Zentrum für Humangenetik und Laboratoriumsmedizin, Dr. Klein, Dr. Rost und Kollegen

Akute myeloische Leukämie (AML) [C92.00]

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 2,7:100.000/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:

AML mit wiederkehrenden genetischen Veränderungen

  • AML mit Translokation t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1 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 zeigt große Myeloblasten mit reichlich vorhandenem basophilen Zytoplasma, häufig mit azurophilen Granula. Durch die Fusion der Gene RUNX1 und RUNX1T1 wird die Untereinheit ? des core-binding Faktors (CBF), einem heterodimerischen Transkriptionsfaktor involviert in der hämatopoetische Differenzierung, zerstört und die Funktion eingeschränkt. Mehr als 70% der Fälle zeigen zusätzliche zytogenetische Veränderungen. 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.
  •  AML mit Inversion inv(16)(p13.1q22) oder Translokation t(16;16)(p13.1;q26.2); CBFB-MYH11 zählt ebenfalls zu den sogenannten CBF-AML, findet sich in ca. 7% der de novo AML bei Erwachsenen und zeigt normalerweise eine Differenzierung zwischen Monozyten und Granulozyten und charakteristischerweise eine abnormale Eosinophilenkomponente im Knochenmark. Hier wird durch Fusion der Gene CBFB und MYH11 die Untereinheit ? des CBFs zerstört. Sekundäre zytogenetische Veränderungen zeigen sich in 40% der Fälle. Auch hier findet sich eine hohe vollständige Remissionsrate und günstiges Gesamtüberleben mit einer intensiven Konsolidierungstherapie.

Während die RUNX1-RUNX1T1- und die CBFB-MYH11-Fusionen jeweils zu einem prä-leukämischen Zustand führen, braucht es weitere genetische Ereignisse, um eine AML zu induzieren. So zeigen AML-Patienten mit t(8;21)(q22;q22) in 25% KIT-Varianten, in jeweils 20% Varianten in Genen des Cohesinkomplexes, in ZBTB7A, in NRAS und in ASXL2, in 10% ASXL1-Varianten sowie in jeweils 5% Varianten in EZH2, KDM6A, MAG und DHX15.  Bei AML-Patienten mit inv(16)(p13.1q22)/t(16;16)(p13.1;q26.2) hingegen zeigen sich zusätzliche Varianten in  KIT (35%), NRAS (40%), FLT3 (TKD, 20%) und KRAS (15%). Speziell Varianten in KIT, insbesondere bei AML mit t(8;21)(q22;q22), sind mit einer ungünstigen Prognose assoziiert, was aber nicht zur Einordnung des Patienten in eine andere Risikogruppe führen sollte.

  •  Akute Promyelozytenleukämie (APL) mit PML-RARA findet sich in 5-8% der AML beim Erwachsenen. 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 der Promyelozyten. 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. Etwa 50% der APL-Patienten zeigen eine Variante in FLT3 (35% FLT3-ITD, 15% FLT3-TKD), welche zumindest bei ATRA und Chemotherapie-behandelten Patienten einen negativen prognostischen Einfluß zeigt. Varianten in WT1 finden sich in ca. 15% der APL-Patienten, scheinen aber keinen prognostischen Einfluß zu nehmen.
  •  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 Translokation t(6;9)(p23;q34.1); DEK-NUP214 findet sich in 0,7-1,8% findet der AML-Fälle und ist in 69% der pädiatrischen Fälle und 78% der adulten Fälle mit einer FLT3-ITD-Variante und einer ungünstigen Prognose assoziiert. In etwa 20% der Fälle finden sich Varianten in KRAS.
  •  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 (megakaryoblastär) mit Translokation t(1;22)(p13.3;q13.3); RBM15-MKL1 findet sich in weniger als 1% der AML-Fälle, macht aber >50% der Fälle mit megakaryoblastärer AML (AMKL) bei Kindern ohne Down-Syndrom aus.  
  •  AML mit BCR-ABL1 (provisorische Entität) ist eine de novo AML, bei der Patienten keine Anzeichen einer CML zeigen. Sie wurde neu aufgenommen, um Patienten zu identifizieren, die  von einer Therapie mit Tyrosinkinaseinhibitoren profitieren können. Dabei kann die Abgrenzung zu einer CML in der Blastenphase schwierig sein. Eine gleichzeitige Deletion der Antigen-Rezeptor-Gene, IKZF1 und/oder CDKN2A scheint eher für eine AML zu sprechen.
  • AML mit mutiertem NPM1 machen etwa 20-30% der AML-Fälle aus. Ca. 85% der AML-Patienten mit NPM1-Mutation 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 monoallelilsch mutierte Fälle nicht zutrifft. Begleitend finden sich in ca. 30% der CEBPA-mutierten Fälle Varianten im GATA2-Gen, was nochmal mit einem verbesserten Gesatmüberleben einhergeht.
  •  AML mit mutiertem RUNX1 (provisorische Entität) gehören eher dem M0-Subtyp an und zeigen eine starke Assoziation zu Trisomie 13 und Mutationen in den Spliceosom-kodierenden 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