CC BY
169
Клиническая онкогематология. 2017;10(2):191-205
Clinical oncohematology. 2017;10(2):191-205
МИЕЛОИДНЫЕ ОПУХОЛИ
Хромотрипсис в онкологии: обзор литературы и собственное наблюдение
Н.Н. Мамаев1, Т.Л. Гиндина1, Э.Г. Бойченко2
1 НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии
им. Р.М. Горбачевой, ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова», ул. Льва Толстого, д. 6/8, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 197022
2 Детская городская больница № 1, ул. Авангардная, д. 14, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 198205
РЕФЕРАТ
Представлено собственное наблюдение и обзор литературы, посвященный недавно открытому феномену хромотрипсиса в онкологии. Хромотрипсис — тип комплексных геномных изменений, при которых хромосома сначала разрывается на десятки и даже тысячи частей, а потом эти фрагменты соединяются в случайном порядке. Иногда в перестройке участвует несколько хромосом. В результате формируются мутантные зоны генома, провоцирующие развитие онкологических и врожденных заболеваний. Иными словами, использование определенных методических подходов (многоцветной флюоресцентной гибридизации in situ, метода SKY и некоторых других) позволяет увидеть под микроскопом распад на фрагменты двух или более хромосом и воссоединение этих фрагментов в новые необычные двух- или многоцветные структуры — хромосомные маркеры. Хромотрипсис — редкий феномен со своеобразной картиной, наблюдаемой в клонах клеток самых разнообразных опухолей, включая новообразования кроветворной и лимфоидной тканей. В литературе имеются указания о большей частоте этого феномена у больных с миелодиспластическим синдромом и опухолями костей. Важную роль в формировании хромотрипсиса играют мутации гена TP53. Использование секвенирования концевой спаренной ДНК или метода SNP в онкологии представляется перспективным как в теоретическом, так и клиническом плане. В первую когорту исследуемых должны включаться пациенты с мутациями генов TP53 и MLL, со сложными хромосомными нарушениями, гиперэкспрессией гена EVI1 и некоторые другие. В статье представлен феномен хромотрипсиса у девочки 8 мес. с М7-вариантом острого миелоидного лейкоза.
Ключевые слова: хромотрипсис, онкогематология, рак, мутации гена ТР53.
Получено: 2 октября 2016 г. Принято в печать: 6 января 2017 г.
MYELOID TUMORS
Chromothripsis in Oncology: Literature Review and Case Report
NN Mamaev1, TL Gindina1, EG Boichenko2
1 RM Gorbacheva Scientific Research Institute of Pediatric Hematology and Transplantation; Pavlov First Saint Petersburg State Medical University, 6/8 L'va Tolstogo str., Saint Petersburg, Russian Federation, 197022
2 Municipal Children's Hospital No. 1, 14 Avangardnaya str., Saint Petersburg, Russian Federation, 198205
ABSTRACT
The article presents a clinical case and literature review dwelling on the recently discovered chromothripsis phenomenon in oncology. Chromothripsis is a type of complex genome changes when a chromosome is first torn into dozens and even thousands of fragments, and then these fragments are bound in a random manner. Sometimes, several chromosomes are involved in the restructuring. As a result, genome mutant zones are formed which trigger malignancies and congenital diseases. In other words, the use of certain methodological approaches (multicolor fluorescence in situ hybridization, SKY technique, and some others) permits to observe under a microscope the splitting of two or more chromosomes and further reunification of these fragments into new unusual two- or multicolor structures, chromosomal markers. Chromothripsis is a rare phenomenon with a peculiar pattern observed in clones of cells of various tumors including hematopoietic and lymphoid tissue malignancies. There are published data on a higher incidence of this phenomenon in patients with myelodysplastic syndromes and bone tumors. TP53 gene mutations play an important role in the development of chromothripsis. The use of paired-sequencing DNA or SNP approaches in oncology is promising both in theoretical and clinical application. The first subject cohort should include patients with TP53 and MLL gene mutations, complex chromosomal aberrations, EVI-1 gene overexpression, and some others. The article presents the chromothripsis phenomenon in an 8-month-old girl with M7 acute myeloid leukemia.
Keywords: chromothripsis, oncohematology, cancer, TP53 gene mutations.
Received: October 2, 2016 Accepted: January 6, 2017
© 2017 практическая медицина
191
Для переписки: Татьяна Леонидовна Гиндина, канд. мед. наук, ул. Льва Толстого, д. 6/8, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 197022; тел.: + 7(812)233-12-43; e-mail: cytogenetics.bmt.lab@gmail.com Для цитирования: Мамаев Н.Н., Гиндина Т.Л., Бойченко Э.Г. Хромотрипсис в онкологии: обзор литературы и собственное наблюдение. Клиническая онкогематология. 2017;10(2):191-205. DOI: 10.21320/2500-2139-2017-10-2-191-205
For correspondence: Tat'yana Leonidovna Gindina, PhD, 6/8 L'va Tolstogo str., Saint Petersburg, Russian Federation, 197022; Tel: +7(812)233-12-43; e-mail: cytogenetics.bmt.lab@gmail.com
For citation: Mamaev NN, Gindina TL, Boichenko EG. Chromothripsis in Oncology: Literature Review and Case Report. Clinical oncohematology. 2017;10(2):191-205 (In Russ). DOI: 10.21320/2500-2139-2017-10-2-191-205
КЛИНИЧЕСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ
Недавно под нашим наблюдением находилась девочка с острым мегакариобластным лейкозом (М7-вариант по ФАБ-классификации), которая заболела в возрасте 8 мес. Диагноз установлен с учетом данных проточной цитофлюориметрии (CD33+, CD61+, СЭ41а+, МРО+, CD34+, CD117+, HLA-DR+) и цитохимического исследования бластных клеток. Еще до начала какой-либо химиотерапии в клетках костного мозга была выявлена неординарно перестроенная хромосома 21 за счет беспорядочного внедрения в нее фрагментов распавшегося длинного плеча хромосомы 15 (рис. 1 и 2). Данные генетические изменения соответствовали феномену хромотрипсиса. Кроме того, эти клетки содержали множественные структурные поломки хромосом и имела место высокая экспрессия генов WT1 и EVI1 (3210/104 и 55 копий/102 копий гена ABL соответственно). Очевидного вовлечения локуса 3q26 по данным цитогенетического исследования и флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) установлено не было. Анализ хромосом в клетках костного мозга с помощью методов окраски на G-полосы, многоцветной окраски на G-полосы хромосом 15, 21 и многоцветной FISH позволил обнаружить клон с однотипными сложными перестройками хромосом в 95 % метафаз. В итоге кариотип охарактеризован как 46,ХХ, t(3;8)(q21;q11), t(5;7;17)(p12;q21;q11), der(11)t(11;15)(p11;q11),
der(15)del(15)(q11.1q14)del(15)(q21.3q26.3), r(17), der(21)ins(21;15)dup(21)(q11q22)(21pter^21q21::15q1 1.2^15q12::15q26.1^15q26.3::21q22.3^21q22.1::15q12 ^15q14::15q23^15q24::21q11.2^21q22.3::15q22.3^15 q23::15q26.3^15q23) (см. рис. 1).
Главной цитогенетической находкой была упомянутая выше необычно перестроенная хромосома 21. Длинное ее плечо по всей протяженности чередовалось дуплицированными участками с интерсти-циально включенными в него участками длинного плеча хромосомы 15 (см. рис. 2). При этом методом FISH была выявлена также амплификация гена RUNX1, расположенного в локусе 21q22 (рис. 3). В то же время ожидаемой делеции гена ТР53 не обнаружено.
Аспират костного мозга 07.12.2015 был умеренно клеточным (52 х 109/л) и содержал 45 % бластных клеток. В то же время в лейкоцитарной формуле крови на их долю приходилось 16 %. Цитохимические реакции бластных клеток на судан и пероксидазу были отрицательными, в то время как мелкогранулярная PAS-реакция оказалась положительной в 17 % анализируемых клеток. Учитывая возраст ребенка, сначала проведена индукционная химиотерапия по программе AIE с использованием частично сниженных доз препаратов:
• идарубицин — 4 мг в/в, 3 введения (16.12, 18.12 и 20.12.2015);
• цитарабин — 70 мг в/в капельно за 48 ч (14.12-16.12.2015);
• цитарабин — 35 мг в/в каждые 12 ч, 12 введений (16.12-21.12.2015);
• этопозид — 50 мг в/в, 3 введения (19.1221.12.2015);
• спинномозговая пункция с интратекальным профилактическим введением цитарабина в дозе 20 мг (21.12.2015).
В миелограмме 28.12.2015 (15-й день от начала химиотерапии) при клеточности костного мозга 4 х 109/л было всего 2 % бластных клеток. Вместе с тем уже 19.01.2016 (37-й день от начала химиотерапии) содержание бластных элементов в аспирате увеличилось до 26,8 %. При этом имела место гиперэкспрессия генов WT1 и EVI (1901/104 и 27 копий/102 копий гена ABL соответственно). Цитогенетическое исследование выявило наличие патологического клона с отмеченными выше хромосомными перестройками в 40 % метафазных пластинок.
Учитывая возраст больной, выраженную резистентность лейкозного клона к проводимой химиотерапии, развившуюся на фоне изменений хромосом и молекулярных поломок, ребенку был проведен блок высокодозной химиотерапии по программе HAM (с 20.01 по 23.02.2016). Лечение включало 6 введений цитарабина с 20.02 по 23.02.2016 (суммарная доза 615 мг), 2 введения митоксантрона 3 мг (22.02 и 23.02.2016) и интратекальное профилактическое ведение цитарабина 20 мг.
В миелограмме 16.02.2016 (28-й день начала терапии по протоколу HAM) клеточность костного мозга составила 30 х 103/мкл, а содержание бластных клеток и мегакариоцитов в аспирате — 8 и 17 % соответственно. При цитогенетическом исследовании 24.02.2016 был выявлен нормальный женский кариотип 46,XX. По данным же молекулярного исследования (24.02.2016) гиперэкспрессии генов WT1 и EVI1 не обнаружено (28/104 и 2 копии/102 копий гена ABL соответственно), что указывало на возможность достижения не только клинико-гематологической, но и цитогенетической и молекулярной ремиссий. В то же время содержание в крови иммуноглобулинов IgA и IgM было снижено до 0,14 и 0,2 г/л соответственно. Вместе с тем, принимая во внимание возраст больной и неблагоприятный прогноз самого заболевания, а также наличие в семье полностью совместимого по HLA-системе родственного донора — брата, необходимость провести трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) в первой ремиссии не вызы-
Л der(3) der(5)
A v , U ^
H ft Si и s?
der(7) der(8) der(11)
Mi S3 C4 tr X1
10
4
5
9
der(15) der(17) r(17)
^ S S
* ** ££ **
16
der(21)
А* Щ*
и
19 20 21 22
13
14
15
17
18
X
Y
der(3) der(5)
Il N И II
1 2 der(7) s 3 der(8) S 4 der(11) S 5
6 6 § 7 M 1 89 in 10 11 II 12
II II der(15) s • der(17) r(17) <s#
13 14 M 15 der(21) s • к * 16 16 17 18
19 20 21 22 X Y
Б
Рис. 1. Кариотип клетки костного мозга больной острым миелоидным лейкозом, установленный с помощью окраски на G-полосы (A) и многоцветной FISH (Б). Выявлены комплексные хромосомные перестройки, в т. ч. реципрокные транслокации t(3;8) и t(5;7;17), несбалансированная t(11;15), дериват хромосомы 15 со сложной делецией 15q, кольцевая хромосома из материала хромосомы 17 и производная хромосомы 21
Fig. 1. A bone marrow cell karyotype of a female patient with acute myeloid leukemia determined using a G-band stain (A) and multicolor FISH (£). Complex chromosomal rearrangement were detected, including reciprocal t(3;8) and t(5;7;17) translocations, unbalanced t(11;15), derivative of chromosome 15 with a complex 15q deletion, circular chromosome made of the fragments of chromosome 17, and a derivative of chromosome 21
вала сомнений. В правильности принятого решения убедило также наметившееся в костном мозге нарастание (до 10-16 %) содержания бластных клеток. ТГСК была выполнена 17.03.2016. Донором был 13-летний полностью ИЬЛ-совместимый брат. Группы крови донора и реципиента различались (ЛБ1У ЯИ+,
ЭССее, К- и БШ ЯИ+, ЭССее, К- соответственно). Мие-лоаблативный режим кондиционирования включал флударабин в дозе 30 мг/сут (суммарная доза 12,3 мг), тиотепу в дозе 7 мг (суммарная доза 297,5 мг) и трео-сульфан в дозе 12 000 мг (суммарная доза 14 760 мг). Количество трансплантированных СЭ34-позитивных
21 der[21) 21 derßl) 21 der(21] der(21)
В « в Л
GTG fflFISH iTiBand 21 ooBatidli
Рис. 2. Нормальная хромосома 21 и ее производная der(21), окрашенные на G-полосы, с помощью многоцветной FISH (mFISH) и многоцветной окраски на G-полосы хромосом 21 (mBand 21) и 15 (mBand 15), иллюстрирующие сложные перестройки, которые могли быть образованы в результате хромотрипсиса
Fig. 2. Normal chromosome and its derivative der(21): G-band staining, multi-color FISH (mFISH), and multi-color G-band staining of chromosomes 21 (mBand 21) and 15 (mBand 15); they demonstrate complex rearrangements which might be formed as a result of chromothripsis
Рис. 3. Метафазная пластинка, иллюстрирующая обычный рисунок сигнала от гена RUNX1 в нормальном гомологе хромосомы 21 и амплификацию гена RUNX1 в производной хромосомы der(21)
Fig. 3. An equatorial plate demonstrating a regular pattern of a signal from the RUNX1 gene in a normal homologue of chromosome 21 and amplification of the RUNX1 gene in the der(21) chromosome derivative
клеток составило 5,4 х 109/кг массы тела. Профилактику реакции «трансплантат против хозяина» осуществляли циклоспорином и метотрексатом в стандартных дозах. Восстановление донорского кроветворения без стимуляции колониестимулирующими факторами (КСФ) произошло в ожидаемые сроки, в т. ч. лейкоциты > 1 х 109/л, нейтрофилы > 0,5 х 109/л, тромбоциты > 20 х 109/л и > 100 х 109/л на Д25+, Д35+, Д20+, Д32+ соответственно.
Донорский химеризм при выписке из стационара был более 95 %; имела место смена генотипа на мужской, а также был зарегистрирован химеризм по группе крови. В контрольном аспирате костного мозга
16.05.2016 была зарегистрирована высокая клеточ-ность. Число бластных элементов составило 3,2 %.
Первый ранний посттрансплантационный костномозговой рецидив был диагностирован 23.06.2016. В миелограмме: бластные клетки — 60,4 %, миело-бласты — 4,2 %, миелоциты — 2,4 %, метамиело-циты — 1,8 %, палочкоядерные нейтрофилы — 7,6 %, сегментоядерные нейтрофилы — 3,8 %, эозино-фильные метамиелоциты — 0,2 %, эозинофилы — 2,6 %, лимфоциты — 5,8 %, моноциты — 0,4 %, базо-фильные нормобласты — 1,8 %, макрофаги — 0,2 %.
Для лечения посттрансплантационного костномозгового рецидива лейкоза больная была переведена в отделение химиотерапии Детской городской больницы № 1, где ее состояние расценивалось как средней степени тяжести. Сознание было сохранено, ясное, а эмоциональный статус оценивался как положительный. Лихорадки, очаговой неврологической симптоматики и менингеальных знаков не отмечалось. Отсутствовали также видимые очаги инфекции. Лечение по протоколу Ida-FLAG (цитарабин, флуда-рабин, идарубицин, КСФ и цитарабин интратекально) было проведено в период с 28.07 по 03.07.2016. Дозы использованных для лечения препаратов были следующими:
• цитарабин — 1000 мг в/в капельно, 5 введений (29.06-03.07.2016);
• флударабин — 15 мг в/в, 5 введений (29.0603.07.2016);
• идарубицин — 5 мг в/в, 3 введения (29.06, 01.07 и 03.06.2016);
• спинномозговая пункция с введением цита-рабина в дозе 30 мг, цитоз ликвора 1/3;
• Г-КСФ (28.06-25.07.2016).
Основным осложнением химиотерапии была фе-брильная нейтропения.
В контрольной миелограмме на 15-й день от начала химиотерапии клеточность костного мозга была 1 х 109/л, бластные элементы — 3 %, мегака-риоциты — 2 на 250 полей зрения. Признаки восстановления числа лейкоцитов появились на Д26+ после начала химиотерапии. Анализ крови (25.07.2016): гемоглобин — 86 г/л, эритроциты — 3,08 х 1012/л, лейкоциты — 1,49 х 109/л, тромбоциты — 11 х 109/л, бластные клетки — 1 %, промиелоциты — 3 %, мие-лоциты — 3 %, палочкоядерные нейтрофилы — 14 %, сегментоядерные нейтрофилы — 16 %, моноциты — 9 %, лимфоциты — 64 %; СОЭ — 12 мм/ч.
В аспирате костного мозга (26.07.2016): миелокари-оциты — 44 х 109/л, бластные клетки — 75,2 %; мегака-риоциты в препаратах не найдены. Соматический статус больной в этот период был стабильным. Ребенок заочно консультирован в НИИДОГиТ им. Р.М. Горбачевой — рекомендовано проведение второго блока FLAG. При достижении ремиссии планировалась аллоТГСК, в т. ч. от альтернативного донора. Второй блок химиотерапии по протоколу FLAG был проведен с 02.08 по 06.08.2016 г. Дозы препаратов были следующими:
• цитарабин — 800 мг, 5 введений (02.0806.08.2016), причем из-за малой массы тела ребенка (< 10 кг) доза препарата была снижена;
• флударабин — 15 мг в/в, 5 введений (02.0806.08.2016);
• цитарабин — 30 мг в спинномозговой канал;
• Г-КСФ (01.08-06.08.2016).
Несмотря на развитие с 08.08.2016 глубокой депрессии кроветворения, состояние ребенка оставалось стабильным. Лихорадка отсутствовала, сохранялся удовлетворительный аппетит. Девочка находилась в режиме «стерильного бокса», получала с профилактической целью антимикробную и противогрибковую терапию, включая флуконазол, сульфаметоксазол/триметоприм, ацикловир, метронидазол, а также заместительные трансфузии компонентов донорской крови.
Повышение температуры тела до 37,3 °С с развитием вялости и негативной реакции на окружающее отмечено 14.08.2016. Резкое ухудшение состояния с беспокойством ребенка, тоническим напряжением и последующей потерей сознания произошло к вечеру 14.08.2016. Восстановление мышечного тонуса и сознания констатировано через 4 мин. Больная переведена в отделение реанимации и интенсивной терапии. При поступлении состояние расценивалось как очень тяжелое. Центральная гемодинамика была нестабильной на фоне выраженной дыхательной недостаточности. Тяжесть состояния была обусловлена развитием тяжелого сепсиса, осложнившегося инфекционно-токсическим шоком и синдромом полиорганной недостаточности. Комбинированная антимикробная, инфузионная, заместительная и иммуно-корригирующая терапия продолжена, и добавлены инотропные препараты. Несмотря на проводимое лечение, состояние ребенка продолжало прогрессивно ухудшаться с нарастанием вялости, одышки, артериальной гипотензии, со снижением сатурации. Перевод на искусственную вентиляцию проблемы не решил, а проведенные в этих условиях в течение часа реанимационные мероприятия летальный исход не предотвратили.
К особенностям острого лейкоза у данного ребенка можно отнести его агрессивное течение, резистентность к химиотерапии и аллоТГСК. Обращает на себя внимание, что рецидив болезни развился на ранних сроках после проведения аллоТГСК, а дальнейшая химиотерапия оказалась безуспешной.
СОВРЕМЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХРОМОТРИПСИСА
Под термином «хромотрипсис», предложенным в 2011 г. Philip J. Stephens и соавт. [1], подразумевается локализованный распад отдельных хромосом или их частей с последующим частичным мозаичным восстановлением [1-3] (рис. 4). Лучшим методом обнаружения хромотрипсиса является тотальное секвенирование концевой спаренной ДНК [1, 4]. Кроме того, неплохие результаты в плане выявления и характеристики феномена были получены при использовании техники однонуклеотидного полиморфизма (single nucleotide polymorphism — SNP) [1, 5-8]. Важный вклад в стандартизацию и улучшение получаемых в этих исследованиях результатов вносит разработанный недавно тест «shatterproof» [9]. На молекулярном уровне он позволяет не только контролировать достоверность и выраженность
Рис. 4. Схематическое изображение хромотрипсиса с распадом нескольких хромосом и воссоединением образовавшихся из них обломков в составе новообразованных производных (адаптировано из [87])
Fig. 4. Diagram of chromothripsis with splitting of several chromosomes and reunification of their fragments in newly formed ones (adapted from [87])
ожидаемого в клетках хромосомного распада, но и оценивать его принадлежность к феномену хромо-трипсиса.
По современным представлениям, диагностика хромотрипсиса должна базироваться на следующих характеристиках, обозначенных впервые описавшими этот феномен учеными [1, 10]. Во-первых, на наличии в клетках узко локализованных (в 1 хромосоме или в 1 сегменте) множественных повреждений тонкой структуры ДНК. Во-вторых, на наличии изменений не во всех, а в одной или нескольких копиях ДНК. В-третьих, на присутствии в геноме мозаично собранных в кластеры фрагментов «развалившейся» хромосомы с формированием из них новообразованных хромосомных структур. В-четвертых, на доказательстве потери части не включенных при сборке кластеров фрагментов распавшихся хромосом, их представительства в виде двойных безцентромерных сегментов гомогенно окрашенных хромосомных образований. В-пятых, на доказательстве наличия хаотической сборки в кластеры различных фрагментов «поломанных» хромосом. При этом представляется целесообразным исключение цитогенетическими методами возможности возникновения параллельных множественных нарушений хромосом в нескольких субклонах [1]. Следует отметить, что при наличии в клетках распространенных по геному множественных нарушений ДНК речь может идти не о хромотрипсисе, а о хромолепсисе [11]. Кроме того, для описания этого или близкого к нему явления применим термин «хромоанасинтез», который по сути своей объединяет как распад хромосом на фрагменты, так и мозаичное их воссоединение в составе новообразованных хромосомных структур [2, 8]. Непосредственным следствием обсуждаемой генетической катастрофы могут быть функциональные изменения во многих генах [12, 13], что, несомненно, отражается на неблагоприятном течении самого заболевания [5, 12].
Как показали исследования, хромотрипсис может наблюдаться в опухолях различных локализаций [4, 9,
12-14], в перевиваемых клеточных линиях [1, 15, 16]. Кроме того, этот феномен был недавно обнаружен у больных хроническим лимфолейкозом (ХЛЛ) [1, 3, 6, 17], множественной миеломой (ММ) [5], острыми лейкозами [18], миелодиспластическим синдромом (МДС) [4], лимфомами [3, 16] и даже у здоровых лиц
[19].
Исторические параллели
Как известно, сложные нарушения хромосом при раке и лейкозах регистрировали и раньше, хотя природа этого феномена долгое время оставалась неясной
[20]. В частности, у некоторых больных хроническим миелолейкозом (ХМЛ) наряду с типичной транслокацией t(9;22) нередко выявлялись сложные изменения кариотипа, в которых принимало участие до 5 хромосом [21, 22]. С другой стороны, появились данные о BCR/ABL-позитивных ХМЛ, при которых никаких видимых под микроскопом цитогенетических хромосомных нарушений, в т. ч. Ph-хромосомы, обнаружить не удавалось [23]. В то же время тщательный анализ локусов BCR и ABL при этих находках демонстрировал множественные изменения хромосомных сегментов, обусловленных не серийными поломками хромосом, а какой-то катастрофой, которая в свете современных воззрений может быть истолкована как хромотрипсис. По аналогии с этим было показано, что амплификация гена MYCN при нейробластомах также происходила в результате сложных геномных обменов [24]. При этом процессу амплификации гена MYCN в этой линии предшествовали его сложные и разнообразные обмены. Что касается самого феномена амплификации генов, он мог быть ответственным также за образование своеобразных двойных безцентромерных микрохромосомных сегментов (dms), а также феномена гомогенно окрашивающихся участков отдельных хромосом — HSR (homogenously staining regions) [25-28]. Исследователи полагали, что HSR возникают в хромосоме в результате так называемого breakage-fusion bridge процесса, протекающего на фоне стирания и укорочения теломер [29]. Последний представляет собой цикл из разрывов хромосом, аномального соединения их фрагментов и возникновения множества разнообразных мутаций неслучайного характера. Не исключалось и то, что часть сложных геномных нарушений, обнаруживаемых при анализе перевиваемых клеточных линий, имела ту же природу [20]. Наконец, в одном ряду с описываемым явлением может стоять активно обсуждавшийся недавно в литературе феномен пульверизации метафазных хромосом [30].
Поскольку хромотрипсис был описан впервые и детально охарактеризован современными методами у больных ХЛЛ [1, 3, 6, 17], мы начнем обсуждение этой проблемы с данной патологии.
ХРОНИЧЕСКИЙ ЛИМФОЛЕЙКОЗ
ХЛЛ — самый частый вариант лейкоза у пожилых людей. Заболевание чаще характеризуется длительным течением, однако у ряда пациентов оно протекает более агрессивно. В связи с этим неудивительно, что феномен катастрофического распада хромосом был впервые
описан именно в этой когорте больных [1]. Речь шла о 62-летней больной, в геноме которой методом тотального спаренного секвенирования концевой ДНК было обнаружено 42 соматических обмена генома в длинном плече хромосомы 4. Гипотетически эта находка была объяснена внезапно возникшим хаотическим распадом хромосомы с последующим мозаичным включением возникших при катастрофе обломков в новообразованные хромосомы. Естественно, что в результате этого события геномный ландшафт клетки претерпел существенные изменения, что сопровождалось активацией и, наоборот, репрессией большого числа генов и нашло естественное отражение в ухудшении клинического течения заболевания. Обращало на себя внимание, что цитогенетический анализ у этой больной был сделан лишь через 31 мес. после установления диагноза и никаких новых изменений хромосом не выявлено. Из этого было сделано важное заключение, что генерирующий сложные хромосомные перестройки процесс не служил непосредственной причиной дальнейшей геномной нестабильности.
В другом наблюдении из этой обстоятельной работы речь шла о больном с большими кластерными внутрихромосомными обменами, которые вовлекали хромосомы 4, 9 и 13 и сопровождались потерей из генома по одной копии fCDKN2A и miR-15a/16-1.
Позже развитие этих идей нашло отражение и в других работах, посвященных анализу генома у больных ХЛЛ [6, 17, 31]. В первом из этих исследований хромотрипсис был доказан методом SNP у больного с делецией гена TP53, а проведенный до молекулярного исследования анализ кариотипа выявил нарушения хромосом в 19 из 20 проанализированных метафаз. Во всех из них имелась делеция длинного плеча хромосомы 14 — del(14q22). Кроме того, в 17 мета-фазах имела место сложная хромосомная транслокация, которая была интерпретирована как t(2;5;7) (q31;q21;q11.2) и сочеталась с наличием в клетках полной или частичной потери хромосомы 6. По данным FISH в 95 из 150 проанализированных ядер отмечалась потеря 1 копии гена TP53, а в 10 из 150 ядер также потеря гена MYB (локус 6q23.3). В то же время нарушений, важных для ХЛЛ, генов ATM (11q22.3), D12Z3 (12cen), D13S319 (13q14.2-q14.3) и LAMP1 (13q34) не обнаружено. Молекулярный анализ разных копий ДНК позволяет выявить чрезвычайно сложную геномную перестройку, включая хромотрипсис нескольких пар хромосом. Помимо больших делеций 14q и 17p они проявляли себя также локализованными делециями в ряде других хромосом. Естественно, что обнаруженная при молекулярном исследовании del(17p) включала потерю гена TP53, которая ранее была определена методом FISH. Что касается доказательств наличия у больного типичного хромотрипсиса, они строились на обнаружении множественных осцилляций между двумя копиями ДНК. При этом оказалось, что геномные изменения имели место как внутри одной копии ДНК, так и между копиями.
Наиболее обстоятельное исследование в этой области включало молекулярный анализ ДНК у 180 больных ХЛЛ [17]. Цель работы состояла в детальном изучении генетически важных для ХЛЛ локусов 11q22-q23, 13q14 и 17p13; девяти узко
локализованных регионов 2р15-р16.1, 2р24.3, 2q13, 2я36.3-я37.1, 3р21.31, 8q24.21, 9р21.3, 10q24.32, 18q21.32-q21.33, а также двух крупных хромосомных областей 6q14.1-q22.31 и 7q31.33-q33. В итоге аналогичная хромотрипсису форма изменения ДНК была выявлена в 8 наблюдениях. В 3 из них имели место распад короткого плеча хромосомы 5 (5р), приобретение гена ТЕЯТ и образование изохромосомы 17q. При этом наличие у больной потери сочеталось с уменьшением времени до начала лечения. Что касается потери 17р, она, скорее всего, способствовала появлению сложных изменений кариотипа и хромотрипсиса, что приводило к ухудшению показателей общей выживаемости обследованных больных (р < 0,001 и р < 0,02 соответственно).
МНОЖЕСТВЕННАЯ МИЕЛОМА
Другой важной по объему проведенных в данном направлении молекулярных исследований оказалась группа 10 больных с впервые диагностированной ММ, отобранной из 764 пациентов [5]. Характер выявленных геномных нарушений у этих первичных больных ММ без предшествующего лечения соответствовал всем ранее рассмотренным критериям хро-мотрипсиса. Как показало исследование, геномный «хаос» затрагивал целые хромосомы, отдельные их плечи, а также узко локализованные хромосомные сегменты. В частности, у одного из больных было идентифицировано более 50 хромосомных обменов длинного плеча хромосомы 16 (16q), которое соответствовало быстро изменяющемуся числу копий его ДНК. Похожие перестройки 16q имели место у других 2 больных этой группы, но их геномные изменения существенно отличались от рассмотренного выше наблюдения. В целом число копий вовлеченной в перестройки ДНК варьировало у разных пациентов, хотя профили копий ДНК у 4 больных были сходными в отношении вовлечения в перестройки хромосомы 2.
Таким образом, эти данные показали, что у больных ММ геномные обмены могут быть скоординированными и касаться ограниченного числа вовлеченных в перестройки хромосом, что понятию хромотрипсиса никак не противоречит. Частота подобных изменений генома при ММ невысока (1,3 %). Она существенно ниже, чем при раке, ХЛЛ, ОЛЛ и ОМЛ. Тем не менее на основании этой достаточно представительной выборки больных с хромотрипсисом авторы сделали ряд важных обобщений о характере проявлений данного феномена при ММ.
1. Число хромосом, вовлекаемых в межкопийные обмены при ММ, оказалось небольшим. Речь шла лишь о хромосомах 2, 3, 8q, 10 и 16я Из них цитогенетикам были знакомы только ^ и 16я
2. При этой опухоли имел место высокий спектр осцилляций геномных обменов между различными числами копий ДНК.
3. У 40 % больных были отмечены внутрихромо-сомные обмены, которые затрагивали ограниченное число перечисленных выше хромосом.
4. Среднее число повреждений ДНК (п = 30) у этих 10 больных было высоким.
5. Полученные авторами данные подтолкнули их к выводу о целесообразности проведения молекулярных исследований, в частности SNP, прежде всего у молодых больных, а также у всех пациентов с отягощенным течением ММ.
В свете этих данных неудивительно, что быстрый рецидив заболевания (в течение 10 мес. после установления диагноза) произошел у 5 из 10 больных с доказанным хромотрипсисом, причем 3 из них умерли в течение года.
Из этого следует, что хаотическая пертурбация генома, происходящая в результате хромотрипсиса у больных ММ, отрицательно сказывается на ее клиническом течении, т. е. в прогностическом отношении имеет неблагоприятное значение. Хорошей иллюстрацией сказанному может служить одно из наблюдений обсуждаемой здесь работы, в котором моноклоновая гаммапатия быстро трансформировалась в ММ, а затем и в плазмоклеточный лейкоз. В итоге у 34-летнего пациента неблагоприятный исход заболевания был зафиксирован уже через полгода после постановки диагноза. Это касалось группы больных с впервые диагностированной ММ, несмотря на то что их клинический статус отличался от такового у пациентов с продолжительностью жизни 10 лет и более после установления диагноза. Сюда можно также присовокупить результаты изучения хромотрипсиса у больного ММ, когда проведению FISH и молекулярного исследования предшествовало предварительное оригинальное обогащение материала опухолевыми элементами [32]. В этом наблюдении с помощью метода FISH удалось установить только потерю короткого плеча одной хромосомы 17. В то же время по данным сравнительной геномной гибридизации были зарегистрированы более значительные приобретения и потери в этой хромосоме, попадающие под определение хромотрипсиса.
ОСТРЫЙ ЛИМФОБЛАСТНЫЙ ЛЕЙКОЗ
Важное место в изучении феномена хромотрипсиса занимают данные, полученные у больных острым лимфобластным лейкозом (ОЛЛ), при котором из-за характерного для этого вида лейкоза спонтанного возникновения дицентриков (хромосом с 2 центромерами) хромотрипсис встречается довольно часто. Из опубликованных данных следует, что внутрихромо-сомная амплификация одной из копий хромосомы 21 — ^МР21 — встречается у 2 % больных ОЛЛ. Основой для ее образования может служить робертсоновская транслокация — гоЬ(15;21)^10^10)с — и тесно связанный с ней хромотрипсис [18]. Поскольку эта ассоциация чрезвычайно специфична, риск возникновения маркера 1ЛМР21 у носителей робертсоновской транслокации, по последним данным, может быть увеличен в 2700 раз. Специально проведенное исследование механизмов возникновения маркера 1ЛМР21 у больных с гоЬ(15;21)^10^10)с показало, что амплификация инициируется хромотрипсисом, который вовлекает в перестройки обе сестринские хроматиды. В случаях со врожденными гоЬ(15;21)^10^10)с пусковым моментом в образовании 1ЛМР21 был так называемый breakage-fusion-bridge механизм.
ОСТРЫЕ МИЕЛОИДНЫЕ ЛЕЙКОЗЫ
Исследования феномена хромотрипсиса у больных острыми миелоидными лейкозами (ОМЛ) немногочисленны. В одном из них [7] методом БЫР были оценены копии ДНК от 311 больных. Наряду с различным характером множественных геномных нарушений выявлена тесная связь хромотрипсиса с мутационным статусом гена TP53. В другой работе [33] объектом исследования стали миелобласты от больных со вторичным ОМЛ. Это исследование позволило выявить множественные хромосомные нарушения, в т. ч. хромотрипсис-подобного характера, которые, по мнению ученых, могли быть связаны с измененной способностью опухолевых элементов к репарации поврежденной двуспиральной ДНК. В ходе дополнительного изучения этот феномен был подтвержден у 11 из 15 обследованных больных, причем степень его выраженности была больше при наличии в опухолевых элементах любых повреждений гена TP53. Другим важным моментом, объясняющим сохранение и увеличение хромосомных и геномных поломок у больных с предшествующим противоопухолевым лечением, может служить гиперэкспрессия гена MYC, что было доказано на материале, полученном от больных с трисомией 8. На основании этих данных было сделано заключение о важной роли онкогена MYC в выживании опухолевых клеток со множественными хромосомными и геномными нарушениями, что еще нуждается в специальном изучении.
МИЕЛОДИСПЛАСТИЧЕСКИЕ СИНДРОМЫ
Молекулярно-биологических исследований, направленных на выявление и характеристику хромотрип-сиса при МДС, пока проведено недостаточно. Важный прорыв в этой области был сделан недавно чешскими исследователями, которые на большой группе впервые выявленных больных со сложным кариотипом, включающим делеции длинного плеча хромосомы 5 (5q), обнаружили строго локализованные множественные обмены хромосом и генома у 74 (47 %) из 157 включенных в работу пациентов [34]. По их данным, самой нестабильной в геноме была хромосома 5. При этом неожиданным выводом исследования оказалось то, что общая выживаемость у больных МДС с хромотрип-сисом и без такового не отличались.
Вслед за этой работой было опубликовано еще несколько сообщений, содержащих описание отдельных случаев феномена хромотрипсиса при МДС [4, 35]. В одной из них речь шла о редком сочетании МДС с муко-висцидозом, при котором имели место множественные повреждения одной и той же хромосомы 7 [35].
ДИФФУЗНАЯ В-КРУПНОКЛЕТОЧНАЯ ЛИМФОМА
Изучение феномена хромотрипсиса у больных с не-ходжкинскими лимфомами (НХЛ) пока находится в начальной стадии. В доступной нам литературе было найдено только одно наблюдение похожего феномена
при вторичной диффузной В-крупноклеточной лим-фоме, в котором тотальное секвенирование конечной спаренной ДНК провести не удалось [8]. Тем не менее описание наблюдения соответствует понятию хро-моанагенеза, которое объединяет в единое целое и распад хромосом на фрагменты, и последующее их мозаичное воссоединение в составе новой или резко измененной хромосомы, как это имело место и в нашем наблюдении. В частности, в обсуждаемой работе хромосомный анализ обнаружил сложный кариотип, который включал в себя множественные числовые и структурные обмены, в т. ч. транслокации хромосом 3 и 7, вовлечение в перестройки областей генов BCL6 и тяжелых цепей иммуноглобулинов (/GH). Непосредственным итогом всех этих повреждений генома стали перестройки хромосом 14, 7 и 22, которые были подтверждены методом FISH. Далее методом SNP у этого больного были установлены множественные перестройки в копиях ДНК, включающие хромосому 12, которые соответствовали феномену хромоана-генеза. На основании полученных данных делается вывод о сложности лимфомогенеза и о важном месте в нем сложных хромосомных изменений.
ЛИМФОМА ХОДЖКИНА (ПЕРЕВИВАЕМАЯ КЛЕТОЧНАЯ ЛИНИЯ)
Заслуживающие внимания данные по лимфоме Ходжкина (ЛХ) получены недавно при анализе геномного профиля клеточных линий, полученных от этих больных [16]. Как показало FISH-исследование, в одной из этих линий (Ь-1236) амплифицированные хромосомные сегменты хромосом 3 и 9 были найдены в деривате хромосомы 6 и при этом они обнаруживали все признаки хаотически возникшей мутации. В роли одной из мишеней такого обмена выступил также ген ЛБЬ1, что, с одной стороны, привело к его гиперэкспрессии, с другой — к появлению выраженной фармакологической резистентности к основному блокатору тирозинкиназ — дазатинибу. Поскольку хромотрипсис в клеточных линиях ЛХ не является редкостью, напрашивается вывод, что они могут быть успешно использованы в дальнейшем для более глубокого исследования обсуждаемого здесь нового феномена и связанных с ним молекулярных механизмов онкогенеза [1].
ОПУХОЛИ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗА
Исследования феномена хромотрипсиса проводились как на клеточных линиях опухолей, так и непосредственно на образцах опухолевой ткани. Следует отметить, что из-за методических трудностей предпочтение отдавалось первым. Хромотрипсис был выявлен у 2-3 % больных со злокачественными новообразованиями различных локализаций [1], а также у 25 % пациентов с опухолями костей [36]. Анализ проведенных к настоящему времени исследований генетических и молекулярных механизмов возникновения хромотрипсиса в опухолях привел к убеждению, что феномен тесно связан с клеточным циклом, синтезом
ДНК [30] и образованием микроядер [37]. Кроме того, не последнее место в этом процессе занимают:
а) присутствующие в клетках врожденные или приобретенные робертсоновские транслокации;
б) мутации гена ТР53 [6, 7];
в) укорочение (стирание) хромосомных теломер [1].
Большинство обнаруженных находок было сделано на перевиваемых клеточных линиях [1, 16, 38-40], что и предопределило основной порядок обсуждения материала.
В базовой работе по хромотрипсису [1] молекулярное исследование структуры копий ДНК, выполненное методом БЫР, включило 746 перевиваемых клеточных линий. Показано, что 96 (13 %) из них имели по крайней мере одну хромосому с 50 геномными перестройками и более, причем в 18 (2,4 %) из 746 проанализированных клеточных линий профили копий ДНК были сходны с таковыми в ранее описанном наблюдении ХЛЛ. Далее оказалось, что изменения в копиях ДНК генома в этих наблюдениях касались всей хромосомы, ее плеча, теломерной или интерстициальной области. Хотя вид этих геномных изменений отличался в разных случаях, все же они были свойственны не единичным больным. В частности, однотипные изменения были отмечены в 4 линиях от больных с меланомой, в 3 — с мелкоклеточным раком легкого и глиомами, по 1 — с крупноклеточным раком легкого, опухолью пищевода, раком толстой кишки, почки и щитовидной железы. В описанных позднее клеточных линиях БСЬС-21И и БЫи-С1, полученных соответственно от больных мелкоклеточным раком легкого и раком толстой кишки, количество идентифицированных геномных обменов уже достигало 239, причем подавляющее большинство из них приходилось на хромосому 15. В свою очередь, в клеточных линиях из опухоли щитовидной железы и почки имело место 77 и 55 геномных обменов, которые затрагивали короткие плечи хромосом 9 и 5 соответственно. Конфигурация генома в этих клеточных линиях во многом соответствовала таковым у больной ХЛЛ. Узкая же направленность повреждений генома особенно наглядно была представлена в линии 8505С, где геномные обмены затрагивали теломерную часть короткого плеча хромосомы 9, что приводило к сближению большинства центромерных сегментов короткого (р) и всего длинного плеча хромосомы 9.
Чтобы ответить на вопрос, возникают ли геномные обмены на одной родительской копии ДНК или на обеих, исследователи провели спектральный анализ хромосом из 3 клеточных линий. Одна из них (ТК10), будучи гипердиплоидной, включала 6 родительских копий хромосомы 5. При этом кариотип включал 4 нормальных хромосомы 5 и 2 маленьких хромосомных деривата. По аналогии с клеточной линией 8505С две копии хромосомы 9 имели отмеченные выше укороченные плечи (р), а две других хромосомы этой пары никаких изменений не претерпевали. Вместе с тем ни один из трех кариотипов не обнаружил транслокаций, включающих отмеченные выше хромосомы-дериваты, что косвенно указывало
на внутрихромосомное происхождение этих обменов. Кроме того, во всех клетках имели место цитогенети-ческие изменения, которые (по данным спектрального кариотипа) свидетельствовали о вовлечении в обмены только одной родительской копии хромосомы. Чтобы подтвердить корректность этого заключения, авторы активно использовали различные по цвету Р1БИ-пробы к 5 потенциально важным районам хромосомы 5. Они обнаружили воссоединения поломанных и инвертированных участков хромосом по типу «голова к голове» в регионах 32 МЬ и 66 МЬ (рис. 5). Подобные же инвертированные соединения были найдены в трех других областях генома, где они тесно соседствовали еще и с тандемной дупликацией. В итоге с помощью меченных разными красителями Р1БИ-проб в клетках линии ТК10 было выявлено 4 копии хромосомы 5 на клетку, причем в каждой клетке было зарегистрировано по 2 производных хромосомы 5, в которых все 5 флюоресцентных проб находились близко, что подтверждало данные ранее проведенного тотального секвенирования генома. Как оказалось, такие особенности его перестройки были свойственны всем изученным клеткам и достаточно убедительно указывали на наличие сложных геномных изменений по крайней мере у 2-3 % всех больных со злокачественными новообразованиями различной локализации.
Помимо перевиваемых клеточных линий феномен хромотрипсиса был успешно выявлен также в первичных биоптатах многих опухолей. В общей популяции онкологических больных частота феномена колеблется от 1 до 5 % [1, 38, 41]. Следует отметить, что между отдельными вариантами опухолей разница более существенная [4, 12, 42]. Высокая частота хро-мотрипсиса свойственна опухолям костей [1], раку молочной железы [42, 43], простаты [42, 44], кишечника [4, 9] и пищевода [13]. Реже этот феномен встречается при раке печени [42] и мочеполовой системы [4, 42, 45]. При опухолях мозга [7, 39, 40] и эпиндимомах [4, 46] он наблюдается редко. Похоже, что частота хромотрипсиса определяется наличием в клетках больных повреждения гена ТР53, что нагляднее всего демонстрируется при исследовании медуллобластом [47, 48].
ОПУХОЛИ КОСТЕЙ
Согласно данным изучения спектрального кариотипа в клетках остеосарком, довольно часто обнаруживались сложные хромосомные перестройки, вовлекающие в обмены хромосомы 8, 17 и 20 [49]. Наиболее часто хромотрипсис наблюдался при опухолях костей, что отмечалось и автором этого феномена [1]. В частности, хромотрипсис был выявлен у 20 больных с опухолями костей, в т. ч. у 9 с остеосаркомами и 11 с хондромами. У 5 из этих больных (3 — остеосаркома, 2 — хондрома) обнаружено большое количество собранных в кластеры обменов генома с признаками хромотрипсиса. У 4 больных перестройки генома касались обменов лишь нескольких хромосом, хотя количество идентифицированных приобретенных геномных обменов (147 на клетку) представляется
Рис. 5. Схематическое изображение перестроек хромосом 1, 2, 15 и 2, 8, 13 в двух наблюдениях хромотрипсиса (адаптировано из [76]) Fig. 5. Diagram of rearrangement of chromosomes 1, 2, 15 and 2, 8, 13 in two cases of chromothripsis (adapted from [76])
значительным. В эти обмены были вовлечены короткие или длинные плечи хромосом 3 (3q), 4 (4q), 7 (7q), 8 (8p) и 9 (9p). Как внутрихромосомные расценивались 49 из 147 обменов хромосом. Они обнаруживали ту же самую комбинацию описанных выше инвертированных и неинвертированных обменов. В образцах от 3 больных с остеосаркомами было идентифицировано 88, 86 и 24 обмена со сходной общей формой, изменением числа копий и обменов. В свою очередь, в образце другой хондромы было обнаружено 38 геномных обменов с пересекающимися областями 4 хромосом. Больные были в возрасте 9-64 лет.
Механизмы возникновения хромотрипсиса еще до конца неясны. Доминирующее к настоящему времени положение о месте в развитии хромотрипсиса какого-либо одного катастрофического молекулярного события у некоторых исследователей вызывает скепсис [2]. Очевидно поэтому при описании сложных геномных и хромосомных обменов наряду с хромотрипсисом все чаще стали пользоваться терминами «хромолепсис» или « хромоанасинтез» [2, 8]. Хромолепсис предполагает возможность множественных повреждений хромосом, а термин «хромоанасинтез» позволяет объединить в одном понятии и хаотический распад хромосом, и последующее вхождение фрагментов этого распада в состав новообразованных хромосомных структур.
МЕДУЛЛОБЛАСТОМЫ
На наш взгляд, исследования медуллобластом существенно укрепили признание вероятности хаотического распада генома с частичным вовлечением образовавшихся фрагментов хромосом в состав
новообразованных [7, 47]. Однако скоротечность этого события и возможность его возникновения в одной клетке у некоторых исследователей все еще вызывают сомнения [2, 50]. Несмотря на данное обстоятельство, возможность массивного повреждения генома в опухолях наряду с поэтапным формированием множественных хромосомных нарушений никем уже не оспаривается. Более того, считается доказанным, что массивные геномные нарушения находятся в тесной связи с повреждениями гена ТР53 [1, 6, 7]. Наиболее наглядно это положение было продемонстрировано у больных с медуллобластомами, часть из которых развивается на фоне врожденной мутации гена ТР53 (синдром Ли—Фраумени). Как оказалось, частота сложных геномных обменов у этой категории больных была отчетливо выше, чем при других злокачественных новообразованиях [7, 51].
ГЛИОМЫ И ГЛИОБЛАСТОМЫ
Самыми частыми первичными новообразованиями вещества мозга являются глиомы и глиобластомы [52]. На основании исследований опухолевой ткани среди них выделяют глиомы низкой (I и II) и высокой (III и IV) степени злокачественности. Кроме того, к глиомам высокой степени злокачественности относят глиобла-стому IV степени. Молекулярный анализ биоптатов выполнен у 94 больных, разделенных на 4 группы. Основой для разделения на группы стали степень злокачественности (II-III vs IV) и тип гена /DH (неизмененный vs мутантный). Преобладали мужчины. Среди вовлеченных в перестройки хромосомных областей оказалась зона гена ТР53. Имевшая место прогрессия
глиом с мутантным геном lDH сопровождалась повышенной хромосомной нестабильностью и потерей хромосомы 7 с расположенным в ней геном рецептора эпидермального фактора роста (ЕСРЯ), а также участки длинного плеча хромосомы 10, включающие ген PTEN.
В другом исследовании [53] показано, что частота хромотрипсиса в глиобластомах была намного выше (39 %), чем в других опухолях (9 %). При этом имели место важные молекулярные сдвиги, касающиеся генов EGFR, MDM2, MDM4 и CDK4.
НЕЙРОБЛАСТОМЫ
Нейробластомы — это злокачественные опухоли нервной системы у детей, вовлекающие в патологический процесс симпатическую нервную систему. Как оказалось, приблизительно у половины детей опухоль подвергается спонтанной регрессии и лечение не требуется. В то же время течение заболевания в ряде случаев отличается выраженной агрессивностью и неблагоприятным прогнозом. Молекулярных исследований с использованием метода тотального секвенирования ДНК при нейробластомах пока проведено мало [54, 55]. Хотя мутаций ДНК в первой из этих работ было выявлено мало, хромотрипсис-подобные изменения были обнаружены у 16 (18 %) из 87 больных с нейро-бластомой высокой степени злокачественности, что ассоциировалось с повреждением ряда ответственных за генез нервной ткани генов и плохим прогнозом. Интересно и то, что агрессивное течение большинства этих нейробластом не было связано с амплификацией гена MYCN. Таким образом, в геномном ландшафте нейробластом с агрессивным течением хромотрипсис и повреждения ответственных за генез нейронов генов не являются случайными. В этом же убеждают результаты другого недавно выполненного исследования такого рода [55]. Феномен хромотрипсиса был обнаружен у 3 из 4 обследованных больных с нейро-бластомами высокого риска, причем распад генома вовлекал хромосомы 5, 17 или 20 (по 1 хромосоме у каждого пациента).
ОПУХОЛИ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Исследований феномена хромотрипсиса в биоптатах опухолей из молочной железы пока проведено немного [11, 56-58]. Тем не менее с помощью усовершенствованной молекулярной технологии при этой опухоли уже удалось продемонстрировать частые поломки хромосомы 17 в области выше ампликона ЕЯББ2. Кроме того, оказалось, что в группе с прогностически неблагоприятным раком молочной железы хромотрипсис или приравненные к нему варианты сложных нарушений хромосом имели место у 41 % пациенток, что значительно выше, чем при других локализациях рака. В дополнение к этому похожие на хромотрипсис перестройки хромосом были отмечены также в ряде других работ [11]. В одной из них [58] полное геномное секве-нирование было осуществлено в биоптатах метастазов 11 больных раком молочной железы. Характер выявленных геномных нарушений был различным. Часть из
них распределялась по всему геному, а другие оказались узко локализованными в нескольких хромосомах, что напоминало хромотрипсис. Обмены чаще вовлекали места локализации генов, среди которых были TP53, RB1, PTEN и ESR1, что, по-видимому, способствовало опухолевой прогрессии. Важно и то, что характер геномных изменений в первичной опухоли и в метастазах у одной и той же пациентки был идентичным.
РАК ПРОСТАТЫ
Молекулярно-биологических исследований, направленных на выявление и характеристику хромотрип-сиса при раке простаты, пока немного [11, 59]. Самое большое из них включало изучение геномного профиля опухолевых клеток у 132 пациентов [11]. Хромотрипсис был обнаружен у У3 из них. Уровень хромотрипсиса не увеличивался в поздних стадиях заболевания и, по-видимому, мало способствовал опухолевой прогрессии. Авторы не отметили каких-либо особенностей распределения поломок по хромосомам. В то же время выявлена определенная зависимость частоты обнаружения феномена хромотрипсиса от размера хромосом [44]. При этом распределение связанных с хромотрипсисом фрагментов хромосом не соответствовало установленным ранее местам повышенной их ломкости, но коррелировало с размером самой хромосомы.
РАК ЛЕГКОГО
Мелкоклеточный рак легкого составляет приблизительно 15 % среди больных со злокачественными новообразованиями легких. Он встречается у злостных курильщиков и часто заканчивается летальным исходом. Опухолевым клеткам свойственна экспрессия ряда нейроэндокринных маркеров [60]. Недавно выполненное полное геномное секвенирование у 110 больных мелкоклеточным раком легкого позволило выявить 2-аллельную инактивацию генов TP53 и RB1, части из которых были присущи сложные геномные обмены. Феномен хромотрипсиса был доказан только в 2 наблюдениях с неизмененным геном RB1, что сопровождалось гиперэкспрессией в клетках циклина Э1. Из этой работы следует, что повреждения в генах TP53 и RB1 характерны для данного вида рака. В то же время появились первые сообщения о возможности развития этого феномена у злостных курильщиков, страдающих другими видами рака легкого [61].
ОПУХОЛИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
Анализ доступной нам литературы показал, что молекулярно-биологические исследования с использованием тотального секвенирования концевой спаренной ДНК или БЫР были выполнены у больных с метастазами опухоли поджелудочной железы [62], с опухолями кишечника [63] и печени [64]. В первой работе [62] у 1 из 13 обследованных пациентов авторы обнаружили множество геномных обменов (п = 41), вовлекавших в перестройки хромосомы 1, 4, 10 и 14, что
объясняется позднее описанным ими же феноменом хромотрипсиса. Во второй работе [63] речь шла о больных с первичным и метастазирующим раком толстой кишки, у которых с помощью метода SNP авторы выявили феномен хромотрипсиса разной степени выраженности, что в части наблюдений приводило к обменам важных генов, в т. ч. NOTCH2, EXO1 и MLL3. После экзомного секвенирования количество вовлеченных в перестройки генов достигло 24, включая гены APC, KRAS, SMAD4 и P1K3CA. Сравнительный анализ соматических повреждений в образцах первичной опухоли и метастазах показал, что многие новообразованные в результате хромотрипсиса геномные кластеры, так же как изолированные обмены и точечные мутации, были представлены независимо в первичной опухоли либо в метастазах и, по-видимому, вовлекали не случайно, а специфически ответственные за канцерогенез гены. Наконец, в третьей работе [64] речь шла о раке печени, развившемся у одного из больных с хроническим гепатитом, при котором имели место хромотрипсис-подобные изменения с вовлечением в катастрофическое разрушение хромосомы 11.
ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ ДРУГИХ ЛОКАЛИЗАЦИЙ
Отдельные случаи хромотрипсиса были опубликованы также при эпиндимомах [4, 46] и ретинобла-стомах [65], а также при некоторых других, более редких вариантах опухолей [1]. В последнем случае связанные с хромотрипсисом повреждения генома затрагивали область гена ЯБ1, что, по-видимому, и приводило к его инактивации.
ХРОМОТРИПСИС И РЕПРОДУКЦИЯ
Было показано, что хромотрипсис влияет на изменения генома зародышевых линий [66-70], в первую очередь в сперматогенезе [70]. С другой стороны, этот феномен был выявлен неоднократно на этапе пренатального диагноза [71], а также у практически здоровых родителей [72]. Следует отметить, что переданные потомству измененные хромотрипсисом хромосомы оказались ответственны за возникновение ряда тяжелых врожденных дефектов развития. Интересно, что ряд механизмов, ответственных за возникновение хро-мотрипсиса у лиц с конституциональными дефектами и при раке, оказался идентичным [73].
ЦИТОГЕНЕТИКА ХРОМОТРИПСИСА
К цитогенетическим проявлениям хромотрипсиса относятся многочисленные амплификации большой области хромосомы 21 [18], приводящие к образованию необычного маркера 1ДМР21, который имел место и у нашей больной. При этом было показано, что риск возникновения этого феномена возрастал в 2700 раз у носителей врожденной, редко встречающейся ро-бертсоновской транслокации гоЬ(15;21)^10^10) [1], что в нашем наблюдении было исключено.
ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ХРОМОТРИПСИСА
Несмотря на большой клинический и экспериментальный материал, посвященный феномену хромотрипсиса, механизмы его возникновения и развития остаются неясными [50, 74]. Поскольку подавляющее число поломок ДНК при хромотрипсисе по своей сути является микрогомологичным [45], есть все основания считать, что репарация возникших в клетке повреждений ДНК осуществляется путем негомологичного концевого спаривания [75, 76], что успешно используется для его выявления. Что же касается тонких молекулярных механизмов, они различными исследовательскими группами трактуются по-разному. На наш взгляд, к настоящему времени лучше всего сформулирована концепция, согласно которой возникновение хромотрипсиса связано с образованием микроядер [1, 30, 37, 77-79]. Не ставится также под сомнение и возможность возникновения хромотрипсиса вследствие воздействия на ДНК и митоз клеток ионизирующего излучения и свободных радикалов [4, 14, 33, 73, 80]. Никем не оспаривается также вероятность участия в хромотрипсисе повторного образования в клетках хромосомных мостов и их разрывов, которые во многом обусловлены стиранием теломер [1, 81, 82]. При этом нельзя упускать из внимания возможность участия в возникновении хромотрипсиса повреждений в гене ТР53 [1, 6, 7, 42]. В свою очередь, данное обстоятельство может быть связано с возникновением дицентриков и образованием свойственных им анафазных хромосомных мостов. Поскольку в таких условиях содержащие две центромеры хромосомы во время растаскивания по дочерним ядрам способны разрываться, их естественное восстановление может сопровождаться появлением достаточно локализованных в пределах одной хромосомы множественных хромотрипсис-по-добных геномных повреждений [81]. Согласно этой концепции, высокая частота хромотрипсиса у больных ОЛЛ, а также у лиц со врожденными робертсоновскими транслокациями может объясняться имеющейся у них большой склонностью к образованию дицентриков, анафазных мостов, микроядер и т. д. [4, 18].
В целом из приведенных данных следует, что мутации, ответственные за сохранение целостности гена TP53 у больных с доказанным феноменом хромотрипсиса, представлены довольно часто [1, 6, 7]. Одним из основных доказательств этого важного для онкологии положения может быть факт высокой частоты хромотрипсиса у больных с особым типом Sonic-Hedgehog медуллобластом (SHH-MB), при котором ген TP53 является наследственно измененным. Кроме того, высокая вероятность рака и хромотрипсиса была отмечена у больных с синдромом Ли—Фра-умени, при котором дефект гена TP53 регистрируется даже в зародышевых линиях [7]. Изучавшие этот феномен исследователи с помощью метода SNP провели анализ материала медуллобластом четырех типов у 98 больных, причем 13 из них имели связанный с мутациями гена TP53 хромотрипсис. У 11 из 13 пациентов диагностирована медуллобластома упомянутого SHH-MB-подтипа, причем в 10 из 11 случаев имели место мутации гена TP53. Как показал дальнейший анализ, мутации гена TP53 в зародышевых линиях пациентов
с SSH-MB были обнаружены еще до хромотрипсиса. Кроме того, высокая частота ассоциаций массивных геномных обменов с повреждениями гена TP53 отмечалась ранее у больных с различными локализациями рака [7], а также с опухолями системы крови [6, 32, 83].
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Поскольку повреждения гена TP53 часто предшествуют выявлению феномена хромотрипсиса, больные с такими нарушениями должны подвергаться углубленному молекулярному исследованию методом тотального секвенирования концевой двунитчатой ДНК или SNP. Другая группа кандидатов на исследование — это больные с необъяснимой экспрессией генов. В частности, речь может идти о пациентах с гиперэкспрессией гена EVI1, у которых вовлечение в перестройки локуса 3q26 на хромосомном уровне не выявлено [84]. Перспективным также представляется такое исследование в группе больных с амплификацией гена MLL, у которых отчетливой связи с видимыми под микроскопом повреждениями локуса 11q23 не прослеживается. Наконец, представляется оправданным проведение подобного анализа у пациентов со множественными нарушениями хромосом, которые нередко обнаруживаются только на этапе посттрансплантационных рецидивов [85, 86].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из представленных данных становится очевидным, что феномен хромотрипсиса вызывает особый интерес у исследователей. Помимо солидных опухолей различных локализаций он был обнаружен у больных ХЛЛ, ММ, ОМЛ, МДС, ОЛЛ, ЛХ и НХЛ. Одним из ключевых моментов возникновения хромотрипсиса служит повреждаемый разными способами ген TP53. Совершенствование молекулярных технологий тотального секвенирования концевой двунитчатой ДНК с разработкой специальных наборов реактивов для упрощенного выявления феномена хромотрипсиса вселяет надежду на быстрый успех в различных областях онкологии и онкогематологии.
КОНФЛИКТЫ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.
ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ
Исследование не имело спонсорской поддержки.
ВКЛАД АВТОРОВ
Концепция и дизайн: Н.Н. Мамаев, Т. Л. Гиндина.
Сбор и анализ данных: Н.Н. Мамаев, Т.Л. Гиндина, Э.Г. Бойченко.
Предоставление материалов исследования: Н.Н. Мамаев, Т.Л. Гиндина, Э.Г. Бойченко. Подготовка рукописи: Н.Н. Мамаев, Т.Л. Гиндина. Окончательное одобрение рукописи: Н.Н. Мамаев, Т.Л. Гиндина, Э.Г. Бойченко.
AMTEPATyPA/REFERENCES
1. Stephens PJ, Greenman CD, Fu B, et al. Massive genomic rearrangement acquired in a single catastrophic event during cancer development. Cell. 2011;144(1):27-40. doi: 10.1016/j.cell.2010.11.055.
2. Righolt C, Mai S. Shattered and stitched chromosomes - chromothripsis and chromoanasynthesis - manifestation of a new chromosome crisis. Genes Chromos Cancer. 2012;51(11):975-81. doi: 10.1002/gcc.21981.
3. Tan L, Xu L-H, et al. Small Lymphocytic Lymphoma/Chronic lymphocytic leukemia with chromothripsis in an old woman. Chin Med J. 2015;128(7):985-7. doi: 10.4103/0366-6999.154329.
4. de Pagter MS, Kloosterman WP. The diverse effects of complex chromosome rearrangements and chromothripsis in cancer development. In: BM Ghadimi, T Ried, eds. Chromosomal Instability in Cancer Cells. Recent Results in Cancer Research 200. Switzerland: Springer International Publishing; 2015. pp. 165-93. doi: 10.1007/978-3-319-20291-4_8.
5. Magrangeas F, Avet-Loiseau H, Munshi NC, et al. Chromothripsis identifies a rare and aggressive entity among newly diagnosed multiple myeloma patients. Blood. 2011;118(3):675-8. doi: 10.1182/blood-2011-03-344069.
6. Pei J, Jhanwar SC, Testa J R. Chromothripsis in a case of TP53-deficient chronic lymphocytic leukemia. Leuk Res Rep. 2012;1(1):4-6. doi: 10.1016/j. lrr.2012.09.001.
7. Rausch T, Jones DT, Zapatka M, et al. Genome sequencing of pediatric medulloblastoma links catastrophic DNA rearrangements with TP53 mutations. Cell. 2012;148(1-2):59-71. doi: 10.101.1016/j.cell.2011.12.013.
8. Ortega V, Chaubey A, Mendiola C, et al. Complex chromosome rearrangements in B-cell lymphoma: Evidence of chromoanagenesis? A case report. Neoplasia. 2016;18(4):223-8. doi: 10.1016/j.neo.2016.02.004.
9. Govind SK, Zia A, Hennings-Yeomans PH, et al. ShatterProof: operational detection and quantification of chromothripsis. BMC Bioinform. 2014;15(1):78. doi: 10.1186/1471-2105-15-78.
10. Korbel JO, Campbell PJ. Criteria for inference of chromothripsis in cancer genomes. Cell. 2013;152(6):1226-36. doi: 10.1016/j.cell.2013.02.023.
11. Baca SC, Prandi D, Lawrence MS, et al. Punctuated evolution of prostate cancer genomes. Cell. 2013;153(3):666-77. doi: 10.1016/j.cell.2013.03.021.
12. Kloosterman WP, Koster J, Molenaar JJ. Prevalence and clinical implications of chromothripsis in cancer genomes. Curr Opin Oncol. 2014;26(1):64-72. doi: 10.1097/CCO.0000000000000038.
13. Nones K, Waddell N, Wayte N, et al. Genomic catastrophes frequently arise in esophageal adenocarcinoma and drive tumorigenesis. Nat Commun. 2014;5:5224. doi: 10.1038/ncomms6224.
14. Maher CA, Wilson RK. Chromothripsis and human disease: piecing together the shattering process. Cell. 2012;148(1-2):29-32. doi: 10.1016/j.cell.2012.01.006.
15. Alves TI, Hiltemann S, Hartjes T, et al. Gene fusions by chromothripsis of chromosome 5q in the VCaP prostate cancer cell line. Hum Genet. 2013;132:709-13. doi: 10.1007/s00439-013-1308-1.
16. Nagel S, Mever C, Quantmeier H, et al. Chromothripsis in Hodgkin lymphoma. Genes Chromos Cancer. 2013;52(8):791-7. doi: 10.1002/gcc.22069.
17. Salaverria I, Martin-Garcia D, Lopez C, et al. Detection of chromothripsis-like patterns with a custom array platform for chronic lymphocytic leukemia. Genes Chromos Cancer. 2015;54(11):668-80. doi: 10.1002/gcc.22277.
18. Li Y, Schwaab C, Ryan SL, et al. Constitutional somatic rearrangement of chromosome 21 in acute lymphoblastic leukemia. Nature. 2014;508(7494):98-102. doi: 10.1038/nature13115.
19. de Pagter MS, van Roosmalen MJ, Baas AF, et al. Chromothripsis in healthy individuals affects multiple protein-coding genes and can result in severe congenital abnormalities in offspring. Am J Hum Genet. 2015;96(4):651-6. doi: 10.1016/j.ajhg.2015.02.005.
20. Bignell GR, Greenman CD, Davies H, et al. Signatures of mutation and selection in the cancer genome. Nature. 2010;463(7283):893-8. doi: 10.1038/ nature08768.
21. Adhvaryu SG, Vyas RC, Jani KH, et al. Complex translocation involving chromosomes #1, #9, and #22 in a patient with chronic myelogenous leukemia. Cancer Genet Cytogenet. 1988;32(2):277-80. doi: 10.1016/0165-4608(88)90291-9.
22. Kadam PR, Nanjangud GJ, Advani SH. The occurrence of variant Ph translocations in chronic myeloid leukemia (CML): a report of six cases. Hematol Oncol. 1990;8(6):303-12. doi: 10.1002/hon.2900080602.
23. Fitzgerald PH, Morris CM. Complex chromosomal translocations in the Philadelphia chromosome leukemias. Serial translocations or a concerted genomic rearrangement. Cancer Genet Cytogenet. 1991;57(2):143-51. doi: 10.1016/0165-4608(91)90145-k.
24. Nishi Y, Akiyama K, Korf BR. Characterization of N-myc amplification in a human neuroblastoma cell line by clones isolated following the phenol emulsion reassociation technique and by hexagonal field gel electrophoresis. Mamm Genome. 1992;2(1):11-20. doi: 10.1007/bf00570436.
25. Cowell JK. Double minutes and homogenously staining regions: gene amplification in mammalian cells. Annu Rev Genet. 1982;16(1):21-59. doi: 10.1146/ annurev.ge.16.120182.000321.
26. Cowell JK, Miller OJ. Occurrence and evolution of homogenously staining regions may be due to breakage-fusion-bridge cycles following telomere loss. Chromosoma. 1983;88(3):2016-21. doi: 10.1007/bf00285623.
27. Shimizu N, Shindaki K, Kaneko-Sasaguri Y, et al. When, where and how the bridge breaks: anaphase bridge breakage plays a crucial role in gene amplification and HSR generation. Exp Cell Res. 2005;302(2):233-43. doi: 10.1016/j. yexcr.2004.09.001.
28. Shimizu N. Extra chromosomal double minutes and chromosomal ho-mogenously staining regions as probes for chromosome research. Cytogenet Genome Res. 2009;124(3-4):312-26. doi: 10.1159/000218135.
29. Bignell GR, Santarius Th, Pole JCM, et al. Architectures of somatic genomic rearrangement in human cancer amplicons at sequence-level resolution. Genome Res. 2007;17(9):1296-303. doi: 10.1101/gr.6522707.
30. Crasta K, Ganem NJ, Dagher R, et al. DNA breaks and chromosome pulverization from errors in mitosis. Nature. 2012;482(7383):53-8. doi: 10.1038/ nature10802.
31. Bassaganyas L, Bea S, Escarami G, et al. Sporadic and reversible chro-mothripsis in chronic lymphocytic leukemia revealed by longitudinal genomic analysis. Leukemia. 2013;27(12):2376-9. doi: 10.1038/leu.2013.127.
32. Zehentner BK, Hartmann L, Johnson KRT, et al. Array-based karyotyping in plasma cell neoplasia after plasma cell enrichment increases detection of genomic aberrations. Am J Clin Pathol. 2012;138(4):579-89. doi: 10.1309/ajcpkw31baimvgst.
33. Jacoby MA, de Jesus Pizarro R, Shao J, et al. The DNA double-strand break response is abnormal in myeloblasts from patients with therapy-related acute myeloid leukemia. Leukemia. 2014;28(6):1242-51. doi: 10.1038/leu.2013.368.
34. Zemanova Z, Michalova K, Buryova H, et al. Involvement of deleted chromosome 5 in complex chromosomal aberrations in newly diagnosed myelodysplastic syndromes (MDS) is correlated with extremely adverse prognosis. Leukemia Res. 2014;38(5):537-44. doi: 10.1016/j.leukres.2014.01.012.
35. Agrawal A, Modi A, Alagusundaramoorthy SS, et al. Chromothripsis: Basis of a concurrent unusual association between myelodysplastic syndrome and primary ciliary dyskinesia. Case Rep Hematol. 2014:1-5. doi. 10.1155/2014/149878.
36. Forment JV, Kaidi A, Jackson SP. Chromothripsis and cancer: causes, and consequences of chromosome shattering. Nat Rev Cancer. 2012;12(10):663-70. doi: 10.1038/nrc3352.
37. Zhang CZ. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei. Nature. 2015;522(7555):179-84. doi: 10.1038/nature14493.
38. Kim TM, Ruibin Xi, Lovelace J, et al. Functional genomic analysis of chromosomal aberrations in a compendium of 8000 cancer genomes. Genome Res. 2013;23(2):217-27. doi: 10.1101/gr.140301.112.
39. Malhotra A, Lindberg M, Faust GG, et al. Breakpoint profiling of 84 cancer genomes reveals numerous complex rearrangements spawned by homology-independent mechanisms. Genome Res. 2013;23(5):762-76. doi: 10.1101/ gr.143677.112.
40. Yang L, Luquette LJ, Gehlenborg N, et al. Diverse mechanisms of somatic structural variations in human cancer genomes. Cell. 2013;53(4):919-29. doi: 10.1016/j.cell.2013.04.010.
41. Zack T, Luquette LJ, Gehlenborg N, et al. Pan-cancer patterns of somatic copy number alteration. Nat Genet. 2013;45(10):1134-40. doi: 10.1016/j. cell.2013.04.010.
42. Cai H, Kumar N, Bagheri HC, et al. Chromothripsis-like patterns are recurring but heterogeneously distributed features in a survey of 22,347 cancer genome screens. BMC Genomics. 2014;15(1):82-95. doi: 10.1186/1471-2164-15-82.
43. Przybytkowski E, Lenkiewicz E, Barrett MT, et al. Chromosome-breakage genomic instability and chromothripsis in breast cancer. BMC Genomics. 2014;15(1):579. doi: 10.1186/1471-2164-15-579.
44. Kovtun IV, Murphy SJ, Johnson SH, et al. Chromosomal catastrophe is a frequent event in clinically insignificant prostate cancer. Oncotarget. 2015;6(30):29087-96. doi: 10.18632/oncotarget.4900.
45. Morrison CD, Liu P, Woloszynska-Read A, et al. Whole-genome sequencing identifies genomic heterogeneity at a nucleotide and chromosomal level in bladder cancer. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111(6):E672-81. doi: 10.1073/ pnas.1313580111.
46. Fukuoka K, Fukushima S, Yamashita S, et al. Molecular classification of ependymomas in a Japanese cohort. Neuro-Oncology. 2015;17(Suppl 3):iii6. doi: 10.1093/neuonc/nov061.21.
47. Jones DT, Jager N, Kool M, et al. Dissecting the genomic complexity underlying medulloblastoma. Nature. 2012;488(7409):100-5. doi: 10.1038/nature11284.
48. Kool M, Jones DT, Jager N, et al. Genome sequencing of SHH medulloblas-toma predicts genotype-related response to smoothened inhibition. Cancer Cell. 2014;25(3):393-405. doi: 10.1016/j.ccr.2014.02.004.
49. Bayani J, Zielenska M, Pandita A, et al. Spectral karyotyping identifies recurrent complex rearrangements of chromosomes 8, 17, and 20 in osteosarcomas. Genes Chromos Cancer. 2003;36(1):7-16. doi: 10.1002/gcc.10132.
50. Ivkov R, Bunz F. Pathways to chromothripsis. Cell Cycle. 2015;14(18):2886-90. doi: 10.1080/15384101.2015.1068483.
51. Northcott PA, Shih DJH, Peacock J, et al. Subgroup-specific structural variation across 1,000 medulloblastoma genomes. Nature. 2012;488(7409):49-56. doi: 10.1038/nature11327.
52. Cohen A, Sato M, Aldape K, et al. DNA copy number analysis of Grade II-III and Grade IV gliomas reveals differences in molecular ontogeny including chromothripsis associated with IDH mutation status. Acta Neuropathol Commun. 2015;3(1):34. doi: 10.1186/s40478-015-0213-3.
53. Furgason JM, Koncar RF, Sharon K, et al. Whole genome sequence analysis links chromothripsis to EGFR, MDM2, MDM4, and CDK4 amplification in glioblastoma. Oncoscience. 2015;2(7):618-28. doi: 10.18632/oncoscience.178.
54. Molenaar JJ, Koster J, Zwijnenburg DA, et al Sequencing of neuroblas-toma identifies chromothripsis and defects in neuritogenesis genes. Nature. 2012;483(7391):589-93. doi: 10.1038/nature10910.
55. Peifer M, Hertwig F, Roels F, et al. Telomerase activation by genomic rearrangements in high-risk neuroblastoma. Nature. 2015;526(7575):700-4. doi: 10.1038/nature14980.
56. Natrajan R, Mackay A, Lambros MB, et al. A whole-genome massively parallel sequencing analysis of BRCA1 mutant oestrogen receptor-negative and -positive breast cancers. J Pathol. 2012;227(1):29-41. doi: 10.1002/path.4003.
57. Nik-Zeinal B, Alexandrov LB, Wedge DC, et al. Mutational processes molding the genomes of 21 breast cancers. Cell. 2012;149(6):979-93. doi: 10.1016/j.cell.2012.04.024.
58. Tang M-H, Dahlgren M, Brueffer C, et al. Remarkable similarities of chromosomal rearrangements between primary human breast cancers and matched distant metastases as revealed by whole-genome sequencing. Oncotarget. 2015;6(35):37169-84. doi: 10.18632/oncotarget.5951.
59. Wu C, Wyatt AW, McPherson A, et al. Polygene fusion transcripts and chromothripsis in prostate cancer. Genes Chromos Cancer. 2012;51(12):1144-53. doi: 10.1002/gcc.21999.
60. George J, Lim JS, Jang SJ, et al. Comprehensive genomic profiles of small cell lung cancer. Nature. 2015;524(7563):47-53. doi: 10.1038/nature14664.
61. Govindan R, Ding L, Griffith M, et al. Genomic landscape of Non-small cell lung cancer in smokers and never-smokers. Cell. 2012;150(6):1121-34. doi: 10.1016/j.cell.2012.08.024.
62. Campbell PJ, Yachida S, Mudie, et al. The patterns and dynamics of genomic instability in metastatic pancreatic cancer. Nature. 2010;467(7319):1109-13. doi: 10.1038/nature09460.
63. Kloosterman WP, Hoogstraat M, Paling O, et al. Chromothripsis is a common mechanism driving genomic rearrangements in primary and metastatic colorectal cancer. Genome Biol. 2011;12(10):R103. doi: 10.1186/gb-2011-12-10-r103.
64. Jiang Z, Jhunjhunwala S, Liu J, et al. The effects of hepatitis B virus integration into the genomes of hepatocellular carcinoma patients. Genome Res. 2012;22(4):593-601. doi: 10.1101/gr.133926.111.
65. McEvoy J, Nagahawatte P, Finkelstein D, et al. RB1 gene inactivation by chromothripsis in human retinoblastoma. Oncotarget. 2014;5(2):438-50. doi: 10.18632/oncotarget.1686.
66. Kloosterman WP, Guryev V, van Roosmalen M, et al. Chromothripsis as a mechanism driving complex de novo structural rearrangements in the germline. Hum Mol Genet. 2011;20(10):1916-24. doi: 10.1093/hmg/ddr073.
67. Chiang C, Jacobsen JC, Ernst C, et al. Complex reorganization and predominant non-homologous repair following chromosomal breakage in karyotypi-cally balanced germline rearrangements and transgenic integration. Nat Genet. 2012;44(4):390-7. doi: 10.1038/ng.2202.
68. Madan K. Balanced complex chromosome rearrangements: reproductive aspects. A review. Am J Med Genet. 2012;158A(4):947-63. doi: 10.1002/ajmg.a.35220.
69. Pellestor F. Chromothripsis: how does such a catastrophic event impact human reproduction? Hum Reprod. 2014;29(3):388-93. doi: 10.1093/humrep/deu003.
70. Weckselblatt B, Hermetz KE, Rudd MK. Unbalanced translocations arise from diverse mutational mechanisms including chromothripsis. Genome Res. 2015;25(7):937-47. doi: 10.1101/gr.191247.115.
71. Macera MJ, Sobrino A, Levy B, et al. Prenatal diagnosis of chromothripsis, with nine breaks characterized by karyotyping, FISH, microarray and whole-genome sequencing. Prenat Diagn. 2015;35(3):299-301. doi: 10.1002/pd.4456.
72. de Pagter MS, van Roosmalen MJ, Baas AF, et al. Chromothripsis in healthy individuals affects multiple protein-coding genes and can result in severe congenital abnormalities in offspring. Am J Hum Genet. 2015;96(4):651-6. doi: 10.1016/j.ajhg.2015.02.005.
73. Kloosterman WP, Cuppen E. Chromothripsis in congenital disorders and cancer: similarities and differences. Curr Opin Cell Biol. 2013;25(3):341-8. doi: 10.1016/j.ceb.2013.02.008.
74. Poot M, Haaf T. Mechanisms of origin, phenotypic effects and diagnostic implications of complex chromosome rearrangements. Mol Syndromol. 2015;6(3):110-34. doi: 10.1159/000438812.
75. Liu P, Erez A, Nagamani SCS, et al. Chromosome catastrophes involve replication mechanisms generating complex genomic rearrangements. Cell. 2011;146(6):889-903. doi: 10.1016/j.cell.2011.07.042.
76. Kloosterman WP, Tavakoli-Yaraki M, van Roosmalen MJ, et al. Constitutional chromothripsis rearrangements involve clustered double-stranded DNA breaks and nonhomologous repair mechanisms. Cell Rep. 2012;1(6):648-55. doi: 10.1016/j.celrep.2012.05.009.
77. Hatch EM, Fischer AH, Deerinck ThJ, Hetzer MW. Catastrophic nuclear envelope collapse in cancer cell micronuclei. Cell. 2013;154(1):47-60. doi: 10.1016/j. cell.2013.06.007.
78. Zhang CZ, Leibowitz ML, Pellman D. Chromothripsis and beyond: rapid genome evolution from complex chromosomal rearrangements. Genes Dev. 2013;27(23):2513-30. doi: 10.1101/gad.229559.113.
79. Morishita M, Muramatsu T, Suto Y, et al. Chromothripsis-like chromosomal rearrangements induced by ionizing radiation using proton microbeam irradiation system. Oncotarget. 2015;7(9):10182-92. doi: 10.18632/oncotarget.7186.
80. Holland AJ, Cleveland DW. Mechanisms and consequences of localized, complex chromosomal rearrangements in cancer and developmental diseases. Nat Med. 2012;18(11):1630-8. doi: 10.1038/nm.2988.
81. Sorzano CO, Pascual-Montano A, Sanchez de Diego A, et al. Chromothripsis: breakage-fusion-bridge over and over again. Cell Cycle. 2013;12(13):2016-23. doi: 10.4161/cc.25266.
82. Mardin BR, Drainas AP, Waszak SM, et al. A cell-based model system links chromothripsis with hyperploidy. Mol System Biol. 2015;11(9):828-41. doi: 10.15252/msb.20156505.
83. Zainuddin N, Murray F, Kanduri M, et al. TP53 mutations are infrequent in newly diagnosed chronic lymphocytic leukemia. Leuk Res. 2011;35(2):272-4. doi: 10.1016/j.leukres.2010.08.023.
84. Мамаев Н.Н., Горбунова A.B., Гиндина Т.Л. и др. Лейкозы и миелоди-спластические синдромы с высокой экспрессией гена EVI1: теоретические и клинические аспекты. Клиническая онкогематология. 2012;5(4):361-4.
[Mamaev NN, Gorbunova AV, Gindina TL, et al. Leukemias and myelodysplastic syndromes with high expression of EVI1: theoretical and clinical aspects. Klin-icheskaya onkogematologiya. 2012;5(4):361-4. (In Russ)]
85. Гиндина Т.Л., Мамаев Н.Н., Бархатов И.М. и др. Сложные повреждения хромосом у больных с рецидивами острых лейкозов после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Терапевтический архив. 2012;8:61-6.
[Gindina TL, Mamaev NN, Barkhatov IM, et al. Complex chromosome damages in patients with recurrent acute leukemias after allogeneic hematopoietic stem cell transplantations. Terapevticheskii arkhiv. 2012;8:61-6. (In Russ)]
86. Гиндина Т.Л., Мамаев Н.Н., Николаева Е.Н. и др. Анализ хромосомных нарушений у детей и подростков с посттрансплантационными рецидивами острых лейкозов. Клиническая онкогематология. 2015;8(4):420-7. doi: 10.21320/2500-2139-2015-8-4-420-427.
[Gindina TL, Mamaev NN, Nikolaeva EN, et al. Analysis of Karyotype Aberrations in Children and Adolescents with Post-Transplantation Relapses of Acute Leukemia. Clinical oncohematology. 2015;8(4):420-7. doi: 10.21320/2500-21392015-8-4-420-427. (In Russ)]
87. Mackinnon RN, Campbell LJ. Chromothripsis under the microscope: a cyto-genetic perspective of two cases of AML with catastrophic chromosome rearrangement. Cancer Genet. 2013;206(6):238-51. doi: 10.1016/j.cancergen.2013.05.021.
