph-позитивный лимфобластный острый лейкоз и гранулоцитарный хронический лейкоз при выраженном моноцитозе и миелопластическими чертами. Если обнаруживают Р230Bcr/Abl, то можно наблюдать картину нейтрофильного хронического миелолейкоза, то есть миелолейкоз, формула крови при котором представлена единичными метамиелоцитами и зрелыми нейтрофилами. К тому же название нейтрофильного гранулоцитарного лейкоза долгое время используют, чтобы обозначать Ph(BCR-ABL)-негативный хронический миелолейкоз (относительно доброкачественный вариант, наблюдаемый у пожилых людей и иногда у подростков).

Любой из вышеприведенных белков можно обнаружить при хроническом миелолейкозе. Также сообщается о достаточно частом сочетании 2 типов белков (Р1900Bcr/Abl и Р210Bcr/Abl) при лимфобластном остром лейкозе и хроническом типичном миелолейкозе.

Реальную частоту белков BCR-ABL «атипичных» пи наличии типичного хронического миелолейкоза исследователи не знают, потому что на большом материале исследований не проводили.

Роль BCR-ABL для развития хронического миелолейкоза

Решающую роль BCR-ABL гена и его продукта, а именно Р210 белка для развития хронического миелолейкоза демонстрировали на разных системах in vitro и in vivo. Например, при трансдукции bcr/abl в гемопоэтические стволовые клетки мышей и их дальнейшей трансплантации сингенным облученным животным у вторых возникает миелопролиферативная болезнь, похожая на хронический миелолейкоз человека. Установили, что онкогенный потенциал обуславливает высокая тирозинкиназная активность химерного белка BCR-ABL. Одним из центральных в злокачественной трансформации клеток является событие дерегуляции тирозинкиназной активности.

Когда исследователи вводили летально облученным мышам клетки, которые экспрессировали р210Bcr/Abl, то одни животные заболевали лейкозом, сходным с человеческим хроническим миелолейкозом, а другие различными новообразованиями из клеток гемопоэтических: эритроидные опухоли, миеломоноцитарные лейкозы, ретикулоклеточные саркомы, пре В- и Т-клеточные лимфомы, макрофагальные опухоли. Причину различий не выяснили. Такие опыты показывают, что всю цепь событий, приводящую к развитию хронического миелолейкоза еще не установили. Но факт остается. При этом заболевании обнаруживается филадельфийская хромосома в клетках костного мозга. Лечение рассмотрим ниже.

Что еще обнаружили у больных?

Получили данные, которые свидетельствуют о существенном увеличении массы кроветворных клеток и элементов крови в организме пациентов с хроническим миелолейкозом, в основном из-за резкого увеличения срока жизни таких клеток, потому что активированным геном ABL (в BCR-ABL гене) ингибируется апоптоз – запрограммированная клеточная смерть. К тому же этим геном усиливается пролиферация миелоидных клеток.

Имеются основания полагать, что в случае хронического миелолейкоза изменяется функция спец. клеточных белков, то есть интергинов, последствием чего становится нарушение адгезии к стромальным элементам молодых миелоидных клеток, а также происходит избегание стволовых лейкемических клеток негативных регуляторных влияний. Можно сделать вывод. Наличие филадельфийской хромосомы патогномонично для хронического миелолейкоза.

Выводы

Наиболее общей формулировкой молекулярного патогенеза является следующая: химерным геном BCR-ABL кодируется белок, у которого постоянно активирована тирозинкиназная активность, что приводит к активации большого количества сигнальных путей, а также выраженным изменениям апоптоза, адгезии и клеточного цикла. Считается, что эти события достаточны для определения злокачественной клеточной трансформации и поддерживания опухолевого фенотипа.

Но все равно основным маркером является филадельфийская хромосома.

Лечение

Для подавления активности патологических лейкоцитов необходимой для сохранения жизни больных им требуется вторая линия терапии. Для этого применяют нилотиниб – вещество, которое блокирует передачу сигнала от филадельфийской хромосомы.

Ведь именно это и заставляет костный мозг продуцировать в большом количестве поврежденные лейкоциты.

Специалистами выделяется 3 ступени. Во время первой достигается гематологическая ремиссия, нормализация анализа крови и состояния пациента (размера его селезенки).

Но в клетках все же остается филадельфийская хромосома. Во вторую очередь достигается цитогенетическая ремиссия, когда эта хромосома не определяется в клетках. В-третьих, при проведении молекулярного исследования клеток крови в результате воздействия ингибиторами тироксинкиназы у костного мозга не обнаруживают патологический ген.

Трансплантация костного мозга

Обязательна ли ТКМ при филадельфийской хромосоме? Такую операцию по трансплантации проводят больным с острой формой миелоидного лейкоза. Также реально совместимого донора найти бывает непросто. Это очень серьезная и длительная операция. Но она позволяет восстановить нормальную работу костного мозга.