Multiplex ligatiofüggő szondaamplifikáció az onkohematológiai kutatásban és diagnosztikában

Absztrakt: A malignus hematológiai betegségek kialakulását, progresszióját, illetve terápiával szemben mutatott rezisztenciáját kísérő genetikai eltéréseket ma már egyre alaposabban ismerjük. A klinikailag releváns abnormalitásoknak a mindennapi diagnosztika keretein belül való célzott kimutatása gyors, megbízható és költséghatékony módszereket igényel. A multiplex ligatiofüggő szondaamplifikáció a genomikus kópiaszám-eltérések vizsgálatának hatékony eszköze, mellyel 55–60 lókusz egyidejűleg analizálható. Az eljárás lehetőséget nyújt prognosztikai és prediktív markerek átfogó felderítésére, így alkalmazása hatékonyan kombinálható a kariotipizálással és fluoreszcencia in situ hibridizációval, melyek jelenleg a legelterjedtebb diagnosztikus technikák citogenetikai aberrációk kimutatására. Ezenkívül a módszer képes a metilációs státusz célzott meghatározására és specifikus mutációk detektálására is, 24 órán belül eredményt szolgáltatva. Az alábbiakban bemutatjuk a multiplex ligatiofüggő szondaamplifikáció technikai hátterét, összefoglaljuk előnyeit és korlátait, valamint megbeszéljük az onkohematológiai kutatásban és diagnosztikában betöltött szerepét. Végezetül, az új generációs szekvenáláshoz kapcsolódó, közelmúltbeli technológiai újítások fényében tárgyaljuk a módszerben rejlő jövőbeli lehetőségeket. Orv Hetil. 2018; 159(15): 583–592. | Abstract: Genetic abnormalities associated with the development, progression and treatment resistance of hematological malignancies are extensively characterized. Rapid, reliable and cost-efficient techniques are needed to screen the clinically relevant aberrations in routine diagnostics. Multiplex ligation-dependent probe amplification is an efficient tool to analyze genomic copy number aberrations at 55–60 different genomic loci. The method allows the profiling of prognostic and predictive markers; thus, it can efficiently be combined with karyotyping and fluorescence in situ hybridization, the most commonly used diagnostic techniques to detect cytogenetic lesions. Furthermore, the method can interrogate methylation status and unravel point mutations at specific sites, providing results in 24 hours. Here, we describe the technical background of multiplex ligation-dependent probe amplification, summarize its advantages and limitations as well as discuss its role in oncohematological diagnostics and research. Finally, future outlook is provided, with emphasis on recent technological advances related to next-generation sequencing. Orv Hetil. 2018; 159(15): 583–592

Molekuláris citogenetikai vizsgálatok Baranya és Tolna megye plazmasejtes myelomában szenvedő betegein = Molecular cytogenetic analyses of patients with plasma cell myeloma in Tolna and Baranya counties in Hungary

Bevezetés: A plazmasejtes myeloma változatos klinikai lefolyással járó hematológiai malignitás, melyhez heterogén genetikai háttér társul. A betegség patogeneziséhez és progressziójához asszociáltan gyakran jelennek meg visszatérő kromoszomális és szubkromoszomális eltérések, melyek diagnóziskor való kimutatása segíti a betegek genetikai karakterizálását, klasszifikációját és prognosztikai besorolását. Célkitűzés: Tanulmányunkban átfogóan értékeltük a Pécsi Klinikai Központ és a Tolna Megyei Balassa János Kórház plazmasejtes myelomában szenvedő betegein 2005 és 2018 között általunk elvégzett molekuláris citogenetikai vizsgálatok eredményeit. Módszer: Az említett periódusban 231 beteg csontvelői és perifériás vérmintájában szűrtünk visszatérő genetikai aberrációkat fluoreszcens in situ hibridizációval. A módszerrel az immunglobulin-nehézlánc-gént érintő kromoszómatranszlokációkat, az 1p és 17p kromoszómakarokat érintő vesztéseket, az 1q kromoszómakart érintő többletet, valamint a 13-as kromoszómát érintő kiegyensúlyozatlan aberrációkat vizsgáltuk. Negyvenkét beteg mintáján multiplex ligatiofüggő szondaamplifikációval vizsgáltuk az 1p, 1q, 5q, 12p, 13q, 16q és 17p kromoszómakarok jellemző vesztéseit és többleteit. A vizsgált időszakban 116 csontvelői mintán kariotipizálásra is sor került. Eredmények: Összesen 233 genetikai eltérést azonosítottunk célzottan, az aberrációk gyakorisága megfelelt a korábbi nemzetközi tanulmányok által látottaknak. Azonos kromoszómakarokat fluoreszcens in situ hibridizációval, valamint multiplex ligatiofüggő szondaamplifikációval vizsgálva az eredmények 96,2%-os egyezést mutattak. Az utóbbi technikával a fluoreszcens in situ hibridizációval detektált abnormalitásokon túl további 21 kiegyensúlyozatlan genetikai aberrációt azonosítottunk 16/42 betegben (38%). Következtetés: Eredményeink alapján az általunk használt két molekuláris citogenetikai módszer együttes alkalmazása jelentősen segítheti a jövőben a plazmasejtes myelomában szenvedő hazai betegek átfogóbb genetikai karakterizálását. Introduction: Plasma cell myeloma is a hematological malignancy with heterogeneous genomic landscape and diverse clinical course. Recurrent chromosomal and subchromosomal aberrations commonly occur in this entity and are associated with the pathogenesis and progression of the disease. The identification of these alterations aids genetic characterization, classification and prognostication of patients. Aim: Molecular cytogenetic investigations of plasma cell myeloma patients treated at the University of Pécs Clinical Center and János Balassa County Hospital of Tolna County, Szekszárd, between 2005 and 2018 were evaluated in our study. Method: 231 patients were screened for genetic aberrations using fluorescence in situ hybridization. Translocations involving the immunoglobulin heavy chain gene, losses of 1p and 17p chromosome arms, gains of 1q chromosome arm and unbalanced aberrations of chromosome 13 were investigated. Losses and gains of 1p, 1q, 5q, 12p, 13q, 16q and 17p chromosome arms were analyzed using multiplex ligation-dependent probe implification in 42 patients. During the investigated period, 116 bone marrow karyotyping was also performed. Results: In total, 233 genetic aberrations were identified using our targeted approaches; the frequency of specific aberrations correlated with data of the recent literature. Concordance of results gained by fluorescence in situ hybridization and multiplex ligation-dependent probe amplification was 96.2% by analyzing the same chromosome arms. The latter technique revealed 21 additional genetic aberrations in 16/42 patient samples (38%) as compared to fluorescence in situ hybridization. Conclusions: Our results suggest that the combined application of the two molecular cytogenetic methods may facilitate a more detailed characterization of genetic aberrations of plasma cell myeloma patients in Hungary

Folyadékbiopszia-vizsgálatok alkalmazási lehetőségei az onkohematológiában

A molekuláris biológiai technikák utóbbi évtizedekben látott fejlődésének köszönhetően a vérplazmában keringő biomolekuláknak, így például a tumor eredetű sejtmentes DNS-fragmentumoknak is korábban elképzelhetetlen mélységű vizsgálata vált elérhetővé. A minimális invazivitással járó folyadékbiopsziás mintavétel metasztatikus tumorok esetében lehetővé teszi eltérő anatómiai lokalizációval megjelenő genetikai aberrációk egyidejű feltérképezését, azok nyomon követését, illetve a klonális evolúció következtében megjelenő további abnormalitások kimutatását is. Ebből következően számos, szolid tumorokat vizsgáló, folyadékbiopsziás mintavételt alkalmazó tanulmány jelent meg az utóbbi évtizedben, néhány entitás vonatkozásában pedig az eljárás már a rutindiagnosztikában is alkalmazásra került. Onkohematológiában az ebből a szempontból legintenzívebben kutatott megbetegedések közé a diff úz nagy B-sejtes limfóma, a Hodgkin-limfóma, illetve a plazmasejtes mielóma tartozik. Saját, illetve irodalmi adatok alapján a tumor eredetű sejtmentes DNS vizsgálata hasznos lehet a kezelést megelőző prognózisbecslésben, a célozható molekuláris eltérések azonosításában, a terápiás hatékonyság és a minimális reziduális betegség monitorozásában, valamint a terápiarezisztens klónok kimutatásában. Jelen összefoglaló közleményünkben a folyadékbiopszia-vizsgálatok onkohematológiai alkalmazásait tekintjük át