Κλινική και βιολογική σημασία της t(12;21)(p13;q22)(+) οξείας λεμφοβλαστικής λευχαιμίας στον ελληνικό πληθυσμό

Abstract

Τhe t(12;21)(p13;q22) or otherwise ETV6/RUNX1 gene rearrangement, being the most common genetic abnormality in childhood ALL, is combined with controversial prognostic behavior and frequent late relapses, indicating the need for identification of additional prognostic markers. The prognostic significance of the ETV6/RUNX1 fusion, as a sole abnormality or of the accompanying secondary aberrations, have been debated for the last decade. Furthermore, whether secondary aberrations and co-existing sub-clones are responsible for delayed MRD clearance, moderating outcome in patients with ETV6/RUXN1-positive ALL, remains also to be clarified. Τhe aim of the current thesis was to define the epidemiology and prognostic significance of the ΕΤV6/RUNX1 fusion, as well as to study the relation between the ETV6/RUNX1 aberration and the co-existing subclones and/or secondary aberrations with a) presenting clinical and biological features, b) early response to treatment (MRD/MRD log-reduction) and c) long-term outcome in pediatric ALL patients. All 204 patients studied in the current thesis were consecutively diagnosed and homogeneously treated according to BFM-based protocols. 41/204 patients (20,1%) were ETV6/RUNX1-positive. 31/41 ETV6/RUNX1-positive patients (75,6%) harbored additional genetic abnormalities while 18/41 (43,9%) presented with clonal heterogeneity. The most common noticed abnormalities were del12p13(43,9%), 2-3xETV6/RUNX1(19.5%), del9p21(17,1%) and 3-6x21q22(9,8%). The presence of the ΕΤV6/RUNX1 fusion did not have a statistically significant impact on the probability of relapse (RFS 87,8% vs 90,8% in case of translocation absence, p=0,719). Among ETV6/RUNX1(+) pts, children with additional aberrations presented with inferior RFS rates (83,9% vs 100,0% in case of sole abnormality, p=0,03). Additionally, the presence of subclones was associated with dismal prognosis (RFS 72,2% vs 100,0% in pts without subclones, p=0,002). Regarding the accompanying aberrations, the presence of homozygous 9p21 deletion had a statistically significant impact on the probability of relapse (RFS 57,1% vs 94,1% in cases of 9p21 deletion or absence, respectively, p=0,002). MRD-positivity on day 15 of induction was detected in 40,0% of pts with sole ETV6/RUNX1 translocation; the corresponding MRD among ETV6/RUNX1-positive patients carrying subclones rises to 83,3%. Within a median follow-up time of 106 months, 5/41 ETV6/RUNX1(+) patients (12.2%) relapsed; median time of relapse occurrence was 47,8 months compared to 13,3 months among the ETV6/RUNX1(-) subgroup. Common features of all ETV6/RUNX1(+) relapses were sub-clonal diversity and FCM-MRDd15 positivity at a high level(10-3 or 10-2). In conclusion, ETV6/RUNX1+ childhood ALL is characterized by extreme heterogeneity and the prognostic value of the fusion itself varies, depending on coexisting clinical and biological features. The results of the current thesis indicate that the presence of additional genetic aberrations (such as del9p21), clonal heterogeneity and impaired FCM-MRD clearance, influences patient outcome. The presence of clonal heterogeneity and/or clonal evolution is connected to high levels of FC-MRD on day 15 of induction treatment. The fact that, in our series, all late relapses came from the pool of FC-MRDd15 positive patients, strongly supports the hypothesis that the high levels of FC-MRD d15, may serve as a surrogate marker, distinguishing a subgroup of patients with heterogenous outcome; longer follow-up is needed in order to comprehensively study the biology of the disease within this distinct subgroup of ETV6/RUNX1+ patients with delayed clearance. A possible ongoing clonal evolution may further be associated with a greater genetic instability of the ancestral clone. Thus, the results of the current thesis support that clonal heterogeneity may well be driving disparate outcomes, possibly coinciding with other underlying mechanisms. FISH and FCM data may help establish new prognostic markers to predict relapse and refine risk stratification.

Η t(12;21)(p13;q22) ή αλλιώς ETV6/RUNX1 μετάθεση, αποτελεί την πιο συχνή γενετική ανωμαλία της παιδικής οξείας λεμφοβλαστικής λευχαιμίας (ΟΛΛ) και συνδυάζεται με αμφισβητούμενη ευνοϊκή πρόγνωση και συχνές όψιμες υποτροπές, γεγονός που υπαγορεύει την ανάγκη προσδιορισμού επιπρόσθετων προγνωστικών παραμέτρων διαστρωμάτωσης. Η προγνωστική σημασία της ETV6/RUNX1 ατυπίας καθώς και αυτή των συνοδών κυτταρογενετικών βλαβών, αποτελεί αντικείμενο έρευνας και διχογνωμιών κατά την τελευταία δεκαετία. Επιπρόσθετα, η επίδραση των συνοδών βλαβών και της συνυπάρχουσας κλωνικής ετερογένειας στην ταχύτητα κάθαρσης του λευχαιμικού φορτίου (MRD) και στην τελική έκβαση των ETV6/RUXN1(+) παιδιατρικών ασθενών με ΟΛΛ, δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί. Στόχος της παρούσης διδακτορικής διατριβής αποτελεί η αποτύπωση της επιδημιολογίας και της προγνωστικής σημασίας της ΕΤV6/RUNX1 μετάθεσης, καθώς και η συσχέτιση μεταξύ της ETV6/RUNX1 ατυπίας και των συνοδών κυτταρογενετικών βλαβών και υποκλώνων με: α) τα κλινικά και βιολογικά χαρακτηριστικά της νόσου, β) την πρώιμη απάντηση στη θεραπεία και την ταχύτητα κάθαρσης του λευχαιμικού φορτίου (MRD/MRD log-reduction), και τέλος γ) την έκβαση των παιδιατρικών ασθενών με ΟΛΛ. Όλοι οι ασθενείς (204) που μελετήθηκαν στην παρούσα διατριβή διαγνώσθηκαν διαδοχικά και αντιμετωπίσθηκαν ομοιογενώς σύμφωνα με τα BFM πρωτόκολλα θεραπείας. 41/204 ασθενείς (20,1%) ήταν ETV6/RUNX1(+). Σε 31/41 ETV6/RUNX1(+) ασθενείς (75,6%) αναγνωρίσθηκαν επιπρόσθετες γενετικές βλάβες ενώ 18/41 (43,9%) παρουσίαζαν κλωνική ετερογένεια και παρουσία υποκλώνων στη διάγνωση. Οι πιο συχνές συνοδές ανωμαλίες ήταν οι εξής: del12p13(43,9%), 2-3xETV6/RUNX1(19.5%), del9p21(17,1%) και 3-6x21q22(9,8%). Η παρουσία της ΕΤV6/RUNX1 μετάθεσης δεν είχε στατιστικά σημαντική επίπτωση στην τελική έκβαση και την πιθανότητα υποτροπής (RFS 87,8% έναντι 90,8%, σε ETV6/RUNX1 θετικούς και αρνητικούς ασθενείς, αντίστοιχα, p=0,719). Μεταξύ των ETV6/RUNX1(+), οι ασθενείς με συνοδές γενετικές βλάβες παρουσίαζαν δυσμενέστερη έκβαση, με RFS 83,9% έναντι 100,0% στους ασθενείς με αμιγή ατυπία χωρίς παρουσία συνοδών βλαβών, p=0,03). Επιπρόσθετα, η παρουσία υποκλώνων στη διάγνωση παρουσίαζε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με αυξημένη πιθανότητα υποτροπής και δυσμενέστερη έκβαση (RFS 72,2% έναντι 100,0% σε ασθενείς χωρίς υποκλώνους, p=0,002). Αναφορικά με τις συνυπάρχουσες συνοδές ανωμαλίες, το ομόζυγο έλλειμμα της χρωμοσωμικής θέσης 9p21 παρουσίαζε σημαντική επίπτωση στην πιθανότητα υποτροπής (RFS 57,1% έναντι 94,1% σε παρουσία ή απουσία των 9p21 ελλειμμάτων, αντίστοιχα, p=0,002). MRD-θετικότητα την ημέρα 15 της ΧΜΘ εφόδου ανιχνεύθηκε σε 40,0% των ασθενών με αμιγή ETV6/RUNX1 ατυπία. Το αντίστοιχο ποσοστό ανιχνεύσιμης MRDd15 μεταξύ των ETV6/RUNX1(+) ασθενών με παρουσία υποκλώνων ανέρχεται σε 83,3%. Σε διάμεσο χρόνο παρακολούθησης 106 μήνες, 12,2% των ETV6/RUNX1(+) ασθενών υποτροπίασαν, με διάμεσο χρόνο εμφάνισης υποτροπής 47,8 μήνες, έναντι 13,3 μήνες στην υποομάδα των ETV6/RUNX1(-) ασθενών. Κοινά χαρακτηριστικά όλων των ETV6/RUNX1(+) υποτροπών αποτελούσαν η παρουσία υποκλώνων στη διάγνωση και η ανίχνευση σημαντικής FC-MRDd15 (10-3 ή 10-2). Συμπερασματικά, η ETV6/RUNX1+ ΟΛΛ της παιδικής ηλικίας χαρακτηρίζεται από εκτεταμένη κλωνική ετερογένεια και η προγνωστική σημασία της μετάθεσης ποικίλλει, εξαρτώμενη από τα συνυπάρχοντα κλινικά και βιολογικά χαρακτηριστικά. Τα αποτελέσματα της παρούσης διδακτορικής διατριβής υποδεικνύουν ότι η παρουσία συνοδών γενετικών βλαβών (όπως del9p21), η παρουσία υποκλώνων και η καθυστερημένη κάθαρση του λευχαιμικού φορτίου (FC-MRD clearance), επιβαρύνουν την τελική πρόγνωση. Η παρουσία κλωνικής ετερογένειας και/ή κλωνικής εξέλιξης, συνδέεται με αυξημένα επίπεδα FC-MRD την ημέρα 15 της ΧΜΘ εφόδου. Το γεγονός ότι, στο υλικό της παρούσης διατριβής, όλες οι όψιμες υποτροπές προκύπτουν από τη δεξαμενή των FC-MRDd15 θετικών ασθενών, επιβεβαιώνει την αρχική υπόθεση ότι τα υψηλά επίπεδα της FC-MRDd15, μπορούν να αποτελέσουν έναν αξιόπιστο δείκτη προγνωστικής διαστρωμάτωσης (surrogate marker), αναγνωρίζοντας μια διακριτή υποομάδα ασθενών με ετερογενή δυσμενέστερη έκβαση. Μεγαλύτερες πολυκεντρικές και διεθνείς συνεργατικές μελέτες απαιτούνται, προκειμένου να κατανοήσουμε καλύτερα τη βιολογία της νόσου στη διακριτή αυτή υποομάδα των ETV6/RUNX1(+) ασθενών με παρουσία υποκλώνων και βραδεία κάθαρση. Πιθανότατα, μία συνεχιζόμενη κλωνική εξέλιξη μπορεί να σχετίζεται περαιτέρω με μία ενδεχόμενη γενετική αστάθεια του αρχέγονου (ancestral) κλώνου. Τα αποτελέσματα της παρούσης διδακτορικής διατριβής υποδεικνύουν πως η κλωνική ετερογένεια ευθύνεται για δυσμενέστερη έκβαση, πιθανότατα συνυπάρχοντας με άλλους υποκείμενους μηχανισμούς που εμπλέκονται στη βιολογία του νοσήματος. Η χρήση του FISH και της κυτταρομετρίας ροής μπορούν να βοηθήσουν στην καθιέρωση νέων προγνωστικών δεικτών και παραμέτρων πρόβλεψης της υποτροπής, με τελικό στόχο την καλύτερη διαστρωμάτωση και την μακροπρόθεσμη βελτίωση της έκβασης των παιδιατρικών ασθενών με ΟΛΛ.