CC BY
66
2003;44(3):439—44.
7. Epping M.T., Bernards R. A causal role for the human tumor antigen prreferntially expressed antigen of melanoma in cancer. Cancer Res 2006;66(22):10639-42.
S. Proto-Siqueira R., Figueiredo-Pontes L.L., Panepucci R.A. et al. PRAME is a membrane and cytoplasmic protein aberrantly expressed in chronic lymphoid leukemia and mantle cell lymphoma. Leukem Res 2006;30:1333-9.
9. Абраменко И.В., Белоус Ы.И., фячок
И.А., Мисюрин А.В. Экспрессия гена PRAME при миеломной болезни. Тер арх 2004;(7):35-40.
10. Yang L., Han Y., Saiz F.S. et al. A tumor suppressor and oncogene: the WT1 story Leucemia 2007;21:S6S-76.
11. Gaiger A., Reese V., Disis M.L. et al. Immunity to WT1 in the animal model and in patients with acute myeloid leukemia. Blood 2000;96(4):14S0-9.
12. Holclic M., Korneluk R.G. X-chromo-some-linked Inhibitor of Apoptosis (XIAP).
Nat Rev Mol Cell Biol 2001;2:550-6.
13. Sun Y.E. 3 Ubiquitine ligases as cancer targets and biomarkers. Neoplasia
2006;8:645-54.
14. Silke J., Ekert P.G., Day C.L. et al. Direct inhibitor of caspase 3 is dispensable for the anti-apoptotic activity of XIAP. The EMBO J 2001;20(12):3114—23.
15. Chomcrynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidini-um thiocyanate—phenol—chloroform extraction. Anal Biochem 1987;162:156-9.
ТЯЖЕЛАЯ ВРОЖДЕННАЯ НЕЙТРОПЕНИЯ: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ЛЕЙКЕМОИДНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ
Ю. Скокова, К. Вельте
Отдел молекулярной гематологии Высшей медицинской школы, Ганновер, Германия (перевод Ю.В. Румянцевой, ФГУФедеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии, Москва)
Контакты: Юлия Скокова [email protected]
Тяжелая врожденная нейтропения (ВН) — это гетерогенная патология гемопоэза, характеризующаяся прекращением созревания грануло-цитов на стадии промиелоцитов с абсолютным количеством нейтрофилов в периферической крови (ЛЫС) <0,5x10 9/л. В обзоре суммированы имеющиеся в настоящий момент сведения о патофизиологии развития острой миелобластной лейкемии (ОМЛ) у пациентов с ВН.
По типу наследования ВН делится на два подтипа: 1) с аутосомно-доминантным наследованием, связанный с мутациями ЕЬА2, наблюдающийся у 60% пациентов и 2) с аутосомно-рецессивным наследованием, встречающийся приблизительно у 30% пациентов. ВН рассматривается как прелейкемический синдром, так как через 10 лет наблюдения кумулятивный риск развития лейкемии составляет 21%. Приобретенные мутации рецептора гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФР) обнаружены приблизительно у 80% больных ВН с развившимся ОМЛ. Пациенты с ВН с приобретенными мутациями Г-КСФР составляют группу высокого риска развития лейкемии.
Ключевые слова: тяжелая врожденная нейтропения, мутации рецептора гранулоцитарного колониестимулирующего фактора, острая ми-елобластная лейкемия
SEVERE CONGENITAL NEUTROPENIA: PATHOPHYSIOLOGY OF LEUKEMOGENIC TRANSFORMATION
J. Skokowa, K. Welte
Department of Molecular Hematology, Hannover Medical School, Hannover, Germany
Severe congenital neutropenia (CN) is a heterogeneous disorder of hematopoiesis characterized by a maturation arrest of granulopoiesis at the level of promyelocytes with peripheral blood absolute neutrophil counts (ANC) below <0,5x10 9/L. In this review we summarize our current knowledge on patho-physiolgy of AML in CN patients.
There are two major subtypes of CN as judged by inheritance, 1) autosomal dominant trait defined by ELA2 mutations consisting 60% of patients and 2) autosomal recessive trait comprising approximately 30% ofpatients. CN is considered as a pre-leukemic syndrome, since after ten years of observation the cumulative incidence of acute leukemia is 21%. Acquired G-CSFR mutations are detected in approx. 80% of CN patients who developed AML. CN patients with acquired G-CSFR mutations define a group with high risk for development of leukemia.
Keywords: Severe congenital neutropenia (CN), G-CSFR mutations, AML
Введение
Врожденная нейтропения (ВН) — это мульти-генное заболевание с общим гематологическим и клиническим фенотипом. ВН наследуется аутосом-но-доминантно или аутосомно-рецессивно. Шведский врач R. КоБ^апп [1, 2] описал в 1956 г. ауто-сомно-рецессивную гематологическую патологию с тяжелой нейтропенией, абсолютным количеством нейтрофилов (АМС) <0,5х109/л и появлением тяжелых бактериальных инфекций в раннем возрасте, позднее названную синдромом Костманна.
И прогноз, и качество жизни пациентов с ВН существенно улучшились после появления в 1987 г. терапии гранулоцитарным колониестимулирую-
щим фактором (Г-КСФ) [3—6]. Более 90% пациентов с ВН отвечают на терапию Г-КСФ повышением АМС >1,0х109/л. Следует отметить, что всем ответившим пациентам потребовалось значительно меньшее число антибиотиков и дней госпитализации [6—10]. Несмотря на это, трансплантация гемо-поэтических стволовых клеток (ТГСК) от HLA-совместимого донора остается единственным способом лечения пациентов, рефрактерных к Г-КСФ, и больных с трансформацией в миелодиспластиче-ский синдром — МДС/лейкемию [11].
Диагностика
ВН — редкое заболевание (1—2 случая на 1 млн родившихся). ВН обычно диагностируется уже в пе-
ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ 2 ’2 0 0 9
ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ 2 ’2 0 0 9
риод новорожденное™ или в первые месяцы жизни в связи с развитием повторных тяжелых инфекций (например, пневмонии, абсцессы и т.д.). Необходимо проведение повторных анализов крови с подсчетом количества нейтрофилов, в которых выявляется пер-систирование ANC в пределах диапазона 0—0,2 х109/л. В анализе крови часто отмечаются также анемия легкой степени и тромбоцитоз. Обычно в 2—4 раза по сравнению с нормой увеличено число моноцитов и эозинофилов. Специфические антиней-трофильные антитела отсутствуют [12]. В костном мозге, как правило, обнаруживается «обрыв созревания» нейтрофильных предшественников на стадии промиелоцита/миелоцита вне зависимости от типа наследования. Количество промиелоцитов слегка увеличено, нередко в них выявляются морфологически атипичные ядра и вакуолизация цитоплазмы [9]. Эозинофилия и моноцитоз в костном мозге встречаются часто и не исчезают в процессе терапии. Клеточ-ность костного мозга обычно нормальная или слегка снижена. Число и морфология мегакариоцитов не изменены. Нередко имеют место нарушения роста гра-нулоцитарных колоний in vitro с формированием небольшого числа колоний и признаками «нарушения созревания», несмотря на максимальную стимуляцию факторами роста и другими добавками.
Терапия
Доза Г-КСФ для достижения и поддержания ANC >1000/мкл варьирует между 1 и 120 мкг/кг/сут; большинство пациентов отвечают на дозы Г-КСФ <25 мкг/кг/сут [10, 13—15].
Для больных, не отвечающих на терапию Г-КСФ, единственным доступным на сегодняшний день способом лечения является ТГСК [11]. Однако по-прежнему сложно рекомендовать проведение трансплантации пациентам с ВН, отвечающим на терапию Г-КСФ и не имеющим признаков надвигающейся злокачественной трансформации. Лейкемия
Некоторые описания, сделанные до начала применения терапии Г-КСФ, также свидетельствуют о том, что у пациентов с ВН имеется риск развития лей-кемической трансформации [16, 17]. Были описаны 5 пациентов с ВН, у которых развилась лейкемия до начала терапии Г-КСФ [18]. Однако неизвестно, приведет ли увеличение выживаемости этих пациентов при использовании Г-КСФ к проявлению более высокого риска лейкемогенеза в этой популяции. Общая частота перехода в МДС/ОМЛ (острая миелобластная лейкемия) составляет 11,5% для больных ВН со средним сроком катамнеза приблизительно 5—6 лет [19]. Лейкемическая трансформация развивается и у пациентов с аутосомно-доминантным (с мутациями ELA2) и аутосомно-рецессивным (с мутациями HAX1) типом наследования ВН.
Международный регистр пациентов с тяжелой хронической нейтропенией (Severe Chronic
Neutropenia International Registry; SCNIR) недавно представил более подробное описание первых 374 пациентов с ВЫ (зарегистрированных в 19S7—2000 гг.), находящихся на длительной терапии Г^СФ для идентификации риска лейкемической трансформации [15]. Риск MДС/ОMЛ значительно возрастает на терапии Г^СФ, с 2,9% в год после 6 лет до S,0% в год после 12 лет наблюдения. Kyмyлятивнaя частота MДС/ОMЛ составила 21% после 10 лет наблюдения (рис. 1). Вызывает интерес то, что риск развития
Период терапии Г-КСФ, годы
Рис. 1. Кумулятивный риск развития МДС/ОМЛ и смерти от сепсиса у пациентов с ВН[15]
МДС/ОМЛ повышается при увеличении дозы Г-КСФ. У пациентов с плохим ответом, которым требуется более 8 мкг/кг/сут Г-КСФ, кумулятивный риск развития МДС/ОМЛ составил 40% после 10 лет наблюдения по сравнению с 11% у больных с хорошим ответом [15]. Эти данные были интерпретированы таким образом, что плохой ответ на Г-КСФ определяет «группу риска» в популяции пациентов с ВН и является предиктором неблагоприятного исхода.
Трансформация в МДС/ОМЛ у пациентов с ВН оказалась ассоциирована с наличием одной или более клеточных генетических аномалий, например, моно-сомии 7, мутаций RAS, трисомии 21 или мутаций гена рецептора Г-КСФ (Г-КСФР), обнаружение которых может быть полезным для идентификации подгрупп пациентов с высоким риском развития МДС/ОМЛ. Интересно, что в клетках костного мозга почти 80% больных ВН с трансформацией в МДС/ОМЛ выявляются точечные мутации гена Г-КСФР, приводящие к усечению С-концевой цитоплазматической области рецептора, которая является критической для передачи сигналов созревания [18, 20—26].
В одном из недавних сообщений была выдвинута гипотеза о связи между применением Г-КСФ и развитием моносомии 7 у пациентов с ВН [27] и показано, что клетки с моносомией 7 аномально чувствительны к высоким концентрациям Г-КСФ и использование Г-КСФ приводит к экспансии предсуществующего клона с моносомией 7.
Развитие МДС/ОМЛ — это многоступенчатый процесс, характеризующийся рядом клеточных генетических изменений, свидетельствующих о гене-
тической предрасположенности к злокачественной трансформации. Влияет ли Г-КСФ на эту предрасположенность и каким образом это происходит, остается неясным; кроме того, нет исторического контроля для сравнения и решения этой проблемы. Тем не менее длительная терапия фармакологическими дозами Г-КСФ может вызывать геномную нестабильность в связи с повышением давления при клеточном делении и репликации ДНК. Кроме того, Г-КСФ может приводить к преимущественному вторичному росту предсуществующего клеточного клона с мутациями в гене Г-КСФР [27]. Приобретенные мутации в гене Г-КСФР
Среди больных ВН, у которых развилась лейкемия, исследованных на сегодняшний день,
Рис. 2. Доля пациентов с наличием и отсутствием мутаций гена Г-КСФР среди больных ВН с развившейся (или нет) МДС/лейкемией [18]
Рис. 3. Локализация приобретенных мутаций в гене Г-КСФР, ассоциированных с развитием лейкемии у больных ВН,
леченных Г-КСФ [18]
приобретенные мутации гена Г-КСФР присутствуют почти у 80% (рис. 2) [18, 20—26, 28], что свидетельствует о важной роли этих мутаций в лейке-могенезе. У пациентов, у которых не развилась лейкемия, частота выявления этих мутаций значительно ниже (приблизительно 30%). Мутации рецептора локализуются преимущественно в 17 различных нуклеотидных позициях между нуклеотидами 2342 и 2541 гена Г-КСФР (рис. 3), кодирующими критическую область в пределах цитоплазматической части белка Г-КСФР, содержащей 4 остатка тирозина. Большая часть мутаций приводит к потере 2, 3 или даже 4 тирозиновых остатков, которые являются важным местом для прикрепления БН2-содержащих сигнальных молекул и вовлечены в дифференцировку миелоид-ных клеток [29]. Мутации Г-КСФР до сих пор никогда не обнаруживали при рождении, что говорит о том, что они, по-видимому, не ответственны за развитие нейтропении, а появляются в течение
Рис. 4. Выявление мутаций гена Г-КСФР у пациентов на фоне терапии Г-КСФ [18]
жизни, наиболее вероятно в связи с геномной нестабильностью. Примечательно, что существуют пациенты с мутациями Г-КСФР, которые потеряли «мутированный» клон после прекращения вве-
ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ 2 ’2 0 0 9
ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ 2 ’2 0 0 9
дения Г-КСФ и у которых отмечена повторная экспансия этого клона после возобновления терапии Г-КСФ (рис. 4) [18, 30]. Эти данные документируют связь между появлением клеточных клонов, несущих мутации Г-КСФР, и терапией Г-КСФ. Аномальные сигналы мутированного Г-КСФР могут быть объяснены, по крайней мере отчасти, повышением соотношения активации 8ТАТ5/БТАТ3 [31] или потерей негативных регуляторов типа БОС83 [31] или Бге киназ [32].
Временной интервал между обнаружением мутации(й) Г-КСФР и развитием лейкемии значительно варьирует. У некоторых пациентов мутации гена Г-КСФР присутствуют только в лейкемиче-ских клетках. У других одиночные или множественные мутации гена Г-КСФР выявляются за несколько лет до лейкемической трансформации [18, 26]. У большинства больных мутации гена Г-КСФР затрагивают только один аллель. По этой причине
анализ Г-КСФР не может быть использован для диагностики лежащего в основе заболевания, но полезен для скрининга риска роста прелейкемиче-ских клеточных клонов и явной лейкемии. Интересно, что у пациентов с ВН, у которых обнаружены мутации Г-КСФР, может развиваться не только ОМЛ, но также острая лимфобластная и хроническая миеломоноцитарная лейкемия [18, 28, 33]. Заключение
Использование Г-КСФ остается терапией 1-й линии для большинства пациентов с ВН. ТГСК от Н^-идентичного сиблинга является опцией для пациентов, рефрактерных к Г-КСФ. У больных с идентифицированными приобретенными мутациями Г-КСФР риск развития лейкемии увеличивается с 20 до 80%. Пациентам, у которых развивается моносомия 7, другие значимые хромосомные аберрации или МДС/лейкемия, ТГСК должна проводиться немедленно.
Литература
1. Kostmann R. Infantile genetic agranulocytosis. Acta Pediatr Scand 1956;45:1-78.
2. Kostmann R. Infantile genetic agranulocytosis: a review with presentation of ten new cases. Acta Pediatr Scand 1975;64:362-8.
3. Rappeport J., Parkman R., Newburger P et al. Correction of infantile granulocytosis (Kostmann syndrome) by allogeneic bone marrow transplantation. Am J Med 1980;68:605-9.
4. Souza L., Boone T, Gabrilove J. et al. Recombinant human granulocyte colony-stimulating factor: effects on normal and leukemic myeloid cells. Science 1986;232:61-5.
5. Bonilla M., Gillio A., Ruggeiro M. et al. Effects of recombinant human granulocyte colony-stimulating factor on neutropenia in patients with congenital agranulocytosis. N Engl J Med 1989;320:1574-80.
6. Bonilla M., Dale D., Zeidler C. et al. Longterm safety of treatment with recombinant human granulocyte colony-stimulating factor (r-metHuG-CSF) in patients with severe congenital neutropenias. Br J Hematol 1994;88:723-30.
7. Freedman M.H. Safety of long-term administration of granulocyte colony-stimulating factor for severe chronic neutropenia. Curr Opin Hematol 1997;4:217-24.
8. Welte K., Dale D. Pathophysiology and treatment of severe chronic neutropenia. Ann Hematol 1996;72:158-65.
9. Welte K., Boxer L. Severe chronic neutropenia: Pathophysiology and therapy. Sem Hematol 1997;34:267-78.
10. Welte K., Zeidler C., Dale D.C. Severe congenital neutropenia. Semin Hematol 2006;43:189-95.
11. Zeidler C., Welte K., Barak Y et al. Stem cell transplantation in patients with severe congenital neutropenia without evidence of leukemic transformation. Blood 2000;95:1195-8.
12. Bux J., Behrens G., Jaeger G., Welte K. Diagnosis and clinical course of autoimmune neutropenia in infancy: analysis of 240 cases. Blood 1998;91:181-6.
13. Dale D., Bonilla M., Davis M. et al. A randomized controlled phase III trial of recombinant human granulocyte colony-stimulating factor (Filgrastim) for treatment of severe chronic neutropenia. Blood 1993;81:2496-502.
14. Welte K., Zeidler C., Reiter A. et al.
Differential effects of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and granulocyte colony-stimulating factor in children with severe congenital neutropenia. Blood 1990;75:1056-63.
15. Rosenberg PS., Alter B.P, Bolyard A.A. et al. Severe Chronic Neutropenia International Registry. The incidence of leukemia and mortality from sepsis in patients with severe congenital neutropenia receiving long-term G-CSF therapy. Blood 2006;107(12):4628-35.
16. Gilman P., Jackson D., Guild H. Congenital agranulocytosis: prolonged survival and terminal acute leukemia. Blood 1971;36:576-85.
17. Rosen R., Kang S. Congenital agranulocytosis terminating in acute myelomonocytic leukemia. J Pediatr 1979;94:406-8.
18. Germeshausen M., Ballmaier M., Welte K. Incidence of CSF3R mutations in severe congenital neutropenia and relevance for leukemo-genesis - results of a long-term survey. Blood 2007;109(1):93-9.
19. Zeidler C., Boxer L., Dale D.C. et al. Management of Kostmann syndrome in the G-CSF era. Br J Haematol 2000;109:490-5.
20. Dong F, Russel K.B., Tidow N. et al. Mutations in the gene for the granulocyte-colony stimulating factor receptor in patients with acute myeloid leukemia preceded by severe congenital neutropenia. N Engl J Med 1995;333:487-93.
21. Tidow N., Pilz C., Teichmann B. et al. Clinical relevance of point mutations in the cyto-plasmatic domain of the granulocyte-colony stimulating factor gene in patients with severe congenital neutropenia. Blood 1997;88:2369-75.
22. Bernard T, Gale R., Evans J. et al.
Mutations of the granulocyte-colony stimulating factor receptor in patients with severe congenital neutropenia are not required for transformation to acute myeloid leukaemia and may be a bystander phenomenon. Br J Haematol 1998;101:141-9.
23. Cassinat B., Bellanne-Chantelot C., Notz-Carrere A. et al. Screening for G-CSF receptor mutations in patients with secondary myeloid or lymphoid transformation of severe congenital neutropenia. A report from the French neutropenia register. Leukemia 2004;18:1553-5.
24. Donadieu J., Leblanc T, Meunier B. et al. on behalf of the French Severe Chronic Neutropenia study group. Analysis of risk factors
for myelodysplasia/leukemia and infectious death among patients with congenital neutropenia: experience of the French Severe Chronic Neutropenia Study Group. Haematologica 2005;90:45-53.
25. Papadaki H.A., Kosteas T, Gemetzi C. et al. Acute myeloid/NK precursor cell leukemia with trisomy 4 and a novel point mutation in the extracellular domain of the G-CSF receptor in a patient with chronic idiopathic neutropenia. Ann Hematol 2004;83:345-8.
26. Tschan C.A., Pilz C., Zeidler C. et al. Time course of increasing numbers of mutations in the granulocyte colony-stimulating factor receptor gene in a patient with congenital neutropenia who developed leukemia. Blood 2001;97:1882-4.
27. Sloand E.M., Yong A.S., Ramkissoon S. et al. Granulocyte colony-stimulating factor preferentially stimulates proliferation of monosomy 7 cells bearing the isoform IV receptor. Proc Natl Acad Sci USA 2006;103:14483-8.
28. Germeshausen M., Schulze H., Kratz C. et al. An acquired G-CSF receptor mutation results in increased proliferation of CMML cells from a patient with severe congenital neutropenia. Leukemia 2005;19:611-7.
29. Hermans M.H., van de Geijn G.J., Antonissen C. et al. Signaling mechanisms coupled to tyrosines in the granulocyte colony-stimulating factor receptor orchestrate G-CSF-induced expansion of myeloid progenitor cells. Blood 2003;101:2584-90.
30. Jeha S., Chan K.W, Aprikyan A.G. et al. Spontaneous remission of granulocyte colony-stimulating factor-associated leukemia in a child with severe congenital neutropenia. Blood 2000;96:3647-9.
31. Van de Geijn G.J., Gits J., Aarts L.H. et al. G-CSF receptor truncations found in SCN/AML relieve SOCS3-controlled inhibition of STAT5 but leave suppression of STAT3 intact. Blood 2004;104:667-74.
32. Mermel C.H., McLemore M.L., Liu F. et al. Src-family kinases are important negative regulators of G-CSF dependent granulopoiesis. Blood 2006;108:2562-8.
33. Germeshausen M., Ballmaier M., Schulze H. et al. Granulocyte colony-stimulating factor receptor mutations in a patient with acute lymphoblastic leukemia secondary to severe congenital neutropenia. Blood 2001;97:829-30.
