Библиографическое описание:

Соколова Н. А., Савина М. И. Изменения в представлении о патогенезе Ph-негативных миелопролиферативных заболеваний // Молодой ученый. — 2011. — №5. Т.2. — С. 216-219.

Введение.

Хронические миелопролиферативные заболевания (ХМПЗ) – это группа клональных гематологических миелоидных расстройств, которые сопровождаются опухолевой трансформацией полипотентной стволовой клетки с последующей пролиферацией миелоидных клеток, длительно сохраняющих способность к дифференцировке.

Все заболевания этой группы обладают сходной клинико-гематологической картиной: практические бессимптомное начало; затем наблюдается увеличение селезенки, нарастают симптомы интоксикации; пролиферация всех трех ростков кроветворения ведет к гиперклеточности костного мозга и лейкоцитозу, эритроцитозу, тромбоцитозу периферической крови, выраженность которых зависит от нозологической формы и стадии ХМПЗ[1].

Самым изученным из ХМПЗ является хронический миелолейкоз (ХМЛ). Открытие специфической мутации – реципрокной транслокации между 9 и 22 хромосомой фактически ознаменовало новую эру в исследовании патогенеза опухолей: начались активные поиски генетических дефектов при самых разных онкологических заболеваниях. Однако долгое время патогенез остальных ХМПЗ оставался загадкой. К Рh-негативным ХМПЗ относят все формы этой группы за исключением ХМЛ. В связи с накоплением новых данных о механизмах развития онкогематологических заболеваний в 2008 году Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) была принята новая классификация опухолевых заболеваний системы крови [2,3]. Современная классификация (ВОЗ, 2008) миелоидных опухолей выглядит следующим образом (представлен фрагмент):

  1. Миелопролиферативные опухоли:

1.1 ХМЛ, BCR-ABL1 (Рh)-позитивный;

1.2 истинная полицитемия (ИП);

1.3 эссенциальная тромбоцитемия (ЭТ);

1.4 первичный миелофиброз (ПМФ);

1.5 хронический нейтрофильный лейкоз;

1.6 хронический эозинофильный лейкоз неспецифицированный;

1.7 болезнь тучных клеток;

1.8 миелопролиферативные опухоли, неклассифицируемые.

  1. Миелоидные и лимфоидные опухоли с эозинофилией и нарушениями (поломками) в следующих генах: PDGFRA, PDGFRB и FGFR1:

2.1 миелоидные опухоли, ассоциированные с реанжировкой гена PDGFRA;

2.2 миелоидные опухоли, ассоциированные с реанжировкой гена PDGFRB;

2.3 миелоидные опухоли, ассоциированные с реанжировкой гена FGFR1;

  1. Миелодиспластический синдром/миелопролиферативная опухоль:

3.1 хронический миеломоноцитарный лейкоз

3.2 ювенильный миеломоноцитарный лейкоз

3.3 атипичный хронический миелолейкоз, BCR-ABL-негативный

3.4 миелодиспластический синдром/миелопролиферативная опухоль неклассифицируемые

4. Миелодиспластический синдром (МДС)

5. Острый миелобластный лейкоз

Современные представления о патогенезе истинной полицитемии, эссенциальной тромбоцитемии и первичного миелофиброза.

Более 50 лет со времени выделения в 1951 г. W. Dameshek группы ХМПЗ молекулярно-генетические изменения, лежащие в основе Ph-негативных ХМПЗ, оставались неизвестными. Только в 2005 году в результате усилий нескольких групп исследователей была открыта точечная мутация (Jak2V617F) в гене Янус-киназы-2 (Jak-2) [4,5,6].

Семейство Jak-киназ включает в себя 4 фермента: Jak1, Jak2, Jak3, Tyk2, имеющих сходное строение.

Семь гомологичных участков (JH) фермента включают в себя следующие домены:

  1. JH1 – каталитически активный киназный домен;

  2. JH2 – энзиматически неактивный псевдокиназный домен, осуществляет функцию ингибирования киназы;

  3. SH2 (JH3 и JH4) домен

  4. FERM (JH6 и JH7) домен, обеспечивает связывание Jak-киназы и трансмембранных цитокиновых рецепторов и регулирует киназную активность фермента.

Функция Янус-киназ заключается в том, что они являются промежуточным звеном между рецепторами на мембране клетки и сигнальными внутриклеточными молекулами. При взаимодействии с определенными рецепторами их лигандов (эритропоэтина, колониестимулирующих факторов, интерлейкинов и др.) происходит изменение конформации рецепторов таким образом, что снимается ингибирующее воздействие JH2-домена и происходит аутофосфорилирование Янус-киназ [7]. Далее активированная киназа фосфорилиует целый ряд белков (семейство STAT, фосфатидилинозитол-3-киназу АКТ, MAP-киназу), которые передают сигналы, направленные на выживание, активацию пролиферации и дифференцировки клеток-предшественников, к ядру [8].

При появлении соматической мутации, которая заключается в замене гуанина на тимин в положении 1849 экзона 14 на коротком плече хромосомы 9р24, что ведет к замене валина на фенилаланин в кодоне 617 полипептидной цепи Jak2, наблюдается постоянная активация Jak2 вне зависимости от связывания цитокинового рецептора со своим лигандом. Появляется эта мутация в гемопоэтических клетках–предшественниках [1]. Поскольку Jak2 все время фосфорилирует белки сигнальных путей, направленных на пролиферацию и дифференцировку клеток-предшественников, это ведет к увеличению числа клеток всех трех ростков кроветворения, что морфологически проявляется в виде гиперклеточности костного мозга.

При помощи современных молекулярно-генетических методов (аллель-специфическая полимеразная цепная реакция (ПЦР), пиросеквенирование, количественная ПЦР в реальном времени) удалось определить частоту встречаемости мутации Jak2V617F при различных ХМПЗ (см. табл. №1). Кроме данной мутации был обнаружены еще несколько других, обычно в коротком участке экзона 12 гена Jak2, которые нарушают пролиферацию и дифференцировку клеток-предшественников способом, близким к таковому при мутации Jak2V617F. Также были обнаружены мутации гена MPL, который кодирует рецептор к тромбопоэтину. Мутация W515L – замена в гене MPL триптофана на лейцин в положении 515. Мутация W515K – замена в гене MPL триптофана на лизин. Обе эти мутации выявляются у 5-11% пациентов с ПМФ и у 9% с эссенциальной тромбоцитемией без мутации Jak2V617F. При мутации MPL W515L сохраняется цитокинзависимый рост эритроидных колоний, но наблюдается гиперчувствительность к тромбопоэтину в клеточных линиях, что приводит к постоянной активации сигнальных путей JAK-STAT/ERK/Akt [9].

Таблица 1 [9].

Генетическая аномалия

нозология

Частота, %

Jak2V617F

эритремия

>95

Эссенциальная тромбоцитемия

50-70

Первичный миелофиброз

40-50

Jak2экзон 12

эритремия

≈2

MPL W515L/K

MPL- ген тромбопоэтинового рецептора

Первичный миелофиброз

≈8

Пока остается неясным, как одна мутация может быть основой для различных вариантов ХМПЗ. В настоящее время нельзя придти к заключению, являются ли ИП, ЭТ, ПМФ различными заболеваниями с разными признаками или же фазами одной болезни.

Существует гипотеза, что постепенное накопление мутации Jak2V617F (увеличение аллельной нагрузки) обуславливает переход от одного ХМПЗ к другому: при низком уровне мутантного аллеля (основная масса клеток гетерозиготны по Jak2V617F) развивается ЭТ; по мере нарастания числа клеток с мутацией, в том числе гомозиготных по ней, развивается ИП, а затем и ПМФ [10]. Однако наличие вариантов ИП, а уж тем более ПМФ и ЭТ, без мутации Jak2V617F ставит под сомнение эту гипотезу. С другой стороны существует ряд опытов на мышах: у трансгенных мышей при наличии низкого уровня экспрессии гена Jak2V617F, наблюдалось развитие заболевания, напоминающего ЭТ (тромбоцитоз, умеренный лейкоцитоз, без эритроцитоза); в другом эксперименте были получены мыши с повышенной эксперессией мутантного гена и у них развивалось заболевание сходное с ИП [11]. Вероятнее всего существует еще какое-то генетическое нарушение, лежащее в основе этих заболеваний. Предполагается, что существует клон клеток с пре-Jak2 мутацией, на основе которого возникает субклон клеток с Jak2-мутацией [11].

Безусловно, открытие выше указанных генетических нарушений при ХМПЗ, значительно улучшило наше понимание их развития, но осталось еще много неясного.

Современные представления о патогенезе редко встречающихся ХМПЗ.

Также в последние годы произошли значительные изменения в нашем понимании развития других Ph-негативных ХМПЗ (кроме ИП, ЭТ, ПМФ), в том числе тех, которые сопровождаются эозинофилией. Механизмы, лежащие в их основе, сходны с таковыми при ХМЛ в том, что образуется мутантная форма белка с постоянной тирозинкиназной активностью. В настоящее время довольно хорошо изучены мутации с участием генов, кодирующих рецепторы к тромбоцитарному фактору роста (PDGFRα и PDGFRβ). PDGFRα и PDGFRβ содержат тирозинкиназный домен и в норме активируются под действием тромбоцитарного фактора роста.

В 2003 году J. Cools с соавторами выделили новый химерный ген у значительной части больных с гиперэозинофильным синдромом [12]. Химерный ген формируется путем слияния гена PDGFRА и Fip1-подобного-1гена (Fip1L1) в результате интерстециальной делеции на длинном плече 4 хромосомы. Разрывы в области гена PDGFRА обычно локализуются на очень небольшом участке и всегда строго в экзоне12, а в гене Fip1L1 на довольно протяженном участке с 7-ого по 10-ый интрон. Новый химерный ген Fip1L1/PDGFRА кодирует образование химерного белка Fip1L1/PDGFRα, обладающего постоянной тирозинкиназной активностью. Образование гена Fip1L1/PDGFRα возможно при транслокации t(2;4)(p24;q12). Таким образом, была доказана клональность гиперэозниофильного синдрома у части больных, что вызвало пересмотр диагноза и данная патология получила название согласно классификации ВОЗ 2008 года миелоидной опухоли, ассоциированной с реанжировкой гена PDGFRA. Почему наблюдается только эозинофилия при данном типе мутации до конца неясно. Предполагают, что именно эозинофилы наиболее чувствительны к пролиферативному сигналу белка Fip1L1/PDGFRα. Выделение больных с данным вариантом мутации важно с точки зрения их терапии, поскольку химерный белок Fip1L1/PDGFRα блокируется иматинибом (ингибитор тирозинкиназ), и есть высокая вероятность достижения пациентами стойкой ремиссии [13].

В настоящее время имеется описание более 15 различных слитных генов с участием в их образовании гена PDGFRВ. Наиболее часто происходят транслокации с участием локуса 33 хромосомы 5. На хромосоме 5 располагаются гены, кодирующие цитокины, регулирующие эозинофилопоэз: интерлейкины 3, 5, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор. Наиболее изученным является химерный ген ETV6- PDGFRВ, образующийся в результате транслокации t(5;12)(q33;p13), который кодирует химерный белок, обладающий тирозинкиназной активностью. Активность белка ETV6- PDGFRβ подавляется иматинибом, поэтому на сегодняшний день терапия первой линии для таких больных – это ингибиторы тирозинкиназ.

В 1992 году было описано ХМПЗ с эозинофилией и фиксированной хромосомной поломкой в локусе 8р11-12 с вовлечением гена рецептора 1 фактора роста фибробластов (FGFR1), который располагается именно на хромосоме 8 в локусах р11 и р12 и имеет 19 экзонов[14]. Партнерами гена FGFR1 при транслокациях могут быть различные гены, уже описано 7 генов, которые при слиянии с FGFR1 кодируют химерные белки с тирозинкиназной активностью. Наиболее изученной и часто встречающейся является транслокация t(8;13)(p11-12;q11-12) в результате которой образуется слитный ген ZNF198-FGFR1, кодирующий белок с постоянной тирозинкиназной активностью, вызывающей пролиферацию клеток через различные сигнальные пути, но главным образом через STAT5. Миелоидные опухоли, ассоциированные с реанжировкой гена FGFR1, плохо поддаются терапии в настоящее время: химерные белки с участием гена FGFR1 устойчивы к известными ингибиторам тирозинкиназ. При лечении используют полихимиотерапию, с помощью которой удается получить только частичный ответ или стабилизацию заболевания. Больные погибают в среднем через 1,5 года от начала заболевания. Однако открытие мутации, лежащей в основе данного заболевания, позволяет вести активный поиск таргетной терапии – ингибитора белка, кодируемого геном ZNF198-FGFR1 [13].

Заключение.

Открытия последних 10 лет привели к пересмотру классификации ХМПЗ, их диагностики и лечения. Если раньше диагностика Ph-негативных ХМПЗ во многом строилась на данных морфологического исследования биоптата костного мозга, то в настоящее время главенствующее положение заняли молекулярно-генетические методы. С 2008 года в основные диагностические критерии ИП, ЭТ, ПМФ был включен такой критерий как наличие мутации Jak2V617F. Для установления варианта клональных эозинофилий обязательно исследование реанжировок в области генов PDGFRA, PDGFRB и FGFR1. Возникает необходимость внедрения соответствующих лабораторных методов (ПЦР в реальном времени, FISH) в крупных клинико-диагностических центрах для правильной диагностики отдельных нозологических форм ХМПЗ.


Литература:

  1. Гематология / Рукавицын О.А., Павлов А.Д., Морщакова Е.Ф., Демихов В.Г. и др.; рец. Клюжев В.М., Павлова И.П.; Под ред. Рукавицина О.А. – СПб.: ООО «Д.П.», 2007. – 912 с.

  2. James W. Vardiman, Ju¨ergen Thiele, Daniel A. Arber, Richard D. Brunning, Michael J. Borowitz, Anna Porwit, Nancy Lee Harris, Michelle M. Le Beau, Eva Hellstro¨m-Lindberg, Ayalew Tefferi, and Clara D. Bloomfield The 2008 revision of theWorld Health Organization (WHO) classification of myeloid neoplasms and acute leukemia: rationale and important changes // Blood. 2009.V. 114. №5. p. 937-951.

  3. Ayalew Tefferi, Juergen Thiele, and James W. Vardiman The 2008 World Health Organization Classification System for Myeloproliferative Neoplasms // Cancer. 2009. V.115. №9. p. 3842–3847.

  4. James C., Ugo V., Le Couedic J.P., et al. A unique clonal JAK2 mutation leading to constitutive signalling causes polycythaemia vera. // Nature. 2005.V. 434. p. 1144-1148.

  5. Baxter E.J., Scott L.M., Campbell P.J., et al. Acquired mutation of the tyrosine kinase JAK2 in human myeloproliferative disorders. // Lancet. 2005. V.365. p. 1054-1061.

  6. Levine RL, Wadleigh M, Cools J, et al. Activating mutation in the tyrosine kinase JAK2 in polycythemia vera, essential thrombocythemia, and myeloid metaplasia with myelofibrosis // Cancer Cell. 2005 V.7. p. 387-397.

  7. Saharinen P, Silvennoinen O. The pseudokinase domain is required for suppression of basal activity of Jak2 and Jak3 tyrosine kinases and for cytokine- inducible activation of signal transduction // J Biol Chem. 2002. V. 277. p. 47954-47963.

  8. Parganas E, Wang D, Stravopodis D, et al. Jak2 is essential for signaling through a variety of cytokine receptors. // Cell. 1998. V.93. p. 385-395.

  9. Соколова М.А. Современные представления о «классических» Ph-негативных хронических миелопролиферативных заболеваниях // Клиническая онкогематология. 2010. Т. 3. №3. с. 235-242.

  10. Passamonti F, Rumi E. Clinical relevance of JAK2 (V617F) mutant allele burden. // Haematologica. 2009 V.94. №1. p. 7-10.

  11. Ross L. Levine and D. Gary Gilliland Myeloproliferative disorders // Blood. 2008.V. 112. № 6. p. 2190-2198

  12. Cools J., Deangelo D.J., Gotlib J. et al. A tirosine kinase created by fusion of the PDGFRA and FIP1L1 genes as a therapeutic target of imatinib in idiopathic hipereosinophilic syndrom. // N. Engl. J. Med. 2003. V. 348. p. 1201-1214.

  13. Михайлова Н.Б., Афанасьев Б.В. Клональные эозинофилии // Клиническая онкогематология. 2009. Т. 2. №1. с. 1-10.

  14. Rao P.N., CesarmanG., Coleman M. et al. Cytogenetic evidence for extramedullary blast crisis with t(8;13)(q11;p11) in chronic myelomonocytic leukemia. // Acta Hematol. 1992. V. 88. p. 201-203.


Основные термины (генерируются автоматически): мутации jak2v617f, реанжировкой гена, et al, тирозинкиназной активностью, гена fgfr1, постоянной тирозинкиназной активностью, реанжировкой гена fgfr1, реанжировкой гена pdgfra, химерный ген, Ph-негативных ХМПЗ, мутации гена, миелоидные опухоли, гена pdgfrА, трех ростков кроветворения, tyrosine kinase jak2, реанжировкой гена pdgfrb, костного мозга, гиперклеточности костного мозга, встречаемости мутации jak2v617f, накопление мутации jak2v617f.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle