Использование иммунофенотипирования для прогнозирования выявления транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 у детей с острым лимфобластным лейкозом из В-линейных предшественников

УДК 616.155.392-036.11

Г.А. Цаур¹^,²,³, Ж.В. Пермикин¹^,³, А.М. Попов⁴, Т.Ю. Вержбицкая¹^,², Т.О. Ригер¹^,²,

А.С. Демина¹^,², Е.С. Нохрина¹, О.Р. Аракаев¹^,², Л.И. Савельев¹^,²,³, Л.Г. Фечина¹^,²

^¹ ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница», г. Екатеринбург, Российская Федерация;

^² ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий», г. Екатеринбург, Российская Федерация;

^³ ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Екатеринбург, Российская Федерация;

^⁴ ФГБУ «Национальный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева» Минздрава России, г. Москва, Российская Федерация

Резюме. Цель. Поиск иммунофенотипических маркеров для прогнозирования наличия транслокации t(12;21)(p13;q22). Результаты. Транслокация t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 была обнаружена у 72 из 341 (21,1%) обследованных пациентов с острым лимфобластным лейкозом из В-линейных предшественников. Опухолевые бласты пациентов с транслокацией t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 достоверно чаще имели высокую экспрессию CD10, коэкспрессию миелоидных маркеров CD13, CD33 и CD117, а также гетерогенную экспрессию CD34. Для них также было типично отсутствие экспрессии CD20. Однако показатели диагностической ценности каждого из показателей по отдельности не могли достоверно предсказывать наличие транслокации t(12;21)(p13;q22). На втором этапе мы использовали комбинацию различных показателей. Наиболее высокие показатели диагностической ценности теста были получены при комбинацииэкспрессии CD117 и CD34. Оценка показателей диагностической ценности теста показала высокие значения специфичности 0,996 (95% ДИ 0,989-1,000), предсказательной ценности положительного результата 0,947 (95% ДИ 0,847-1,000), отношение правдоподобия положительного результата 67,250 (95% ДИ 9,130-495,348), в то время как отношение правдоподобия отрицательного результата было 0,752 (95% ДИ 0,659-0,860). Выводы. Комбинация гетерогенной экспрессии CD34 и экспрессии CD117 является высокоспецифичной для транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1, однако, вследствие того эта комбинация выявляется только у 25,0% пациентов она имеет ограниченное применение для предсказания наличия данной транслокации.

Ключевые слова: острый лимфобластный лейкоз; дети; проточная цитометрия; транслокация t(12;21)(p13;q22), химерный транскрипт ETV6-RUNX1

Конфликт интересов отсутствует.

Контактная информация автора, ответственного за переписку:

Цаур Григорий Анатольевич

tsaur@mail.ru

Дата поступления 26.11.2020 г.

Образец цитирования:

Цаур Г.А., Пермикин Ж.В., Попов А.М, Вержбицкая Т.Ю., Ригер Т.О., Демина А.С., Нохрина Е.С., Аракаев О.Р., Савельев Л.И., Фечина Л.Г. Использование иммунофенотипирования для прогнозирования выявления транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 у детей с острым лимфобластным лейкозом из В-линейных предшественников [Электронный ресурс] http://vestnikural.ru/article/1140. Вестник уральской медицинской академической науки. 2020, Том 17, №3, с. 210–220, DOI: 10.22138/2500-0918-2020-17-3-210-220

Введение

У детей с острым лимфобластным лейкозом (ОЛЛ) и повторяющимися генетическими аберрациями наиболее часто встречаемой транслокацией является t(12;21)(p13;q22), ведущая к образованию химерного гена ETV6-RUNX1 (TEL-AML1) [1-3]. Данная хромосомная аберрация является криптической, т.е. ее невозможно выявить при стандартном цитогенетическом анализе [4]. Поэтому для ее определения необходимо использовать такие высокотехнологичные методы клинической лабораторной диагностики как флуоресцентная гибридизация insitu (FISH) и обратно-транскриптазная полимеразная цепная реакция (ОТ-ПЦР) [4-6]. Важность выявления транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 связана с тем, что она ассоциирована с благоприятным прогнозом ОЛЛ у детей [7-11], в том числе при существенном снижении продолжительности терапии [12].

К сожалению, методы FISH и ОТ-ПЦР используются только в ограниченном числе лабораторий в нашей стране. В тоже время, ранее неоднократно предпринимались попытки найти иммунофенотипические маркеры, ассоциированные с наличием данной транслокации. Наиболее убедительные данные получены для иммунофенотипа, соответствующего ОЛЛ из В-линейных предшественников (ВП-ОЛЛ) с экспрессией CD27 и отсутствием/слабой экспрессией CD44, а также отсутствием экспрессии CD20, CD9, CD66c [13-19]. Однако вышеперечисленные маркеры, кроме CD20, редко используется на этапе первичного иммунофенотипирования при установлении диагноза ОЛ. Поэтому нами была предпринят поиск иммунофенотипическихмаркеров, применяемых в общепринятой диагностической панели [20] для прогнозирования наличия транслокации t(12;21)(p13;q22).

Цель исследования: оценить возможности иммунофенотипирования для прогнозирования выявления транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 у детей с ВП-ОЛЛ.

Материалы и методы

Исследование проводилось в Лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии Отдела детской онкологии и гематологии ОДКБ № 1 г. Екатеринбурга с марта 2008 г. по декабрь 2016 г. В исследуемую группу был включен 341 пациент с диагнозом BП-ОЛЛ. Медиана возраста составила 3,4 года (диапазон 3 месяца — 17 лет). Диагноз ОЛЛ устанавливался на основании стандартных цитологических критериев [21], дополненных результатами иммунофенотипирования согласно рекомендациям группы EGIL [22, 23]. Выявление транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 проводилось методом двухстадийной («гнездной») ОТ-ПЦР по ранее описанной методике [24].

Для оценки ассоциации между экспрессией отдельных иммунофенотипических маркеров и их комбинаций с выявлением t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 проводился расчет диагностической чувствительности, специфичности, предсказательной ценности положительного результата, предсказательной ценности отрицательного результата, диагностической эффективности теста, отношения правдоподобия (ОП) положительного результата теста, ОП отрицательного результата теста. Расчет вышеуказанных диагностических критериев проводили с определением 95% доверительного интервала (ДИ) в программе MicrosoftExcel.

Результаты

Транслокация t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 была обнаружена у 72 из 341 обследованных пациентов (21,1%). Опухолевые бласты пациентов с транслокацией t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1достоверно чаще имели высокую экспрессию CD10, гетерогенную экспрессию CD34, а также имели коэкспрессию миелоидных маркеров CD13, CD33,CD117. Дляних также было типично отсутствиеэкспрессии CD20 (табл.1)

Исходя из этого, для дальнейших расчетов мы разделили пациентов на 4 группы: истинно-позитивными мы считали пациентов с наличием t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1и экспрессией одного из приведенных в таблице 1антигенов, для которых были получены достоверные различия между группами пациентов с наличием и отсутствием транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1; истинно-негативными — пациентов с отсутствием транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 и исследуемых маркеров; ложно-позитивными — пациентов с отсутствием t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 и наличием экспрессией оцениваемых маркеров; ложно-негативными — пациентов с наличием t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1, но без экспрессии исследуемых маркеров. Расчет показателей диагностической ценности отдельных маркеров приведен в таблице 2. Наиболее высокая чувствительность (0,750) была выявлена для гетерогенной экспрессии CD34, наибольшая специфичность (0,981) — для экспрессии CD117. Также СD117 обладалнаилучшим показателем диагностической эффективности теста (0,833). Обращает на себя внимание, что для всех индивидуальных маркеров значения предсказательной ценности отрицательных результатов теста были заметно выше, чем положительных. В тоже время, наиболее важные показатели диагностической ценности — ОП положительного и отрицательного тестов — были относительно невысокими. Таким образом, нами не было выявлено отдельных показателей, указывающих на наличие транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1.

На втором этапе диагностического поиска нами было высказано предположение, что иммунофенотип опухолевых бластов, характеризующийся гетерогенной экспрессией CD34 и экспрессией CD117, может прогнозировать наличие транслокацииt(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. Данная комбинация была выявлена у 18 (25,00%) пациентов с наличием транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1и только у 1 (0,37%) без нее (p<0,0001). Оценка показателей диагностической ценности теста показала высокие значения специфичности 0,996 (95% ДИ 0,989-1,0), предсказательной ценности положительного результата 0,947 (95% ДИ 0,847- 1,0), ОП положительного результата 67,250 (95% ДИ 9,130- 495,348) и ОП отрицательного результата 0,752 (95% ДИ 0,659-0,860). То есть,присутствие этой комбинации практически со 100% точностью предсказывало наличие транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. Однако данная комбинация обладает низкой чувствительностью 0,25 (95% ДИ 0,15-0,35), в связи с чем использование данной комбинации ограничено. Дополнительное включение в диагностическую модель других иммунофенотипических показателей приводило к снижению показателей диагностической ценности теста.

Обсуждение

Иммунофенотипирование бластных клеток костного мозга является одним из широко распространенных методов диагностики ОЛЛ. Ранее было показано, что при ВП-ОЛЛ у детей существуют наиболее типичные иммунофенотипические маркеры, характеризующие группу пациентов с наличием транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. К их числу чаще всего относят отсутствие экспрессии CD9, CD20, CD66c [13-17]. несколько реже — высокую экспрессию CD10 [26], СD40 [27], CD135 [26] и HLA-DR [26, 27], а также низкую экспрессию CD20 [13]иCD86 [27], коэкспрессию миелоидных антигенов CD13, СD33, CDw65 [5]. Наиболее убедительно выглядят результаты другого исследования, указывающие на то, что экспрессия CD27 и отсутствие/слабая экспрессия CD44 специфичны для транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. [18,19].

В тоже время полученные нами результаты не позволили найти как отдельный иммунофенотипический маркер, так и их комбинацию, которые с высокой достоверностью могли бы предсказывать наличие транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. Ранее для прогнозирования наличия транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 у пациентов с ВП-ОЛЛ чаще всего сравнивали наличие/отсутствие экспрессии отдельных маркеров (чаще) или их комбинаций (реже) между группами с транслокацией t(12;21) и без нее. Оценка показателейдиагностической ценности применялась гораздо реже, но даже и в этих случаях чаще всего оценивались только специфичность и чувствительность [13, 14, 26].

Важно подчеркнуть, что отсутствие экспрессии CD66с, которую описывают как один из наиболее специфических изолированных маркеров t(12;21)-позитивного ОЛЛ, также типична для ОЛЛ с перестройками 11q23/MLLи ОЛЛ cналичием транслокации t(1;19)/TCF3-PBX1 [15]. Вполне возможно, что роль отсутствия экспрессии CD66с при t(12;21)-позитивном ОЛЛ связана с тем, что суммарно доля t(1;19)-позитивного и MLL-позитивного ОЛЛ не превышает 3-5%. Также интересно отметить, что экспрессии CD117, которая выявляется у пациентов с Т-ОЛЛ, является высокочувствительным, но низкоспецифичным маркером наличия мутаций в гене FLT3 [28,29].

Заключение

Таким образом, пациенты с наличием транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 достоверно чаще имели высокую экспрессию CD10, коэкспрессию CD13, CD33и CD117, а также гетерогенную экспрессию CD34 и отсутствие CD20на поверхности опухолевых бластов. Комбинация гетерогенной экспрессии CD34 и экспрессии CD117 является высокоспецифичной для транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1, однако, вследствие того эта комбинация выявляется только у 25,0% пациентов она имеет ограниченное применение для предсказания наличия данной транслокации.

ЛИТЕРАТУРА

1.        Romana SP., Le Coniat M., Berger R.: t(12;21): A new recurrent translocation in acute lymphoblastic leukemia. Genes Chromosomes Cancer. 1994; 9: 186-191
2.        Golub T., Barker G., Bohlander S., Hiebert S., Ward D., Bray-Ward P. et al. Fusion of the TEL gene on 12p13 to the AML1 gene on 21q22 in acute lymphoblastic leukemia. Proc Natl AcadSci USA. 1995; 92: 4917–4921.
3.        Romana SP., Mauchauffe M., Le Coniat M., Chumakov I., Le Paslier D., Berger R., Bernard O.A. The t(12;21) of acute lymphoblastic leukemia results in a tel-AML1 gene fusion. Blood. 1995; 85(12): 3662-3670.
4.        Shurtleff S., Buijs A., Behm F., Rubnitz J., Raimondi S., Hancock M. et al. TEL/AML1 fusion resulting from a cryptic t(12;21) is the most common genetic lesion in pediatric ALL and defines a subgroup of patients with an excellent prognosis. Leukemia. 1995; 9(12): 1985-1989.
5.        Borkhardt A., Cazzaniga G., Viehmann S., Valsecchi M. G., Ludwig W.D., Burci L. et al. Incidence and clinical relevance of TEL/AML1 fusion genes in children with acute lymphoblastic leukemia enrolled in the German and Italian multicenter therapy trials. Blood.1997; 90 (2): 571-577.
6.        Kobayashi H., Rowley J. Identification of cytogenetically undetected 12p13 translocations and associated deletions with fluorescence in situ hybridization. Genes Chromosomes Cancer. 1995; 12(1): 66-69.
7.        Moricke A., Zimmermann M., Reiter A., Henze G., Schrauder A., Gadner H. et al Long-term results of five consecutive trials in childhood acute lymphoblastic leukemia performed by the ALL-BFM study group from 1981 to 2000. Leukemia. 2010; 24: 265–284.
8.        Moorman A., Ensor H., Richards S., Chilton L., Schwab C., Kinsey S. et al. Prognostic effect of chromosomal abnormalities in childhood B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia: results from the UK Medical Research Council ALL97/99 randomised trial Lancet Oncol. 2010; 11: 429–438
9.        Loh M., Goldwasser M., Silverman L., Poon W.-M., Vattikuti S., Cardoso A. et al. et al. Prospective analysis of TEL/AML1-positive patients treated on Dana-Farber Cancer Institute Consortium Protocol 95-01. Blood. 2006; 107(11): 4508-4513.
10.    Forestier E., Heyman M., Andersen M-K., Autio K., Blennow E., Borgström G. et al. Outcome of ETV6/RUNX1-positive childhood acute lymphoblastic leukaemia in the NOPHO-ALL-1992 protocol: frequent late relapses but good overall survival. Br J Haematol. 2008; 140(6): 665-72.
11.    Bhojwani D., Pei D., Sandlund J., Jeha S., Ribeiro R., Rubnitz J. et al. ETV6-RUNX1-positive childhood acute lymphoblastic leukemia: improved outcome with contemporary therapy. Leukemia. 2012; 26(2): 265-70.
12.    Kato M., Ishimaru S., Seki M., Yoshida K., Shiraishi Y., Chiba K. et al. Long-term outcome of 6-month maintenance chemotherapy for acute lymphoblastic leukemia in children. Leukemia. 2017; 31: 580-584
13.    Borowitz M., Rubnitz K., Nash M., Pullen D., Camitta B. Surface antigen phenotype can predict TEL-AML1 rearrangement in childhood B-precursor ALL: a Pediatric Oncology Group study Leukemia. 1998; 12: 1764–1770.
14.    Gandemer V., Aubry M., Roussel M., Rio A.-G., de Tayrac M., Vallee A et al. CD9 expression can be used to predict childhood TEL/AML1-positive acute lymphoblastic leukemia: Proposal for an accelerated diagnostic flowchart. Leukemia Research 2010; 34: 430–437
15.    Kiyokawa N., Iijima K., Tomita O., Miharu M., Hasegawa D. Kobayashi K. Significance of CD66c expression in childhood acute lymphoblastic leukemia Leukemia Research 2014; 38: 42– 48
16.    van Dongen J, Lhermitte L., Boettcher S., Almeida J., van der Velden V., Flores-Montero J. et al. EuroFlow antibody panels for standardized n-dimensional flow cytometric immunophenotyping of normal, reactive and malignant leukocytes Leukemia. 2012; 26: 1908–1975
17.    Kalina T., Vaskova M., Mejstrikova E., Madzo J., Trka J., Stary J. et al. Myeloid antigens in childhood lymphoblastic leukemia: clinical data point to regulation of CD66c distinct from other myeloid antigens. BMC Cancer. 2005 12;5:38.
18.    Zaliova M., Kotrova M., Bresolin S., Stuchly J., Stary J., Hrusak O., et al. ETV6/RUNX1-like acute lymphoblastic leukemia: A novel B-cell precursor leukemia subtype associated with the CD27/CD44 immunophenotype. Genes Chromosomes Cancer. 2017 56(8): 608-616.
19.    Vaskova M, Mejstrikova E, Kalina T, Martinkova P, Omelka M, Trka J., et al. Transfer of genomics information to flow cytometry: expression of CD27 and CD44 discriminates subtypes of acute lymphoblastic leukemia. Leukemia. 2005 19(5):876-8.
20.  Dworzak MN., Buldini B., Gaipa G., Ratei R., Hrusak O., Luria D. et al. AIEOP-BFM consensus guidelines 2016 for flow cytometric immunophenotyping of Pediatric acute lymphoblastic leukemia.Cytometry. Part B, Clinical Cytometry.2017 10.
21.    Bennett J., Catovsky D., Daniel M., Flandrin G., Galton D., Gralnick H., et al. Proposals for the classification of the acute leukaemias. French-American-British (FAB) co-operative group. Br. J. Haematol. 1976; 33(4): 451—458.
22.    Bene M.C., Castoldi G., Knapp W., Ludwig W.D., Matutes E., Orfao A., et al. Proposals for the immunological classification of acute leukemias. European Group for the Immunological Characterization of Leukemias (EGIL). Leukemia. 1995; 9(10): 1783—1786.
23.    Béné M.C., Nebe T., Bettelheim P., Buldini B., Bumbea H., Kern W., et al. Immunophenotyping of acute leukemia and lymphoproliferative disorders: a consensus proposal of the European LeukemiaNet Work Package 10. Leukemia. 2011; 25(4): 567—574.
24.    Harbott J., Viehmann S., Borkhardt A., Henze G., Lampert F. Incidence of TEL/AML1 fusion gene analyzed consecutively in children with acute lymphoblastic leukemia in relapse. Blood. 1997; 90 (12): 4933-4937.
25.    Hrusák O., Porwit-MacDonald A. Antigen expression patterns reflecting genotype of acute leukemias. Leukemia. 2002 Jul;16(7):1233-1258.
26.    De Zen L., Orfao A., Cazzaniga G., Masiero L., Cocito M.-G., Spinelli M. et al Quantitative multiparametric immunophenotyping in acute lymphoblastic leukemia: correlation with specific genotype. I. ETV6/AML1 ALLs identification. Leukemia. 2000; 14: 1225–1231
27.    Alessandri A., Reid G. Bader S., Massing B., Sorensen P., Schultz K. ETV6 (TEL)-AML1 pre-B acute lymphoblastic leukaemia cells are associated with a distinct antigen-presenting phenotype. BritishJournalofHaematology. 2002; 116: 266-272
28.  Noronha E.P., Andrade F.G., Zampier C., de Andrade C.F., Terra-Granado E., Pombo-de-Oliveira M.S., et al. Immunophenotyping with CD135 and CD117 predicts the FLT3, IL-7R and TLX3 gene mutations in childhood T-cell acute leukemia. Blood cells, molecules & diseases.2016 57:74-80.
29.  Hoehn D., Medeiros L.J., Chen S.S., Tian T., Jorgensen J.L., Ahmed Y. et al. CD117 expression is a sensitive but nonspecific predictor of FLT3 mutation in T acute lymphoblastic leukemia and T/myeloid acute leukemia. American journal of clinical pathology. 2012 137(2): 213-219.

Авторы

Цаур Григорий Анатольевич

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Доктор медицинских наук, заведующий лабораторией молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Ведущий научный сотрудник Лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Доцент кафедры клинической лабораторной диагностики и бактериологии

Российская Федерация, 620030, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3

TsaurGA@mis66.ru

Пермикин Жан Викторович

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Врач-стажер лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Клинический ординатор кафедры клинической лабораторной диагностики и бактериологии

Российская Федерация, 620030, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3

permikin.z@yandex.com

Попов Александр Михайлович

ФГБУ «Национальный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева» Минздрава России

Кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией клеточной иммунологии и иммуногенеза

Российская Федерация, 117997, г. Москва, ул. Саморы Машела, 1

uralcytometry@gmail.com

Вержбицкая Татьяна Юрьевна

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Кандидат медицинских наук, врач клинической лабораторной диагностики лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Ведущий научный сотрудник Лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

VerzhbitskayaTY@mis66.ru

Ригер Татьяна Олеговна

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Врач клинической лабораторной диагностики лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Младший научный сотрудник Лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

RigerTO@mis66.ru

Демина Анна Сергеевна

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Биолог лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Биолог Лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

DeminaAS@mis66.ru

Нохрина Екатерина Сергеевна

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Кандидат биологических наук, биолог лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

NokhrinaES@mis66.ru

Аракаев Олег Раисович

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Заведующий отделением детской онкологии № 2

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Старший научный сотрудник Лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

ArakaevOR@mis66.ru

Савельев Леонид Иосифович

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Кандидат медицинских наук, врач клинической лабораторной диагностики лаборатории молекулярной биологии, иммунофенотипирования и патоморфологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Заведующий лабораторией клеточной терапии онкогематологических заболеваний, ведущий научный сотрудник

Российская Федерация, 620026, г. Екатеринбург, ул. Карла Маркса, 22а

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Доцент кафедры клинической лабораторной диагностики и бактериологии

Российская Федерация, 620030, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3

Sav7000@yandex.ru

Фечина Лариса Геннадьевна

ГАУЗ СО «Областная детская клиническая больница»

Кандидат медицинских наук, заместитель главного врача по онкологии и гематологии

Российская Федерация, 620149, г. Екатеринбург, ул. Серафимы Дерябиной, 32

ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»

Ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной терапии онкогематологических заболеваний

Российская Федерация,620026, г. Екатеринбург, ул. КарлаМаркса, 22а

TokarevaAN@mis66.ru

G.A. Tsaur ^1, 2,3, Zh.V. Permikin ^1, 

³, A.M. Popov⁴, T.Yu. Verzhbitskaya ^1, 2, T.O. Riger ^1, 2, Anna S. Demina ^1, 2, E.S. Nokhrina¹, O.R. Arakaev ^1, 2,L.^I. Saveliev ^1, 2, L.G. Fechina ^1, 2

APPLICATION OF FLOW CYTOMETRY FOR PREDICTION OF TRANSLOCATION t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1 DETECTION IN CHILHOOD B-CELL PRECURSOR ACUTE LYMPHOBLASTIC LEUKEMIA

¹ Regional Children’s Hospital, Yekaterinburg, Russian Federation;

² Research Institute of Medical Cell Technologies, Yekaterinburg, Russian Federation;

³ Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russian Federation;

⁴ Dmitriy Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology, Moscow, Russian Federation

Abstract. Aim.The objective of the study was searching for surface antigen expression that could predict presence of translocation t(12;21)(p13;q22)/ ETV6-RUNX1 in pediatric B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia (BCP-ALL) patients. Results.ETV6-RUNX1 fusion gene transcript was revealed in 72 (21.1%) out of 341 children with BCP-ALL. Leukemic blast cells in ETV6-RUNX1-positive patients more frequently had high CD10 expression, myeloid markers co-expression, including CD13, CD33, CD117, and absence of CD20 than in ETV6-RUNX1-negative ones. Nevertheless diagnostic test performance characteristics of each single parameter was not strong enough for predicting the presence of translocation t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1. On the second step of analysis we used various combinations of the above mentioned markers. The highest diagnostic test performance parameters were obtained in case of combination of high CD117 and heterogeneous CD34 expressions. Specificity of this combination was 0.996 (95% CI 0.989-1.000), positive predictive value 0.947 (95% CI 0.847- 1.000), positive likelihood ratio 67.250 (95% CI 9.130-495.348), while negative likelihood ratio was 0.752 (95% CI 0.659-0.860). Conclusion. Thus, combination of CD34 heterogeneous expression and CD117 expression is highly specific for translocation t(12;21)(p13;q22)/ ETV6-RUNX1. Howeverthis combination had limited applicability, because it revealed in 25.0% percent of patients only.

Keywords: Acute lymphoblastic leukemia, children, flow cytometry, translocation t(12;21)(p13;q22), fusion gene ETV6-RUNX1

There is no conflict of interest.

Contact details of the corresponding author:

Grigory A. Tsaur

tsaur@mail.ru

Received 26.11.2020

For citation:

REFERENCES

1. Romana SP., Le Coniat M., Berger R.: t(12;21): A new recurrent translocation in acute lymphoblastic leukemia. Genes Chromosomes Cancer. 1994; 9: 186-191

2.        Golub T., Barker G., Bohlander S., Hiebert S., Ward D., Bray-Ward P. et al. Fusion of the TEL gene on 12p13 to the AML1 gene on 21q22 in acute lymphoblastic leukemia. Proc Natl AcadSci USA. 1995; 92: 4917–4921.
3.        Romana SP., Mauchauffe M., Le Coniat M., Chumakov I., Le Paslier D., Berger R., Bernard O.A. The t(12;21) of acute lymphoblastic leukemia results in a tel-AML1 gene fusion. Blood. 1995; 85(12): 3662-3670.
4.        Shurtleff S., Buijs A., Behm F., Rubnitz J., Raimondi S., Hancock M. et al. TEL/AML1 fusion resulting from a cryptic t(12;21) is the most common genetic lesion in pediatric ALL and defines a subgroup of patients with an excellent prognosis. Leukemia. 1995; 9(12): 1985-1989.
5.        Borkhardt A., Cazzaniga G., Viehmann S., Valsecchi M. G., Ludwig W.D., Burci L. et al. Incidence and clinical relevance of TEL/AML1 fusion genes in children with acute lymphoblastic leukemia enrolled in the German and Italian multicenter therapy trials. Blood.1997; 90 (2): 571-577.
6.        Kobayashi H., Rowley J. Identification of cytogenetically undetected 12p13 translocations and associated deletions with fluorescence in situ hybridization. Genes Chromosomes Cancer. 1995; 12(1): 66-69.
7.        Moricke A., Zimmermann M., Reiter A., Henze G., Schrauder A., Gadner H. et al Long-term results of five consecutive trials in childhood acute lymphoblastic leukemia performed by the ALL-BFM study group from 1981 to 2000. Leukemia. 2010; 24: 265–284.
8.        Moorman A., Ensor H., Richards S., Chilton L., Schwab C., Kinsey S. et al. Prognostic effect of chromosomal abnormalities in childhood B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia: results from the UK Medical Research Council ALL97/99 randomised trial Lancet Oncol. 2010; 11: 429–438
9.        Loh M., Goldwasser M., Silverman L., Poon W.-M., Vattikuti S., Cardoso A. et al. et al. Prospective analysis of TEL/AML1-positive patients treated on Dana-Farber Cancer Institute Consortium Protocol 95-01. Blood. 2006; 107(11): 4508-4513.
10.    Forestier E., Heyman M., Andersen M-K., Autio K., Blennow E., Borgström G. et al. Outcome of ETV6/RUNX1-positive childhood acute lymphoblastic leukaemia in the NOPHO-ALL-1992 protocol: frequent late relapses but good overall survival. Br J Haematol. 2008; 140(6): 665-72.
11.    Bhojwani D., Pei D., Sandlund J., Jeha S., Ribeiro R., Rubnitz J. et al. ETV6-RUNX1-positive childhood acute lymphoblastic leukemia: improved outcome with contemporary therapy. Leukemia. 2012; 26(2): 265-70.
12.    Kato M., Ishimaru S., Seki M., Yoshida K., Shiraishi Y., Chiba K. et al. Long-term outcome of 6-month maintenance chemotherapy for acute lymphoblastic leukemia in children. Leukemia. 2017; 31: 580-584
13.    Borowitz M., Rubnitz K., Nash M., Pullen D., Camitta B. Surface antigen phenotype can predict TEL-AML1 rearrangement in childhood B-precursor ALL: a Pediatric Oncology Group study Leukemia. 1998; 12: 1764–1770.
14.    Gandemer V., Aubry M., Roussel M., Rio A.-G., de Tayrac M., Vallee A et al. CD9 expression can be used to predict childhood TEL/AML1-positive acute lymphoblastic leukemia: Proposal for an accelerated diagnostic flowchart. Leukemia Research 2010; 34: 430–437
15.    Kiyokawa N., Iijima K., Tomita O., Miharu M., Hasegawa D. Kobayashi K. Significance of CD66c expression in childhood acute lymphoblastic leukemia Leukemia Research 2014; 38: 42– 48
16.    van Dongen J, Lhermitte L., Boettcher S., Almeida J., van der Velden V., Flores-Montero J. et al. EuroFlow antibody panels for standardized n-dimensional flow cytometric immunophenotyping of normal, reactive and malignant leukocytes Leukemia. 2012; 26: 1908–1975
17.    Kalina T., Vaskova M., Mejstrikova E., Madzo J., Trka J., Stary J. et al. Myeloid antigens in childhood lymphoblastic leukemia: clinical data point to regulation of CD66c distinct from other myeloid antigens. BMC Cancer. 2005 12;5:38.
18.    Zaliova M., Kotrova M., Bresolin S., Stuchly J., Stary J., Hrusak O., et al. ETV6/RUNX1-like acute lymphoblastic leukemia: A novel B-cell precursor leukemia subtype associated with the CD27/CD44 immunophenotype. Genes Chromosomes Cancer. 2017 56(8): 608-616.
19.    Vaskova M, Mejstrikova E, Kalina T, Martinkova P, Omelka M, Trka J., et al. Transfer of genomics information to flow cytometry: expression of CD27 and CD44 discriminates subtypes of acute lymphoblastic leukemia. Leukemia. 2005 19(5):876-8.
20.  Dworzak MN., Buldini B., Gaipa G., Ratei R., Hrusak O., Luria D. et al. AIEOP-BFM consensus guidelines 2016 for flow cytometric immunophenotyping of Pediatric acute lymphoblastic leukemia.Cytometry. Part B, Clinical Cytometry.2017 10.
21.    Bennett J., Catovsky D., Daniel M., Flandrin G., Galton D., Gralnick H., et al. Proposals for the classification of the acute leukaemias. French-American-British (FAB) co-operative group. Br. J. Haematol. 1976; 33(4): 451—458.
22.    Bene M.C., Castoldi G., Knapp W., Ludwig W.D., Matutes E., Orfao A., et al. Proposals for the immunological classification of acute leukemias. European Group for the Immunological Characterization of Leukemias (EGIL). Leukemia. 1995; 9(10): 1783—1786.
23.    Béné M.C., Nebe T., Bettelheim P., Buldini B., Bumbea H., Kern W., et al. Immunophenotyping of acute leukemia and lymphoproliferative disorders: a consensus proposal of the European LeukemiaNet Work Package 10. Leukemia. 2011; 25(4): 567—574.
24.    Harbott J., Viehmann S., Borkhardt A., Henze G., Lampert F. Incidence of TEL/AML1 fusion gene analyzed consecutively in children with acute lymphoblastic leukemia in relapse. Blood. 1997; 90 (12): 4933-4937.
25.    Hrusák O., Porwit-MacDonald A. Antigen expression patterns reflecting genotype of acute leukemias. Leukemia. 2002 Jul;16(7):1233-1258.
26.    De Zen L., Orfao A., Cazzaniga G., Masiero L., Cocito M.-G., Spinelli M. et al Quantitative multiparametric immunophenotyping in acute lymphoblastic leukemia: correlation with specific genotype. I. ETV6/AML1 ALLs identification. Leukemia. 2000; 14: 1225–1231
27.    Alessandri A., Reid G. Bader S., Massing B., Sorensen P., Schultz K. ETV6 (TEL)-AML1 pre-B acute lymphoblastic leukaemia cells are associated with a distinct antigen-presenting phenotype. BritishJournalofHaematology. 2002; 116: 266-272
28.  Noronha E.P., Andrade F.G., Zampier C., de Andrade C.F., Terra-Granado E., Pombo-de-Oliveira M.S., et al. Immunophenotyping with CD135 and CD117 predicts the FLT3, IL-7R and TLX3 gene mutations in childhood T-cell acute leukemia. Blood cells, molecules & diseases.2016 57:74-80.
29.  Hoehn D., Medeiros L.J., Chen S.S., Tian T., Jorgensen J.L., Ahmed Y. et al. CD117 expression is a sensitive but nonspecific predictor of FLT3 mutation in T acute lymphoblastic leukemia and T/myeloid acute leukemia. American journal of clinical pathology. 2012 137(2): 213-219.

Authors

Grigory A. Tsaur

Regional Children’s Hospital

Doctor of Medical Science, Director of Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Leading Researcher at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

Ural State Medical University

Associate Professor at the Department of Laboratory Diagnostics and Bacteriology

3, Repina St., Yekaterinburg 620030, Russian Federation

TsaurGA@mis66.ru

Zhan V. Permikin

Regional Children’s Hospital

Trainee doctor at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Ural State Medical University

Resident at the Department of Laboratory Diagnostics and Bacteriology

3, Repina St., Yekaterinburg 620030, Russian Federation

permikin.z@yandex.com

Alexander M. Popov

Dmitriy Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

PhD, Director of Cellular Immunololgy and Immunogenesis Laboratory

1, Samory Mashela St., Moscow 117997, Russian Federation

uralcytometry@gmail.com

Tatyana Yu. Verzhbitskaya

Regional Children’s Hospital

PhD, Doctor of Laboratory Medicine at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Leading Researcher at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

VerzhbitskayaTY@mis66.ru

Tatyana O. Riger

Regional Children’s Hospital

Doctor of Laboratory Medicine at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Junior Researcher at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

RigerTO@mis66.ru

Anna S. Demina

Regional Children’s Hospital

Biologist at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Ytkaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Biologist at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

DeminaAS@mis66.ru

Ekaterina S. Nokhrina

PhD

Regional Children’s Hospital

Biologist at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

NokhrinaES@mis66.ru

Oleg R. Arakaev

Regional Children’s Hospital

Head of Pediatric Oncology Ward #2

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Senior Researcher at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

ArakaevOR@mis66.ru

Leonid I. Saveliev

Regional Children’s Hospital

PhD, Doctor of Laboratory Medicine at the Molecular Biology, Immunophenotyping and Pathology Laboratory

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Director of the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders, Leading Researcher

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

Ural State Medical University

Associate Professor at the Department of Laboratory Diagnostics and Bacteriology

3, Repina St., Yekaterinburg 620030, Russian Federation

Sav7000@yandex.ru

Larisa G. Fechina

Regional Children’s Hospital

PhD, Deputy of Head Physician for Oncology and Hematology

32, Serafimy Deryabinoy Street., Yekaterinburg 620149, Russian Federation

Research Institute of Medical Cell Technologies

Leading Researcher at the Laboratory of Cellular Therapy of Oncohematological Disorders

22a, Karla Marksa St., Yekaterinburg 620026, Russian Federation

TokarevaAN@mis66.ru

Таблица 1

Количество и доля пациентов, бластные клетки которых экспрессируют различные антигены в зависимости от наличия транслокации t(12;21)(p13;q22)/ETV6-RUNX1

Примечание. Жирным шрифтом в таблице выделены показатели, имеющие статистически значимые различия (p<0,05)

Таблица 2

Диагностическая ценность иммунофенотипических маркеров для прогнозирования наличия транслокации

t(12;21)(p13.2;q22.1)/ETV6-RUNX1