Onkologie, Hämatologie - Daten und Informationen
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Chronologische Analyse der klonalen Evolution bei der erworbenen aplastischen Anämie

Titel des Originals:

Chronological Analysis of Clonal Evolution in Acquired Aplastic Anemia.

Abstract-Nr.:

253

Jahr:

2014

Original im Internet:

Blood (ASH Annual Meeting Abstracts) 2014 124: Abstract 253

Autor/en:

Tetsuichi Yoshizato, MD, Bogdan Dumitriu, MD2, Kohei Hosokawa, MD, PhD3*, Hideki Makishima, MD, PhD4, Kenichi Yoshida, MD, PhD1*, Aiko Sato, PhD1*, Yusuke Okuno, MD, PhD5*, Keisuke Kataoka, MD, PhD1*, Kenichi Chiba, PhD6*, Hiroko Tanaka, BA7*, Yuichi Shiraishi, PhD6*, Yasunobu Nagata, MD, PhD1*, Hiromichi Suzuki, MD1*, Yusuke Sato, MD1*, Yusuke Shiozawa, MD1*, Takamasa Katagiri, PhD3*, Ayana Kon, MD1*, Michael Clemente, MS4*, Masashi Sanada, MD, PhD1*, Satoru Miyano, PhD6,7*, Jaroslaw P. Maciejewski, MD, PhD4, Shinji Nakao, MD, PhD8, Neal S. Young, MD2 and Seishi Ogawa, MD, PhD1

Institution/en:

1Department of Pathology and Tumor Biology, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan; 2Hematology Branch, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health, Bethesda, MD; 3Cellular Transplantation Biology, Graduate School of Medical Science, Kanazawa University, Kanazawa, Japan; 4Translational Hematology and Oncology Research, Taussig Cancer Institute, Cleveland Clinic, Cleveland, OH; 5Department of Pediatrics, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Japan; 6Laboratory of DNA Information Analysis, Human Genome Center, Institute of Medical Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan; 7Laboratory of Sequence Analysis, Human Genome Center, Institute of Medical Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan; 8Cellular Transplantation Biology, Kanazawa University Graduate School of Medical Science, Kanazawa, Japan

Zusammenfassung des Berichts

Eine klonale Hämatopoese konnte bei bis zu der Hälfte der Patienten mit erworbener aplastischer Anämie identifiziert werden. Die identifizierten Mutationen betreffen Gene, deren Mutationen bei Leukämien gefunden worden sind.

Bericht über die Inhalte der Studie

Begründung, Rationale

Die erworbene aplastische Anämie gilt als der Prototyp der Erkrankungen mit Knochenmarkversagen. Weil die Mehrheit der Patienten mit aplastischer Anämie auf die immunsuppressive Therapie anspricht, gilt diese Erkrankung als das Ergebnis der Destruktion der hämatopoetischen Stammzellen durch das Immunsystem. Sowohl das Auftreten von Zellen mit PNH-Phänotyp bei bis zu 50% als auch die Identifikation einer uniparentalen Disomie bei 10 bis 15% der Patienten legt eine klonale Hämatopoese im Zusammenhang mit der aplastischen Anämie nahe. Ebenso gilt die klonale Transformation bei MDS und AML bei 10 bis 15% der Patienten als eine schwere Komplikation der Erkrankung.

Fragestellung der Studie

Die Fragestellung dieser Studie ist die Identifikation klonaler Ereignisse bei Patienten mit aplastischer Anämie durch Sequenzierungsmethoden und der Kopienzahlbestimmung aus den Granulozyten des peripheren Blutes der Patienten mit aplastischer Anämie.

Art der Studie

Retrospektive Laboranalyse

Behandlung, Protokolle, Durchführung bzw. Methode

Insgesamt wurden die Materialien von 439 Patienten mit aplastischer Anämie (280 Patienten aus den USA und 159 Patienten aus Japan) analysiert. Aus der DNA der peripheren Blut-Granulozyten wurde ein kürzlich entwickeltes Verfahren mit dem Namen "targeted deep sequencing" angewendet. Das Prinzip dieses Verfahrens ist die Identifikation einzelner Mutationen und Einzel-Nukleotid-Polymorphismen ("single nucleotide polymorphism", SNIP) eines bestimmten Gens. Darüber hinaus wird auch die jeweilige Kopienzahl pro Zelle per standardisiertem Verfahrens (SNIP-Array) bestimmt. Ebenso war die Keimbahn-DNA bei 288 von 439 Patienten zur Bestätigung des Ursprungs der somatischen Mutation verfügbar. Bei 52 Patienten konnte zudem eine Gesamt-Exon-Sequenzierung ("whole exon sequencing") durchgeführt werden. Um die Chronologie der Ereignisse zu bestimmen, standen bei einigen Patienten auch serielle Proben zu Verfügung.

Ergebnisse, Toxizität

Per "targeted deep sequencing" konnten bei jeweils einem Drittel der Patienten somatische Mutationen in Genen identifiziert werden, die üblicherweise in myeloischen Neoplasien alteriert sind. Dabei waren die Ergebnisse für die Patientenkohorten aus den USA und Japan sehr konkordant. Bei etwa einem Drittel der so identifizierten Patienten fanden sich multiple Mutationen. Im Gegensatz zu den myeloischen Neoplasien ist die Allelfrequenz der mutierten Gene jedoch signifikant niedriger (im Schnitt kleiner 10%). Die am häufigsten affizierten Gene waren PIGA, BCOR/BCORL1, DNMT3A and ASXL1. Obwohl Veränderungen der Kopienzahlen seltene Ereignisse waren, wiesen in beiden Kohorten etwa 13% der Patienten eine uniparentale Disomie gemessen am kurzen Arm des am Chromosom 6 als Ausdruck einer klonalen Hämatopoese auf.

Bei 46 Patienten aus der NIH-Kohorte waren serielle Proben zur Verfolgung der einzelnen Klongrößen verfügbar. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Größe der DNMT3A- oder ASXL1-mutierten Klone während der Zeit zunahm, und dieses unabhängig von Parametern wie chromosomale Anomalien oder Blastenzahlen im Knochenmark. Dagegen konnte gezeigt werden, dass die Größe BCOR- oder PIGA-mutierter Klone eher konstant blieb oder gar abnahm. In beiden Kohorten ergab sich kein Zusammenhang zwischen der Präsenz einer beliebigen erworbenen Mutation und einem schlechteren Ansprechen auf die immunsuppressive Therapie oder gar einem schlechteren Gesamtüberleben.

Mutationen im BCOR- oder PIGA-Gen scheinen mit einer günstigeren Prognose hinsichtlich Gesamtüberleben assoziiert zu sein (p=0,044). Dagegen konnten insgesamt 17 Hochrisiko-Mutationen identifiziert werden, die mit einem schlechteren Gesamtüberleben einhergehen. Interessanterweise ergab sich in diesen Studien, dass eine Kombination aus Mutationen beider Kategorien die Prognose der ungünstigen Mutationen aufzuheben imstande war.

Bei einer kleineren Kohorte konnte neben der "targeted deep sequencing"-Analyse auch eine Gesamt-Exon-Sequenzierung durchgeführt werden. Aufgrund des größeren Lesevolumens konnten Mutationen bei etwa 60% der so analysierten Patienten identifiziert werden. Bei insgesamt 36 Patienten konnte diese Sequenzierung zu allen Zeitpunkten der seriellen Beobachtung durchgeführt werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass in vielen Fällen die klonale Hämatopoese sich langsam entwickelt. Interessanterweise gab es keine Korrelation zu Grad der Zytopenie, zur klinischen Entwicklung einer zytogenetischen Aberration sowie zur Frequenz einer Entwicklung von MDS oder leukämischer Transformation. Dagegen konnte bei einzelnen Patienten die Abfolge von Mutationen innerhalb eines mutierten Klons gezeigt werden.
Darüber hinaus ist bei einzelnen Patienten die Entwicklung sequenzieller Mutationsereignisse nachzuverfolgen, so dass bei diesen Patienten sichtbar wird, dass die klonale Hämatopoese einer Transformations-Entwicklung in Richtung MDS oder AML vorausgeht.

Schlussfolgerung der Autoren aus der Publikation

Hinweise auf eine klonale Hämatopoese mit Mutationen in Genen, die im Allgemeinen bei Patienten mit myeloischen Neoplasien gefunden werden, zeigen sich bei etwa der Hälfte der Patienten mit erworbener aplastischer Anämie. Die beobachtete hochgradige Verschiebung des Verteilungsmusters der mutierten Gene ergibt Hinweise für eine Selektion im darwinistischen Sinne für spezielle Zellklone, die in der Umgebung des versagenden Knochenmarkes überleben können.

Kommentar / Beurteilung

Nach der Publikation von Kulasekararaj et al. [Kulasekararaj AG 2014] ist diese Untersuchung die erste Bestätigung, dass es eine klonale Hämatopoese mit Mutationen bei Patienten mit aplastischer Anämie gibt. Dabei handelt es sich um betroffene Gene, deren Alterationen ansonsten bei myeloischen Neoplasien bekannt sind. Obwohl bereits zwei Gruppen von Mutationen mit gegenläufiger Prognose identifiziert werden konnten, bleibt die Bedeutung dieser Mutationen im Kontext der aplastischen Anämie weiterhin unverstanden. In jedem Fall konnte gezeigt werden, dass es sich um eine komplexe klonale Architektur und weniger um eine einfache Kausalität der Ereignisse handelt.


Autor des Berichts:

Prof. Dr. med. Jörg Schubert

Institution:

Medizinische Klinik II, Elblandklinikum Riesa, Weinbergstraße 8, 01589 Riesa

Letzte Änderung:

02.01.2015


Ergänzende Literaturreferenz/en:

  • Kulasekararaj AG, Jiang J, Smith AE, Mohamedali AM, Mian S, Gandhi S, Gaken J, Czepulkowski B, Marsh JC, Mufti GJ.
    Somatic mutations identify a subgroup of aplastic anemia patients who progress to myelodysplastic syndrome.
    Blood. 2014 Oct 23;124(17):2698-704. PMID:25139356
    [Medline]