Миелопролиферативные новообразования
Шрифт:
• специфический генотип больного – наследственная предрасположенность;
• молекулярные события, предшествующие возникновению мутации в гене JAK2;
• вклад немутационных факторов – эпигенетические механизмы, патологическая экспрессия микроРНК и др. [17, 18].
Janus-киназа является представителем семейства нерецепторных тирозинкиназ. Мутация вызывает замену 1849 нуклеотида G->T, которая в свою очередь приводит к замене в 14 экзоне гена JAK2 фенилаланина на валин в кодоне 617. Молекулы содержат около 1100 аминокислот с общей массой 120–140кДа. Структурно они состоят из семи гомологичных участков, формирующих четыре домена: киназный (JH1), псевдокиназный (JH2), домен с гомологией Sarc онкобелка (SH2), FERM домен. Первый с углеводного окончания молекулы домен (JH1) является типичной тирозинкиназой с каталитической активностью и очень схож с каталитическим доменом тирозинкиназ эпидермального ростового фактора. Следующий домен (JH2) структурно похож на тирозинкиназный домен, но лишен каталитической активности и выполняет регуляторные функции активности [19]. Эта особенность в виде двух похожих участков дала название всему семейству,
Рисунок III-1. Структура гена JAK2 и место точечных мутаций, обусловливающих независимую активацию [20].
Впервые в эволюционном отношении Janus-киназы возникают у примитивных хордовых. У млекопитающих семейство Janus-киназ представлено четырьмя белками: JAK1, JAK2, JAK3 и TYK2. В настоящее время JAK2V617F мутация описана не только при ИП, но и при других миелоидных новообразованиях. Однако она никогда не определялась у пациентов с опухолями лимфатической ткани, эпителиальными опухолями и саркомами [22]. Локализация генов, кодирующих соответствующие белки и участие в сигнальных путях конкретных цитокинов приведены в таблице III-1.
Таблица III-1. Локализация генов и сигнальные пути цитокинов с участием Janus-киназ [23]
На клеточном уровне Janus-киназы располагаются в цитозоле и локализованы рядом с эндосомами и клеточной мембраной вблизи цитокиновых рецепторов. Белки семейства Janus-киназ участвуют в регуляции многих процессов. Одним из наиболее значимых является передача цитокинового сигнала в ядро с целью стимуляции пролиферации посредством JAK-STAT сигнального пути, схематично представленного на рисунке III-2. При активации цитокинового рецептора происходит изменение его конформационной структуры, которое вызывает ауто- и/или трансфосфорилирование двух JAK-киназ. Janus-киназы, в свою очередь, фосфорилируют внутриклеточную часть цитокинового рецептора. STAT-белки связываются с фосфорилированными частями цитокиновых рецепторов, и также, фосфорилируются Janus-киназами. Связывание STAT-белков с фосфором, позволяет им образовывать активные димеры, которые, проникая в ядро, регулируют экспрессию генов [24]. Такой путь лежит в основе передачи сигнала от рецепторов цитокинов посредством JAK2-киназы в клетках-предшественниках миелопоэза и обусловливают общий патогенез миелопролиферативных новообразований [2]. Одним из ключевых моментов патогенеза часто является возникновение точечной мутации в 1849 положении гена JAK2 в виде замены гуанина на тимин, в результате чего происходит трансформация фенилаланина на валин в кодоне 617 регуляторного домена JH2-псевдокиназы белка JAK2. Это приводит к независимой активации янускиназы и фосфорилированию вторичных мессенджеров в отсутствие стимуляции рецепторов. Данные изменения приводят к активации JAK-STAT сигнального пути и увеличению пролиферации миелоидного ростка.
Рисунок III-2. Схема JAK-STAT сигнального пути [23].
Мутация JAK2V617F обнаруживается в полипотентных стволовых клетках – общих предшественниках миело- и лимфопоэза, однако для активации пролиферации посредством JAK-STAT сигнального пути требуется совместная экспрессия с рецепторами цитокинов I типа: эритропоэтина, гранулоцитарного колониестимулирующего фактора и тромбопоэтина. Данный факт является объяснением того, что при наличии JAK2V617F происходит изолированная гиперплазия миелоидного ряда при отсутствии изменений в лимфопоэзе, несмотря на наличие в лимфоидных клетках той же мутации гена JAK2 [45].
При сравнении характеристик JAK2V617F-мутантных клонов у больных истинной полицитемией (ИП), первичным миелофиброзом (ПМФ) и эссенциальной тромбоцитемией (ЭТ) было установлено, что частота гомозиготного носительства JAK2V617F мутаций составляла 30 % при ИП и ПМФ по сравнению с 2–4 % при ЭТ [25]. При этом частота гетерозигот JAK2V617F по данным другого исследования составляет 67,8 % при ИП и 57,6 % при ЭТ [26]. При изучении аллельной нагрузки JAK2V617F количественным ПЦР в реальном времени в группе больных миелопролиферативными новообразованиями (МПН) оказалось, что наименьшая аллельная нагрузка при ЭТ (26±15 %), тогда как у больных ИП (48±26 %), ПМФ (72±24 %), постполицитемическим (пИП-МФ) и посттромбоцитемическим (пЭТ-МФ) (46±30 %) она значительно выше [27]. Полученные результаты легли в основу теории «мутационной нагрузки» развития МПН: различный фенотип нозологического варианта МПН: ИП, ПМФ или ЭТ обусловливается различной степенью аллельной нагрузки JAK2V617F и, в результате, различной активностью функционирования JAK-STAT сигнального пути.
Мутации в генах EZH2 (ген каталитической единицы метилтрансферазы гистонов) и TET2 (TET фермент участвует в превращении 5-метилцитозина в 5-гидроксиметилцитозин), сопутствующие мутациям JAK2 при ИП в 3 % и 16 % случаев соответственно, вносят эпигенетические нарушения в регуляцию транскрипции [15, 28]. Присоединение этих и других (ASXL1, CBL, IDH1/2, IKZF1 и пр.) трансформирующих течение заболевания мутаций может инициировать развитие бластной трансформации (рисунок III-3). Морфологический субстрат заболевания (бласты) при разных вариантах бластного криза после трансформации может содержать или не содержать мутации JAK2 гена.
Рисунок III-3. Молекулярно-генетический патогенез миелопролиферативных новообразований [29].
Гиперплазия кроветворения при МПН может сопровождаться патологической выработкой цитокинов, приводящей к вторичному воспалению и изменениям стромы костного мозга. Цитокинами, вовлеченными в этот механизм, являются трансформирующий фактор роста бета миелоидных предшественников (TGF-), ростовой фактор, вырабатываемый тромбоцитами (PDGFR) и эндотелиальный сосудистый фактор роста (VEGF), которые могут приводить к развитию вторичного миелофиброза, остеосклероза и ангиогенеза [30]. Патологическая выработка цитокинов, хемокинов и металлопротеиназ может участвовать в извращенном межклеточном взаимодействии нейтрофилов, моноцитов и мегакариоцитов, приводя к выходу CD34+ миелоидных предшественников и эндотелиальных клеток в периферическую кровь с развитием очагов экстрамедуллярного кроветворения, в первую очередь миелоидной метаплазии селезенки [31–33]. Результатом длительного влияния этих изменений может быть развитие миелофиброза и остеосклероза.
Подробно по этапам развитие миелофиброза как реакции стромы костного мозга на патологическую секрецию цитокинов представлено на рисунке III-4.
Рисунок III-4. Развитие фиброза костного мозга как реакция стромы костного мозга на аберрантную секрецию цитокинов [34].
Lundberg с соавт. в 2014 г. предложили модель клональной эволюции, объединяющую патогенез всех МПН (рис. III-5) [35]. Инициирующим и единственным событием в патогенезе заболевания примерно у половины больных являются мутации генов JAK2 и CALR. Такие МПН отличаются низким риском прогрессии и бластной трансформации, причем мутации гена CALR ассоциированы с более благоприятным течением заболевания и меньшим риском прогрессии.
Рисунок III-5 – Общая модель молекулярно-генетического патогенеза МПН [35].
1 – МПН с низким риском прогрессии (ИП, ЭТ); 2 – «продвинутые» формы МПН (ПМФ); 3 – три-негативные МПН; 4 – МПН из клона с повышенным миелопролиферативным потенциалом; 5 – МПН высокого риска с большой мутационной нагрузкой; 6 – бластная трансформация
Полагают, что во всех случаях CALR+ МПН мутация данного гена является самым ранним инициирующим событием. При этом появление дополнительных мутаций (TET2, DNMT3A, EZH2, ASXL1 и др.) приводит к развитию более «продвинутых» форм МПН, таких как ПМФ, и ухудшению прогноза. Пациенты без наличия мутаций в генах JAK2 и CALR могут быть носителями клона, первоначально не являющимся патологическим, но обладающим повышенным пролиферативным потенциалом (вследствие мутаций ТЕТ2, предрасполагающего гаплотипа, неизвестных до настоящего времени мутаций). Появление новых соматических мутаций в генах JAK2, DNMT3A, EZH2, ASXL1 и др. приводит к быстрой манифестации признаков МПН и ухудшению прогноза. Если добавочным событием в клетках, несущих «предрасполагающую» мутацию, будет лейкозогенное повреждение (например, мутация TP53), то возможно развитие ОМЛ de novo без стадии МПН. Бластной трансформации МПН способствует последующее накопление мутаций в генах, участвующих в процессах дифференцировки и регуляции клеточного цикла (EZH2, ASXL1, IDH1/2, CBL, TP53). При этом большинство данных мутаций может обнаруживаться задолго до развития бластного криза. Вероятно, пусковым звеном бластной трансформации при этом будет вовлечение в процесс пока еще не исследованных мутаций или потеря гетерозиготности (например, по ТР53).
Таким образом, патогенез МПН представляет собой последовательный процесс многоступенчатой аккумуляции соматических повреждений, приводящих к нарушениям пролиферации и дифференцировки клеток. Баланс между ними определяет фенотип новообразования (рисунок III-6).
Рисунок III-6. Влияние типа и числа мутаций на фенотип МПН [34].
Достигнутый прогресс в области изучения МПН за последние десятилетия позволил расшифровать основное звено их молекулярного патогенеза. Вместе с тем остается много вопросов связанных с гетерогенностью клинических проявлений, механизмами развития различных нозологических форм при одном молекулярно-генетическом повреждении, необходимостью прогнозирования скорости прогрессирования патологического процесса. Вопросы лечения МПН пока остаются нерешенными полностью. Большинство вариантов терапии носит сдерживающий характер и даже таргетная терапия, направленная на молекулярно-генетические механизмы заболевания, вероятно, всего лишь уменьшает риск осложнений, но не модифицирует течение заболеваний. Единственный радикальный метод лечения – алло-ТКМ для большинства пациентов имеет риски, превышающие возможную пользу увеличения выживаемости. Необходимо активное дальнейшее расширение исследований патогенеза Ph-МПН как для улучшения прогнозирования течения заболевания у каждого пациента, так и для разработки новых препаратов и схем лечения для радикального изменения естественного течения этих болезней для достижения длительной общей и беспрогрессивной выживаемости.