Kromosomavvik i solide svulster

Redaksjonelt
    ()

    sporsmal_grey_rgb
    Artikkel

    Cytogenetiske undersøkelser er nå tilgjengelige i Norge

    I flere år har cytogenetisk diagnostikk av leukemier og andre neoplastiske beinmargssykdommer vært en integrert delav moderne klinisk praksis også i vårt land (1). Forskningen er nå ved å flytte også solid tumor-cytogenetikken inn iuniversitetssykehusenes kliniske hverdag, i alle fall hva gjelder bløtvevssarkomer og, i særdeleshet, småcellede,rundcellede tumorer hos barn. For disse svulsters vedkommende kan en kromosomundersøkelse i gitte tilfeller væredirekte avgjørende for at korrekt diagnose stilles. I erkjennelsen av dette forhold har vi ved Det NorskeRadiumhospital satt opp solid tumor-cytogenetikk til klinisk bruk og informert kolleger ved regionsykehusene om atdenne mulighet for diagnostikk nå foreligger. Virksomheten vil drives i nært samarbeid med tilsvarende forskning vedvår og andre institusjoner, hvilket er en forutsetning for at man hele tiden kan være i forkant hva gjelder valg avundersøkelsesmetoder og påliteligheten i vurderingen av de funn som gjøres.

    Det er i dag bred enighet om at den somatiske mutasjonsteori gir den beste forklaringsmodellen for karsinogenese.Det er ervervede, stabile forandringer av arvestoffet i en eller flere kroppsceller (mutasjoner) som forårsaker atdisse enten deler seg for hyppig eller ikke dør unna i en takt som bevarer balansen i vevet. Dermed oppstår en svulst.Noen av disse mutasjonene er så små at de ikke direkte kan studeres med annet enn DNA-kjemiske teknikker, menforbausende mange kan oppdages på cytogenetisk nivå. I praktisk talt alle typer svulster som er undersøkt, har mankunnet vise at slike kromosomale mutasjoner ikke er tilfeldig fordelt i genomet, men tvert imot involverer bestemteregioner i rearrangementer som ofte er meget karakteristiske for angjeldende svulsttype (2). Studiet av ervervedecytogenetiske forandringer i neoplastiske celler gir derfor ikke bare informasjon om hvilke tumorfremkallendemekanismer som benyttes, men åpner også for klinisk bruk av avviksmønsteret i diagnostikken. Inntil for få år sidentrodde man at dette gjaldt bare for hematologiske maligniteter, men tilsvarende forskning på solide svulster har nåkommet langt nok til at man også for disse kan hevde at tumors karyotype er en vesentlig både biologisk og kliniskparameter.

    Patogenetisk informasjon av solid tumor-cytogenetikk

    Mutasjoner oppdaget på cytogenetisk nivå, kan enten være numeriske, hvilket betyr at hele kromosomkopier er kommettil eller tapt fra cellen, eller de kan representere strukturelle rearrangementer. Mens de numeriske avvikene alltid erubalanserte, kan strukturelle forandringer også være balanserte, dvs. at kromosommorfologien er endret uten at dettehar ført til netto tap eller gevinst av genetisk materiale. De vanligste balanserte strukturelle kromosomavvikene ertranslokasjoner (segmenter fra to eller flere kromosomer bytter plass) og inversjoner (rotasjon 180. av et segmentinnen samme kromosom). De viktigste ubalanserte kromosomavvikene er delesjoner, der et større eller mindrekromosomsegment er helt tapt fra cellen.

    For to av disse tre prinsipielt forskjellige kromosomavvikene (relokasjon, tap eller gevinst av genetisk materiale)har vi gode forklaringer på DNA-nivå for hvordan de kan ha en onkogenetisk effekt. Ervervede balanserte translokasjonerog inversjoner i tumorceller kan aktivere protoonkogener til aktive onkogener. Dette kan skje enten ved at reguleringenav protoonkogenlocus modifiseres slik at det for øvrig normale allelet blir hyperaktivt, eller to loci kan fusjonerestil ett hybridlocus som produserer et kvalitativt nytt, onkogent proteinprodukt. Tap av genetisk materiale itumorceller, enten det skjer gjennom delesjoner, ubalanserte translokasjoner eller tap av hele kromosomer, tror manvirker gjennom tap av et locus for et antionkogen eller tumorsuppressorgen. Flere eksempler på onkogenaktivering og tapav tumorsuppressorgener kjennes fra både hematologiske og solide svulster, og det er ikke lenger grunn til å betvile atdette er viktige tumorigene mekanismer.

    Men også tilkomst av genetisk materiale er en hyppig forandring i svulstceller. For amplifikasjoner av mindreområder er standardhypotesen at disse innholder et onkogen og at det økede allelantall som amplifikasjonen leder til,også gir økte mengder onkogenprodukt. Men hva med de aller vanligste tilfellene, der man har eŸn eller noen få kopierfor mye av større delen av en kromosomarm eller et helt kromosom? Er virkelig den eneste betydningen av dette atantallet kopier i cellen av et bestemt protoonkogen øker fra to til tre eller fire? Sannheten er at vi i dag ennå ikkevet hvordan kromosomal ubalanse påvirker cellefysiologien, og det er fullt mulig at man må ty til mer kompliserteforklaringer enn de som fokuserer på effekten på ett enkelt gen.

    Ofte inneholder svulstceller ikke ett, men mange kromosomavvik, hvilket er det karyotypiske beviset på attumorigenese som regel er en flertrinnsprosess. I noen tumorer inneholder alle svulstceller samme kromosomavvik, menikke sjelden finnes til dels betydelig variasjon, intratumor karyotypisk heterogenitet. Mens kjemiske teknikkerforutsetter teoretiske gjennomsnittsceller, viser cytogenetiske undersøkelser hvordan forholdene er i virkeligeenkeltceller (3). Derfor kan kromosombildet gi en god pekepinn om hvorvidt heterogeniteten oppstod primært (polyklonaltumorigenese; de ulike karyotypisk abnorme klonene har intet felles kromosomavvik) eller om den oppstod sekundært underden klonale evolusjonen (i dette tilfellet har alle klonene samme primære kromosomavvik, mens de kan variere hvagjelder sekundærforandringene).

    Diagnostisk informasjon av solid tumor-cytogenetikk

    For flere leukemi- og lymfomtyper vet vi at den diagnostiske karyotypen er meget karakteristisk, endogpatognomonisk, men er det ikke slik at kromosomavvikene i solide kreftsvulster er altfor komplekse og omfattende til atde kan brukes klinisk til noe som helst? Inntil for få år siden trodde de fleste at svaret på dette spørsmålet var ja.I dag vet man imidlertid at ikke alle karsinomer og sarkomer har en kaotisk kromosomprofil, men tvert imot relativtenkle karyotyper, og at mange av dem har et mønster som i informasjonsverdi ikke står noe tilbake for de sammenhengenevi kjenner fra hematologien (2).

    Kanskje de sikreste cytogenetisk-patologiske korrelasjonene er funnet for småcellede, rundcellede svulster hos barn,en tumorgruppe der den fenotypiske differensialdiagnostikken ofte er uhyre vanskelig, men der samtidig en eksaktdiagnose kan være avgjørende for valg av behandling. Flere av entitetene innen denne gruppen har meget typiskekromosomavvik. Mens Ewings sarkom har en spesiell translokasjon mellom kromosomene 11 og 22,t(11;22)(q24;q12), eller isjeldne tilfeller varianttranslokasjoner mellom kromosomene 22 og 21 eller 22 og 7, har primitive neuroektodermaletumorer ofte i (17q) (dette er et såkalt isokromosom som består av to kopier av den lange armen av kromosom 17, mensderimot den korte armen er tapt).

    Videre har alveolære rhabdomyosarkomer en translokasjon mellom kromosomene 2 og 13, neuroblastom har delesjon i denkorte armen av kromosom 1, mange hemangipericytomer har rearrangement av den lange armen av kromosom 12, gjerne i formav en translokasjon med kromosom 19, og non-Hodgkins lymfomer har ofte rearrangementer av kromosom 14. Blant de mestaktuelle differensialdiagnosene er det faktisk bare udifferensiert osteosarkom som ennå ikke har noen kjentkromosommarkør som positivt kan benyttes diagnostisk.

    Også mange andre maligne og benigne bein- og bløtvevssvulster har en karakteristisk karyotype. Det samme gjelder forflere epiteliale tumorer, inklusiv kvantitativt viktige kreftformer som brystkreft og tykktarmskreft (2). Enn så lengeer det imidlertid klart at det er for sarkomene at den diagnostiske nytten av kromosomundersøkelser er størst. Spesieltgjelder dette de udifferensierte svulster hos barn. Foreløpig har vi for få data til å vite om tumorkaryotypen gir noenprognostisk informasjon utover den informasjonen vi får fra forbedret diagnostikk. For leukemier og lymfomer harimidlertid den diagnostiske karyotypen vist seg å være en uavhengig prognostisk parameter (2), og jeg synes ikke det ernoen biologisk gode grunner til å vente noe annet for solide svulster.

    Cytogenetisk eller DNA-rekombinant teknikk: Hva skal man velge?

    I den beste av alle verdener må det rette svaret så avgjort bli det Ole Brummske: Ja takk, begge deler. I tilleggtil viktige praktiske forskjeller og den åpenbare ulikhet mellom de cytogenetiske og molekylærgenetisketilnærmingsmåtene som ligger i at de studerer enheter av forskjellig størrelse, er et annet aspekt minst like viktig:Spesifisiteten i undersøkelsene er vesensforskjellig. Mens båndfargingsanalyse av kromosomer er en screeningmetode, girmolekylærgenetiske undersøkelser kun informasjon om de spesielle forandringer som de anvendte prober kan oppdage.DNA-rekombinantteknikken gir altså en dypere kunnskap. Den gir en beskrivelse på et detaljnivå som rett nok eruomgjengelig nødvendig for å forstå de molekylære mekanismene bak ervervede mutasjoner i kreftceller, og som er heltuoppnåelig med cytogenetiske metoder alene. Til gjengjeld er denne teknikken dessverre oftest begrenset til bare eŸneller få deler av mutasjonsspekteret. PCR- eller Southern blot-basert diagnostikk av selve det tumorigenegenrearrangementet er nå mulig for flere sarkomspesifikke translokasjoner (for eksempel påvisning avEWS/FLI1-fusjonsgenet ved Ewings sarkom og SSX1/SYT- eller SSX2/SYT-fusjonsgenet ved synovialt sarkom). Likevel oppnåsden mest uselekterte informasjonen og den største diagnostiske sikkerheten ved initialt å undersøke med cytogenetiskbåndfargingsteknikk. Som overalt ellers i medisinsk diagnostikk: Det lønner seg å gå fra det store til det små, fra detglobale til det spesifikke; man må ikke falle for fristelsen til å konsentrere seg om en detalj før man vet at detnettopp er denne som er viktigst.

    Tilkomsten av ulike nye teknikker i grenselandet mellom "klassisk" cytogenetikk og molekylærgenetikk endrer ikkeprinsipielt denne vurderingen. Fluorescerende in situ hybridisering er like spesifikk som blot-basertemolekylærgenetiske teknikker, med de fordeler og ulemper som dette uvegerlig innebærer. Komparativ genomhybridiseringer derimot en genuin screeningteknikk, men oppdager kun genomiske ubalanser, ikke balanserte translokasjoner. For disseog andre nyvinninger gjelder derfor at de kan brukes i tillegg til den grunnleggende cytogenetiske utredningen avtumors aberrasjonsprofil, men de kan ikke erstatte denne.

    Sverre Heim

    PDF
    Skriv ut

    Anbefalte artikler

    Laget av Ramsalt med Ramsalt Media