Системный мастоцитоз - мутация D816V в гене KIT

Общая информация

Мастоцитоз в большинстве случаев признается представителем клонального заболевания плюрипотентной гемопоэтической клетки-предшественника, причем наиболее распространенная мутация представлена активирующей мутацией на уровне кодона 816 гена c-Kit4. Клинические проявления заболевания, характеризующиеся патологической пролиферацией тучных клеток, включают зуд, промывание, тошноту, рвоту, диарею, боль в животе, язву и сосудистую нестабильность. Доминантные патологические признаки представлены аномальным накоплением тучных клеток в коже, желудочно-кишечном тракте, мозге, печени, селезенке, лимфатических узлах и частой ассоциацией этого увеличения количества тучных клеток с гематологическими заболеваниями. Мастоцитоз может возникнуть в любом возрасте, точная Распространенность неизвестна, а семейная внешность необычна. В настоящее время считается, что различные варианты заболевания частично зависят от генетически унаследованных специфических полиморфизмов и приобретенных соматических мутаций и делятся на кожный и системный мастоцитоз. Классификация этих пациентов основана на клинической картине, патологических аномалиях и прогнозе3.

Таблица 1. Классификация мастоцитоза WHO

Тучные клетки обычно обнаруживаются в тканях, обычно расположенных вблизи эпителиальных поверхностей, кровеносных сосудов, нервов и желез. Они происходят из CD34+ плюрипотентных клеток-предшественников (стволовых клеток), которые дают начало тучным клеткам, Т-клеткам, в-клеткам и моноцитам. За пределами популяции тучных клеток, обнаруженных в костном мозге, полное созревание происходит в периферических тканях. Биологическая роль тучных клеток остается в значительной степени спекулятивной, как правило, на основе исследований in vitro и на животных моделях, с 2 основными исключениями, опосредованными непосредственными реакциями гиперчувствительности-IgE и мастоцитозом. Тучные клетки можно охарактеризовать как тучные клетки слизистых оболочек или тучные клетки соединительной ткани, причем первые преобладают в легких и слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и содержат специфическую триптазу (тучные клетки Т-типа), а последние чаще встречаются в дерме и подслизистых тканях и содержат как триптазу, так и химотриптазу (тучные клетки КТ). Гранулы тучных клеток также содержат гепарин, хондроитинсульфат протеогликаны, TNF-α, гистамин, кислотные гидролазы, катепсин G, карбоксипептидазу. Вместе эти медиаторы отвечают за клинические признаки немедленной реакции гиперчувствительности, включая зуд, промывание, сердцебиение, также сообщаемые у многих пациентов с мастоцитозом. Кроме того, активация тучных клеток приводит к синтезу и секреции факторов роста и цитокинов, включая MIP 1-α, BFGF, NGF, TNF, GM-CSF, VEGF, IL1-6, 8-10, 13,163,4.

Проведенные исследования показали, что многие аспекты развития тучных клеток критически регулируются SCF (фактором стволовых клеток), механизмом, с помощью которого он способствует выживанию тучных клеток, являясь инактивацией фактора транскрипции FOXO3a и снижением фосфорилирования его мишени, проапоптотического белка Bim4.

Kit, рецептор SCF, представляет собой трансмембранную тирозинкиназу типа III, которая относится к тем же подсемействам, что и рецепторы PDGF, Flt3 и M-CSF. Kit экспрессируется гемопоэтическими клетками-предшественниками, клетками желудочно-кишечного кардиостимулятора, меланоцитами и зародышевыми клетками. Kit уменьшается с поверхности клеток-предшественников по мере их дифференцировки, тучные клетки представляют собой исключение из этого явления, они поддерживают поверхностную экспрессию Kit на высоких уровнях на стадии зрелых клеток 3,4. Стимуляция Kit его лигандом, SCF, приводит к его димеризации и активации его внутренней тирозинкиназной активности. Специфические остатки тирозина аутофосфорилируют, что приводит к активации некоторых сигнальных путей ниже по течению, включая путь Ras/Erk и путь PI3-киназы. Домен, который регулирует активность белка Kit, является доменом активации loop6. Kit выполняет критические функции в биологии женских и мужских половых клеток, регулируя овогенез, фолликулогенез и сперматогенез3.

Kit кодируется c-Kit, расположенным на хромосоме 4 (q11-12)3. Мутации, приводящие к функциональной потере Kit, приводят к дефектам в кроветворении, меланогенезе и гаметогенезе, например, к пьебальдизму, состоянию аутосомно-доминантной пигментации, характеризующемуся наличием участков кожи и белых волос. Миссенс-мутации c-Kit могут возникать в экзоне 11 (который кодирует юкстамембранную область), обнаруживаемых преимущественно в гастронкишечных стромальных опухолях, или в экзоне 17 (который кодирует активирующую область киназного домена loop). Тип мутации, обычно встречающийся в экзоне 17, находится на уровне кодона 816, мутации, обнаруженной в нескольких злокачественных новообразованиях человека, включая острый миелоидный лейкоз, мастоцитоз, опухоли половых клеток, Сино-носовую лимфому с NK/t-клеткой, внутричерепные тератомы. Эти мутации в кодоне 816 приводят к замене аспарагиновой кислоты валином, тирозином, фенилаланином, аспарагином или гистидином 4,6.

Мутации Asp816 в c-Kit (активаторы) связаны с конститутивной активацией тирозинкиназы и способствуют аутофосфорилированию лиганд-независимый рецептор, давая активированным тучным клеткам преимущество выживания по сравнению с нормальными клетками. Наиболее распространенной мутацией c-Kit является замена аспарагиновой кислоты валином, D816V, механизм, с помощью которого онкогенный мутант „сигнализирует”, является лишь частично известным 6.  Мутация D816V встречается у >80% пациентов с системным мастоцитозом и может представлять потенциальную терапевтическую мишень5.

Клиническая гетерогенность не может быть объяснена наличием тех же мутаций у большинства пациентов. Таким образом, по крайней мере, у некоторых пациентов одна или несколько независимых дополнительных мутаций в клетках-предшественниках CD34+ или других клетках могут составлять молекулярную основу, ответственную за фенотип заболевания. Пока нет доказательств того, что мутация D816V переходит от одного поколения к другому.

Другие мутации, которые могут играть роль в этиологии мастоцитоза, также были идентифицированы у некоторых пациентов, таких как V560G (в юкстамембранном домене Kit), обнаруженные при тучном лейкозе, D816Y, D816F, D816H, а также E839K (инактивирующая мутация) в нескольких зарегистрированных случаях мастоцитоза у детей и редкой мутации зародышевой линии F522C, внутриклеточные сигнальные пути, ответственные за онкогенез, не обнаруживаемые у детей. полностью выяснены во всех случаях, хотя изменение ассоциации мутантного Kit с субъединицей P85 фосфатидилинозитол-3`-киназы, по-видимому, играет роль в повышении лиганд-независимой и подавлении апоптоза. Чрезвычайно редкие мутации, присутствующие у <1% пациентов с мастоцитозом, включают R815K, D820G, V533D, V559A, del419, K509I, A533D4.

Рисунок 1: схематическое представление белка Kit и локализация мутаций; внеклеточный домен содержит 5 иммуноглобулин-подобных доменов, внутриклеточный домен кодирует 2 тандемных повторяющихся домена ферментативного каталитического домена. Мутации в кодоне 560 в юкстамембранной области и кодоне 816/820, где происходит аутофосфорилирование белка Kit, тогда как мутация в кодоне 839 приводит к потере функции рецептора.

Адаптация J Mol Diagn. 2005 май; 7(2): 252-257

Мутация c-Kit D816V или другая подобная активирующая мутация обычно считается ранним хромосомным событием, важным для развития заболевания у большинства взрослых пациентов и некоторых детей. Мутация c-Kit изначально становится обнаруживаемой в тучных клетках при поражениях кожи. В настоящее время принято считать, что большинство взрослых с мастоцитозом демонстрируют мутацию D816V, если исследуются мононуклеарные клетки в мозге. По мере расширения клонов и прогрессирования заболевания мутация может стать обнаруживаемой в клетках периферической крови. Таким образом, анализ мутаций c-Kit лучше всего проводить на костном мозге 4. Хотя т-и в-клетки этих пациентов несут мутацию кодона 816 (как, например, 816). D816V), в отличие от тучных клеток, эти клетки, когда они становятся зрелыми, не экспрессируют Kit на поверхности, что может быть менее восприимчивым к биологическим эффектам конститутивно активированного Kit.

В дополнение к Kit-зависимым лошадям ингибирование тучного апоптоза другими биологическими механизмами может также привести к мастоцитозу, например, за счет участия Pdgfrβ, который кодирует чувствительную к иматинибу тирозинкиназу.

Увеличение количества тучных клеток не ограничивается мастоцитозом, например, у некоторых пациентов с хроническим эозинофильным лейкозом, несущим слитый белок FIP1L1-PDGFRa, также наблюдается повышенное количество тучных клеток и повышенный уровень триптазы в сыворотке, причем клинические проявления могут совпадать с таковыми при системном мастоцитозе с эозинофилией. Идентификация мутации c-Kit или слитого белка необходима для дифференциации этих пациентов с различным клиническим развитием, прогнозом и лечением 3,4.

Мутация может быть обнаружена в ДНК, извлеченной из биопсии кожи, ДНК периферической крови или костного мозга.

Рекомендации по мутации c – Kit D816V-диагностика системного мастоцитоза 2.

Собранный образец-а) венозная кровь; б) медуллярная аспирация1.

Контейнер для сбора-а) и Б) вакуум, содержащий ЭДТА в качестве антикоагулянта1.

Собранное количество-а) 3-5 мл; Б)3 мл (минимум 1 мл) 1.

Причины отторжения образца-использование гепарина в качестве антикоагулянта 1.

Стабильность образца - 7 дней при 2-8ºC1.

Метод-секвенирование экзона 171.

Интерпретация результатов

Обнаружение мутации на уровне кодона 816 включено в качестве одного из незначительных диагностических критериев системного мастоцитоза в классификации гемопоэтических неоплазий WHO, также проявляя терапевтическую значимость, поскольку иматиниб неэффективен в большинстве случаев системного мастоцитоза,связанного с мутацией D816V в c-Kit2,3, 6.

Эти мутации легче выявляются у пациентов с более тяжелым заболеванием из-за клонального расширения клеток, полученных из неопластических предшественников. Таким образом, наличие мутации c-Kit при сглаживании РС является неблагоприятным прогностическим маркером. Также агрессивные формы мастоцитоза у детей часто связаны с идентифицируемой мутацией в c-Kit4.

Границы и помехи

В некоторых случаях системного мастоцитоза мутация может проявляться только в тучных клетках. Поскольку эти клетки редко циркулируют в крови и их трудно получить в значительном количестве в образцах медуллярной аспирации, ложноотрицательные результаты могут возникнуть, если опухолевые клетки присутствуют ниже предела чувствительности теста2.

Мутации c-Kit, включая D816V, также могут присутствовать у немногих пациентов с опухолями половых клеток или другими немастоцитарными опухолями с сосуществующим системным мастоцитозом или без него 4.

 Библиография

1. Laborator Synevo. Referintele specifice tehnologiei de lucru utilizate, 2010. Ref Type: Catalog.

2. Mayo Clinic, Mayo Medical Laboratories. Reference Laboratory Services for Health Care Organizations. “Kit Asp816Val Mutation Analysis, Qualitative PCR”. www.mayomedicallaboratories.com. 2010. Ref Type: Internet Communication.

3. Metcalfe D, „Mast Cells and Mastocytosis”. Blood, 2008, 112 (4): 946-956.

4. Worobec A, Metcalfe D. „Systemic Mastocytosis”. In Wintrobe`s Clinical Hematology, Greer J, Foerster J, Lukens J, Rodgers G, Pareskevas F, Glader B, 11th ed, Lippincott Williams & Wilkins, 2004, 2054-66.

5. Schumacher J A, Elenitoba-Johnson K S, Lim, M S. “Detection of the c-Kit D618V Mutation in Systemic Mastocytosis by Allele Specific PCR”, J Clin Patol, 2008, 61:109-114.

6. Sun J, Pedersen M, Rönnstrand L. „The D816V Mutation of c-Kit Circumvents a Requirement for Src Family Kinases in c-Kit Signal Transduction”. J Biol Chem (2009), 284 (17):11039-11047.