pobierz

Acta Haematologica Polonica 2010, 41, Nr 1, str. 75–78
PRACA ORYGINALNA – Original Article
EWA MAŁY1, KINGA BŁASZCZYK1, MARTA PRZYBORSKA1, TOMASZ NOWAK1,
JERZY NOWAK2, DANUTA JANUSZKIEWICZ-LEWANDOWSKA1,2
Występowanie mutacji V617F genu JAK2 u pacjentów z nowotworami
mieloproliferacyjnymi
The JAK2 V617F mutation status in patients with myeloproliferative neoplasms
1
Zakład Diagnostyki Medycznej, Poznań
Kierownik Zakładu: Prof. dr hab. Danuta Januszkiewicz-Lewandowska
2
Instytut Genetyki Człowieka Polskiej Akademii Nauk, Poznań
Dyrektor Instytutu: Prof. dr hab. Jerzy Nowak
STRESZCZENIE
Mutacja punktowa V617F genu JAK2 występuje u prawie wszystkich pacjentów z czerwienicą prawdziwą i w innych
nowotworach mieloproliferacyjnych, takich jak nadpłytkowość samoistna lub zwłóknienie szpiku. Mutację V617F
genu JAK2 badano u 461 chorych z rozpoznaniem lub podejrzeniem nowotworu mieloproliferacyjnego. Mutację wykryto u 80% pacjentów. Pomimo, iŜ odkrycie mutacji w genie JAK2 dostarczyło wielu danych o etiologii czerwienicy
prawdziwej, nadpłytkowości samoistnej oraz zwłóknienia szpiku to nadal nie ma wyjaśnienia przyczyny choroby u
pacjentów bez mutacji. Niezbędne są dalsze badania podłoŜa genetycznego nowotworów mieloproliferacyjnych,
szczególnie dla oceny prognozy choroby u pacjentów bez mutacji V617F genu JAK2.
SŁOWA KLUCZOWE: JAK2 – Mutacja V617F – Choroby mieloproliferacyjne – Czerwienica prawdziwa – Nadpłytkowość samoistna
SUMMARY
The point mutation V617F in the JAK2 gene occurs in nearly all patients with polycythaemia vera (PF) and in other
myeloproliferative neoplasms like essentail thrombocythemia (ET) and myelofibrosis (MF). The JAK2 V617F mutation was studied in 461 patients with diagnosis or suspicion of myeloproliferative neoplasms. In nearly 80% of patients the mutation was detected. Although discovery of JAK2 V617F mutation has provided important insight into the
molecular etiology of PV, ET and MF, the etiology is still not clear in patients without this mutation. Further studies
of genetic events in pathogenesis of myeloproliferative neoplasms are necessary to evaluate prognosis especially for
patients without JAK2 V617F mutation.
KEY WORDS: JAK2 – V617F mutation – Myeloproliferative disorders – Polycythaemia vera – Essential thrombocythaemia
WSTĘP
Nowotwory mieloproliferacyjne charakteryzują się proliferacją klonu nowotworowego pochodzącego od wielopotencjalnej krwiotwórczej komórki macierzystej. Choroby te powszechnie dzieliło się na
dwie grupy ze względu na występowanie lub brak transkryptu bcr/abl. Do pierwszej grupy zaliczano
przewlekłą białaczkę szpikową, a do drugiej czerwienicę prawdziwą, nadpłytkowość samoistną oraz
samoistne zwłóknienie szpiku (mielofibrozę) [1]. Obecnie według najnowszej klasyfikacji WHO 2008
nowotwory mieloproliferacyjne dzieli się na osiem schorzeń, nie uwzględniając obecności lub braku
76
E. MAŁY i wsp.
transkryptu bcr/abl. W grupie schorzeń mieloproliferacyjnych znajdują się: przewlekła białaczka szpikowa, przewlekła białaczka neutrofilowa, przewlekła białaczka eozynofilowa, czerwienica prawdziwa,
nadpłytkowość samoistna, samoistne zwłóknienie szpiku, mastocytoza, a takŜe niesklasyfikowane nowotwory mieloproliferacyjne [2].
W 2005 roku cztery niezaleŜne zespoły zidentyfikowały mutację V617F w eksonie 14 genu JAK2
(ang. Janus kinases) wspólną dla wszystkich nowotworów mieloproliferacyjnych bcr/abl ujemnych.
Skutkiem mutacji jest substytucja waliny w pozycji 617 przez fenyloalaninę w nieaktywnej katalitycznie
domenie pseudokinazy JH2 genu JAK2. Powoduje to konstytutywną aktywację innej domeny genu
JAK2 – kinazy tyrozynowej JH1 co w konsekwencji prowadzi do zaburzenia w przekazywaniu sygnałów komórkowych oraz daje niekontrolowaną proliferację komórek hematopoetycznych [3]. Mutację
V617F stwierdza się w około 95% przypadkach czerwienicy prawdziwej i w około 50% nadpłytkowości
samoistnej i samoistnej mielofibrozy, dlatego teŜ jej wykrywanie jest bardzo cennym markerem diagnostycznym w przewlekłych nowotworach mieloproliferacyjnych [4].
MATERIAŁY I METODY
Materiał do badań stanowiła krew obwodowa lub szpik kostny 461 chorych z rozpoznaniem lub podejrzeniem nowotworu mieloproliferacyjnego. Z krwi obwodowej lub szpiku dostarczonych do Zakładu
Diagnostyki Medycznej izolowano DNA przy uŜyciu zestawu NucleoSpin Blood (Macherey-Nagel).
Mutację V617F genu JAK2 identyfikowano przy uŜyciu zestawu JAK2 MutaScreen Kit (Ipsogen) metodą PCR w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem aparatu Icycler IQ5 (Bio-rad). UŜywany zestaw
zawiera kontrolę ujemną, kontrolę dodatnią homozygotyczną oraz próbę referencyjną, według której
ustalana jest czułość reakcji. Próbę badaną uznawano za homozygotyczną pod względem mutacji V617F
jeśli stosunek zmutowanego allelu do wszystkich alleli był większy niŜ 50%.
Analizę statystyczną uzyskanych wyników przeprowadzono przy uŜyciu testu analizy wariancji
ANOVA.
WYNIKI
Przebadano łącznie 461 pacjentów, 181 męŜczyzn oraz 280 kobiet, skierowanych z ośrodków hematologicznych z rozpoznaniem lub podejrzeniem nowotworu mieloproliferacyjnego. Poszczególne jednostki chorobowe oraz rozkład występowania mutacji JAK2V617F przedstawiono w Tabeli 1. Mutację
JAK2V617F wykryto u 301 (65%) chorych, w tym heterozygotyczną mutację u 59%, a homozygotyczną mutację u 6%. Najliczniejszą grupę 216 badanych stanowili chorzy z rozpoznaniem nadpłytkowości samoistnej. Wśród 60 męŜczyzn i 156 kobiet stwierdzono występowanie heterozygotycznej mutacji JAK2V617F u 133 (62%) chorych. Nie wykazano obecności mutacji homozygotycznej w tej grupie
pacjentów. W 132 przypadkach czerwienicy prawdziwej łącznie mutacja wystąpiła u 80% badanych,
w tym heterozygotyczną mutację stwierdzono u 86 (65%) chorych, a homozygotyczną u 20 (15%) chorych. U 82 pacjentów nie ustalono dokładnie rozpoznania (niesklasyfikowany zespół mieloproliferacyjny), a homozygotyczna mutacja JAK2V617F wystąpiła zaledwie u 4 (5%) badanych, a heterozygotyczna u 47 (57%) chorych. Wśród 16 pacjentów z rozpoznaną samoistną mielofibrozą 2 (12%) osoby były
homozygotyczne pod względem mutacji V617F, a 6 osób (38%) wykazało mutację heterozygotyczną.
Analiza objęła równieŜ 15 pacjentów z przewlekłą białaczką szpikową (CML). W tej grupie chorych w
jednym przypadku wykazano obecność mutacji homozygotycznej, w dwóch przypadkach heterozygotycznej, a 12 (80%) chorych nie wykazało mutacji V617F JAK2.
Występowanie mutacji V617F genu JAK2
77
Tabela 1. Rozkład występowania mutacji V617F genu JAK2 u 461 pacjentów z rozpoznaniem lub podejrzeniem nowotworu
mieloproliferacyjnego
Table 1. Frequency of V617F JAK2 mutation in 461 patients with diagnosis or suspect of myeloproliferative neoplasms
Rozpoznanie
Nadpłytkowość
samoistna
Czerwienica
prawdziwa
Niesklasyfikowany
zespół
mieloproliferacyjny
Samoistna
mielofibroza
Przewlekła
białaczka szpikowa
Razem
216
Liczba
pacjentów
z homozygotyczną
mutacją
JAK2V617F
0 (0%)
Liczba
pacjentów
z heterozygotyczną
mutacją
JAK2V617F
133 (62%)
132
20 (15%)
82
Liczba
pacjentów
bez
mutacji
JAK2V617F
Płeć
(M/K)
Mediana
wieku
Zakres
wieku
83 (38%)
60/156
55
19-86
86 (65%)
26 (20%)
70/62
60
20-89
4 (5%)
47 (57%)
31 (38%)
41/41
57,5
23-87
16
2 (12%)
6 (38%)
8 (50%)
6/10
60
24-75
15
1 (7%)
2 (13%)
12 (80%)
4/11
66
30-80
461
27 (5,8%)
274 (59%)
160 (35,2%)
181/280
Liczna
pacjentów
w badanej
grupie
Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała brak istotnej róŜnicy w częstości występowania zarówno homozygotycznej jak i heterozygotycznej mutacji V617F JAK2 pomiędzy badanymi grupami chorych.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Wyniki przeprowadzonego badania wykazały stosunkowo niską częstość występowania mutacji
V617F genu JAK2 u chorych z czerwienicą prawdziwą, bo tylko w 80%. Powodem moŜe być fakt, iŜ u
części chorych postawiono nie do końca potwierdzone rozpoznanie, jak równieŜ niemoŜliwym okazało
się u części pacjentów bez pełnych danych klinicznych rozróŜnienie czerwienicy pierwotnej od wtórnej.
Większość pacjentów z jednoznacznie zdiagnozowanymi chorobami proliferacyjnymi posiada mutację
V617F genu JAK2. Istnieje jednak około 5% przypadków czerwienicy prawdziwej oraz prawie 40–50%
przypadków nadpłytkowości samoistnej i samoistnej mielofibrozy, w których nie stwierdza się obecności tej mutacji. Stąd wniosek, iŜ mutacja V617F nie jest jedynym czynnikiem uczestniczącym w etiopatogenezie nowotworów mieloproliferacyjnych [5]. W przypadku czerwienicy prawdziwej mutacja ta
wydaje się być wystarczająca do rozwinięcia choroby, natomiast w nadpłytkowości samoistnej i samoistnej mielofibrozie prawdopodobnie muszą wystąpić dodatkowe czynniki genetyczne lub/i epigenetyczne [6]. Stąd pojawiła się potrzeba poszukiwania innych mutacji, zarówno w genie JAK2 jak i innych
genach, związanych z wystąpieniem nowotworów mieloproliferacyjnych. Badaniom został poddany
ekson 12 genu JAK2. Stwierdzono tam występowanie kilku mutacji punktowych charakterystycznych
dla ok. 5% przypadków czerwienicy prawdziwej [7]. Około 5–10% pacjentów z nadpłytkowością samoistną oraz mielofibrozą bez mutacji V617F JAK2 wykazuje obecność mutacji W515L/K w genie MPL
(ang. myeloproliferative leukemia virus oncogene) [2].
Część pacjentów z czerwienicą prawdziwą wykazuje obecność homozygotycznej mutacji V617F, co
jest wynikiem rekombinacji w czasie podziałów mitotycznych i duplikacji zmutowanego allelu [8].
W naszym badaniu najwięcej homozygot stwierdzono wśród chorych na czerwienicę prawdziwą (15%).
Pacjenci homozygotyczni pod względem mutacji V617F mają nieco inny przebieg choroby niŜ chorzy
z mutacją heterozygotyczną. Choroba ma u nich cięŜszy charakter, trwa dłuŜej, jest większe prawdopo-
78
E. MAŁY i wsp.
dobieństwo rozwoju wtórnej mielofibrozy a takŜe częściej występują krwawienia oraz zaburzenia
krzepnięcia [9].
Interesujący jest fakt, Ŝe wśród badanych pacjentów z nadpłytkowością samoistną nie wystąpiła mutacja homozygotyczna V617F genu JAK2. Takie wyniki są zgodne z duŜymi badaniami populacyjnymi
przeprowadzonymi w roku 2006 [10], jak równieŜ z wynikami grupy polskiej [11]. W 15-osobowej
grupie chorych z CML trzy przypadki wykazały mutację genu JAK2, jakkolwiek były to rozpoznania
kliniczne CML, bez potwierdzonego badaniem występowania transkryptu bcr/abl.
Po odkryciu mutacji V617F genu JAK2 w 2005 roku pojawiło się pytanie jak pojedyncza, punktowa
mutacja moŜe prowadzić do trzech róŜnych chorób. Istnieją trzy hipotezy tłumaczące to zjawisko.
Pierwsza nazwana została hipotezą dawki genu i mówi o tym, iŜ istnieje korelacja między fenotypem
choroby a proporcją zmutowanego allelu JAK2. Autorzy drugiej hipotezy twierdzą, Ŝe występuje tzw.
faza „pre-JAK2”, w której dodatkowe mutacje somatyczne i być moŜe dziedziczna predyspozycja do
danej choroby prowadzą ostatecznie do wystąpienia mutacji V617F i rozwoju choroby. Ostatnia hipoteza mówi o tym, Ŝe najpierw pojawia się mutacja JAK2, a następnie nieznane czynniki genetyczne powodują róŜnicowanie choroby w dany fenotyp [12].
Pomimo, Ŝe mutacja V617F genu JAK2 jest obecnie waŜnym markerem diagnostycznym w nowotworach mieloproliferacyjnych, naleŜy rozwaŜyć wprowadzenie w przyszłości nowych badań ze względu na brak obecności tej mutacji u duŜej części chorych, szczególnie z nadpłytkowością samoistną oraz
samoistną mielofibrozą.
PIŚMIENNICTWO
1.
McLornan D, Percy M, McMullin M. JAK2 V617F: a single mutation in the myeloproliferative group of disorders. Ulster
Med J 2006; 75(2): 112-119.
2. Vannucchi A, Guglielmelli P, Tefferi A. Advances in understanding and management of myeloproliferative neoplasms.
CA Cancer J Clin 2009; 59: 171-191.
3. Levine R, Wernig G. Role of JAK-STAT signaling in the pathogenesis of myeloproliferative disorders. Hematology
2006a; 510: 233-239.
4. Schnittger S, Bacher U, Hsferlach C, et al. Detection of JAK2 exon 12 mutations in patients with JAK2V617F negative
polycythemia vera. Haematologica 2009; 94(3): 414-418.
5. Tefferi A., Gilliland D. Oncoenes in myeloproliferative disorders Cell Cycle 2007; 6(5): 550-566.
6. Levine R, Belisle C, Wadleigh M. X-inactivation-based clonality analysis and quantitative JAK2V617F assesment reveal a
stong association between clonality and JAK2V617F in PV but not ET/MMM, and identifies a subset of JAK2V617Fnegative ET and MMM patients with clonal hematopoiesis. Blood 2006b; 107(10): 4139-4141
7. Scott L, Tong W, Levine R, et al. JAK2 exon 12 mutation in polycythemia vera and idiopathic erythrocytosis. N Engl J
Med 2007; 356: 459-468.
8. Tefferi A, Lasho T, Schwager S. The clinical phenotype of wild-type, heterozygous and homozygous JAK2V617F in
polycythemia vera. Cancer 2006; 106(3): 631-635.
9. Kralovics R, Passamonti F, Buse A, et al. A gain-of-function mutation of JAK2 in myeloproliferative disorders. N Engl J
Med 2005; 352: 1779-1790.
10. Wolanskyj A, Schwager S, McClure R. Essential thrombocythemia beyond the first decade: lifeexpectancy, long-term
complication rates, and prognostic factors. Mayo Clin Proc 2006; 81(2): 159-166.
11. Helbig G, Wieczorkiewicz A, Krawczyk M. et al. The JAK2 V617F point mutation correlates with clinical phenotype in
patients with polycythaemia vera and essential thrombocythemia. Współczesna Onkologia 2008; 12(10): 452-454.
12. Passamonti F, Rumi E. Clinical relevance of JAK2(V617F) mutant allele burden. Haematologica 2009; 94(1): 7-10.
Praca wpłynęła do Redakcji 12.10.2009 r. i została zakwalifikowana do druku 25.01.2010 r.
Adres Autora:
dr Ewa Mały
Zakład Diagnostyki Medycznej sp. z o.o.
ul. Dobra 38a
60-595 Poznań
e-mail: [email protected]