Генетический ландшафт острых миелоидных лейкозов, протекающих с лейкоцитозом

Введение. Одно из проявлений пролиферации опухолевых клеток при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) – лейкоцитоз. В работе мы оцениваем ассоциацию отдельных мутаций с лейкоцитозом, а также их суммарный вклад в развитие лейкоцитоза при ОМЛ. Полученные результаты помогут лучше понять патогенетический механизм развития лейкоцитоза при ОМЛ.

Цель исследования – изучить генетический ландшафт ОМЛ, протекающих с лейкоцитозом.

Материалы и методы. Ретроспективно были исследованы лабораторные данные 214 пациентов с ОМЛ, наблюдавшихся в НМИЦ гематологии (Москва) с 2010 по 2022 гг. Для выявления мутаций генов FLT3, NPM1, CEBPA, IDH1/2, DNMT3A, TET2, химерных транскриптов CBFB::MYH11 и RUNX1::RUNX1T1 использовали полимеразную цепную реакцию в реальном времени, капиллярный электрофорез и секвенирование нового поколения (next generation sequencing, NGS).

Результаты. Мутации гена FLT3 (отношение шансов 5,45; p < 0,0001), inv(16) / CBFB::MYH11 (отношение шансов 10,03; p = 0,0009) в наибольшей степени ассоциированы с лейкоцитозом >30 × 10⁹ / л в дебюте ОМЛ. Транслокация t(8;21) / RUNX1::RUNX1T1 и неблагоприятные цитогенетические нарушения, такие как -5 / del(5q), -7 / del(7q), -17/abn(17p), комплексный и моносомный кариотип, статистически значимо ассоциированы с количеством лейкоцитов < 30 × 10⁹ / л на момент манифестации заболевания (p < 0,0001). У пациентов группы промежуточного цитогенетического риска только с мутациями генов эпигенетических факторов IDH1/2, DNMT3A и TET2 было статистически значимо ниже количество лейкоцитов в дебюте ОМЛ, тогда как наиболее выраженные лейкоцитозы наблюдались у пациентов, имеющих сочетание драйверных мутаций, мутаций генов эпигенетических факторов IDH1/2, DNMT3A, TET2 и мутаций FLT3, NPM1, CEBPA.

Заключение. Помимо различного влияния отдельных генетических и цитогенетических нарушений на пролиферативный потенциал опухолевых клеток существует суммарный вклад разного типа генетических событий в развитие лейкоцитоза при ОМЛ. Высокие уровни лейкоцитов на момент манифестации ОМЛ у пациентов с промежуточным цитогенетическим риском могут служить косвенным маркером наличия большого количества генетических аберраций и сочетания мутаций генов эпигенетических факторов IDH1/2, DNMT3A, TET2 и мутаций FLT3, NPM1, CEBPA.

1. Клинические рекомендации. Острые миелоидные лейкозы. Взрослые. 2020. Доступно по: https://oncology-association.ru/wp-content/uploads/2020/09/ostrye_mieloidnye_lejkozy.pdf.

2. Khoury J.D., Solary E., Abla O. et al. The 5^th edition of the World Health Organization classification of haematolymphoid tumours: myeloid and histiocytic/dendritic neoplasms. Leukemia 2022;36(7):1703–19. DOI: 10.1038/s41375-022-01613-1

3. Döhner H., Estey E., Grimwade D. et al. Diagnosis and management of AML in adults: 2017 ELN recommendations from an international expert panel. Blood 2017;129(4):424–47. DOI: 10.1182/blood-2016-08-733196

4. Grimwade D., Hills R.K., Moorman A.V. et al. Refinement of cytogenetic classification in acute myeloid leukemia: determination of prognostic significance of rare recurring chromosomal among 5876 younger adult patients treated in the United Kingdom Medical Research Council trials. Blood 2010;116(3):354–65. DOI: 10.1182/blood-2009-11-254441

5. Grimwade D., Walker H., Harrison G. et al. The predictive value of hierarchical cytogenetic classification in older adults with acute myeloid leukemia (AML): analysis of 1065 patients entered into the United Kingdom Medical Research Council AML11 trial. Blood 2001;98(5):1312–20. DOI: 10.1182/blood.v98.5.1312

6. Немировченко В.С., Шервашидзе М.А., Валиев Т.Т., Кондратчик К.Л. Результаты лечения острого миелоидного лейкоза у детей с включением эпигенетических препаратов. Онкогематология 2020;15(2):19–28. DOI: 10.17650/1818-8346-2020-15-2-19-28

7. Kottaridis P.D., Gale R.E., Frew M.E. et al. The presence of a FLT3-internal tandem duplication in patients with acute myeloid leukemia (AML) adds important prognostic information to cytogenetic risk group and response to the first cycle of chemotherapy: analysis of 854 patients from the United Kingdom Medical Research Council AML 10 and 12 trials. Blood 2001;98(6):1752–9. DOI: 10.1182/blood.v98.6.1752

8. Thiede C., Steudel C., Mohr B. et al. Analysis of FLT3-activating mutations in 979 patients with acute myelogenous leukemia: association with FAB subtypes and identification of subgroups with poor prognosis. Blood 2002;99(12):4326–35. DOI: 10.1182/blood.v99.12.4326

9. Fröhling S., Schlenk R.F., Breitruck J. et al. Prognostic significance of activating FLT3 mutations in younger adults (16 to 60 years) with acute myeloid leukemia and normal cytogenetics: a study of the AML Study Group Ulm. Blood 2002;100(13):4372–80. DOI: 10.1182/blood-2002-05-1440

10. Pratcorona M., Brunet S., Nomdedéu J. et al. Favorable outcome of patients with acute myeloid leukemia harboring a low-allelic burden FLT3-ITD mutation and concomitant NPM1 mutation: relevance to postremission therapy. Blood 2013;121(14):2734–8. DOI: 10.1182/blood-2012-06-431122

11. Schlenk R.F., Kayser S., Bullinger L. et al. Differential impact of allelic ratio and insertion site in FLT3-ITD-positive AML with respect to allogeneic transplantation. Blood 2014;124(23):3441–9. DOI: 10.1182/blood-2014-05-578070

12. Linch D.C., Hills R.K., Burnett A.K. et al. Impact of FLT3(ITD) mutant allele level on relapse risk in intermediate-risk acute myeloid leukemia. Blood 2014;124(2):273–6. DOI: 10.1182/blood-2014-02-554667

13. Gale R.E., Green C., Allen C. et al. The impact of FLT3 internal tandem duplication mutant level, number, size, and interaction with NPM1 mutations in a large cohort of young adult patients with acute myeloid leukemia. Blood 2008;111(5):2776–84. DOI: 10.1182/blood-2007-08-109090

14. Döhner K., Thiede C., Jahn N. et al. Impact of NPM1/FLT3-ITD genotypes defined by the 2017 European LeukemiaNet in patients with acute myeloid leukemia. Blood 2020;135(5):371–80. DOI: 10.1182/blood.2019002697

15. Döhner H., Wei A.H., Appelbaum F.R. et al. Diagnosis and management of AML in adults: 2022 recommendations from an international expert panel on behalf of the ELN. Blood 2022;140(12):1345–77. DOI: 10.1182/blood.2022016867

16. Cancer Genome Atlas Research Network. Genomic and epigenomic landscapes of adult de novo acute myeloid leukemia. N Engl J Med 2013;368(22):2059–74. DOI: 10.1056/NEJMoa1301689

17. Bullinger L., Döhner K., Döhner H. Genomics of acute myeloid leukemia diagnosis and pathways. J Clin Oncol 2017;35(9):934–46. DOI: 10.1200/JCO.2016.71.2208

18. Kelly L.M., Gilliland D.G. Genetics of myeloid leukemias. Annu Rev Genomics Hum Genet 2002;3:179–98. DOI: 10.1146/annurev.genom.3.032802.115046

19. Panuzzo C., Signorino E., Calabrese C. et al. Landscape of tumor suppressor mutations in acute myeloid leukemia. J Clin Med 2020;9(3):802. DOI: 10.3390/jcm9030802

20. Lagunas-Rangel F.A., Chávez-Valencia V., Gómez-Guijosa M.Á., Cortes-Penagos C. Acute myeloid leukemia-genetic alterations and their clinical prognosis. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res 2017;11(4):328–39.

21. Block M., Jacobson L.O., Bethard W.F. Preleukemic acute human leukemia. J Am Med Assoc 1953;152:1018–28. DOI: 10.1001/jama.1953.03690110032010

22. Medinger M., Passweg J.R. Acute myeloid leukaemia genomics. Br J Haematol 2017;179(4):530–42. DOI: 10.1111/bjh.14823

23. Koeffler H.P., Leong G. Preleukemia: one name, many meanings. Leukemia 2017;31(3):534–42. DOI: 10.1038/leu.2016.364

24. Bowman R.L., Busque L., Levine R.L. Clonal hematopoiesis and evolution to hematopoietic malignancies. Cell Stem Cell 2018;22(2):157–70. DOI: 10.1016/j.stem.2018.01.011

25. Vergez F., Largeaud L., Bertoli S. et al. Phenotypically-defined stages of leukemia arrest predict main driver mutations subgroups, and outcome in acute myeloid leukemia. Blood Cancer J 2022;12(8):117. DOI: 10.1038/s41408-022-00712-7

26. Kishtagari A., Levine R.L., Viny A.D. Driver mutations in acute myeloid leukemia. Curr Opin Hematol 2020;27(2):49–57. DOI: 10.1097/MOH.0000000000000567

27. Genovese G., Kähler A.K., Handsaker R.E. et al. Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence. N Engl J Med 2014;371(26):2477–87. DOI: 10.1056/NEJMoa1409405

28. Троицкая В.В., Паровичникова Е.Н., Соколов А.Н. и др. Лечение взрослых больных острыми миелоидными лейкозами с гиперлейкоцитозом в дебюте заболевания. Терапевтический архив 2015;87(7):33–40. DOI: 10.17116/terarkh201587733-40

29. Bewersdorf J.P., Zeidan A.M. Hyperleukocytosis and leukostasis in acute myeloid leukemia: can a better understanding of the underlying molecular pathophysiology lead to novel treatments? Cells 2020;9(10):2310. DOI: 10.3390/cells9102310

30. Stahl M., Shallis R.M., Wei W. et al. Management of hyperleukocytosis and impact of leukapheresis among patients with acute myeloid leukemia (AML) on short- and long-term clinical outcomes: a large, retrospective, multicenter, international study. Leukemia 2020;34(12):3149–60. DOI: 10.1038/s41375-020-0783-3

31. Greenwood M.J., Seftel M.D., Richardson C. et al. Leukocyte count as a predictor of death during remission induction in acute myeloid leukemia. Leuk Lymphoma 2006;47(7):1245–52. DOI: 10.1080/10428190600572673

32. Marcucci G., Mrózek K., Ruppert A.S. et al. Prognostic factors and outcome of core binding factor acute myeloid leukemia patients with t(8;21) differ from those of patients with inv(16): a Cancer and Leukemia Group B study. J Clin Oncol 2005;23(24):5705–17. DOI: 10.1200/JCO.2005.15.610

33. Tien F.M., Hou H.A., Tsai C.H. et al. Hyperleukocytosis is associated with distinct genetic alterations and is an independent poorrisk factor in de novo acute myeloid leukemia patients. Eur J Haematol 2018;101(1):86–94. DOI: 10.1111/ejh.13073

34. Rollig C., Ehninger G. How I treat hyperleukocytosis in acute myeloid leukemia. Blood 2015;125(21):3246–52. DOI: 10.1182/blood-2014-10-551507

35. Dutcher J.P., Schiffer C.A., Wiernik P.H. Hyperleukocytosis in adult acute nonlymphocytic leukemia: impact on remission rate and duration, and survival. J Clin Oncol 1987;5(9):1364–72. DOI: 10.1200/JCO.1987.5.9.1364

36. De Jonge H.J., Valk P.J., De Bont E.S. et al. Prognostic impact of white blood cell count in intermediate risk acute myeloid leukemia: relevance of mutated NPM1 and FLT3-ITD. Haematologica 2011;96(9):1310–7. DOI: 10.3324/haematol.2011.040592

37. Lin L.I., Lin T.C., Chou W.C. et al. A novel fluorescence-based multiplex PCR assay for rapid simultaneous detection of CEBPA mutations and NPM mutations in patients with acute myeloid leukemias. Leukemia 2006;20(10):1899–903. DOI: 10.1038/sj.leu.2404331

38. Nakao M., Yokota S., Iwai T. et al. Internal tandem duplication of the FLT3 gene found in acute myeloid leukemia. Leukemia 1996;10(12):1911–8.

39. Scholl S., Mügge L.O., Landt O. et al. Rapid screening and sensitive detection of NPM1 (nucleophosmin) exon 12 mutations in acute myeloid leukaemia. Leuk Res 2007;31(9):1205–11. DOI: 10.1016/j.leukres.2006.12.011

40. Gabert J., Beillard E., van der Velden V.H. et al. Standardization and quality control studies of ‘real-time’ quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction of fusion gene transcripts for residual disease detection in leukemia – a Europe Against Cancer program. Leukemia 2003;17(12):2318–57. DOI: 10.1038/sj.leu.2403135

41. Кашлакова А.И., Паровичникова Е.Н., Бидерман Б.В. и др. Определение молекулярно-генетического профиля у взрослых больных острыми миелоидными лейкозами методом секвенирования нового поколения. Гематология и трансфузиология 2020;65(4):444–59. DOI: 10.35754/0234-5730-2020-65-4-444-459

42. ISCN 2016: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. Eds.: J. McGowan-Jordan, A. Simons, M. Schmid. B.: Karger Publishers, 2016.

43. ISCN 2020: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. Eds.: J. McGowan-Jordan, R.J. Hastings, S. Moore. B.: Karger Publishers, 2020.

44. Bezerra M.F., Lima A.S., Piqué-Borràs M.R. et al. Co-occurrence of DNMT3A, NPM1, FLT3 mutations identifies a subset of acute myeloid leukemia with adverse prognosis. Blood 2020;135(11):870–5. DOI: 10.1182/blood.2019003339

45. Wakita S., Marumo A., Morita K. et al. Mutational analysis of DNMT3A improves the prognostic stratification of patients with acute myeloid leukemia. Cancer Sci 2023;114(4):1297–308. DOI: 10.1111/cas.15720

46. Corces-Zimmerman M.R., Hong W.J., Weissman I.L. Preleukemic mutations in human acute myeloid leukemia affect epigenetic regulators and persist in remission. Proc Natl Acad Sci USA 2014;111(7):2548–53. DOI: 10.1073/pnas.1324297111

47. Thol F., Klesse S., Köhler L. et al. Acute myeloid leukemia derived from lympho-myeloid clonal hematopoiesis. Leukemia 2017;31(6):1286–95. DOI: 10.1038/leu.2016.345

48. Corces M.R., Chang H.Y., Majeti R. Preleukemic hematopoietic stem cells in human acute myeloid leukemia. Front Oncol 2017;7:263. DOI: 10.3389/fonc.2017.00263