Akute myeloische Leukämie (AML)

Dipl.-Ing. (FH) Tanja Hinrichsen

Wissenschaftlicher Hintergrund

Die AML entsteht durch eine klonale Expansion myeloischer Blasten im peripheren Blut, Knochenmark und anderen Geweben. Es handelt sich dabei um eine heterogene Erkrankung mit einer Inzidenz von 3,7:100.000/Jahr und einem Altersmedian von 65 Jahren. Aus klinischer Sicht der Ontogenese können drei verschiedene Arten von AML wie folgt definiert werden: de novo AML, deren Auftreten nicht mit einer zuvor bekannten hämatologischen Erkrankung in Verbindung gebracht werden kann, sekundäre AML (s-AML), die im Zusammenhang mit myelodysplastischem Syndrom (MDS) oder myeloproliferativen Neoplasien (MPN) steht und therapiebezogene AML (t-AML), die sich sekundär nach einer zytotoxischen und/oder Bestrahlungs-Therapie entwickelt. Diese klinische Klassifizierung spiegelt jedoch nicht die hohe Heterogenität der AML wider, da jede klinische Kategorie viele verschiedene Formen mit unterschiedlicher Prognose und molekularen Merkmalen umfasst. Die AML ist charakterisiert durch einen Blastenanteil von mindestens 20% im Knochenmark, außer für AML mit t(15;17), t(8;21), inv(16) oder t(16;16). Der Nachweis spezifischer, klonaler Chromosomenanomalien kann die klinische Verdachtsdiagnose bestätigen und Hinweise auf den vorliegenden Subtyp der Erkrankung geben. Jedoch zeigen ca. 50% der Patienten einen normalen Karyotyp. Neben Translokationen und Inversionen können auch molekulargenetische Varianten auftreten. Patienten mit AML haben zum Diagnosezeitpunkt gemittelt drei erworbene Veränderungen. Daher gilt heutzutage eine Kombination aus zytogenetischen, molekularzytogenetischen und molekulargenetischen Verfahren mit den herkömmlichen diagnostischen Verfahren als am aussagekräftigsten. Zur genauen Subgruppen-Identifizierung ist neben der Morphologie und der Immunphänotypisierung, die Zytogenetik obligatorisch. Das diagnostische Vorgehen sollte zusätzlich mindestens das Screening auf Varianten in den Genen NPM1, CEBPA, RUNX1 enthalten, da diese Gene Subgruppen definieren, auf Varianten in FLT3 für eine mögliche Tytosinkinase-Inhibition sowie auf Varianten in TP53 und ASXL1, da diese mit einer ungünstigen Prognose assoziiert sind. Varianten in IDH1, IDH2 und KMT2A können unter bestimmten Voraussetzungen Basis für einen Einsatz zielgerichteter Therapien sein. Weiterhin kann die Sequenzierung eines größeren Genpanels zur Identifizierung von Hochrisiko-Neoplasien hilfreich sein.

Die WHO-Klassifikation definiert die Untergruppen der AML nach signifikanten zytogenetischen und molekulargenetischen Veränderungen, aber auch nach der Differenzierung:

AML mit wiederkehrenden genetischen Veränderungen

  • AML mit RUNX1::RUNX1T1-Fusion zählt zu den sogenannten Core-binding-factor AML (CBF-AML) und findet sich in 1-5% der de novo AML bei Erwachsenen. Das Knochenmark und periphere Blut zeigen große Myeloblasten mit reichlich vorhandenem basophilen Zytoplasma, häufig mit azurophilen Granula. Durch die Translokation t(8;21)(q22;q22.1) kommt es zu einer Fusion der Gene RUNX1 und RUNX1T1. Dadurchwird die Untereinheit a des core-binding Faktors (CBF), einem heterodimerischen Transkriptionsfaktor involviert in die hämatopoetische Differenzierung, zerstört und die Funktion eingeschränkt. Es bedarf jedoch weiterer kooperierender Ereignisse für die Entstehung einer Leukämie, wie Varianten in KIT (12-14%), NRAS (13-23%), ASXL2 (9-29%), ZBTB7A (7-23%), RAD21 (3-14%), ASXL1 (3-14%), CCND2 (4-12%), FLT3 (4-10%), SMC3 (4-8%), SMC1A (4-6%), DHX15 (4-5%), EZH2 (2-7%), KDM6A (2-6%) und KRAS (1-7%).  Etwa 66% der Fälle zeigen zusätzliche zytogenetische Veränderungen wie Deletion 9q (15%) und Verlust eines Geschlechtschromosoms (37% -X bei Frauen, 44% -Y bei Männern). . AML mit t(8;21)(q22;q22) ist normalerweise mit einer hohen vollständigen Remissionsrate und langfristigem krankheitsfreiem Überleben verbunden, wenn sie mit einer intensiven Konsolidierungstherapie behandelt wird. Das Vorliegen von Varianten in KIT, speziell p.(Asp816), und eine CD56 Expression nehmen einen ungünstigen Einfluß auf die Prognose. 
  • AML mit CBFB::MYH11-Fusion zählt ebenfalls zu den sogenannten CBF-AML, findet sich in ca. 5-8% der de novo AML bei Erwachsenen und zeigt normalerweise eine Differenzierung zwischen Monozyten und Granulozyten und charakteristischerweise eine abnormale Eosinophilenkomponente im Knochenmark. Eine Inversion inv(16;16)(p13.1q22.1) oder eine Translokation t(16;16)(p13.1;q22.1) führt zu einer Fusion der Gene CBFB und MYH11, die die Untereinheit ß des CBFs zerstört. Sekundäre zytogenetische Veränderungen zeigen sich in 45% der Fälle und beinhalten +8 (10-20%), +21 (5%), +22 (15-25%) und Deletion 7q (5%). Somatische Veränderungen lassen sich in >90% der Fälle detektieren. Hierzu zählen Varianten in NRAS (30-50%), KRAS (10-15%) sowie KIT, ASXL2, ASXL1, NF1, TET2, EZH2  und  FLT3. Die Prognose ist günstig.
  • Akute Promyelozytenleukämie (APL) mit PML::RARA-Fusionfindet sich in 5-8% der AML beim Erwachsenen und ist gekennzeichnet durch das Vorherrschen abnormer Promyelozyten und einer Fusion von PML auf Chromosom 15q24.1 mit RARA auf Chromosom 17q21.2. Sie wird häufig von einer Koagulopathie begleitet, die lebensbedrohliche Hämorrhagien (am stärksten im Gehirn und in der Lunge) und seltener Thrombose verursachen kann. Das PML::RARA Fusionsgen, das meist durch eine balancierte Translokation t(15;17)(q24.1;q21.2) entsteht, aber auch durch komplexere zytogenetische Rearrangements oder auch kryptisch verursacht sein kann, führt zu einem Differenzierungsblock und Expansion myeloider Vorläufer. Etwa 40% der APL zeigen sekundäre Veränderungen wie Deletion 7q und Trisomie 8. Somatische Varianten betreffen die Gene FLT3(35% FLT3-ITD, 15% FLT3-TKD), WT1 (14%), NRAS (7-10%), USPX9 (9%), ARID1A (4%), EED (4%) und KRAS (3-4%). Eine Therapie mit all-trans Retinsäure (ATRA) führt zu einer granulozytären Ausreifung der leukämischen Promyelozyten und gilt in Kombination mit einer Chemotherapie oder in Kombination mit Arsentrioxid (ATO) als Standardtherapie.
  • AML mit Translokation t(9;11)(p21.3;q23.3); MLLT3-KMT2A findet sich in etwa 9-12% der pädiatrischen und 2% der adulten AML und hat eine intermediäre Prognose. Allerdings sind noch eine ganze Reihe anderer Translokationen mit dem KMT2A-Gen in 11q23 beschrieben. Diese beinhalten u.a. MLLT1 (ELN)MLLT19 (AF10)MLLT4 (AF6) und ELL und fallen in die Hochrisikogruppe. Zusätzliche Varianten finden sich in KRAS (20%) und NRAS(20%).
  • AML mit DEK::NUP214-Fusion findet sich in 0,6-1,7% der AML-Fälle. Das DEK::NUP214-Fusionsgen entsteht durch eine Translokation t(6;9)(p22.3;q34.1), welche meist das einzige zytogenetische Ereignis ist. In 69% der pädiatrischen Fälle und 78% der adulten Fälle läßt sich eine FLT3-ITD-Variante detektieren.Varianten im RAS-Signalweg sind häufig. AML mit DEK::NUP214 ist mit einer ungünstigen Prognose verbunden.
  • AML mit Inversion inv(3)(q21.3q26.2) oder Translokation t(3;3)(q21.2;q26.2); GATA2, MECOM machen etwa 1% der AML-Fälle aus und sind der ungünstigen Risikogruppe zuzuordnen. Durch die Umlagerung des distalen GATA2 Enhancers kommt es zu einer Überexpression von MECOM und zu einer GATA2 Haploinsuffizienz. Begleitende Varianten können vorkommen in NRAS (30%), KRAS (15%), PTPN11 (20%), SF3B1 (20%), GATA2 (15%), ETV6 (15%), PHF6 (15%), RUNX1 (10%), BCOR (10%), ASXL1 (10%) und NF1 (10%).
  • AML mit RBM15::MRTFA-Fusion findet sich in weniger als 1% der AML-Fälle, aber in 10-12% der Fälle mit megakaryoblastärer AML (AMKL) bei Kindern ohne Down-Syndrom. Das Fusionsgen entsteht durch eine Translokation t(1;22)(p13.3;q13.1), die meist die einzige zytogenetische Veränderung darstellt.
  • AML mit BCR::ABL1-Fusion ist eine de novo AML mit BCR::ABL1 bei Initialdiagnose, bei der Patienten keine Anzeichen einer CML zeigen, und macht <0,5% der AML-Fälle und <0,5% aller Fälle akuter und chronischer Leukämien mit BCR::ABL1 aus. Etwa 70-80% der AML-Fälle mit BCR::ABL1 zeigen p210-Transkripte und 50-60% der Fälle zusätzliche chromosomale Veränderungen zu der Translokation t(9;22)(q34;q22.1). Dabei sind die Chromosomenveränderungen, die sich in der Blastenphase einer CML zeigen, eher selten. Kryptische Deletionen in den IG- und TCR-Genen sind nahezu universell und oft begleitet von Verlusten in IKZF1 und/oder CDKN2/B. Varianten in RUNX1 sind mit 40% recht häufig, gefolgt von ASXL1, BCOR, IDH1, IDH2 und SRSF2 (jeweils 10-15%). 
  • AML mit mutiertem NPM1 machen etwa 20-30% der AML-Fälle aus. Ca. 85% der AML-Patienten mit NPM1-Variante zeigen einen normalen Karyotyp, während die verbleibenden 15% meist minor chromosomale Veränderungen zeigen. Zusätzlich sind NPM1-Varianten mit erhöhten Knochenmarkblasten, Leukozyten- und Thrombozytenwerten assoziiert. NPM1-mutierte/FLT3-ITD-negative Patienten zeigen hohe Remissionsraten, Ereignis-freies und/oder Gesamtüberleben. Die Anwesenheit einer hohen Allellast einer FLT3-ITD-Variante geht jedoch mit einem ungünstigen Verlauf und hohen Rückfallraten einher. Ungünstig scheint ebenso das gleichzeitige Vorliegen einer Variante in DNMT3A zu sein. Zusätzliche Varianten finden sich in Genen des Cohesinkomplexes (20%), NRAS (20%), IDH1 (15%), IDH2 (15%), PTPN11 (15%) und TET2 (15%).
  •  AML mit biallelischen Varianten in CEBPA findet sich in ca. 4% der AML-Fälle. Die meisten CEBPA-mutierten AML-Fälle zeigen zwei Varianten, meist eine Kombination aus einer N-terminalen und einer C-terminalen Variante, typischerweise auf unterschiedlichen Allelen. Diese biCEBPA-Fälle sind mit einem relativ günstigen Verlauf assoziiert, während dies für monoallelisch mutierte Fälle nicht zutrifft. Begleitend finden sich in ca. 30% der CEBPA-mutierten Fälle Varianten im GATA2-Gen, was nochmal mit einem verbesserten Gesamtüberleben einhergeht.
  •  AML mit mutiertem RUNX1(provisorische Entität) gehören eher dem M0-Subtyp an und zeigen eine starke Assoziation zu Trisomie 13 und Varianten in den Spliceosom-codierenden Genen und den Chromatin-Modifiern. Sie sind mit einem ungünstigen Krankheitsverlauf beschrieben.

 

AML mit Myelodysplasie-assoziierten Veränderungen (AML-MRC) macht etwa 24-35% der AML-Fälle aus. Es handelt sich um eine AML mit morphologischen Eigenschaften einer Myelodysplasie, oder vorkommend in Patienten mit Vorerkrankung eines MDS oder MDS/MPN oder mit Myelodysplasie-assoziierten Veränderungen. Die spezifischen Veränderungen aus AML mit wiederkehrenden genetischen Veränderungen werden nicht nachgewiesen. Patienten sollten auch vorab keine zytotoxische oder Strahlentherapie aus einem anderen Grund bekommen haben. Die chromosomalen Veränderungen sind denen eines MDS ähnlich. Ebenso lassen sich eine Reihe MDS-assoziierter Varianten nachweisen (SRSF2, SF3B1, U2AF1, BCOR usw.). AML-MRC haben eine ungünstige Prognose.

Therapie-assoziierte myeloische Neoplasien(t-MNs) enthalten Therapie-assoziierte Fälle einer AML (t-AML), MDS (t-MDS) und myeloischer/myeloproliferativer Neoplasien (t-MDS/MPN), die als Komplikation einer zytotoxischen Chemotherapie und/oder Strahlentherapie einer vorangegangenen neoplastischen oder nicht-neoplastischen Erkrankung hervorgehen. Mehr als 90% der Patienten zeigen einen veränderten Karyotyp und 70% der Patienten zeigen unbalancierte chromosomale Veränderungen, häufig partieller Verlust von 5q, Verlust von Chromosom 7 oder eine Deletion in 7q. Die Prognose der t-MNs ist generell ungünstig.

AML, NOS beinhaltet alle Fälle, die nicht die Kriterien der vorher genannten Subgruppen erfüllen.

Tabelle: 2017 European LeukemiaNet Risikogruppen genetisch mit begleitenden Varianten


Literatur

Swerdlow, Campo, Harris, Jaffe, Pileri, Stein, Thiele (Eds), 2017, WHO Classification of Tumours of Haematopoietic and Lymphoid Tissues (Revised 4th edition), Chapter 8 / Martignoles et al. 2018, Int J Mol , 3;19 / Roloff, Griffiths. 2018, Blood Adv, 13;2:3070 / Wang et al. 2017, Stem Cells Int, 6962379 / Döhner et al. 2017, Blood, 26:424

V.a. AML, spezieller Subtyp (z.B. M3), Verlaufskontrolle

Ü-Schein Muster 10 mit folgenden Angaben:

  • Diagnose/Verdachtsdiagnose:
    AML (ICD-10 Code:[C92.0])
  • Auftrag: Zytomorphologie, Chromosomenanalyse, FISH-Analyse, Screening AML-Fusionsgene, quantitativer Nachweis von RUNX1-RUNX1T1, CBFB-MYH11,PML-RARA, AML-Prognose-Panel, AML-Basis-Panel, AML erweitertes Panel, sAML-Panel, Einzelmarker-Analyse (Nennung des Markers notwendig), humangenetisches Gutachten

Zytogenetische Analyse:
mind. 5 ml Heparin-Knochenmark/-Blut

Molekulargenetische Analyse:
3 ml EDTA-Knochenmark/-Blut

Zytomorphologie: 2-5 Tage
Chromosomenanalyse: 5-7 Tage
FISH-Analyse: 1 Tag
Panel/Einzelmarker-Analyse: 5-7 Tage
ddPCR: 2 Tage