Изменения хромосом при гемобластозах
Соматические клетки человека в норме содержат диплоидный (2п = 46) набор хромосом, состоящий из 22 пар аутосомии 2 половых хромосом (XY у мужчин и XX у женщин). В настоящее время можно не только идентифицировать индивидуальные хромосомы, но и распознавать происхождение генетического материала, транслоцированного с одной хромосомы на другую. Такая возможность появилась после разработки принципиально новых методов обработки и окраски хромосомных препаратов. Caspersson и соавт. (1970s) показали, что после окраски препаратов флюоресцирующими красителями в хромосомах появляются поперечные полссы (Qbands) (Q — первая буква в названии красителя — quinacrine), отличающиеся по интенсивности свечения в ультрафиолетовом свете, толщине и последовательности чередования в каждой хромосоме. Широкое распространение получили методы обработки препаратов солевыми растворами, протеолитическими ферментами (трипсин, проназа) и другими химическими веществами с последующей окраской по Гимзе для выявления Gполос (G — первая буква в названии краски Giemsa).
В 1971 г. на Парижской конференции предложена нумерация полос, выявляемых разными методами дифференциальной окраски у нормальных хромосом человека. На диаграмме, рекомендованной этой конференцией, можно было
различать в гаплоидном наборе около 400 полос. В 1981 г. опубликован доклад Комитета по стандартизации номенклатуры нормальных хромосом человека (ISCN, 1981), в котором приведены кариотипы с дифференциальной исчерченностью хромосом, полученные методами с более высокой разрешающе способностью, и диаграммы образцов Gокраски. На рис. 66 в качестве примера представлена диаграмма Gполос хромосомы 1. Левая диаграмма хромосомы 1 по числу полос соответствует диаграммам, рекомендованным Парижской конференцией и Комитетом по стандартизации номенклатуры в 1978 г. Диаграммы хромосомы 1, расположенные на рис. 66 в центре и справа, соответствуют диаграммам двух степеней спирализации хромосом, предложенным Комитетом по стандартизации номенклатуры в 1981 г. (ISCN, 1981). На этих последних диаграммах в гаплоидном кариотипе различают 450 и 850 полос. Темные полосы, получаемые с помощью Gметода, идентичны ярким Qполосам.
Хромосомы нумеруют по порядку от 1 до 22 по мере уменьшения их длины. Вначаяе записывают общее число хромосом в клетке и половые хромосомы, затем числовые и структурные нарушения. Короткое плечо хромосомы обозначают буквой р, длинное — q. Трисомию отмечают знаком плюс перед номером дополнительной хромосомы, моносомию — знаком минус. Эти же знаки, поставленные после номера хромосомы и букв р или q, указывают на избыток или нехватку генетического материала на коротком или длинном плече данной хромосомы соответственно. Буква t свидетельствует о транслокации. После нее в скобках првводят номера участвующих в транслокации хромосом, а затем в других скобках — плечи этих хромосом и точки разрыва. Сочетаниями del, der, mar, i, ins и inv обозначают делецию, дериват, маркер, изохромосому, вставку и инверсию соответственно. В скобках указывают номер хромосомы и точки разрыва.
При написании этого раздела использованы в основном данные, полученные с помощью дифференциального окрашивания хромосом.
Хронический миелолейкоз. В 1960 г. Nowell, Hungerford впервые обнаружили у болнных хроническим миелолейкозом специфическое хромосомное нарушение — делецию приблизительно половины длинного плеча у одной из хромосом 21—22й парк Измененная хромосома была названа филадельфийской (сокращенно Ph) в честь города в США, где она была найдена. Rudkin и соавт. (1964) посредством цитоспектрофотометрического измерения количества ДНК установили, что в Phхромосоме отсутствует приблизительно 40% генетического материала по сравнению с нормальными хромосомами этой группы. Однако изза малой величины делегированного сегмента и недостаточной чувствительности метода они не смогли определить, имеется ли транслокация отсутствующегоуучастка на какуюлибо другую хромосому набора.
Используя методы дифференциальной окраски хромосом, Caspersson и соавт. (19706) идентифицировали Ph как хромосому 22 с частичной делецией длинного плеча (22q—), a Rowley (1973) нашла, что делегированный сегмент хромосомы 22 транслоцирован на длинное плечо хромосомы 9: t(9; 22) (q34; qll). Транслокация 9; 22, по-видимому, является реципрокной (взаимной): количество ДНК, отсутствующее в хромосоме 22 и транслоцированное на дистальный конец длинного плеча хромосомы 9, приблизительно одинаково [Mayall et. al., 1977].
Транслокация 9; 22 (стандартный вариант) обнаруживается у 92% больных хроническим миелолейкозом. В 4% делегированный сегмент хромосомы 22 транслоцирован на другие хромосомы набора (необычный вариант) и в 4% отмечаетсяссложный тип транслокации с вовлечением в перестройки 3 хромосом и более. При необычном или сложном типе транслокации реципиентами делегированного сегмента могут сгать почти все хромосомы. У некоторых больных присугсгвие Phхромосомы может быть замаскировано. Это происходиг гогда, когда на корогкое или длинное плечо хромосомы 22q— гранслоцирован сегмент другой хромосомы. Без дифференциального окрашивания хромосом эти случаи можно ошибочно принять за Phнегативные вариангы заболевания.
Хронический миелолейкоз с необычными или сложными вариантами транслокаций клинччески, гемагологически и прогносгически не огличаегся ог случаев эгого заболевания со сгандаргной гранслокацией 9; 22.
Phхромосома всгречаегся у 90—97% взрослых больных и независимо от стадии заболевания (начальная, развернутая, терминальная) присутствует почти во всех клетках костного мозга. При нормализации состава крови после лечения частота клеток с Phхромосомой в костном мозге, как правило, остается такой же, как и до начала терапии.
У детей хронический миелолейкоз наблюдается редко и составляет 2—7% от всех лейкозов. Имеется два типа заболевания — с наличием Phхромосомы и без неё. Характерными хромосомными аномалиями для второго типа являются моносомия хромосомы 7 (—7) и трисомия хромосомы 8 (+8) [Пучкова Г. П. и др., 1984]. У взрослых больных с Phпозитивным хроническим миелолейкозом прогноз заболевания лучше и продолжительность жизни больше, чем при Phнегативном варианте болезни у детей.
Терминальная стадия хронического миелолейкоза (бластный криз) характеризуется появлением в костном мозге у 80% больных дополнительных к Ph хромосомных нарушений. Их обнаружение в развернутой стадии заболевания нередко предвещает терминальную стадию, бластный криз. Дополнительные изменения кариотипа иногда возникают экстрамедуллярно (в селезенке, печени или лимфатических узлах) и могут определятся за несколько месяцев до клинической картины терминальной стадии. При этом часто находят анеуплоидные клоны клеток с числом хромосом от 47 до 52 или псевдодиплоидные клоны клеток со структурно измененными хромосомами 8, 17 и 22. Хромосомные нарушения в терминальной стадии неслучайны: трисомия хромосомы 8 (+8) встречается у 45,8% больных с измененным кариотипом (кроме Ph), трисомия 17 (+17) и i (17q) — у 41,6% и трисомия хромосомы 22 (+Ph) —у 44,9% больных (Mitelman, Levan,1981). В период ремисии бластного криза клетки с дополнительными нарушениями хрммосом полностью исчезают из костного мозга или их количество значительно уменьшается.
У больных хроническимммиелолейкозом Phхромосома присутствует в клетках гранулоцитарного и эритроидного ростков, в мегакариоцитах и в моноцитах (макрофагах). Она не найдена в Тлимфоцитах и в фибробаастах кожи и костного мозга. Данные о её присутствии в Влимфоцитах единичны и не проверены.
Острые лейкззы. При дифференциальной окраске хромосом у нелеченых больных острыми нелимфобластными лейкозами изменения хромосом клонального типа стали выявляться более чем в 90% случаев [Yunis, 1983]. Клоны клеток с анеуплоидным числом хромосом или структурно измененными хромосомами исчезают во время ремиссии и вновь появляются при рецидиве. Наиболее часты транслокации. Иногда в период обострения присоединяются дополнительные нарушения кариотипа. Число хромосом в анеуплоидных клетках колеблется от 45 до 47. Трисомии или моносоми,, по-видимому, являются вторичными изменениями, возникающими в процессе опухолевой прогрессии.УУ больных с хромосомными нарушениями прогноз заболевания хуже, чем у больных с нормальным кариотипом. Если в костном мозге больного встречались одновременно клетки с нарушениями и без нарушений кариотипа, то средняя продолжительность жизни пациента была промежуточной по отношению к длительности жизни больного лейкозом с нормальным кариотипом и больного с аберрантными хромосомами в опухолевых клетках [Golomb, Rowley, 1981]. Исключение составляют больные с транслокацией 8; 21 (q22; q22), встречающейся в 10% случаев и в основном при остром миелобластном лейкозе. Приблизительно у 2/^ больных с этим нарушением миелобласты имели тельца Ауэра, низкую активность щелочной фосфатазы и резко положительную реакцию на пероксидазу. Процесс хорошо поддавался терапии (ремиссия быладдостигнута в 74% случаев). У 32% мужчин с транслокацией 8; 21 в клетках костного мозга отсутствовала Yхромссома, у 36% женщин — Ххромосома. При таком сочетании хромосомных нарушений прогноз был менее благоприятным.
Отмечена четкая связь некоторых перестроек хромосом с типом лейкоза. Так, транслокация 8; 21, о которой упоминалось выше, и транслокация 6; 9 (р21—23; q33—34) встречались при остром миелобластном лейкозе. Транслокация 15; 17 (q25; q22) оказалась специфичной для острого промиелоцитарного лейкоза и была найдена в среднем в 41% случаев.
У 3,6% больных острым нелимфобластным лейкозом выявлена транслокация 9; 22, характерная для хронического миелолейкоза. Властный криз хронического миелолейкоза имеет 2 отличия от острого лейкоза с Phхромосомой: 1) при остром лейкозе отсутствует гематологическая картина развернутой стадии хронического миелолейкоза; 2) в период цитологической нормализации крови и костного мозга при хроническом миелолейкозе и в развернутой и в терминальной стадиях Phхромосома обычно сохраняется в большинстве клеток костного мозга, а при остром лейкозе клетки с Phхромосомой исчезают во время ремиссии и вновь появляются при рецидиве.
Особую группу составляют больные, у которых острый миелобластный лейкоз развился через 3—5 лет после облучения или химиотерапии по поводу лимфогранулематоза, миеломной болезни или других опухолей. Неслучайные нарушения кариотипа (гиподиплоидные клоны клеток с моносомией хромосом 5 или 7 или с частичной делецией длинного плеча у этих хромосом, трисомия 8 или 22) обнаружены в большинстве случаев [Rowley et al., 1981; Pedersen et al., 1981]. Больные этой группы были рефрактерны к терапии, ремиссии наблюдались очень редко.
При остром лимфобластном лейкозе изменения кариотипа наблюдаются примерно в770% случаев [Пригожина Е. Л. и др., 1982]. Нарушения хромосом клонального типа найдены у большинства больных с острым лимфобластным лейкозом, у 70% больных с ни ,, ни с Тклеточным лейкозом и у 39% больных с Тклеточным вариантом [Larson et al., 1981 ]. У взрослых больных чаще наблюдались клоны клеток с диплоидным числом хромосом и структурно измененными хромосомами, у детей — гипердиплоидные клоны с числом хромосом более 50 (рис. 67).
Наиболее характерными нарушениями кариотипа при остром лимфобластном лейкозе являются транслокации 4; 11 (q21; q23), 9; 22 (q34; qll), 8; 14 (q24; q32), 1; 19 (q23; ql3) и делеция длинного плеча хромосомы 6 с точками разрывов в области q21 — qter. Они найдены примерно у 10% детей и у 30% взрослых.
Классическая транслокация 9; 22 (q34; qll), специфичная для хронического миелолейкоза, выявлена у 2—10% детей и у 25% взрослых с острым лимфобластным лейкозом. Такая перестройка — плохой прогностический признак.
Транслокация 8; 14 (q24; q32), характерная для лимфомы Беркитта и других злокачественных заболеваний лимфатической системы, обнаружена при Вклеточном остром лейкозе у детей и Тклеточном лейкозе у взрослых. Описаны варианты транслокации: 11; 14, 12; 14 и Y; 14. В некоторых случаях происхождение дополнительного генетического материала на длинном плече хромосомы 14 не установлено. Присутствие маркера 14q4 при Вклеточном остром лейкозе свидетельствует о неблагоприятном прогнозе.
У детей с гипердиплоддными клонами клеток в костном мозге полные гематологические ремиссии были чаще, средняя продолжиеельность жизни больше и прогноз лучше, чем у больных с транслокациями.
При Тклеточном лейкозе взрослых, часто встречающемся в югозападных районах Японии, изменения кариотипа отмечены в 14 случаях из 15 [Uechima et al., 1981]. Индентификация хромосом флюоресцентным методом была проведена у 8 больных. В 5 случаях найдена трисомия 7(47) или 7q+, в 2 — маркер 14q+ ив 1 — недифференцированный маркер Dq+ (транслокация генетического материала на длинное плечо хромосомы 13, 14 или 15).
Структурные нарушения хромосо при остром лимфобластном лейкозе являются одним из важных прогностических критериев; по некоторым данным, этот признак более важен для прогнозирования результатов лечения, чем возраст больного, количество лейкоцитов в периферической крови, тип лейкоза и т. п. Индентификация хромосомных нарушений имеет клиническое значение, поскольку у больных с транслокациями прогноз плохой и они нуждаются в более интенсивной терапии. Средняя продолжительность жизни больных с нарушениями кариотипа в лейкозных клетках приблизительно в 2 раза меньше, чем больных без нррушений [Sandberg, 1980]. Возможно, в ближайшее время в связи с тем, что более совершенные методы анализа хромосом позволят чаще выявлять изменения кариотипа .в лейкозных клетках при острых лейкозах [Yunis, 1983], будет установлена зависимость между типом изменения и прогнозом лейкоза, а не только между наличием изменений кариотипа и прогнозом.
Сведения о нарушениях кариотипа при эритремии подробно освещены Mitelman, Levan (1981). Авторы показали, что хромосома 1 часто вовлекается в транслокации, для хромосом 8 и 9 характерны трисомия, а для хромосомы 20 — делеция длинного плеча. Маркер 20q — обнаружен у 26,7% больных с измененным кариотипом. В одном случае делегированный сегмент был транслоцирован на хромосому 5 [Zech et al., 1976a], в другом — на хромосому 11 [Berger, 1975]. У многих больных хромосомы—реципиенты делегированного сегмента не были идентифицированы.
У детей при миелоприлиферативных и цитопенических состояниях, не относящихся к синдромам с повышенной ломкостью хромосом, часто находят клоны клеток с моносомией 7 (—7). Sieff и соавт. (1981) считают моносомию 7 высокоспецифичной для миелопролиферативных заболеваний детского возраста. Они обнаружили это нарушение в клетках костного мозга у 6 человек. У 3 детей в последующем развился острый лейкоз. По-видимому, в этих случаях речь идет об опухолевых процессах (изначальную опухолевую их природу доказывает наличие клона миелоидных клеток, меченного хромосомным маркером), сходных по цитогенетике и клинике с вторичными лейкозами, которые были описаны выше. Неслучайные изменения кариотипа, миелопролиферация в костном мозге и вместе с тем — цитопения нередко предшествуют развернутой картине вторичного острого нелимфобластного лейкоза или (реже) бластному кризу хронического миелолейкоза. При этом хромосомный анализ часто выявляет следующие изменения: —7, +8, +9, +21, lq+, i (17q), 5q— и 20q— [Nowell, 1982].
Опухоли лимфатической системы. Лимфома Беркитта встречается наиболее часто (иногда 1 на 10 000) у детей Африки и Новой Гвинеи. Отдельные случаи заболевания как у детей, так и у взрослых описаны и в других неэндемических районах мира, включая Америку, Европу и Японию. У больных появляются опухоли в области челюстей, орбит, в подмышечных областях или в полости живота. Иммунологические исследования свидетельствуют о том, что лимфома Беркитта является Вклеточной опухолью.
Manolov, Manolova (1972) при цитогенетическом исследовании биоптатов от больных с африканской лимфомой Беркитта впервые обнаружили дополнительный сегмент на длинном плече хромосомы 14 (14q +). Этот маркер найден в 10 случаях из 12. Zech и соавт. (1976) показали, что маркер 14q+ возникает в результате транслокации между хромосомами 8 и 14: t (8; 14) (q24; q32). Транслокация 8; 14 встречается у 90% больных лимфомой Беркитта. У 10% больных описаны другие типы транслокаций: t (2; 8) (pi 2:
q24), t(8; 22) (q24; qll) и сложный тип транслокации с вовлечением хромосом 2, 8 и 9.
Полагают, что Влимфотропный вирус Эпштейна — Барр, как и некоторые другие вирусы, индуцирует неклональные аберрации хромосом во многих Вклетках, но только из клеток со случайно возникшими указанными выше транслокациями развиваются злокачественные опухоли. О клональном происхождении лимфомы Беркитта свидетельствуют результаты исследования Г6ФД у гетерозиготных больных: один тип фермента обнаружен в опухллевых клетках и два типа в клетках нормальных тканей [Fialkow, 1983].
Другие лимфомы. В связи с отсутствием четкой гистологической и цитологической верификации форм внекостномозговых лимфопролиферативных процессов в одну группу по цитогенетической характеристике оказались объединены и лимфоцитомы и лимфосаркомы. По данным Mitelman и Levan (1981), при лимфатических опухолях Вклеточной природы наиболее частым типом хромосомных изменений оказывается перестройка хромосомы 14. Маркер 14q+ найден в 59 случаях из 105. Кроме хромосомы 14, в структурные перестройки часто вовлекались хромосомы 1, 8, 10, 11 и 18.
При хроническом Тклеточном лимфолейкозе анализ хромосом проведен пока в небольшом числе случаев. Нарушения кариотипа гиподиплоидия, гипердиплоидия, маркерные хромосомы — были обнаружены в основном при исследовании культур лимфоцитов периферической крови, стимулированных ФГА. В числовые и структурные перестройки часто вовлекались хромосомы 2 и 8 [Pittman et al., 1982]. У некоторых больных обнаружен маркер 14q+ с точками разрывов в области qll и q32 [Uechima et al., 1984].