OncohematologyOncohematologyОнкогематология1818-83462413-4023Publishing House ABV Press98310.17650/1818-8346-2024-19-4-150-163CURRENT BASIC RESEARCH IN HEMATOLOGY AND PRACTICAL MEDICINEФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОНКОГЕМАТОЛОГИИ И ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕResults of various somatic mutations detection in patients with chronic myeloid leukemiaРезультаты определения соматических мутаций в различных генах у больных хроническим миелолейкозомhttps://orcid.org/0000-0002-9181-6050KuzminaE. A.КузьминаЕ. А.
Russian Federation

Elena Andreevna Kuzmina,

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

Елена Андреевна Кузьмина,

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

1110ekuzmina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6423-1789ChelyshevaE. Yu.ЧелышеваЕ. Ю.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0002-6253-3334BidermanB. V.БидерманБ. В.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0001-5393-0816ShukhovO. A.ШуховО. А.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0002-8187-5639StepanovaE. A.СтепановаЕ. А.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0002-6440-0500GadzhievaE. P.ГаджиеваЭ. П.
Russian Federation

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

https://orcid.org/0000-0001-5730-2593PetrovaA. N.ПетроваА. Н.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0001-9178-1428NemchenkoI. S.НемченкоИ. С.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0002-3123-8316BykovaA. V.БыковаА. В.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0001-9984-389XGuryanovaM. A.ГурьяноваМ. А.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0003-0261-5941KokhnoA. V.КохноА. В.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0001-9947-2371TurkinaA. G.ТуркинаА. Г.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4

https://orcid.org/0000-0001-9463-9187SudarikovA. B.СудариковА. Б.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4 

National Medical Research Center for Hematology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр гематологии» Минздрава РоссииResearch Centre for Medical GeneticsФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»101220241941501631012202410122024https://oncohematology.abvpress.ru/ongm/article/view/983

Background. Somatic mutations in chronic myeloid leukemia (CML) patients are considered as possible factors for the failure of tyrosine kinase inhibitor (TKI) therapy, and the study of their characteristics is of interest.

Aim. To evaluate the genetic profile of blood cells in CML patients using nextgeneration sequencing.

Materials and methods. Retrospective study was conducted in two groups of patients: group 1 with TKI therapy failure (n = 29) and group 2 with optimal response to TKI therapy (n = 29). The target panel for nextgeneration sequencing included 19 genes: ASXL1, DNMT3A, FLT3, IDH1, IDH2, NPM1, RUNX1, SF3B1, SRSF2, TET2, TP53, U2AF2, KIT, WT1, CEBPA, ZRSR2, JAK2, GATA2, ABL1. In order to assess clonal evolution, additional samples were examined at a retrospective point in time closest to the primary CML diagnosis.

Results. In group 1, mutations in 8 genes (including ABL1) were identified in 19/29 (66 %) patients. Excluding ABL1, mutations were identified in 15 (52 %) patients. In 9 (31 %) patients, >1 mutation (2 to 4) was detected. Frequency of genes mutations in group 1: ABL1 in 11 (38 %) patients, ASXL1 in 9 (31 %) patients, DNMT3A in 3 (10 %) patients, RUNX1, CEBPA in 2 patients (7 %), WT1, NPM1, TET2 in 1 patient (3.5 %). In 7 (24 %) patients there was a combination of mutations in ABL1 gene and in another gene; the most frequent combination of mutations in genes: ABL1 + ASXL1 – in 4 patients (14 %). The dynamics of mutant clones in group 1 was evaluated in 21/29 (72 %) patients. In 10/21 (48 %) patients somatic mutations in genes appeared during CML treatment, in 14/21 (67 %) patients previously detected mutations persisted, in 1 (5 %) the mutation disappeared. In group 2, somatic mutations were detected in 2/29 (7 %) patients: in DNMT3A (ariant Allele Frequency (AF) 5 %) and TP53 (AF 9 %) genes – these mutations were not detected at the diagnosis of CML. In one patient ASXL1 mutation (AF 5 %) was detected only at diagnosis, and was not detected subsequently with optimal response to therapy.

Conclusion. The presence of somatic gene mutations is associated with a resistant CML course: somatic mutations in genes other than ABL1 were more common in CML patients with TKI therapy failure than in those with optimal response: 52 % vs. 7 % (p ≤0.05). Mutations in ASXL1 (31 %) and DNMT3A (10 %) were the most frequently detected. The frequency of ABL1 and ASXL1 mutations combination amounted to 14 %. uring followup, somatic mutations predominantly persisted or appeared over time in CML patients with TKI therapy resistance.

Введение. Соматические мутации в различных генах у больных хроническим миелолейкозом (МЛ) рассматриваются как возможные факторы неудачи терапии ингибиторами тирозинкиназ (ИТ), поэтому изучение их особенностей представляет интерес.

Цель исследования – оценить молекулярно-генетический профиль клеток крови у больных МЛ, используя метод высокопроизводительного секвенирования.

Материалы и методы. Ретроспективное исследование проводилось в 2 группах пациентов: группа 1 с неудачей терапии ИТ (n = 29) и группа 2 с оптимальным ответом на лечение ИТ (n = 29). Таргетная панель для высокопроизводительного секвенирования включала 19 генов: ASXL1, DNMT3A, FLT3, IDH1, IDH2, NPM1, RUNX1, SF3B1, SRSF2, TET2, TP53, U2AF2, KIT, WT1, CEBPA, ZRSR2, JAK2, GATA2, ABL1. Для оценки динамики клонов исследовали дополнительные биообразцы в ретроспективной точке, в наиболее приближенное к этапу первичной диагностики МЛ время.

Результаты. В группе 1 у 19/29 (66 %) пациентов выявлены мутации в 8 генах (включая ABL1). Исключая ABL1, мутации обнаружены у 15 (52 %) пациентов. 9 (31 %) пациентов выявлялось >1 мутации (от 2 до 4). Частота встречаемости мутаций в генах в группе 1: ABL1 – у 11 (38 %) пациентов, ASXL1 – у 9 (31 %), DNMT3A – у 3 (10 %), RUNX1, CEBPA – по 2 (7 %) пациента, WT1, NPM1, TET2 – по 1 (3,5 %) пациенту. 7 (24 %) пациентов встречалось сочетание мутаций в гене ABL1 и в другом гене; наиболее частое сочетание мутаций в генах: ABL1 + ASXL1 – у 4 (14 %) пациентов. Динамика мутантных клонов в группе 1 оценена у 21/29 (72 %) пациентов. 10/21 (48 %) больных соматические мутации в генах появлялись на фоне лечения МЛ, у 14/21 (67 %) ранее выявленные мутации сохранялись, у 1 (5 %) отмечено исчезновение мутации. В группе 2 соматические мутации выявлены у 2/29 (7 %) пациентов: в генах DNMT3A (аллельная нагрузка клона (ariant Allele Frequency, AF) 5 %) и TP53 (AF 9 %) на этапе диагностики МЛ эти мутации не выявлялись. 1 пациента мутация в гене ASXL1 (AF 5 %) выявлена только в ретроспективной точке, на этапе диагностики, и не определялась в последующем, при оптимальном ответе на терапию.

Заключение. Наличие соматических мутаций ассоциировано с резистентным течением МЛ: соматические мутации в различных генах, помимо ABL1, чаще встречались у больных МЛ с неудачей терапии ИТ, чем у больных с оптимальным ответом: 52 % против 7 % (р ≤0,05). Наиболее часто выявлялись мутации в генах ASXL1 (31 %) и DNMT3A (10 %). Частота сочетания мутаций ABL1 и ASXL1 составила 14 %. ри наблюдении в динамике соматические мутации преимущественно персистировали или появлялись со временем у больных МЛ с резистентностью к терапии ИТ.

chronic myeloid leukemiasomatic mutationresistancetherapy failurenext-generation sequencingхронический миелолейкозсоматическая мутациярезистентностьнеудача терапиивысокопроизводительное секвенированиеRen R. Mechanisms of BCRABL in the pathogenesis of chronic myelogenous leukaemia. Nat Rev Cancer 2005;5(3):172–83. DOI: 10.1038/nrc1567Quintá SCardama A., Cortes J. Molecular biology of bcrabl1 positive chronic myeloid leukemia. Blood 2009;113(8):1619–30. DOI: 10.1182/blood200803144790Hoffmann V.S., Baccarani M., Hasford J. et al. The EUTOS population-based registry: incidence and clinical characteristics of 2904 CML patients in 20 European Countries. Leukemia 2015;29(6):1336–43. DOI: 10.1038/leu.2015.73Hoffmann V.S., Baccarani M., Hasford J. et al. The EUTOS populationbased registry: incidence and clinical characteristics of 2904 CML patients in 20 European Countries. Leukemia 2015;29(6):1336–43. DOI: 10.1038/leu.2015.73Hehlmann R. Chronic myeloid leukemia in 2020. Hemasphere 2020;4(5):E468. DOI: 10.1097/HS9.0000000000000468Aleksandrova T.N., Mulina I.I., Lyamkina A.S. et al. Cytokine profile in patients with chronic myeloid leukemia. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology 2024;26(2):329–36. (In Russ.). DOI: 10.15789/15630625CPO2851Александрова Т.Н., Мулина И.И., Лямкина А.С. и др. Цитокиновый профиль больных хроническим миелолейкозом. Медицинская иммунология 2024;26(2):329–36. DOI: 10.15789/15630625CPO2851Kustova D., Kirienko A., Motyko E. et al. P660: Nextgeneration sequencing (NGS) for detecting BCR::ABLindependent mutations in patients with chronic myeloid leukemia with resistance to tyrosine kinase inhibitor treatment. Hemasphere 2023;7(S3):e8616465. DOI: 10.1097/01.HS9.0000969544.86164.65Hochhaus A., Baccarani M., Silver R.T. et al. European LeukemiaNet 2020 recommendations for treating chronic myeloid leukemia. Leukemia 2020;34(4):966–84. DOI: 10.1038/s4137502007762Kutsev S.I., Velchenko M.V. Significance of analysis of BCR-ABL gene mutations in optimization of target therapy for chronic myeloid leukemia. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2008;1(3):190–9. (In Russ.).Куцев С.И., Вельченко М.В. Значение анализа мутаций гена BCR-ABL в оптимизации таргетной терапии хронического миелолейкоза. Клиническая онкогематология 2008;1(3):190–9.Branford S., Rudzki Z., Walsh S. et al. Detection of BCRABL mutations in patients with CML treated with imatinib is virtually always accompanied by clinical resistance, and mutations in the ATP phosphate-binding loop (Ploop) are associated with a poor prognosis. Blood 2003;102(1):276–83. DOI: 10.1182/blood2002092896Chelysheva E.Yu., Shukhov O.A., Lazareva O.V. et al. BCR-ABL kinase domain mutations in chronic myeloid leukemia. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2012;5(1):13–21. (In Russ.)Челышева Е.Ю., Шухов О.А., Лазарева О.В. и др. Мутации киназного домена гена BCR-ABL при хроническом миелолейкозе. Клиническая онкогематология 2012;5(1):13–21.Cortes J.E., Talpaz M., Giles F. et al. Prognostic significance of cytogenetic clonal evolution in patients with chronic myelogenous leukemia on imatinib mesylate therapy. Blood 2003;101(10):3794–800. DOI: 10.1182/blood2002092790Vinogradova O.Yu., Aseeva E.A., Vorontsova A.V. et al. Influence of different chromosomal abnormalities in Phpositive bone marrow cells on the chronic myeloid leukemia course during tyrosine kinase inhibitors therapy. Onkogematologiya = Oncohematology 2012;7(4): 24–34. (In Russ.). DOI: 10.17650/181883462012742434Виноградова О.Ю., Асеева Е.А., Воронцова А.В. и др. Влияние различных хромосомных аномалий в Phпозитивных клетках костного мозга на течение хронического миелолейкоза при терапии ингибиторами тирозинкиназ. Онкогематология 2012;7(4):24–34. DOI: 10.17650/181883462012742434Branford S., Dong D., Kim H. et al. Laying the foundation for genomically-based risk assessment in chronic myeloid leukemia behalf of the International CML Foundation Genomics Alliance. Leukemia 2019;33:1835–50. DOI: 10.1038/s413750190512yBranford S., Dong D., Kim H. et al. Laying the foundation for genomicallybased risk assessment in chronic myeloid leukemia behalf of the International CML Foundation Genomics Alliance. Leukemia 2019;33:1835–50. DOI: 10.1038/s413750190512ySant’Antonio E., Camerini C., Rizzo V. et al. Genetic heterogeneity in chronic myeloid leukemia: how clonal hematopoiesis and clonal evolution may influence prognosis, treatment outcome, and risk of cardiovascular events. Clin Lymphoma Myeloma Leuk 2021;21(9):573–9. DOI: 10.1016/j.clml.2021.04.014Branford S., Fernandes A., Shahrin N.H. et al. Beyond BCR::ABL1 the role of genomic analyses in the management of CML. J Natl Compr Canc Netw 2024;22(1):e237335. DOI: 10.6004/jnccn.2023.7335Shanmuganathan N., Yeung D.T., Wadham C. et al. Additional mutational events at diagnosis of CML confer inferior failurefree survival and molecular response for patients treated with frontline imatinib but not for patients treated with frontline secondgeneration tyrosine kinase inhibitors. Blood 2022;140(Suppl 1):805–6. DOI: 10.1182/blood2022158743Shanmuganathan N., Yeung D.T., Wadham C. et al. Additional mutational events at diagnosis of CML confer inferior failure-free survival and molecular response for patients treated with frontline imatinib but not for patients treated with frontline second-generation tyrosine kinase inhibitors. Blood 2022;140(Suppl 1):805–6. DOI: 10.1182/blood2022158743Grossmann V., Kohlmann A., Zenger M. et al. A deep-sequencing study of chronic myeloid leukemia patients in blast crisis (BCCML) detects mutations in 76.9 % of cases. Leukemia 2011;25(3):557–60. DOI: 10.1038/leu.2010.298Branford S., Wang P., Yeung D.T. et al. Integrative genomic analysis reveals cancer-associated mutations at diagnosis of CML in patients with high-risk disease. Blood 2018;132(9):948–61. DOI: 10.1182/blood201802832253Awad S.A., Kankainen M., Ojala T. et al. Mutation accumulation in cancer genes relates to nonoptimal outcome in chronic myeloid leukemia. Blood Adv 2020;4(3):546. DOI: 10.1182/bloodadvances.2019000943Awad S.A., Kankainen M., Ojala T. et al. Mutation accumulation in cancer genes relates to non-optimal outcome in chronic myeloid leukemia. Blood Adv 2020;4(3):546. DOI: 10.1182/bloodadvances.2019000943Mullighan C.G., Miller C.B., Radtke I. et al. BCRABL1 lymphoblastic leukaemia is characterized by the deletion of Ikaros. Nature 2008;453(7191):110–4. DOI: 10.1038/nature06866Ochi Y., Yoshida K., Huang Y.J. et al. Clonal evolution and clinical implications of genetic abnormalities in blastic transformation of chronic myeloid leukaemia. Nat Commun 2021;12(1):2833. DOI: 10.1038/s4146702123097wMitani K., Nagata Y., Sasaki K. et al. Somatic mosaicism in chronic myeloid leukemia in remission. Blood 2016;128(24):2863–6. DOI: 10.1182/blood201606723494Schmidt M., Rinke J., Schäfer V. et al. Molecular-defined clonal evolution in patients with chronic myeloid leukemia independent of the BCRABL status. Leukemia 2014;28(12):2292–9. DOI: 10.1038/leu.2014.272Schmidt M., Rinke J., Schäfer V. et al. Moleculardefined clonal evolution in patients with chronic myeloid leukemia independent of the BCRABL status. Leukemia 2014;28(12):2292–9. DOI: 10.1038/leu.2014.272Kim T.H., Tyndel M.S., Kim H.J. et al. Spectrum of somatic mutation dynamics in chronic myeloid leukemia following tyrosine kinase inhibitor therapy. Blood 2017;129(1):38–47. DOI: 10.1182/blood201604708560Shukhov O.A., Turkina A.G., Chelysheva E.Yu. et al. Treatment of chronic myeloid leukemia according to current guidelines: the results of the pilot prospective study “Early Induction Therapy and Monitoring” (РИТМ). Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2019;12(2):194–201. (In Russ.). DOI: 10.21320/250021392019122194201Шухов О.А., Туркина А.Г., Челышева Е.Ю. и др. Терапия хронического миелолейкоза согласно современным рекомендациям: результаты пилотного проспективного исследования «Ранняя индукционная терапия и мониторинг» (РИТМ). Клиническая онкогематология 2019;12(2):194–201. DOI: 10.21320/250021392019122194201Turkina A.G., Kuzmina E.A., Lomaia E.G. et al. Asciminib in chronic myeloid leukemia patients without therapeutic alternatives alternatives: results of the MAP (Managed Access Program, NCT04360005) trial in Russia. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2023;16(1):54–68. (In Russ.). DOI: 10.21320/2500213920231615468Туркина А.Г., Кузьмина Е.А., Ломаиа Е.Г. и др. Асциминиб у больных хроническим миелолейкозом, не имеющих альтернативных методов лечения: результаты исследования в рамках программы расширенного доступа МАР (Managed Access Program, NCT04360005) в России. Клиническая онкогематология 2023;16(1):54–68. DOI: 10.21320/2500213920231615468Barton D.E. DNA prep for eukaryotic cells (macrophages)? Available at: http://www.bio.net/bionet/mm/method-sand-reagents/1995July/031231.htmlAdilgereeva E.P., Nikitin A.G., Zheglo D.G. et al. Molecular genetic predictors of chronic myeloid leukemia primary resistance to tyrosine kinase inhibitors therapy. Vestnik gematologii = Bulletin of Hematology 2021;17(2):45–46. (In Russ.).Адильгереева Э.П., Никитин А.Г., Жегло Д.Г. и др. Молекулярно-генетические предикторы первичной резистентности хронического миелоидного лейкоза к терапии ингибиторами тирозинкиназ. Вестник гематологии 2021;17(2):45–6.RocheLestienne C., Marceau A., Labis E. et al. Mutation analysis of TET2, IDH1, IDH2 and ASXL1 in chronic myeloid leukemia. Leukemia 2011;25(10):1661–4. DOI: 10.1038/leu.2011.139Ernst T., Busch M., Rinke J. et al. Frequent ASXL1 mutations in children and young adults with chronic myeloid leukemia. Leukemia 2018;32(9):2046–9. DOI: 10.1038/s4137501801572Schönfeld L., Rinke J., Hinze A. et al. ASXL1 mutations predict inferior molecular response to nilotinib treatment in chronic myeloid leukemia. Leukemia 2022;36(9):2242. DOI: 10.1038/s41375022016484Melikyan A.L., Subortseva I.N. Biology of myeloproliferative malignancies. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2016;9(3):314–25. (In Russ.). DOI: 10.21320/25002139201693314325Меликян А.Л., Суборцева И.Н. Биология миелопролиферативных новообразований. Клиническая онкогематология 2016;9(3):314–25. DOI: 10.21320/25002139201693314325Branford S., Hochhaus A., Mauro M. et al. Impact of mutations in blood cancer-related genes on clinical outcomes in chronic myeloid leukemia in chronic phase (CMLCP) after ≥2 tyrosine kinase inhibitors (TKIs) in the ascembl trial. Blood 2023;142(Suppl 1): 449. DOI: 10.1182/blood2023187636Branford S., Hochhaus A., Mauro M. et al. Impact of mutations in blood cancerrelated genes on clinical outcomes in chronic myeloid leukemia in chronic phase (CMLCP) after ≥2 tyrosine kinase inhibitors (TKIs) in the ascembl trial. Blood 2023;142(Suppl 1): 449. DOI: 10.1182/blood2023187636Cross N.C.P., Ernst T., Branford S. et al. European LeukemiaNet laboratory recommendations for the diagnosis and management of chronic myeloid leukemia. Leukemia 2023;37:2150. DOI: 10.1038/s4137502302048yRoeheLestienne C., Deluche L., Corm S. et al. RUNX1 DNAbinding mutations and RUNX1PRDM16 cryptic fusions in BCRABL + leukemias are frequently associated with secondary trisomy 21 and may contribute to clonal evolution and imatinib resistance. Blood 2008;111(7):3735–41. DOI: 10.1182/blood200707102533Döhner 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. DOI: 10.1182/blood201608733196Smirnikhina S.A., Chelysheva E.Yu., Lavrov A.V. et al. Prognostic genetic markers of relapses in patients with chronic myeloid leukemia after withdrawal of tyrosine kinase inhibitors. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology 2017;10(4):580–1.Смирнихина С.А., Челышева Е.Ю., Лавров А.В. и др. Прогностические генетические маркеры рецидивов хронического миелолейкоза у пациентов после отмены ингибиторов тирозинкиназ. Клиническая онкогематология 2017;10(4):580–1.