PhD értekezés. A Gyermekkori Akut Limfoid Leukémia és non- Hodgkin Limfoma Klinikopatológiája. dr. Magyarosy Edina

PhD értekezés A Gyermekkori Akut Limfoid Leukémia és non- Hodgkin Limfoma Klinikopatológiája dr. Magyarosy Edina Témavezető: Dr. Tímár József Programvezető: Dr. Jeney András Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Fővárosi Önkormányzat Heim Pál Gyermekkórháza Budapest, 2002

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés----------------------------------------------------------------------------------------------------6 1.1. A gyermekkori akut limfoblasztos leukémia prenatalis eredete -------------------------------------------7 1.2. Az ALL prognosztikai faktorai és változásai--------------------------------------------------------------- 10 1.2.1. A diagnóziskor meghatározott klinikai és laboratóriumi jellemzők ------------------------------------------ 10 1.2.2. Leukémiás sejtek molekuláris és biológiai jellemzői ----------------------------------------------------------- 11 1.2.2.1. Immunfenotípus------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 1.2.2.2. Kromoszóma szám -------------------------------------------------------------------------------------------- 12 1.2.2.3. A terápiára adott válasz nyomonkövetése------------------------------------------------------------------ 14 1.2.2.4. Minimális rezidualis betegség ------------------------------------------------------------------------------- 15 1.2.2.5. Az MRD jelentősége a terápia megtervezésében ---------------------------------------------------------- 16 1.2.2.6. A recidíva megjelenésének ideje.---------------------------------------------------------------------------- 17 1.3. A Wilms tumor asszociált ( WT 1) gén expresszió szerepe és alkalmazása a leukémiás betegek kórlefolyásában ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 1.3.1. A Wilms tumor 1-es gén és termékei------------------------------------------------------------------------------ 19 1.3.2. A WT1 fehérje szerepe---------------------------------------------------------------------------------------------- 19 1.3.3. A WT 1 fehérje expressziója fiziológiás körülmények között -------------------------------------------------- 20 1.3.3.1. WT1 gén normál haemopoesisben betöltött szerepe ------------------------------------------------------ 20 1.3.3.2. A WT1 gén és a leukémiák ----------------------------------------------------------------------------------- 21 1.3.4. WT1 gén izoformái-------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 1.4. Metasztázis asszociált fehérjék és a prognózis összefüggése-------------------------------------------- 22 1.5. Célkitűzések ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 2. Beteganyag és módszerek ------------------------------------------------------------------------------ 24 2.1. Gyermekonkológiai Hálózat --------------------------------------------------------------------------------- 24 2.2. Adatgyűjtés és feldolgozás ----------------------------------------------------------------------------------- 24 2.3. ALL BFM 90-es és ALL-BFM 95-ös protokoll ------------------------------------------------------------ 25 2.4. Immunhisztokémia--------------------------------------------------------------------------------------------- 29 2.5. Metasztázis asszociált fehérjék meghatározása ----------------------------------------------------------- 30 2.5.1.Beteganyag és módszerek------------------------------------------------------------------------------------------- 30 2.6. WT1 gén perifériás vérben történő expressziójának meghatározása akut limfoid lekémiában----- 31 2.6.1. Beteganyag ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 2.6.2. Módszer -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 2.6.2.2. WT1 nested PCR, primerek ---------------------------------------------------------------------------------- 32 2.6.2.3. WT1 izoformák nested PCR, primerek --------------------------------------------------------------------- 33 2.7. Humán tumor xenograft -------------------------------------------------------------------------------------- 34 2.8. Statisztikai módszerek----------------------------------------------------------------------------------------- 35 3. Eredmények ---------------------------------------------------------------------------------------------- 37 3.1. A diagnosztika fejlesztése------------------------------------------------------------------------------------- 38 3.1.1. Az Avidin Biotin immunperoxidase módszer bevezetése a limfoma diagnosztikába------------------------ 38 3.2. WT1 expresszió nyomonkövetése akut limfoid leukémiás betegek perifériás vérében --------------- 42 3.2.1. A WT1 izoformák expressziójának vizsgálata ------------------------------------------------------------------- 48 3.3. Metasztázis asszociált fehérjék expressziója ALL-ben --------------------------------------------------- 50 3.4. Az ALL BFM 90 és ALL BFM 95-ös protokollal nyert tapasztalatok elemzése ----------------------- 53 3.4.1. Terápia, klinikum --------------------------------------------------------------------------------------------------- 53 3.5. Új humán non-hodgkin limfoma xenograftok kialakítása és terápiás érzékenységük --------------- 65 Dr. Magyarosy Edina 2/111 2002.09.27.

4. Megbeszélés ---------------------------------------------------------------------------------------------- 68 4.1. Immundiagnosztika fejlődése és szerepe ------------------------------------------------------------------- 68 4.2. Új lehetőségek Az MRD korai kimutatására--------------------------------------------------------------- 68 4.2.1. WT1 gén izoformák expressziós mintázata ---------------------------------------------------------------------- 69 4.3. Prognosztikai faktorok jelentősége az All terápiájának tervezésében---------------------------------- 70 4.4. Metastasis-asszociált fehérjék expressziója ALL-ben ---------------------------------------------------- 72 4.5. AZ ALL BFM 90- és ALL BFM 95-ös protokollok értékelése ------------------------------------------- 74 4.6. A jövő: új terápiás lehetőségek ALL-ben------------------------------------------------------------------- 76 4.6.1. CD20 antitest-terápia ---------------------------------------------------------------------------------------------- 76 4.6.2. tirozin-kináz-gátlók lehetséges felhasználása ------------------------------------------------------------------- 77 4.6.3. WT1-célpontú immunterápia -------------------------------------------------------------------------------------- 77 4.6.4. Humán gyermekkori NHL xenograftok--------------------------------------------------------------------------- 77 4.6.5. Supportív kezelés---------------------------------------------------------------------------------------------------- 78 4.7. A célkitűzéseimben feltett kérdésekre adott válaszok ----------------------------------------------------- 82 A célkitűzéseimben feltett kérdésekre a következő válaszok adhatok a disszertációm alapján ------------------- 82 5. Az értekezés alapját képező saját közlemények ----------------------------------------------------- 84 6. Irodalom -------------------------------------------------------------------------------------------------- 86 Ábrák listája --------------------------------------------------------------------------------------------------------106 Táblázatok listája --------------------------------------------------------------------------------------------------107 Köszönetnyilvánítás -----------------------------------------------------------------------------------------------108 Rövidítések----------------------------------------------------------------------------------------------------------109 Dr. Magyarosy Edina 3/111 2002.09.27.

ÖSSZEFOGLALÓ Bár a rosszindulatú daganatok nem gyakoriak gyermekkorban, jelentőségük mégis nagy, mert a második helyen állnak a gyermekkori halálozásban a balesetek után. A gyermekkori tumorok közül a leukémiák és ezen belül az akut limfoid leukémia a leggyakoribb megbetegedés, míg a limfomák az agytumorok után a harmadik helyen állnak. A limfoid rendszer daganatainak diagnosztikájában gyakran nagyon nehéz a malignus limfoid sejtek elkülönítése a reaktív limfoid sejtektől a szövettani kép alapján. Forradalmi változást hozott az immuncitokémia, illetve az immunhisztokémia megjelenése a patológiai rutinban. Az általam kidolgozott és bevezetett avidin-biotin immunperoxidáze módszer segítségével minden esetben elkülöníthető volt a malignus limfoma a reaktív nyirokcsomó elváltozástól. A módszer jelentőségét jól jelzi, hogy az immunhisztokémiai eredmények az esetek több mint, a felében megváltoztatták a morfológiai diagnózist. Az elmúlt évtizedben megkülönböztetett figyelem fordult a gyermekkori ALL prognosztikai tényezői, illetve a minimális reziduális megbetegedés felé. A prognosztikai faktorok közül két metasztázis asszociált fehérje (NM23, CD44v6) szerepét vizsgáltuk gyermekkori limfoid leukémiában. Az eredmények azt mutatták, hogy a CD44v6 splice variáns döntően a közepes és a magas rizikócsoportú akut limfoid leukémiás esetekben jelenik meg. Ez a megfigyelés arra utal, hogy a CD44v6 fehérje megjelenése hematológiai megbetegedésekben a rossz prognózis markere lehet. A minimális reziduális betegség korai kimutatására munkacsoportunk hazánkban először kezdte vizsgálni a WT1 gén RNS szintű expresszióját a perifériás vérben gyermekkóri akut limfoid leukémiában. Megállapítottuk, hogy a WT1 expresszió folyamatos követése a perifériás vérben kitűnő lehetőséget nyújthat a relapszus, akár hónapokkal előre történő jelzésére. A gyermekkori leukémiák és limfomák kezelése hasonló elvek szerint történik. Az elmúlt 10 évben, hazánkban használt két BFM protokollal elért eredményeket hasonlítottuk össze. A túlélés tekintetében a közepes és magas malignításu beteg esetében lényeges különbséget nem találtunk. Az alacsony rizikó csoportú betegek túlélése azonban szignifikánsan jobb volt az új BFM 95-ös protokoll alkalmazása esetén. Az akut limfoid leukémiás betegek hosszútávú követésére nemzetközi ajánlást dolgoztam ki a BFM munkacsoport keretén belül. A human tumorok immunszupprimált állatokra történő átültetése igen fontos módszerré vált az egyes tumortípusok kísérleti körülmények közötti preklinikai vizsgálatára. Gyermekkori B-NHL-es esetekből két non-hodgkin limfoma xenográftot alakítottunk ki, jellemeztük, meghatároztuk a klinikailag alkalmazott citosztatikumok iránti eltérő érzékenységüket. Dr. Magyarosy Edina 4/111 2002.09.27.

Summary Although pediatric cancers are rare, their significance is unquestionable since after accidents tumorous diseases are the second most common causes of death among children. The most frequent malignancy in childhood is leukemia (primarily the acut lymphoblastic form, ALL), while lymphomas are on the third place after brain tumors. Introduction of immunocitochemistry and histochemistry in the diagnostics of lymphomas was revolutionary in pathology. I have been involved in the development of the highly sensitive avidin-biotin immunoperoxidase technique, and also in the first evaluation of its impact on routine diagnostics. The significance of the methodology is well illustrated by the fact that immunohistochemical results changed the morphological diagnosis in more than half of the cases. Last ten years it was particulary paid attention for ALL prognostic factors and for minimal residual disease. We have studied the expression of two metastasis-associated proteins (NM23 and CD44v6) in childhood ALL, and found that CD44v6 characterizes primarily the medium- and high-risk ALL cases, which suggests that this protein may be a marker for poor prognosis. Early detection of minimal residual disease (MRD) are now the hot issues in the follow-up of childhood ALL. For the first time in Hungary, we have evaluated the potential of WT1 expression in the peripheral blood as a potential molecular marker for ALL. We have shown that monitoring WT1 in the peripheral blood of ALL patients can be efficiently used for the detection of relapse. Treatments of pediatric leukemias and lymphomas are based on similar principles. I have compared the efficiency of the two BFM protocols used in Hungary in the past decade for the treatment of pediatric ALL. I have been able to demonstrate that the more recently used BFM95 protocol produced better survival in the low-risk ALL group than the one used earlier. Within the BFM working group there is a subgroup for studying the side effects. In collaboration with this subgroup, I have developed a plan for follow-up, which gives the most advisable minimal criteria for the follow-up of patients with childhood ALL. Human tumor xenografts are valuable tools for preclinical studies of human cancer. Using several pediatric B-NHL cases, we have been able to establish and characterize two B-NHL xenografts. Furthermore, we have shown that the two NHL xenografts are characterized by different sensitivity to chemotherapeutic agents routinely used in the treatment of pediatric NHLs. These xenografts could be valuable tools for developing new diagnostic and therapeutic protocols. Dr. Magyarosy Edina 5/111 2002.09.27.

1. BEVEZETÉS A rosszindulatú tumorok nem gyakoriak gyermekkorban, 100 000 élő gyermekre mintegy 15 új tumoros megbetegedés esik évente. Jelentőségük mégis igen nagy, hiszen a daganatos megbetegedés a gyermekkori halálozásban a második helyen áll a balesetek után. A gyermekkori rosszindulatú megbetegedések közül a leukémia a leggyakoribb. A leukémiák döntő többsége az akut limfoid leukémia típusba tartozik (ALL) (kb. 80%), ezután a gyakorisági sorrendben az akut mieloid (AML) (kb. 15%) és a krónikus mieloid leukémia (CML)(kb. 5%) következik, míg krónikus limfoid leukémia (CLL) csak extrém ritkán fordul elő gyermekkorban. A gyermekkori leukémiák incidenciája: A 0-14 éves kórosztályban 1:25000 (100 ezer gyermekre évi 4 új megbetegedés jut), 2-4 év között a leggyakoribb, malignus betegségek 25-30%-kát teszi ki (3, 164). A leukémia az éretlen, illetve a kóros fehérvérsejtek malignus burjánzása, amelyek a normális sejteket túlnőve, a csontvelőt, a májat, a lépet, központi idegrendszert, valamint a herét infiltrálják. A leukémiás sejtpopulációt valószínűleg egyetlen kóros őssejt, vagy progenitor sejt klonális proliferációja hozza létre. Az akut leukémiás blasztsejtek nem képesek normális differenciálódásra, további osztódásra azonban igen (125). A leukémiák etiológiája alig ismert. A hemopoetikus sejtek proliferációja, differenciálódása során a szabályozás többlépcsős zavara jön létre. A kialakulásában szerepet játszhat ionizáló sugárzás, kemikáliák (pl. benzén AML), drogok (pl. alkiláló szerek + radiotherápia), vírusok: (EBV, HIV). Bizonyos genetikai eltérések után gyakrabban figyelték meg a leukémia előfordulását. A kromoszóma anomáliák közül Down kórban 1:95, Bloom syndrómában 1:8, Fanconi anaemiában 1:12 gyakoriságban írtak le leukémiát. A gyermekkori akut limfoid leukémiás betegek anamnézise nem specifikus, általában 2 hete tartó, elhúzódó lázas állapot után, amely kezelés ellenére sem rendeződik, a beteg fáradékonnyá válik, sápadt, bőrén bevérzések jelentkeznek, végtagfájdalmai vannak, nyirokcsomója megnagyobbodik. A klinikai tünetei a csontvelő és a limfoid rendszer infiltrációja következtében kialakult tünetekből vezethetők le. A csontvelő infitráció tünetei: anémia (sápadtság, fáradékonyság, tachycardia, systolés zörej) a vörösvérsejt képzés, neutropénia (láz, fertőzés, nyálkahártya fekély) a fehérvérsejt képzés, trombocitopénia (bőr és nyálkahártya vérzések) a vérlemezke képzés zavara miatt jön létre. A limfoid rendszer Dr. Magyarosy Edina 6/111 2002.09.27.

inváziója következtében nyirokcsomó megnagyobbodás (perifériás, mediastinalis, hasi), splenomegalia, hepatomegalia alakul ki. Az extramedulláris infiltrációk gyakorisági sorrendben a következők: központi idegrendszer (ALL > AML) < 10%, here (fájdalmatlan megnagyobbodással) 10-20%. Az ovárium, bőr, csont, gastrointesztinális traktus érintettsége ritka gyermekkorban. A leukémia kezelésének célja, hogy remissziót hozzon létre, a tumortömeg agresszív kezelésével csökkentse a daganatos sejttömeget. A konszolidációs kezelés során az indukciós fázist túlélő 10 8-10 9 leukémiás sejt mennyiségének további csökkentése a cél. A fenntartó kezelés a megmaradt leukémiás sejtek elpusztítására törekszik, hogy ne legyenek képesek a hemopoetikus szövetek repopulálására (125). Az elmúlt negyedszázad rendkívül lényeges változást hozott az ALL-es gyermekek kezelésében is. A 60-as évek végén és a 70-es évek elején egy sor új citosztatikum jelent meg, amelyek jelentős része hatásosnak bizonyult a leukémiában. A kezdeti monoterápia helyett egyre inkább teret hódított a kombinált kemoterápia és egyre több gyermek került remisszióba (50-60%). Kezdetben a remissziók nem tartottak túlságosan hosszú ideig, néhány hónapon belül idegrendszeri és szisztémás recidíva jelentkezett. Később bevezették az ún. meningeális prevenciót. Ennek során a koponya kobalt besugárzása és az intrathekálisan adott metotrexát (MTX) révén a vér-agy gáttal védett leukémiás sejtek is elpusztíthatókká váltak és a meningeális visszaesések száma csökkent. A központi idegrendszeri profilaxist követő fenntartó kezelés tovább csökkentette a reziduális leukémiás sejtek számát. A kombinált terápia alkalmazása először tette lehetővé, hogy ALL-es gyermekek 80-90-%-nál hosszan tartó remissziót, illetve gyógyulást érjenek el (141). 1.1. A GYERMEKKORI AKUT LIMFOBLASZTOS LEUKÉMIA PRENATALIS EREDETE A gyermekkori ALL klinikai tünetei a diagnózis felállítása előtt általában néhány héttel, ritkán néhány hónappal jelennek meg. Az ALL kialakulása során tehát a kezdet és a tünetek megjelenése között valószínűleg van egy rejtett vagy klinikailag tünetmentes időszak. Figyelembe véve az ALL-es gyermekek nagy részének fiatal életkorát és a daganat klonális fejlődésének latenciáját, elképzelhető, hogy a betegség in utero fejlődik ki. Ezt a hipotézist eddig azonban csak gyenge és közvetett bizonyítékokkal lehetett alátámasztani, melyek a Dr. Magyarosy Edina 7/111 2002.09.27.

terhesség során fellépő vírusfertőzés vagy sugárhatás epidemiológiai tanulmányain alapszanak (202). Jelenleg kevés ismerettel rendelkezünk a gyermekkori leukémia eredetéről, illetve az ahhoz kapcsolódó mutációs események időpontjáról. A gyermekkori akut limfoblasztos leukémia (ALL) gyakori formájában, sok esetben látható a kromoszómális transzlokáció következtében kialakuló TEL-AML1 génfúzió (152). Molekuláris vizsgálatokat végeztek egypetéjű ikerpárokon, akiknek az életkora a diagnózis felállításakor 2 hónap és 14 év között volt. Ezen vizsgálatok erős bizonyítékkal szolgáltak arra nézve, hogy a konkordáns ALL egypetéjű ikerpárokban az egyik magzat egy sejtjének in utero fellépő mutációját és klonális expanzióját követően alakul ki. Mivel a betegség ikrekben sem biológiailag, sem klinikailag nem tér el a nem ikrekétől, egyes nem ikreknél is nagy valószínűséggel prenatalis eredetű a leukémia (41, 202). Az egypetéjű ikreknél nem pontosan ismert a konkordancia aránya, de a becslések szerint körülbelül 5% (1 évnél idősebb gyermekek esetén). Ebből az következik, hogy valamilyen további posztnatalis esemény vagy hatás is szükséges, amely az ikrek szempontjából rendszerint diszkordáns, illetve az, hogy a gyermekkori ALL ikreknél és nem ikreknél posztnatalisan alakul ki (17). Kifejlesztettek egy módszert, mellyel az újszülöttkori szűrőpapír (Guthrie lapok) vérmintájából kimutathatók a klóntípusos vagy páciens-specifikus leukémiás génfúziós szekvenciák. Az újszülött kori szűrőpapírokat rutinszerűen használják az örökletes anyagcsere betegségek szűrésére. A szűrőlapokat hosszú évekig megőrzik, általában szobahőmérsékleten, de általában PCR (polimerase chain reaction) technikával amplifikálható, ép DNS-t tartalmaznak. Ezeket a DNS mintákat konstitutiv vagy örökletes mutációk vagy exogén virális szekvenciák kimutatására használták (22). A csecsemőkori ALL (<1 év) magas malignitású biológiai altípus, amely gyakran jár az MLL és az AF4 gének fúziójával (137). Pozitív betegnél (életkor a diagnózis felállításakor: 5, 6 illetve 24 hónap) az újszülött kori szűrőpapír-vérminta retrospektív vizsgálatával a beteg leukémiás klónjának születéskor meglévő egyedi MLL/AF4 genomszekvenciáit mutatták ki. Azon gyermekekben, akik az ALL kialakulásának idején 2-5 év közöttiek (csúcs incidencia a leggyakoribb típusú ALL-re nézve), a leggyakrabban látott kromoszómális és molekuláris rendellenességek a hyperdiploidia és a TEL-AML1 gének fúziója. A TEL-AML1 fúziót csak akkor lehet a leukémiás klón egyedi markereként használni, ha ismert a TEL-AML1 fúzió szekvenciája (203). Dr. Magyarosy Edina 8/111 2002.09.27.

A TEL-AML1 génfúzió egy szerzett vagy nem konstitutiv leukémiás klón-specifikus genetikai rendellenesség, melyről feltételezik, hogy kulcsfontosságú szerepet játszik a gyermekkori ALL kialakulásában. Ennek a génnek a megléte a születéskor közvetlen bizonyítékul szolgál a betegség in utero eredetére nézve. Ez a következtetés azon ALL-es betegekre vonatkozik, akiknél jelen van a TEL-AML1 génfúzió, de igaz lehet azon ALL esetekben is, amelyek azonos sejttípusúak (B-sejt prekurzor) és azonos kormegoszlást mutatnak, de egyéb molekuláris rendellenességgel, pl. hiperdiploidiával járnak (170). Arra a következtetésre jutottak tehát, hogy a gyermekkori ALL gyakran, sőt valószínűleg a legtöbb esetben prenatalis eredetű. Egypetéjű ikerpárokon végzett molekuláris vizsgálatok arra utalnak, hogy olyan gyermekekben is felmerül az ALL prenatalis eredete, akiknek életkora a diagnózis felállításakor több mint a megszokott 2-5 év, sőt akár 14 évig is terjedhet. A gyermekkori ALL (és esetleg az AML) talán minden esetben a születés előtt kezdődik (41, 202). Az adataik nagy jelentőséggel bírnak a gyermekkori leukémia etiológiájára nézve. Mivel ezen betegség együttes előfordulása egypetéjű ikerpárokban valószínűleg 5% körüli, az in utero fellépő TEL-AML1 génfúzió önmagában nem elégséges a leukémia kialakulásához. A feltételezések és a matematikai modellek szerint a magzati preleukémiás klón akkor válik malignussá, ha valamilyen posztnatalis hatás vagy esemény elősegíti annak klonális kiterjedését. A TEL-AML1 génfúziót mutató ALL-es gyermekekben gyakori szekunder lelet a nem átrendezett vagy normális TEL allél deletiója, így talán ez lehet a kritikus posztnatalis molekuláris esemény (176). A gyermekkori ALL oka az egymást követő prenatalis és posztnatalis események valamilyen kombinációjában rejlik. A genetikai háttér vagy az öröklött érzékenység is szerepet játszhat. A probléma tanulmányozásának egy másik nehézsége az, hogy sokkal több gyermek születhet preleukémiával vagy az ALL magzati klónjával, mint amennyinél klinikailag is kialakul a betegség. Ez a lehetőséget jelenleg úgy vizsgálják, hogy válogatás nélküli köldökzsinor-vérmintákon végeztek el a vizsgálatokat (52). A TEL-AML1 génfúziót in utero kiváltó tényezők, illetve a szükséges posztnatalis másodlagos vagy kiegészítő mutációk nem ismertek. A TEL-AML1 fúziós génszekvenciák elemzésének eredményei arra utalnak, hogy a génfúzió a kettős DNS lánc töréseinek végeit nem homológ módon összekötő repair-mechanizmus hibája okozza. Azt azonban nem tudják, hogy a korai limfopoezis során fellépő kóros rekombináció vagy valamilyen exogen Dr. Magyarosy Edina 9/111 2002.09.27.

genotoxikus hatás váltja-e ki ezt a gén fúziót. Egyes epidemiológiai adatok arra utalnak, hogy meghatározott, szociális körülmények között élő gyermekekben a hétköznapi fertőzésekre adott rendellenes immunválasz, mint posztnatális esemény szerepelhet a betegség kialakulásában (52). 1.2. AZ ALL PROGNOSZTIKAI FAKTORAI ÉS VÁLTOZÁSAI A gyermekkori akut limfoid leukémia morfológiai, immunológiai és genetikai megjelenését és klinikai lefolyását tekintve heterogén betegcsoport. Az elmúlt évtizedben számos törekvés irányult a prognosztikai faktorok meghatározására. 1.2.1. A DIAGNÓZISKOR MEGHATÁROZOTT KLINIKAI ÉS LABORATÓRIUMI JELLEMZŐK A diagnóziskor meghatározott klinikai és laboratóriumi jellemzők fontos szerepet játszanak, mert megjósólják, a betegség lefolyását és a kezelés kimenetelét. 1.- Az életkor prognosztikai szerepe az ALL-s gyermekek túlélésére régóta ismert. Az egy év alatti és a tíz év feletti gyermekek életkilátásai rosszabbak. Az 1 év alatti csecsemők, főleg a 6 hónapnál fiatalabbak életkilátásai a legrosszabbak (75). A csecsemőkori leukémia gyakran magas fehérvérsejt számmal indul, t(4;11), (MLL/AF4 fúzió) (57, 123), CD10 negativitás, a kezdeti rossz terápiás válasz, mind tovább rontják a kezelés sikerét (42, 137). Az 1-9 év közötti betegek leukémiája a legkedvezőbb kimenetelű (138, 175). Ugyancsak rosszabb kezelési eredményekről számolnak be a nagyobb gyerekek (10 felettiek) korcsoportjában. Úgy tűnik, hogy a kezelés intenzitásának a növelése javítja ennek a korosztálynak az eredményeit. 2.- A kezdeti fehérvérsejt szám szintén fontos prognosztikai tényező. A magas fehérvérsejt számmal (50 000 felett) induló leukémiáknál figyelték meg, hogy az intenzív kezelés ellenére nehezen hozhatók remisszióba, és így a betegek túlélése sokkal kedvezőtlenebb (21, 138, 175). 3.- Nem - A terápiás eredmények rámutattak arra, hogy a fiúk gyógyulási esélyei rosszabbak, amelyre igazából nincs kielégítő válasz. Ebbe nemcsak a testis recidíva játszik szerepet. Kezdetben a lányokkal azonos arányban kerülnek teljes remisszióban, de a remisszió időtartalma rövidebb (122). A kezelés első évében és a kezelés befejezését követően is több a visszaesés a fiúknál (173). Dr. Magyarosy Edina 10/111 2002.09.27.

4.- Amerikai szerzők azt találták, hogy a színesbőrű gyermekek túlélése valamivel alacsonyabb a fehérbőrű betegekkel összehasonlítva (117, 121). 5.- A leukémiás sejt morfológiája a FAB osztályozás szerint történik, amelynek ma már nincs prognosztikai szerepe. Az L1 vagy L2 sejtek megjelenése között nincs különbség a betegség kimenetelét tekintve. Az L3 típus külön entitást jelent, ez a B-ALL vagy Burkitt limfoma. A B-sejtes leukémiánál jól megfigyelhető a monoklónalítás, a sejtek csak egyfajta nehéz és könnyű láncot termelnek. Burkitt limfomában és B-ALL-ben EBV mutatható ki, 3 gyakori transzlokáció (leggyakoribb a t(8;14)) fordul elő, melyek mindegyike a myc onkogént szoros közelségbe hozza az immunglobulin gének egyikével. A c-myc onkogén normálisan a 8-as kromoszóma hosszú karjára lokalizált. A t(8;14) transzlokációban a c-myc szoros közelségbe kerül a 14-es kromoszómán elhelyezkedő immunglobulin nehézlánc génnel. A neházlánc gén egy része reciprok transzlokálódik a 8-as kromoszómára. A betegek kis részében az immunglobulin géneket (kappa, lambda) és a c-myc-et magukban foglaló egyéb transzlokációk t(2;8), t(8;22), mutathatók ki. A B-ALL és B-NHL limfoma kezelés más elvek szerint történik (10, 11, 105). 1.2.2. LEUKÉMIÁS SEJTEK MOLEKULÁRIS ÉS BIOLÓGIAI JELLEMZŐI A leukémiás sejtek molekuláris és biológiai jellemzői, amelyek fontos prognosztikai faktorok, befolyásolják a betegség kimenetelét. 1.2.2.1. Immunfenotípus Az immunológiai diagnosztika rámutat arra, hogy a B sejtes ALL-nek több altípusa van: 1. Korai pre-b ALL (pre-pre-b, vagy pro-b ALL) jellemzője: TdT+, CD19+, nincs sejtfelszíni és citoplazmatikus immunglobulin, 2. Common ALL (CALLA+): TdT+, CD19+, CD10+, és citoplazmatikus immunglobulin negativ, 3. Pre-B sejtes ALL: TdT+, CD19+, citoplazmatikus immunglobulin pozitív, és CD10+/-, sejtfelszíni immunglobulin negativ, 4. Érett B-sejtes, vagy Burkitt: CD19+, sejtfelszíni immunglobulin pozitív (kappa vagy lambda könnyű lánc túlsúly), CD10+/-. Dr. Magyarosy Edina 11/111 2002.09.27.

A betegek 75%-a CALLA (CD10) pozitív pre- B sejtes leukémia típusba sorolható, amely jó prognózisú. A CD10 negatív ALL főleg csecsemőkorban fordul elő és betegség kimenetele rosszabb (137). A betegek 25%-a pre-b sejtes ALL csoportba tartozik (rossz prognózisú, különösen a t(1;19)) (125). A érett B-sejtes csoportba csak 2%-a tartozik, amelynél az erre jellemző speciális immunglobulin elrendeződésről, morfológiáról az előzőekben már szó volt (105). A T sejtes ALL kb. 15%-ban fordul elő. Fiúknál, idősebb életkorban, gyakoribb, sokszor magas fehérvérsejt számmal kezdődik, gyakori a mediastinális tumor illetve a felnőttkori formánál a bőrinfiltráció (Sezary szindróma, Mycosis fungoides). E kórképeknél valószínűleg a leukémiás limfoblasztok egy fajtája olyan membrán tulajdonságokkal rendelkeznek, amely a sejtek illetve szövetek közötti gyors terjedést segítik elő. Az intenzív kezelés következtében gyermekkorban, a T-sejtes leukémia prognózisa ugyan olyan jó, mint a B sejtesé (139, 192). Megfigyelések szerint a CD2 antigén jelenléte jó prognosztikai jel a T-ALL-n belül (130, 135). A gyermekkori ALL kis hányadában lehet mieloid felszíni antigéneket kimutatni, amely az ALL egy specifikus csoportját képezi, és amelyre az MLL gén és a TEL-AML1 gén átrendeződése jellemző. Korábbi vizsgálatok arra utaltak, hogy ezeknek a betegeknek az életkilátásai rosszabbak (39). Az utóbbi időben nagy anyagon történtek vizsgálatok, és nem találtak szignifikáns különbséget a mieloid expresszió jelenléte és hiánya között, ezért arra a következtetésre jutottak, hogy nincs prognosztikai jelentősége (128, 131). A diagnosztikus lehetőségek bővülésével az ALL immunológiai fenotípusainak valószínűleg nincs önálló prognosztikai jelentősége, de ezek a sejtfelszíni sajátosságok szervesen összefügghetnek, más alapvető biológiai tulajdonságokkal. 1.2.2.2. Kromoszóma szám A leukémiás sejtek genotípusának eltérő megjelenési formái megbízható prognosztikai jelek. Régóta ismert, hogy a hiperdiploidia (50 feletti kromoszóma szám, DNA index>1,16) egyértelműen kedvező prognosztikai jelnek tekinthető. 20-25%-ban fordul elő pre-b ALL esetén, és extrém ritka T ALL-ben. Ha ehhez még alacsony fehérvérsejt szám, kedvező életkor társul, akkor a legjobb prognózisú ALL-nek tekinthető (133, 189). A hiperdiplod leukémia sejtek az apoptózison (programozott sejthalál) mennek keresztül, amellyel magyarázzák a betegség kedvező kimenetelét (68). Ezen kívül a 4 és 10-es kromoszóma Dr. Magyarosy Edina 12/111 2002.09.27.

triszómiája is kedvező jelnek számít (54). A hipodiploidia az ALL-s betegek 1%-ban fordul elő, a terápia rezisztens betegek tartoznak ide (56). Régóta ismert, hogy a Philadelphia kromoszóma t(9;22) pozitív ALL jelenléte rossz prognosztikai jel, 4%-ban fordul elő, idősebb gyerekeknél, magas kezdeti fehérvérsejt számmal, és rendszerint a kezelésre nehezen illetve lassan reagál (6, 142, 159). A t(4;11)-ben, az MLL (11q23) gén előfordulása ALL-ben 6%-ra tehető. Ez a t(4;11) csecsemőkorban a leggyakoribb 4%, magas fehérvérsejt számmal indul, meningeális érintettséggel, a betegség kimenetele rossz, mert nehezen reagál a kezdeti terápiára (56, 126). A t(11;19) az esetek 1%-ban fordul elő, mind a B mind a T sejtes leukémiában előfordulhat, és ennek is nagyon rossz a prognózisa, talán a T sejtes formáé kedvezőbb (151). A számbeli kromoszóma eltérések vizsgálatára elsősorban a tenyésztési nehézségek, valamint a klonális szelekció elkerülése folytán a FISH-IPC (Fluoresceins in situ hibridizáció interfázis citogenetika) a hagyományos citogenetikánál megbízhatóbb módszer (183). Akut limfoblasztos leukémiás gyermeken vizsgálták a konvencionális citogenetikai módszerekkel nem detektálható t(12;21)(p13,q22) transzlokáció előfordulási gyakoriságát RT-PCR (Real time polimerase chain reaction)segítségével. Analizálták a transzlokáció megoszlását az áramlási citometriával meghatározott DNS tartalom és az interfázis citogenetikával megállapított kromoszómaszám alapján létrehozott ploiditási kategóriákban. A szerzők megállapították, hogy az áramlási citometria által homogénnek mutatott t(12;21) pozitív beteganyag interfázis citogenetikai eljárással vizsgálva kromoszómaszám vonatkozásában heterogén (84). A transzlokáció klónozását követő molekuláris vizsgálatok fényt derítettek arra, hogy a transzlokációban a 12-es kromoszóma TEL (újabb nomenklatúra szerint ETV6), illetve a 21-es kromoszóma AML-1 génje vesz részt. A TEL és az AML-1 gének terméke egyaránt transzkripciós faktor, az utóbbiról tudott, hogy a hemopoesis-specifikus gének (IL-3, GM-CSF, CSF-1, mieloperoxidaz) expresszióját reguláló AML1/CBFA2 béta transzkripciós faktor DNS-kötő alegységét képezi. A molekuláris módszerek alkalmazásával megállapítást nyert, hogy a TEL/AML-1 fúzió incidenciája a gyermekorri ALL-ben 20-25%, és pre-b sejtes ALL-ben fordul elő, T sejtes leukémiában ritkább. A t(12;21) jelenléte egyes szerzők szerint kifejezetten előnyös prognosztikai jel, (15, 97, 152), és a recidíva előfordulása is később jelentkezik, mint más B sejtes ALL-ben (150, 169, 170). A t(1;19) 5-6%-ban fordul elő a gyermekkori ALL-ben, amely során a 19-es kromoszóma E2A génje az 1-es kromoszóma PBX1 génnel fúziónál (62, 125). Gyakran társul pre-b sejtes Dr. Magyarosy Edina 13/111 2002.09.27.

immunológiával (citoplazmatikus immunglobulin pozitív), a betegség lefolyása rossz, intenzív kemoterápia ellenére is nagy az esély arra, hogy a betegek nem hozhatók remisszióba (191). 1.2.2.3. A terápiára adott válasz nyomonkövetése A kezelés hatására a leukémiás sejtek eltűnésének gyorsasága fontos prognosztikai jel 1. Prednisolonra adott válasz, azt jelenti, hogy a leukémiás sejtek száma a vérben 8. napon 1000/mm 3 alatt kell, hogy legyen. Azok a betegek, akik predinosolonra nem reagálnak jól, sokkal magasabb arányban esnek vissza a kezelés folyamán, mint a prednisolonra jól reagálók (5, 31, 159). A prednisolon alapvető szerepet játszik, nemcsak a remisszió létrehozásában, de valószínűleg a tartós tünetmentes túlélésben is. Megfigyelték, hogy azoknál a betegeknél, akiknél keringő tumorsejtek mutathatok ki a perifériás vérben a kezelés 7. és 10. napja között, gyakrabban fordult elő recidíva, mint azoknál, akiknél az első héten eltűntek a blasztok (45, 136). A prednisolonra jól reagáló leukémiás betegeknél, kimutatták, hogy szteroid hatására az apoptózis index változása mind a morfológiai, mind az áramlásos citometriás vizsgálattal jól követhető (26, V.). Az apoptózis gátlás alapvető szerepet játszik a malignus proliferációk kialakulásában. Bármi legyen is a prednisolon hatásmechanizmusa, mindenképpen fontos, hogy prednisolon kezelést egyéb betegségekben, mint aplasztikus anémia, rheumatoid artritisz, csak akkor szabad elkezdeni, ha előzetes csontvelő vizsgálattal kizárjuk a leukémia lehetőségét. Ennek jelentőségére Révész és mts. hívták fel a figyelmet, mert a prednisolon előkezelés után diagnosztizált leukémia, tulajdonképpen már recidívának számít (140). 2. Korai válasz, a kezelés 15. napján levett csontvelő mintában sem morfológiai, sem immunológiai, sem molekuláris genetikai módszerekkel daganat sejteket kimutatni nem lehet (45, 46, 47). 3. Az indukciós kezelés végén elvégzett 33. napi csontvelő vizsgálat fontos prognosztikai jel (146, 174). A teljes klinikai és hematológiai remisszió az alábbi feltételek egyidejű teljesülése esetén mondható ki: 1./ leukémiás infiltrációra utaló klinikai tünet nincs, 2./ a testfolyadékokban (vér, liquor stb.) leukémiás blaszt sejt nem mutatható ki morfológiai módszerekkel, 3./ a parenchymás szervek blasztokkal nem infiltráltak, 4./ a csontvelőben a blaszt sejtek aránya 5% alatt van (M1 csontvelő) normális vagy kissé csökkent cellularitás mellett. Ugyanakkor a teljes Dr. Magyarosy Edina 14/111 2002.09.27.

remisszió esetén a szervezetben még akár 10 10 nagyságrendű mennyiségű blaszt is jelen lehet a csontvelőben, amit csak speciális eljárásokkal lehet kimutatni (179). 1.2.2.4. Minimális rezidualis betegség Minimális reziduális betegség (MRD) alatt értjük azt az állapotot, amikor a beteg az indukciós kezelést követően teljes klinikai és hematológiai (morfológiai) remisszióban van, de még leukémiás sejtek mutathatók ki csontvelejében (illetve perifériás vérében) igen érzékeny technikákkal, mint a PCR vagy áramlási citometria. A leukémiás blaszt sejtek mennyisége a betegség diagnózisakor: általában 10 12-10 13. A teljes klinikai és hematológiai remisszio esetén a szervezetben akár 10 10 nagyságrendű mennyiségű blasztsejt is maradhat Az MDR meghatározásának alapelve az, hogy a leukémia klinikai diagnózisakor a csontvelői sejtek jelentős részét a daganatos klón sejtjei képezik, amelyek (általában) egyféle génátrendeződési mintázatot mutatnak. Ezen marker-gént azonosítva a későbbiekben a remissziós csontvelőben specifikusan kereshetjük a normális vérképzési elemek között megbúvó daganatos elemeket, illetve ezek arányát quantitatív vizsgálatokkal meghatározhatjuk (195). A minimális reziduális betegség meghatározásának lehetőségei A daganatos klónra jellemző kromoszomális átrendeződés (transzlokáció. deléció, inverzió) kimutatása molekuláris citogenetikai (FISH), vagy molekuláris genetikai (genomiális DNS PCR, RT-PCR) technikákkal. A daganatos klónra jellemző onkogén, vagy tumor szuppresszor gén eltérés (mutáció, amplifikáció, deléció, túlzott fokú génexpresszió) kimutatása molekuláris genetikai (genomiális DNS PCR, RT-PCR) technikákkal (72). Az aberráns immunfenotípust (sejtfelszíni marker-kombinációt) hordozó monoklonális blasztsejt populáció arányának meghatározása áramlásos citometriával (13, 32, 96, 118). A daganatos klón kimutatása az immunglobulin (197) vagy T-sejt receptor (TCR) (104, 158) génjeinek klónspecifikus átrendeződése segítségével (18). Az immunglobulin génátrendeződés vizsgálatának alkalmazása minimális reziduális betegség kimutatására: a következő elvi lehetőségei vannak (199): Az immunglobulin génátrendeződésének vizsgálata polimeráz reakcióval. Az adott átrendeződés egyedi (N) régiójának meghatározása a PCR termék szekvencia analízisével. A szekvenáláshoz az eredeti primerekhez képest az amplifikált szakasz belsőbb részével komplementer (nested) Dr. Magyarosy Edina 15/111 2002.09.27.

primereket használnak. A specifikus szekvencia (N régió) ismeretében allélspecifikus (vagyis páciens specifikus, illetve klón-specifikus) oligonukleotidokat terveznek és szintetizálnak. Az allélspecifikus oligonukleotidok segítségével molekuláris hibridizáció (egyes esetekben nested PCR) végzése a diagnosztikus csontvelőminta hígítási sorából végzett PCR termékével, valamint a kontroll csontvelővizsgálatokból nyert PCR produktumokkal. Amennyiben a diagnosztikus minta 10-4 -szeres hígításnál még értékelhető jelet ad, az adott antigén receptor átrendeződést kellően érzékenynek tartják. Ebben az esetben a kontroll vizsgálatokból készült PCR termékek hibridizációjának eredményét a hígítási sorhoz hasonlítva állapítják meg az MRD mértékét. A hígításhoz poliklonális eredetű egészséges mononukleáris sejteket használnak (13, 147). A leukémiák klonális evoluciója során másodlagos gén átrendeződések is előfordulhatnak, emellett számos esetben már a diagnózis idején oligoklónalitás figyelhető meg az antigén receptor átrendeződésének vizsgálata alapján (104, 200). 1.2.2.5. Az MRD jelentősége a terápia megtervezésében Az antigén receptor gén átrendeződés vizsgálatának alkalmazása az MRD kimutatására, széles körben elterjedt, az ALL terápia szerves részévé vált. A rizikó csoportba való besorolásnál a hagyományos prognosztikai faktorok mellett a minimális reziduális betegség mértékét meghatározó standardizált antigén receptor génátrendeződést is figyelembe veszik a terápia kiválasztásában (20, 29). A hagyományos prognosztikai besorolás szerint a magas malignitású csoportot jelentenek a szteroid rezisztencia, remisszió hiánya az indukciós kezelés végén (33. nap), t(9;22), és t(4;11). A többi eset alacsony vagy közepes kockázatot jelent az MRD-től függően. Az MRD szerint az előfeltételek a rizikó csoportba soroláshoz a következők: legalább két klónspecifikus marker azonosítása a diagnózis idején levett csontvelőből, vagy perifériás vérből, aminek <10 4 -en érzékenységű vizsgálata lehetséges. Megfelelő csontvelőminta áll rendelkezésre a 15. napon (MRD I.) indukciós kezelés után (33. nap MRD II), valamint a kezelés 12. hetében (Protokoll M III. időpont). Az MRD alapján a kockázati csoportok a következők: Alacsony kockázatú csoport: MRD I., II., III., <10-4 recidíva valószínűsége: 2%. Ha a 15. napon vett minta, azaz az MRD I. <10-4 -en nagy valószínűséggel tartós remisszió várható, és ezek az igazán alacsony malignitású betegek. Dr. Magyarosy Edina 16/111 2002.09.27.

Közepes kockázatú csoport: MRD II.>10-4 -en és MRD III.<10-3 -on és MRD III.<MRD II. recidíva valószínűsége 25%. Magas kockázatú csoport: MRD III.>10-3 -on recidíva valószínűsége 85%. A magas kockázatú csoporton belül igen magas kockázatú csoport MRD III.>10-2 -en recidíva valószínűsége 100 % (25, 196). Ezen kívül a protokoll 52. napján, (amely megfelel az indukció 2. fázisának) végeznek MRD vizsgálatokat. Feltételezhető, hogy a közepes malignitású csoport (recidíva kockázat 25%) a kockázat szempontjából heterogén beteganyagot foglal magában. A cél az, hogy az MRD segítségével a csoport további bontása lehetővé váljon. A további kontroll vizsgálatok az intenzív kezelés befejezése, fenntartó kezelés befejezése után történnek, későbbiekben évente, valamint recidíva gyanúja esetén. Az MRD perzisztálása (akár 10-4 -en szinten), vagy újbóli megjelenése a kontrollok során rendszerint előre jelzi a klinikai, illetve a hematológiai recidívákat (25, 104, 182, 196, 199). Összefoglalva az MRD vizsgálatokat, számos szerző szerint azoknak a betegeknek az életkilátásai jobbak, akiknél, nagyon korán a kezelés elején eltűnnek a blaszt sejtek a csontvelőből, azaz 15. a 33. napon illetve az 52. napon molekuláris genetikai módszerekkel nem mutatható ki daganatsejt (13, 20, 29, 113, 147). A különböző módszerek érzékenységét az 1. ábra mutatja. 1.2.2.6. A recidíva megjelenésének ideje. A prognózis megítélésében szerepet játszik a recidíva (vagy más szóval relapszus) megjelenésének ideje. Recidíva alatt azt értjük, amikor teljes remisszió után limfoblasztok jelennek meg a vérben, csontvelőben, a központi idegrendszerben, a herében, a limfoid rendszerben ill. más szövetekben (204). Az izolált csontvelői recidíva klinikai diagnózisához 25%-nál több limfoblasztnak kell lennie a csontvelőben. Az izolált központi idegrendszeri recidíva esetén 5/µl-nél több sejt jelenik meg a liquorban és ezek morfológiailag egyértelműen blasztnak felelnek meg (145). Izolált here recidíváról akkor beszélünk, ha egy vagy kétoldali fájdalmatlan kemény hereduzzanat hátterében biopsziával igazolt a leukémiás infiltráció jelenléte (188). Kombinált recidíva esetén egyidejűleg két, vagy több szerv is érintett. Ilyenkor a csontvelő érintettségekor 5%-nál több limfoblasztot lehet megfigyelni (49). Dr. Magyarosy Edina 17/111 2002.09.27.

1. ábra. MRD kimutatásának érzékenysége különböző módszerekkel 10 0 10 1 morfológia Southern blot 10 2 citogenetika kettős immunológiai markerek 10 3 10 4 PCR 10 5 10 6 Daganatos sejtszám Dr. Magyarosy Edina 18/111 2002.09.27.

1.3. A WILMS TUMOR ASSZOCIÁLT ( WT 1) GÉN EXPRESSZIÓ SZEREPE ÉS ALKALMAZÁSA A LEUKÉMIÁS BETEGEK KÓRLEFOLYÁSÁBAN Számos kutatócsoport véleménye szerint a Wilms tumor asszociált gén (WT1) (58, 88) expressziójának folyamatos követése a csontvelőben, de leginkább a perifériás vérben leukémiás betegeknél lehetővé teszi az MRD kimutatását, a kórlefolyás, a remisszió megítélését és a relapszus korai felismerését (7, 64, 65). A WT1 gén a csontvelői őssejtekben normálisan is expresszálódik (7). 1.3.1. A WILMS TUMOR 1-ES GÉN ÉS TERMÉKEI A WT1 gént 1990-ben izolálták először, amelyet a Wilms tumorban (gyermekkori nephroblasztoma) azonosítottak, mint a Wilms tumorért felelős gént. Később mutációit mutatták ki WAGR-szindrómában és Denys-Drash szindrómában is. A WT1 gén lokalizációja a humán genomban 11p13. A génnek 10 exon régiója van, és két darab hasítási hely révén négy különböző splice variánsa létezik, amelyek egymástól eltérő szerepet tölthetnek be (58, 88). 1.3.2. A WT1 FEHÉRJE SZEREPE A WT1 gén egy cink ujj transzkripciós faktorként funkcionáló proteint (a protein karboxi terminusán négy darab Cys 2 -His 2 típusú cink ujj motívumot tartalmaz) kódol, amely az EGR- 1 DNS konszenzus szekvenciához kötődve számos növekedési és differenciációs faktor (mint pl. IGF-II, PDGF-α, IGF-I-receptor, CSF-1, TGF-β1, RAR-α, PAX-1, syndecan-1, c-myc, bcl-2, WT1) expressziójának szabályozásában játszik szerepet (66.). A WT1 gént tumorszupresszor génként szokták emlegetni, szerepe azonban sokkal ellentmondásosabb, mint más tumorszupresszor géneké. A WT1 fehérje ugyanis p53 jelenlétében transzkripciós represszorként működik, míg p53 hiányában vagy mutáns p53 mellett transzkripciós aktívátor hatású. Ezen kívül a helyzetet tovább bonyolítja, hogy a WT1 fehérje önmaga átíródását is szabályozza (58). A WT1 fehérjének esszenciális szerepe van az urogenitális szervrendszer embrionális fejlődésében. Erre utalnak a 11p13 deléció okozta WAGR szindrómában (Wilms tumor, Dr. Magyarosy Edina 19/111 2002.09.27.

aniridia, genitoureterális rendellenesség, mentális retardáció), a domináns negatív mutáció okozta Denys-Drash-szindromában, valamint a szintén WT1 mutáció okozta Frasier szindrómában tapasztalható urogenitális rendellenességek. A WT1 szerepét az urogenitális fejlődésben WT1 delécióra homozigota egerek vizsgálata is alátámasztotta. Ezekben az állatokban mind a vese mind pedig a gonádok fejlődése deficiens. Nem fejlődik ki az ureterbimbó, és metanephrikus mesenchyma sejtek apoptózissal elpusztulnak. Ezek az állatok már a gestatio 13-15. napja körül meghalnak a szívben jelentkező rendellenességek, a mellüreg és a hasüreg közötti rekesz részleges hiánya miatt. Ezen defektusokért valószínűleg a mesotheliumban és a pericardiumban normál WT1 expresszió hiánya tehető felelőssé (7). Normális esetben a vese embrionális fejlődésekor kezdeti WT1 expresszió tapasztalható a metanephrikus mesenchymában, mielőtt ez a szövet indukálja az ureterbimbót. Miután az ureterbimbó belép a mesenchymába, a WT1 expressziója csökken, amikor a mesenchyma epithéliummá differenciálódik. A WT1 expresszió ekkor a vese glomerulus sejtjeiben történik. A Bowmann-tokban, a podocytákban a legerősebb a WT1 expresszió és ez a felnőtt korban is megmarad (7). 1.3.3. A WT 1 FEHÉRJE EXPRESSZIÓJA FIZIOLÓGIÁS KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT A WT1 fehérje normálisan a magzati korban a lépben és a foetalis vese blasztema-sejtjeiben is expresszálódik, később azonban egészséges emberben csupán a gonádokban, az uterus myometriumában és kötőszöveti sejtjeiben, a lép kötőszövetes tokjában, a testüregek és zsigerek (szív, tüdő, máj, bél) mesotheliális bélésében, és az éretlen CD34 + csontvelői haematopoetikus progenitor sejtekben mutatható ki a WT1 gén transzkripciója. A WT1 gén a fentebb említett gének transzkripciójának bonyolult szabályozása révén fontos irányítója és a szervezetben lezajló egyes sejtproliferációs és -differenciációs folyamatoknak. 1.3.3.1. WT1 gén normál haemopoesisben betöltött szerepe Az éretlen CD34 + csontvelői progenitor sejtekben expresszálódik, a belőlük differenciálódó CD34 - ún. post-progenitor sejtekben már nem. A WT1 gént a CD34 pozitív sejteknél érettebb sejtalakok nem expresszálják, ezért míg a csontvelőben egészséges emberben is kimutatható WT1 expresszió (7), addig egészséges ember perifériás véréből izolált mononukleáris sejtekben nem detektálható a WT1 gén hírvivő RNS-e (64, 65). Dr. Magyarosy Edina 20/111 2002.09.27.

1.3.3.2. A WT1 gén és a leukémiák A WT1 gén a leukémiák minden típusában az immunfenotípustól függetlenül az estek 70-90%-ban overexpresszált a leukémiás sejtekben, tehát WT1 expresszió növekedés tapasztalható a betegek csontvelejében és WT1 mutatható ki a perifériás vérben (106). Leukémiák esetében a WT1 gén nem megfelelő működése szerepet játszik a proliferációs és differenciációs zavar okozta kóros hemopoesis kialakulásában. A vizsgálatok azt mutatták, a vad típusú WT1 gén tartós expressziója megváltoztatta a sejtekben a Stat 3 izoformák arányát, a sejten belüli génaktivációt és így a sejt differenciációs képességét. Az AML sejtek szintén differenciálódás nélkül proliferálnak GCSF jelenlétében, amely a WT1 gén magas expressziójával magyarázható. További érdekes tény, hogy WT1 antisense oligonukleotidok gátolják a proliferációt és apoptózist indukálnak mieloid leukémia sejtvonalakban. Ezek az eredmények is alátámasztják azt az elképzelést, hogy a WT1 gén két alapvető funkciója (tumorszupresszor gén, onkogén) közül leukémiás sejtek esetében inkább az onkogén funkció jut érvényre (66). A komplett remisszió után bekövetkező recidiva állapotában lévő betegeknek pedig mintegy 90%-ában lehet kimutatni WT1 expressziót a perifériás vérben, ill. expresszió növekedést a csontvelőben. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a recidiva bekövetkezésekor mindig jelentős mértékben megnő a WT1 gén expressziója, még azon betegek esetében is, akiknél a diagnózis ideje alatt nem volt detektálható WT1 expresszió a perifériás vérben (63). Több vizsgálat is igazolta hogy a gyermekkori leukémiák döntő többségében a WT1 gén expresszálódik, gyakorlatilag függetlenül a leukémia genotípusától (44, 63, 106, 157, 180). Ugyanakkor WT1 mutációt ezen esetekben nem sikerült kimutatni (101), ami segíthetne abban, hogy a csontvelőben fiziológiásan is expresszálódó WT1-től el lehessen különíteni a leukémia-sejtek által expresszált WT1-et. A WT1 gén expressziójának követése a leukémiás betegek csontvelőjében és perifériás vérében számos kutatócsoport véleménye szerint is alkalmas az MRD hosszú távú követésére (64, 65). 1.3.4. WT1 GÉN IZOFORMÁI A WT1 gén 2 splice régiót tartalmaz, így alternatív splicinggal a WT1 fehérjének 4 különböző izoformája expresszálódhat, melyek funkciója eltérő (28, 35, 88, 201). Az első Dr. Magyarosy Edina 21/111 2002.09.27.

splice régió az 5. exonon belül található, egy 17 aminosavat kódoló régió (17αα (+)-, és 17αα (-)-izoformák). A második splice régió a 9-es exon végén található. Ez a 9 bp-os szekvencia a fehérjében a 3. és a 4. cink-ujjat összekötő meglehetősen konzervatív linker régióba ékelődő 3 aminosavat (KTS, azaz lyzin, threonin, szerin) kódolja. Ez az inzert a három aminosavról a KTS nevet kapta (KTS(+)- és KTS(-)-izoformák). A különböző izoformáknak eltérő a szerepük, a lokalizációjuk és a mennyiségük is, sőt az egyes izoformák aránya a sejtben döntő jelentőségű (28, 35, 88). A KTS(-)-izoformák 9 bp hosszú DNS szekvenciákat kötnek nagy affinitással, a KTS(+)-izoformák pedig kisebb affinitással kötnek 12 bp hosszú DNS szekvenciákat. A KTS régió jelenléte (KTS(+)-izoformák) tehát jelentősen csökkenti a WT1 fehérje EGR1 DNS konszenzus szekvenciához való kötődési képességét, mégis a KTS(+)-izoformák adják a WT1 géntermékek többségét. (A KTS(+)- és a KTS(-)- izoformák aránya a sejtben normálisan 60%:40%.) A WT1 izoformák sejtmagon belüli lokalizációja is eltérő. A KTS(-)-izoformák a sejtmag minden részében, diffúzan helyezkednek el, míg a KTS(+)-izoformák a sejtmagon belül foltokban (35). A különböző izoformák a szabályozás különböző szintjein aktívak (88). A 17AA(+) WT1 izoformák az irodalmi adatok szerint erős transzkripciós represszorok. Valószínűleg maga a 17AA inzert tartalmazza a represszor domaint, amelynek fontos része a benne található 4 szerin. A 17AA(-) WT1 izoformák aktivátorként és represszorként is működhetnek (206). A represszióhoz minden esetben szükséges a vad típusú p53 jelenléte is (201). Annak ellenére, hogy a WT1 génexpresszió jól ismert leukémiákban, eddig még nem vizsgálták a különböző WT1 izoformák expresszióját. 1.4. METASZTÁZIS ASSZOCIÁLT FEHÉRJÉK ÉS A PROGNÓZIS ÖSSZEFÜGGÉSE A CD44 molekula adhéziós glikoprotein időleges proteoglikán, mely limfoid sejtekben un. hyaluronsav- és homing receptorként szolgál (CD44s vagy CD44H) (51, 60, 69). Számos ún. splice variánsa lehetséges, melyek közül a v6 variáns többféle daganat esetében bizonyult hatékony jelzőjének az áttétképző képességnek (gasztrointesztinális tumorok) (51), míg B és T limfoid sejtekben aktivációs marker, ugyanakkor laphámok esetében fontos sejtadhéziós molekula (60, 69). Az NM23-H1 fehérje a kis GTP-kötő fehérjék családjába tartozik és az NDP-kináz enzimnek felel meg (178). Számos daganatféleségben expressziója esetén az áttétképző képesség lecsökkent, ami miatt metasztázis-szuppresszornak tekintették (43, 178). Dr. Magyarosy Edina 22/111 2002.09.27.