Klinische Anwendungsmöglichkeiten der Untersuchung von Immunglobulingen- und T-Zell-Rezeptorgen-Rearrangements bei akuten Leukämien und Non-Hodgkin-Lymphomen im Kindesalter

Abstract

In addition to conventional morphological, histological and immunological marker studies, cells from 150 children with leukemia or non Hodgkin's lymphoma were analysed using the Southern blot hybridization technique to examine immunoglobulin- (Ig) and T-cell receptor (TCR) gene rearrangements. Patients with B-lineage leukemia or NHL demonstrated in 90% an Ig heavy chain gene rearrangement, 6% with an additional light chain kappa gene rearrangement. Combined Ig- with TCR-β-gene rearrangements were mainly found in patients with common ALL: 19% at first presentation, and 33% in relapse. Moreover, 6 c-ALL patients showed rearrangements in all 3 gene loci (JH-, Ck- and TCR). Based on the developmental hierarchy of Ig- and TCR gene rearrangements it was possible to further subclassify c-ALL into different stages of B cell development. No correlation could be established between the different constellations of gene rearrangements, the number of rearranged fragments and the course of illness. All patients with T-lineage leukemia or NHL demonstrated TCR rearrangements of the β-, g- and δ-gene loci, two with an additional Ig gene rearrangement. These data confirm recent reports indicating that immunoglobulin heavy chain gene rearrangements are not restricted to B-lineage neoplasms. Furthermore, non-germline configuration was found in tumor cells of every patient with AUL, O-ALL and AHL, permitting a classification to B- or T-cell lineage. Noteworthy is that every AML patient with Ig- and/or TCR gene rearrangements showed a poor or nonresponse towards therapy. Specimens of individual patients with differently involved tissues at diagnosis always showed an identical rearrangement. The intensity depended on the number of infiltrating blast cells. The moleculargenetic comparison of leukemic cells at first presentation and in relapse yielded the same pattern of rearrangement. Residual leukemic cells were detected in the first immuno-magnetobeads bound fraction in 3 out of 7 autologous bone marrow transplantated patients, even though no leukemic cells were detected in the pre-transplant bone marrow.

Zusammenfassung

In Ergänzung zu zytologischen, histologischen und immunologischen Untersuchungen wurden Zellen von 150 Kindern mit Leukämien oder Non-Hodgkin-Lymphomen durch Southern Blot Hybridisierungs-technik auf Immunglobulin- (Ig) und T-Zell-Rezeptor-(TZR) Genrearrangements analysiert. Patienten mit einer Leukämie oder NHL, die immunphänotypisch der B-Zellreihe zuzuordnen waren, hatten in 90% ein Genrearrangement der schweren Ig-Kette und in 6% außerdem eines der leichten kappa Kette. Kombinierte Ig- und TZR-β-Genrekombinationen fanden sich vor allem bei Patienten mit einer c-ALL: 19% bei Ersterkrankungen und 33% bei Rezidiven. Sechs Patienten mit c-ALL wiesen Rearrangements in allen drei Genloci (JH, CK und CTβ) auf. Damit konnte aufgrund der ontogenetischen Hierarchie der Ig- und TZR-Genrearrangements die c-ALL in verschiedene Untergruppen der B-Zellreifung subklassifiziert werden. Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Konstellationen der Genrearrangements, der Anzahl der rearrangierten Fragmente und dem Krankheitsverlauf bestanden nicht. Patienten mit T-Zell-Leukämie oder -NHL zeigten TZR-Rearrangements der β-, g- und δ-Genloci. In zwei Proben wurden zusätzlich Ig-Genrekombinationen nachgewiesen. Diese Daten bestätigen bisherige Veröffentlichungen, bei denen Ig-Genrearrangements nicht nur auf Neoplasien der B-Zellreihe begrenzt sind, sondern auch bei Tumoren der frühen T-Zellentwicklung vorkommen. Der Nachweis von Genrearrangements in Zellen von Patienten mit AUL, O-ALL und AHL erlaubte eine Zuordnung der Leukämie zur B- oder T-Zellreihe. Alle AML-Patienten mit Ig- und/oder TZR-Genrearrangements zeigten ein schlechtes bzw. kein Ansprechen auf die Therapie. Proben desselben Patienten mit unterschiedlicher Tumorbeteiligung in verschiedenen Geweben hatten zum Zeitpunkt der Diagnose dasselbe DNA-Muster. Die Intensität variierte in Abhängigkeit vom Blastenanteil. Der molekulargenetische Vergleich von Leukämiezellen desselben Patienten zur Zeit der Ersterkrankung und des ersten Rezidivs ergab dasselbe Rekombinationsmuster. Bei 3/7 Patienten, die autolog knochenmarktransplantiert werden sollten, waren in der 1. Beads-gebundenen Fraktion noch residuelle Leukämiezellen nachweisbar, obwohl im ungereinigten Mark kein Hinweis zufinden war.