WSTÊP
Wyniki badañ cytogenetycznych opublikowa- ne w ostatnich latach wykazuj¹, ¿e wiêkszoœæ ludzkich bia³aczek, ch³oniaków z³oœliwych oraz
³agodnych i z³oœliwych guzów litych tkanek miêk- kich charakteryzuje siê obecnoœci¹ liczbowych i strukturalnych aberracji chromosomowych w komórkach nowotworowych [14, 17, 18, 21, 28, 29]. Okaza³o siê tak¿e, ¿e wiele z tych aber- racji jest nieprzypadkowych i dla niektórych no- wotworów s¹ one wysoce specyficzne. Uwa¿a siê obecnie, ¿e takie specyficzne dla okreœlo-
nego nowotworu aberracje, bêd¹ce niekiedy je- dyn¹ anomali¹ kariotypu, s¹ przyczynowo zwi¹- zane z transformacj¹ nowotworow¹ – nazywa siê je aberracjami pierwotnymi. Ponadto w ko- mórkach nowotworowych obserwuje siê wystê- powanie dodatkowych, niekiedy licznych aber- racji chromosomowych, okreœlanych jako wtór- ne, które s¹ znacznie mniej specyficzne i najprawdopodobniej zwi¹zane s¹ z progresj¹ nowotworow¹ guza [14, 21, 28, 29]. Identyfika- cja aberracji okreœlonych chromosomów i loka- lizacja miejsc ich pêkniêæ otworzy³a drogê ba- Wyniki badañ cytogenetycznych ujaw-
ni³y istnienie wysoce swoistych aber- racji chromosomowych w niektórych
³agodnych i z³oœliwych guzach nowo- tworowych tkanek miêkkich cz³owie- ka. W niniejszej pracy dokonano prze- gl¹du swoistych i wtórnych aberracji chromosomowych wykrytych w ko- mórkach t³uszczaka, miêœniaka g³ad- kokomórkowego macicy, miêsaka Ewinga, miêœniakomiêsaka pr¹¿kowa- nokomórkowego, t³uszczakomiêsaka, maziówczaka z³oœliwego i miêsaka ja- snokomórkowego. Ka¿dy z tych nowo- tworów charakteryzuje siê inn¹ aber- racj¹ pierwotn¹, co ma du¿e znacze- nie w diagnostyce ró¿nicowej tych guzów. Badania molekularne genomu komórek nowotworowych ujawni³y, ¿e w wyniku translokacji chromosomo- wych w miêsakach powstaj¹ geny fu- zyjne, których produkty bia³kowe ma- j¹ zdolnoœæ regulowania procesu transkrypcji DNA. Próby okreœlenia zwi¹zku pomiêdzy wystêpowaniem okreœlonej aberracji chromosomowej, czy te¿ rodzaju genu fuzyjnego w gu- zie, a rokowaniem klinicznym s¹ jesz- cze w stadium wstêpnych analiz.
S³owa kluczowe: aberracja chromo- somowa, badania cytogenetyczne, guz nowotworowy, miêsaki.
Cytogenetic studies of soft tissue sarcomas have revealed that several benign and malignant soft tissue sarcomas have displayed highly specific chromosome aberrations. The primary aberrations are unique for the particular tumor type and consequently aid in differential diagnosis of these tumors. Such specific reciprocal translocations include: t(11;22) (q24;q12) in Ewing sarcoma and peripheral primitive neuroepithelial tumors, t(X;18)(p11;q11) in synovial sarcoma, t(12;16)(q13;p11) in myxoid and round cell liposarcoma, t(2;13)(q35;q14) in alveolar rhabdomyosarcoma, and t(12;22) (q13;q22) in clear cell sarcoma of tendons and aponeuroses. Molecular studies have indicated that some sarcoma-specific translocations result in the gene fusion which can be detected in the tumor even in the paraffin embedded tissue. The correlation between of chromosome changes in the tumor cells with survival or risk of recurrence have to be studied in more detail and throughly evaluated.
Key words: chromosome aberration, cytogenetic studies, tumor, sarcomas.
Aberracje chromosomowe w guzach nowotworowych tkanek miêkkich
– znaczenie diagnostyczne i rokownicze
*Chromosome aberrations in human soft-tissue tumors and their diagnostic and prognostic significance
Janusz Limon
*Pracê dedykujê pamiêci zmar³ego profesora Aleksandra Niezabitowskiego, którego udzia³ w naszych wspólnych badaniach miêsaków by³ bezcenny
Katedra i Zak³ad Biologii i Genetyki Akademii Medycznej w Gdañsku
Fot. 1. Kariotyp w³ókniakomiêsaka guzowatego opracowany technik¹ SKY (widmowa analiza kariotypu). Strza³ki wskazu- j¹ na du¿y chromosom markerowy, którego pe³ny sk³ad ustalono dopiero po zastosowaniu powy¿szej techniki. Chromo- som ten zawiera w swojej strukturze, obok dwóch kopii charakterystycznych fuzji genowych 17; 22, fragmenty innych chromosomów: 5, 7, 8 i 21 (dziêki uprzejmoœci dr. K. Mrózka) [24]
daniom molekularnym, których celem jest wy- krycie genów i ich produktów bia³kowych, uczestnicz¹cych w procesach transformacji i progresji nowotworowej. Znajomoœæ lokalizacji genów po³o¿onych w miejscach pêkniêæ swo- istych translokacji pozwala na zastosowanie w diagnostyce technik molekularnych hybrydy- zacji in situ FISH oraz PCR do wykrywania tych translokacji nie tylko w hodowanych in vitro ko- mórkach nowotworowych, ale tak¿e w utrwalo- nych preparatach archiwalnych [9].
Analiza kariotypu komórek nowotworowych szpiku sta³a siê ju¿ rutynowym badaniem w dia- gnostyce i jest niezale¿nym czynnikiem rokow- niczym przebiegu wielu chorób nowotworowych uk³adu krwiotwórczego [27, 28]. Natomiast ba- dania cytogenetyczne litych guzów cz³owieka s¹ mniej liczne, czego dowodem jest fakt, ¿e wœród zestawionych przez Mitelmana [18] po- nad 22 tys. nowotworów z aberracjami chromo- somowymi, stanowi¹ one zaledwie 27 proc., a poœród nich guzy tkanek miêkkich i koœci tyl-
ko 7 proc. G³ówn¹ przyczyn¹ tego zjawiska by-
³y trudnoœci metodyczne w uzyskaniu z komó- rek tych guzów chromosomów o morfologii umo¿liwiaj¹cej barwienia pr¹¿kowe. Znacz¹cy postêp uzyskano dopiero w po³owie lat 80., kie- dy to udoskonalono techniki krótkoterminowych hodowli komórek nowotworowych dla celów cy- togenetycznych, m.in. poprzez wprowadzenie d³ugotrwa³ego enzymatycznego rozdrabniania tkanek guza oraz wprowadzenie nowego p³ynu hipotonicznego [3, 12]. Nast¹pi³ równie¿ rozwój molekularnych technik cytogenetycznych, pole- gaj¹cy na stosowaniu znakowanych fluorochro- mami sond (technika FISH) dla okreœlonych chromosomów, wybranych pr¹¿ków, a nawet genów. Co wiêcej, w przypadku nieuzyskania chromosomów z tkanki guza mo¿na przepro- wadziæ analizê FISH w j¹drach komórek inter- fazowych (fot. 3.). Jednym z najnowszych osi¹- gniêæ metodycznych jest analiza widmowa ka- riotypu SKY, która umo¿liwia wybarwienie poszczególnych chromosomów na odrêbne ko- lory (fot. 1.) [23, 24].
Ju¿ pierwsze wyniki badañ cytogenetycznych wykaza³y, ¿e obraz chromosomowych aberracji nabywanych w komórkach wielu rodzajów no- wotworów tkanek miêkkich, które s¹ w wiêkszo- œci pochodzenia mezenchymalnego jest odmien- ny od spotykanego w guzach pochodzenia na- b³onkowego. Te ostatnie wykazuj¹ zazwyczaj obecnoœæ licznych i bardzo z³o¿onych aberra- cji, wœród których dominuj¹ aneuploidie i nie- zrównowa¿one translokacje, prowadz¹ce g³ów- nie do utraty materia³u genetycznego. Natomiast kariotyp guzów takich jak miêsak Ewinga, t³usz- czakomiêsak œluzowaty czy maziówczak z³oœli- wy, jest czêsto znacznie mniej skomplikowany i mo¿e niekiedy zawieraæ tylko jedn¹ swoist¹ aberracjê chromosomow¹. Ka¿dy z ww. miêsa- ków charakteryzuje siê odmienn¹ translokacj¹ wzajemn¹ i ka¿da z nich stanowi zmianê swo- ist¹, tzn. nie wystêpuje w komórkach innych ro- dzajów guzów litych, bia³aczek, czy te¿ ch³onia- ków [14, 17, 21, 28, 29].
W niniejszej pracy omówiono zarówno pier- wotne, jak i wtórne aberracje chromosomowe wykryte w niektórych guzach tkanek miêkkich i narz¹dów, ze szczególnym uwzglêdnieniem tych rodzajów nowotworów, w których znajomoœæ anomalii kariotypu ma znaczenie kliniczne w dia- gnostyce ró¿nicowej i rokowaniu.
W tab. 1. zestawiono wybrane rodzaje ³agod- nych i z³oœliwych nowotworów tkanek miêkkich, w których stwierdzono wystêpowanie charakte- rystycznych aberracji chromosomowych.
NOWOTWORY £AGODNE
Tłuszczak
T³uszczak jest najczêstszym nowotworem
³agodnym pochodzenia mezenchymalnego u cz³owieka. Nowotwór ten jest tak¿e najlepiej scharakteryzowany cytogenetycznie i okreœlono wiele zwi¹zków pomiêdzy tymi zmianami a hi- stopatologicznymi podtypami tego guza [17, 28, 29]. Stwierdzono, ¿e prawie wszystkie mnogie t³uszczaki oraz 1/4 tych guzów, wystêpuj¹cych sporadycznie, ma kariotyp prawid³owy, bez mi- kroskopowo wykrywalnej aberracji chromosomo- wej. Wœród guzów z nieprawid³owym karioty- pem najliczniejsz¹ grupê stanowi¹ t³uszczaki, w komórkach których dosz³o do translokacji po- miêdzy chromosomem 12q13–15 najczêœciej z chromosomami pary 3, 1 oraz 2 [17, 20, 29].
W pr¹¿ku 12q15 zlokalizowano gen HMGIC i w guzach z t(3;12) wykryto gen fuzyjny HMGIC/LPP [16]. Powy¿sze translokacje mog¹ byæ jedyn¹ aberracj¹ w komórkach guza, co wskazuje na ich prawdopodobny udzia³ w pa- togenezie t³uszczaka. Z kolei we wrzecionowa- tokomórkowych i wielopostaciowych podtypach t³uszczaków wykrywane s¹ niezrównowa¿one aberracje strukturalne, dotycz¹ce regionu chro- mosomu 6p21–23 oraz guzy z utrat¹ d³ugich ramion chromosomów 16 i 13 [17]. Wyodrêb- niono cytogenetycznie tak¿e podgrupê atypo- wych t³uszczaków, które s¹ zazwyczaj umiej- scowione g³êbiej pod skór¹ i ok. po³owa z nich wykazuje cechy atypii w obrazie histologicznym.
Wiele tych guzów diagnozowanych jest jako do- brze zró¿nicowane t³uszczakomiêsaki [14, 17, 28, 29]. Podgrupa ta charakteryzuje siê obec- noœci¹ dodatkowych chromosomów pierœcienio-
Tab. 1. Aberracje chromosomowe typowe dla niektórych rodzajów ³agodnych i z³oœliwych nowotworów tkanek miêkkich i narz¹dów cz³owieka
R
Rooddzzaajj nnoowwoottwwoorruu AAbbeerrrraaccjjaa cchhrroommoossoommoowwaa GGeenn ffuuzzyyjjnnyy n
noowwoottwwoorryy ³³aaggooddnnee
t³uszczak t(3;12)(q27–28;q13–15) i HMGIC mutacje
inne translokacje 12q13–15; HMGIC/LPP t³uszczak zarodkowy translokacje 8q11–13
zimowiak translokacje 11q13
miêœniak g³adkokomórkowy del(7)(q11.2–22q31–32);
macicy t(12;14)(q15;q24.1);
+12; del(13)(q13q33) n
noowwoottwwoorryy zz³³ooœœlliiwwee t³uszczakomiêsak:
œluzowaty oraz t(12;16)(q13.3;p11.2) FUS/CHOP
okr¹g³okomórkowy EWS/CHOP
dobrze zró¿nicowany chromosomy pierœcieniowe(r), amplifikacja 12q, chromosomy olbrzymie, tas czêsto MDM2 miêœniakomiêsak pr¹¿kowanokomórkowy:
pêcherzykowy t(2;13)(q35–37;q14) FKHR/PAX3
t(1;13)(p36;q14) FKHR/PAX7
miêsak jasnokomórkowy t(12;22)(q13;q12) EWS/ATF1
z³oœliwy w³ókniak histiocytarny add(19)(p13), r, tas, hsr, dic, dmin w³ókniakomiêsak dzieciêcy +8, +11, +17, +20
t(12;15)(p13;q25–26) ETV6/NTKR3
maziówczak z³oœliwy t(X;18)(p11.2;q11.2) SYT/SSX1-4
guz Ewinga, neuronab³oniak, t(11;22)(q24;q12) EWS/FLI1 guz Askina, nerwiak wêchowy t(21;22)(q22;q12) EWS/ERG
t(7;22)(p22;q12) EWS/ETV1
chrzêstniakomiêsak œluzowaty t(9;22)(q22;q12) EWS/CHN (TEC) tkanek miêkkich
w³ókniakomiêsak guzowaty r(17;22) COL1A1/PDGFB
drobnokomórkowy t(11;22)(p13;q12) EWS/WT1
desmoplastyczny guz dzieciêcy jamy brzusznej O
Obbjjaaœœnniieenniiaa:: t – translokacja, del – delecja, r – chromosom pierœcieniowy, tas – asocjacja telomeryczna, add – dodatkowy materia³ o nieznanym pochodzeniu, hsr – region o zatartej strukturze pr¹¿kowej, dic – chromosom dwucentromerowy, dmin (double minute) – malutkie chromosomy
wych lub du¿ych chromosomów markerowych w kariotypie. Szereg molekularnych badañ cy- togenetycznych tych chromosomów wykaza³o,
¿e zawieraj¹ one liczne kopie ró¿nych genów, a najczêœciej genu MDM2 – inhibitora genu su- presorowego TP53. Odrêbne histopatologicznie i klinicznie t³uszczak zarodkowy i zimowiak ma- j¹ tak¿e odmienne ni¿ pozosta³e t³uszczaki ka- riotypy. W t³uszczakach zarodkowych dominuj¹ aberracje strukturalne, w których wybiórczo ule- ga pêkniêciom region chromosomu 8q11–13, a w zimowiakach pr¹¿ek chromosomu 11q13 jest jedynym powtarzaj¹cym siê miejscem za- anga¿owanym w z³o¿one translokacje z innymi chromosomami [17, 29].
Mięśniak gładkokomórkowy macicy
Obraz cytogenetyczny tego drugiego, dosyæ dobrze zbadanego rodzaju ³agodnego guza po- chodzenia mezenchymalnego jest pod wieloma wzglêdami podobny do cytogenetycznej charak- terystyki t³uszczaków. Ponad po³owa miêœniaków ma prawid³owy kariotyp, a wœród guzów z aber- racjami mo¿na wyró¿niæ szereg podgrup cyto- genetycznych, z których najczêstsze zawieraj¹ odpowiednio:
w del(7)(q21–22q31–32), w t(12;14)(q14–15;q23–24), w trisomie chromosomu 12,
w aberracje strukturalne pr¹¿ka 6p21.
Nietypowe postacie histologiczne (np. miê- œniak g³adkokomórkowy zarodkowy) mog¹ za- wieraæ liczne dodatkowe strukturalne i liczbowe aberracje chromosomów [4, 17, 28, 29].
Badania cytogenetyczne pozosta³ych rodza- jów guzów ³agodnych s¹ znacznie mniej za- awansowane. Analiza kariotypu niektórych ³agod- nych klinicznie procesów rozrostowych, których natura pozostaje przedmiotem sporu, mo¿e przy- czyniæ siê do ustalenia prawdziwego charakte- ru takich zmian chorobowych. Z praktycznego punktu widzenia wykrycie obecnoœci klonalnych z³o¿onych aberracji chromosomowych w zmia- nie rozrostowej wskazuje na nowotworowy cha- rakter tej tkanki [14, 19].
NOWOTWORY Z£OŒLIWE
Mięsak Ewinga
Jest to pierwszy lity guz nowotworowy cz³o- wieka, w którym wykryto swoist¹ i wysoce po- wtarzaln¹ aberracjê chromosomow¹ w postaci translokacji t(11;22)(q24;q12) lub jej wariantów w 88 proc. scharakteryzowanych cytogenetycz- nie przypadków [17, 28, 29]. Miêsak ten by³ tak-
¿e pierwszym litym guzem, w którym uda³o siê zidentyfikowaæ geny ulegaj¹ce po³¹czeniu w wy- niku powy¿szej translokacji. S¹ nimi: gen EWS zmapowany w pr¹¿ku q12 chromosomu 22 oraz gen FLI1 zlokalizowany w 11q24. Bia³ko kodo- wane na matrycy nowo powsta³ego fuzyjnego genu EWS-FLI1 ma zdolnoœæ wi¹zania siê z DNA i aktywowania procesu transkrypcji, któ- re to w³aœciwoœci uwa¿a siê za istotne dla jego dzia³ania onkogennego [2, 29]. Ostatnio okaza-
³o siê tak¿e, ¿e w niektórych miêsakach Ewinga gen EWS nie ³¹czy siê z genem FLI1, lecz z ge- nami rodziny ETS koduj¹cymi czynniki transkryp- cyjne. Translokacjê t(11;22) lub jej molekularny
odpowiednik wykrywa siê zarówno w miêsakach Ewinga rozwijaj¹cych siê w koœci, jak i w tych nowotworach, które powsta³y pierwotnie w tkan- kach miêkkich. Ponadto identyczn¹ t(11;22) stwierdzono w prawie wszystkich przebadanych cytogenetycznie przypadkach prymitywnych gu- zów okr¹g³okomórkowych o pochodzeniu neuro- ektodermalnym (PNET), wœród których wyró¿nia- my nab³oniaka nerwowego, guz Askina, nerwia- ka wêchowego zarodkowego. Obserwacja ta, wspólnie z odkryciem, ¿e zarówno prymitywne guzy neuroektodermalne, jak i miêsak Ewinga wykazuj¹ ekspresjê bia³ka p30/32 produkowane- go na matrycy genu MIC2, jest istotnym argu- mentem przemawiaj¹cym na korzyœæ pogl¹du o wspólnym pochodzeniu tych guzów [2, 29].
Najczêstsz¹ wtórn¹ aberracj¹ towarzysz¹c¹ t(11;22) w guzie Ewinga jest trisomia chromo- somu 8 (29 proc. guzów), która jest tak¿e czê- st¹ anomali¹ kariotypu w t³uszczakomiêsaku œlu- zowatym (26 proc. guzów), miêsaku jasnoko- mórkowym (70 proc. guzów) i maziówczaku z³oœliwym (14 proc. guzów) [13, 15, 29]. Dodat- kowo, 11 proc. guzów Ewinga i 14 proc. nab³o- niaków nerwowych wykazuje obecnoœæ w kario- typie wtórnej aberracji strukturalnej – der(16)t(1;16)(q11–21;q11–13). Skutkiem tej nie- zrównowa¿onej translokacji jest trisomia 1q i utrata materia³u genetycznego z 16q. Jednak-
¿e, w odró¿nieniu od t(11;22), obecnoœæ takiej samej wtórnej aberracji w nab³oniaku nerwowym i w miêsaku Ewinga nie jest dowodem na wspólne pochodzenie obu guzów. Wykazano bowiem, ¿e der(16)t(1;16) wystêpuje w bardzo wielu, czêsto nie zwi¹zanych ze sob¹ nowotwo- rach [22]. Tak powszechne wystêpowanie der(16)t(1;16), zwykle jako aberracji towarzysz¹- cej zaburzeniom genetycznym o pierwotnym znaczeniu sugeruje, ¿e aberracja ta odgrywa rolê w póŸniejszych etapach rozwoju nowotwo- ru, w progresji nowotworowej [22]. Dalsze ba- dania cytogenetyczne i molekularne s¹ niezbêd- ne dla wyjaœnienia roli, jak¹ w procesie kance- rogenezy odgrywaj¹ der(16)t(1;16) oraz trisomia chromosomu 8.
Mięśniakomięsak prążkowanokomórkowy
Jest to najczêstszy rodzaj z³oœliwego guza tkanek miêkkich u dzieci i m³odych doros³ych.
Aberracj¹ pierwotn¹, wykazuj¹c¹ znacznego stopnia swoistoœæ dla postaci pêcherzykowej miêœniakomiêsaka pr¹¿kowanokomórkowego, jest t(2;13)(q35–37;q14). Translokacjê tê stwier- dzono w ok. 70 proc. przypadków tego miê- saka, a w dalszych 15 proc. tego rodzaju gu- zów wystêpuje wariant tej translokacji
t(1;13)(p36;q14) [17]. Ogó³em, pêkniêcie w pr¹¿ku 13q14 obserwowane by³o w 86 proc.
pêcherzykowych miêœniakomiêsaków pr¹¿ko- wanokomórkowych [29]. W pr¹¿ku tym zmapo- wany zosta³ gen FKHR, który w wyniku t(2;13)
³¹czy siê z genem PAX3 w chromosomie 2q35.
Produkt bia³kowy tego ostatniego genu ma zdolnoœæ kontrolowania transkrypcji DNA oraz wywo³ywania transformacji nowotworowej fibro- blastów myszy linii NIH/3T3 [27].
Miêœniakomiêsak pr¹¿kowanokomórkowy, pod wzglêdem histologicznym mo¿e przypominaæ in- ne drobnookr¹g³okomórkowe guzy, takie jak miê- sak Ewinga, zwojak wspó³czulny zarodkowy i ch³oniaki z³oœliwe. Poniewa¿ ka¿dy z ww. no- wotworów charakteryzuje siê wystêpowaniem swoistych i odmiennych aberracji chromosomo- wych [2, 14, 21, 28, 29], analiza kariotypu ko- mórek nowotworowych lub molekularna genów fuzyjnych powinna ju¿ wkrótce staæ siê rutyno- wym badaniem w ró¿nicowaniu ww. guzów wie- ku dzieciêcego (tab. 2.).
Tłuszczakomięsak śluzowaty
T³uszczakomiêsaki stanowi¹ drug¹ co do czêstoœci wystêpowania grupê z³oœliwych no- wotworów tkanek miêkkich u doros³ych. Ce- ch¹ charakterystyczn¹ tych guzów s¹ zwykle ich du¿e rozmiary i wystêpowanie szeregu po- staci histologicznych, z których 4 podstawo- we odmiany stanowi¹:
w t. dobrze zró¿nicowany, w t. wielopostaciowy, w t. okr¹g³okomórkowy, w t. œluzowaty.
Ta ostatnia odmiana wystêpuje najczêœciej, bo w ok. 50 proc. przypadków t³uszczako- miêsaka i mimo tendencji do miejscowych nawrotów, wi¹¿e siê z korzystniejszym ro- kowaniem ni¿ w przypadku wielopostacio- wego i okr¹g³okomórkowego podtypu tego nowotworu [5]. Cytogenetycznie podtyp œlu- zowaty charakteryzuje siê bardzo specy- ficzn¹ translokacj¹ t(12;16)(q13.3;p11.2), opisan¹ po raz pierwszy w 1986 r. [10].
Wystêpowanie tej aberracji lub jej warian- tu stwierdzono w ponad 93 proc. tych gu- zów [5]. W prawie po³owie przypadków t(12;16) by³a jedyn¹ anomali¹, co w po³¹- czeniu z faktem, ¿e nie obserwowano jej w ¿adnym innym (z wyj¹tkiem podtypu okr¹g³okomórkowego) rodzaju nowotworu wskazuje na jej pierwotny, przyczynowy charakter w rozwoju miêsaka [17].
Tab. 2. Charakterystyczne aberracje chromosomowe wystêpuj¹ce w drobnookr¹g³okomórkowych guzach nowotworowych
T
Tyypp nnoowwoottwwoorruu AAbbeerrrraaccjjaa cchhrroommoossoommoowwaa
guz Ewinga t(11;22)(q24;q12)
miêœniakomiêsak pr¹¿kowanokomórkowy pêcherzykowy t(2;13)(q35;q14) t(1;13)(p36;q14) pozaszkieletowy chrzêstniakomiêsak œluzowy t(9;22)(q22;q12) desmoplastyczny guz dzieciêcy jamy brzusznej t(11;22)(q22;q12)
zwojak wspó³czulny zarodkowy del(1p), +17, hsr, dmin
ch³oniak z³oœliwy ró¿ne aberracje
Wykonane ostatnio badania cytogenetycz- ne z zastosowaniem techniki wysokiej rozdziel- czoœci pr¹¿ków oraz badania molekularne wy- kaza³y, ¿e miejsca pêkniêæ w chromosomie 12, uwa¿ane pocz¹tkowo za identyczne w t³uszczakach i t³uszczakomiêsakach, ró¿ni¹ siê po³o¿eniem w guzach z³oœliwych i ³agod- nych [20, 29]. Ustalono ponadto, ¿e genem, który ulega zaburzeniom w miêsaku jest zlo- kalizowany w pr¹¿ku 12q13 gen CHOP kodu- j¹cy bia³ko prawdopodobnie zaanga¿owane w ró¿nicowanie siê komórek tkanki t³uszczo- wej. Po³¹czenie CHOP, w wyniku t(12;16), z sekwencj¹ okreœlan¹ jako FUS w chromoso- mie 16p11 prowadzi do powstania genu fu- zyjnego, którego produkt ma w³aœciwoœci po- dobne do bia³ka EWS-FLI1, wykryto w guzach Ewinga. Stwierdzono ponadto, ¿e struktura ge- nu CHOP nie ulega zmianom w ¿adnym in- nym rodzaju nowotworu z aberracjami regio- nu 12q13–15, tj. t³uszczaku, miêœniaku maci- cy, gruczolaku wielopostaciowym œlinianek, miêsaku jasnokomórkowym b¹dŸ ob³oniaku krwionoœnym (hemangiopericytoma) [5, 29].
Patognomoniczny charakter t(12;16) umo¿li- wia ró¿nicowanie t³uszczakomiêsaka œluzowate- go ze œluzowatymi postaciami innych nowotwo- rów. Szczególne znaczenie kliniczne ma mo¿li- woœæ okreœlenia kariotypu guza w ró¿nicowaniu z³oœliwego t³uszczakomiêsaka œluzowatego ze zbli¿onym histologicznie ³agodnym t³uszczakiem zarodkowym u dzieci. W tym ostatnim czêstym aberracjom ulega region 8q11–13, natomiast nie obserwuje siê t(12;16) [29].
Maziówczak złośliwy
Wysoce swoista dla tego nowotworu anoma- lia kariotypu pod postaci¹ t(X;18)(p11.2;q11.2) zosta³a opisana w 1986 r. (fot. 2. i 3.) [11]. Po- nad 90 proc. przeanalizowanych guzów i to za- równo podtypów jedno-, jak i dwufazowych, wy- kazywa³o obecnoœæ tej translokacji lub jej wa- riantów [15, 29]. Wiadomo, ¿e w wyniku tej translokacji powstaje gen fuzyjny utworzony z ge- nu SYT znajduj¹cego siê w chromosomie 18q11 i genów SSX1 lub SSX2 zlokalizowanych w chro- mosomie Xp11. Translokacja t(X;18) wystêpuje w guzach pierwotnych, wznowach miejscowych i odleg³ych przerzutach. W po³owie guzów pier- wotnych by³a ona jedyn¹ aberracj¹, podczas gdy wiêkszoœæ guzów przerzutowych i wznów wykazywa³a liczne aberracje wtórne [15, 16]. Ba- dania cytogenetyczne niskozró¿nicowanych gu- zów jednofazowych, które utraci³y immunohisto- chemiczne i ultrastrukturalne w³aœciwoœci pozwa- la na diagnostykê ró¿nicow¹ tych guzów z pozosta³ymi wrzecionowatokomórkowymi guza- mi tkanek miêkkich, takimi jak miêdzyb³oniak, ob-
³oniak krwionoœny, z³oœliwy nerwiak os³onkowy, miêsak jasnokomórkowy czy te¿ w³ókniakomiê- sak. W ¿adnym z ww. nowotworów nie obserwu- je siê t(X;18) [14, 21, 29] – dlatego te¿ stwier- dzenie tej translokacji decyduje o rozpoznaniu maziówczaka z³oœliwego.
Mięsak jasnokomórkowy
Ten rzadki nowotwór, umiejscawiaj¹cy siê w s¹siedztwie œciêgien i powiêzi na koñczynach
m³odych pacjentów, przypomina histologicznie czerniaka z³oœliwego skóry. Poniewa¿ jego ko- mórki zawieraj¹ melanosomy, miêsak jasnoko- mórkowy bywa tak¿e okreœlany mianem czernia- ka z³oœliwego tkanek miêkkich i mo¿e byæ nie- kiedy diagnozowany jako przerzut z³oœliwego czerniaka skóry. Wyniki badañ cytogenetycznych zdaj¹ siê jednak wskazywaæ, ¿e nowotwory te stanowi¹ odrêbne jednostki chorobowe. W czer- niaku skóry najczêœciej obserwuje siê delecje, izochromosomy ramion krótkich i translokacje nie- zrównowa¿one chromosomu 6, prowadz¹ce do utraty czêœci jego d³ugich ramion, translokacje i delecje krótkich ramion chromosomu 1 oraz do- datkowe kopie chromosomu 7 [14, 21]. Nato- miast w miêsaku jasnokomórkowym dominuj¹ aberracje chromosomu 22, spoœród których naj- czêstsz¹ jest translokacja t(12;22)(q13;q12), uzna- na za aberracjê swoist¹ dla tego rodzaju guza [13, 17, 29]. Najnowsze badania molekularne wy- kaza³y, ¿e t(12; 22)(q13;q12) powoduje po³¹cze- nie genu EWS z genem ATF1 na chromosomie
12, a produkt bia³kowy genu EWS-ATF1 ma w³a- œciwoœci zbli¿one do bia³ek kodowanych na ma- trycy genów EWS-FLI1 i CHOP-TLS [2, 27].
ZNACZENIE KLINICZNE
O ile przedstawione powy¿ej dane wskazu- j¹ na znacz¹c¹ rolê znajomoœci aberracji chro- mosomowych w diagnostyce guzów tkanek miêkkich, to znaczenie wyników tych badañ w prognozowaniu klinicznym jest niejasne. Wy- nika to z faktu, ¿e do tej pory nie opublikowa- no pracy, której autorzy analizowaliby to zjawi- sko na licznej grupie dobrze zdiagnozowanych histopatologicznie przypadków. Tab. 3. zawiera zebrane dane dotycz¹ce zwi¹zku pomiêdzy okreœlonymi aberracjami chromosomowymi w guzach nowotworowych a rokowaniem. Da- ne te nale¿y oceniaæ z du¿¹ ostro¿noœci¹, gdy¿
wymagaj¹ potwierdzenia przez innych badaczy.
W ostatnim okresie pojawiaj¹ siê próby okreœle- nia zwi¹zku pomiêdzy molekularnie charaktery-
Tab. 3. Dane dotycz¹ce ewentualnego zwi¹zku aberracji chromosomowych wystêpuj¹cych w komórkach niektórych gu- zów nowotworowych a rokowaniem
T
Tyypp nnoowwoottwwoorruu AAbbeerrrraaccjjaa cchhrroommoossoommoowwaa RRookkoowwaanniiee
guz desmoplastyczny trisomia 8 zwiêkszone ryzyko
wznowy [7]
z³oœliwy w³ókniak histiocytarny der(19p+)
zwiêkszone ryzyko wznowy i przerzutów [1]
dodatkowa kopia 7q32 skrócony czas prze¿ycia bez przerzutów i ca³kowitego prze¿ycia [8]
maziówczak z³oœliwy trisomia 8 wi¹¿e siê z du¿ym guzem;
brak zwi¹zku pomiêdzy obecnoœci¹ wtórnych aberracji a czasem prze¿ycia [26]
zwojak wspó³czulny del(1p), z³e rokowanie
dodatkowe kopie 17*, zarodkowy hsr, dmin (amplifikacja N-MYC)
* niezale¿ny czynnik prognostyczny
Fot. 2. Kariotyp maziówczaka z³oœliwego wybarwiony technik¹ pr¹¿kow¹ GTW. Strza³ki wskazuj¹ na swoist¹ aberracjê chromosomow¹ t(X;18)(p11;q11), która jest jedyn¹ zmian¹ w kariotypie
zowanymi guzami, a przebiegiem klinicznym choroby. Przyk³adem s¹ wyniki badañ genów fuzyjnych SYT/SSX1 oraz SYT/SSX2 wystêpuj¹- cych w maziówczaku z³oœliwym, które wykaza-
³y, ¿e pacjenci, u których wystêpowa³ gen SYT/SSX2 mieli d³u¿szy okres wolny od prze- rzutów ani¿eli pacjenci z mutacj¹ genu SYT/SSX1 [6]. Najnowsze wyniki równoczesnych badañ cytogenetycznych i molekularnych tych samych guzów maziówczaka i obserwacje kli- niczne pacjentów wykazuj¹, ¿e najlepsze roko- wanie maj¹ pacjenci, w których guzach wystê- puj¹ niewielkie zmiany kariotypowe i wykrywa siê mutacjê SYT/SSX2, ni¿ ci, u których guzy wykazuj¹ z³o¿one aberracje chromosomowe oraz mutacjê SYT/SSX1, przy czym znaczenie mutacji genowej wydaje siê byæ wiêksze [25].
Przedstawione powy¿ej przyk³ady ilustruj¹ wa¿n¹ rolê, jak¹ badania cytogenetyczne od- grywaj¹ w diagnostyce niektórych nowotworów tkanek miêkkich i narz¹dów cz³owieka. Badania molekularne ujawni³y, ¿e u pod³o¿a wielu typów miêsaków le¿y podobny mechanizm, polegaj¹- cy na tworzeniu siê, w wyniku translokacji chro- mosomowej, genów fuzyjnych, których produk- ty maj¹ zdolnoœæ wi¹zania siê z DNA i regulo- wania procesu transkrypcji [27]. Nie ma w¹tpliwoœci, ¿e dalsze badania cytogenetyczne wykryj¹ nowe swoiste rearan¿acje chromosomo- we dla okreœlonych rodzajów guzów tkanek miêkkich. Wstêpne badania kliniczne wskazuj¹ ponadto, ¿e niektóre aberracje chromosomowe mog¹ wi¹zaæ siê z podwy¿szonym ryzykiem wznowy nowotworu lub wyst¹pienia odleg³ego przerzutu [1, 17]. Nale¿y mieæ zatem nadziejê,
¿e kontynuacja badañ cytogenetycznych i mo- lekularnych pozwoli nie tylko na polepszenie dia- gnostyki histopatologicznej guzów tkanek miêk- kich, ale tak¿e na okreœlenie roli aberracji chro- mosomowych w prognozowaniu klinicznym miêsaków.
PIŒMIENNICTWO
1. Choong PFM, Mandahl N, Mertens F, Willén H, Alvegård T, Kreicbergs A, Mitelman F, Rydholm.
A 19p+ marker chromosome correlates with relapse in malignant fibrous histiocytoma. Genes Chromosomes Cancer 1996; 16: 88-93.
2. Fletcher JA. Cytogenetics and experimental models of sarcomas. Curr Opin Oncol 1994; 6: 367-71.
3. Gibas LM, Gibas Z, Sandberg AA. Technical aspects of cytogenetic analysis of human solid tu- mors. Karyogram 1984; 10: 25-7.
4. Gibas Z, Griffin CA, Emanuel BS. Clonal chromoso- me rearrangements in a uterine myoma. Cancer Ge- net Cytogenet 1988; 32: 19-24.
5. Gibas Z, Miettinen M, Limon J, Nedoszytko B, Mró- zek K, Roszkiewicz A, Ryœ J, Niezabitowski A, Dê- biec-Rychter M. Cytogenetic and immunohistoche- mical profile of myxoid liposarcoma. Am J Clin Pa- thol 1995; 103: 20-6.
6. Kawai A, Woodruff J, Healey JH, Brennan MF, An- tonescu CR, Landanyi M. SYT-SSX gene fusion as a determinant of morphology and prognosis in syno- vial sarcoma. N Engl J Med 1998; 338: 153-60.
7. Fletcher CDM, Naeem R, Xiao S, Corson JM. Chro- mosome aberrations in desmoid tumors. Trisomy 8 may be a predictor of recurrence. Cancer Genet Cytogenet 1995; 79: 139-43.
8. Larramendy ML, Tarkkanen M, Blomqvist C, Virola- inen M, Wiklund T, Asko-Seljavaara S, Elomaa I, Knuutila S. Comparative genomic hybridization of malignant fibrous histiocytoma reveals a novel pro- gnostic marker. Am J Pathol 1997; 151: 1153-61.
9. Lasota J, Jasiñski M, Dêbiec-Rychter M, Limon J, Miettinen M. Detection of the SYT-SSX fusion trans- cripts in formaldehyde-fixed, paraffin-embedded tis- sue: A reverse transcription polymerase chain reac- tion amplification assay useful in the diagnosis of sy- novial sarcoma. Mod Pathol 1998; 11: 626-33.
10. Limon J, Turc-Carel C, Dal Cin P, Sandberg AA.
Recurrent chromosome translocations in liposarcoma.
Cancer Genet Cytogenet 1986; 22: 93-94.
11. Limon J, Dal Cin P, Sandberg AA. Translocations involving the X chromosome in solid tumors: Presen- tation of two sarcomas with t(X;18)(q13;p11). Cancer Genet Cytogenet 1986; 23: 87-91.
12. Limon J, Dal Cin P, Sandberg AA. Application of long-term collagenase disaggregation for the cytoge- netic analysis of human solid tumors. Cancer Genet Cytogenet 1986; 23: 305-13.
13. Limon J, Dêbiec-Rychter M, Nedoszytko B, Liberski PP, Babiñska M, Szadowska A. Aberrations of chro- mosome 22 and polysomy of chromosome 8 as non- -random changes in clear cell sarcoma. Cancer Ge- net Cytogenet 1993; 72: 141-5.
14. Limon J, Mitelman F. Znaczenie aberracji chromoso- mowych w litych guzach nowotworowych cz³owieka.
Patol Pol 1994; 45: 1-15.
15. Limon J, Mrózek K, Mandahl N, Nedoszytko B, Verhest A, Ryœ J, Niezabitowski A, Babiñska M, Nosek H, Ocha³ek T, Kopacz A, Willèn H, Rydholm A, Heim S, Mitelman F. Cytogenetics of synovial sar- coma: presentation of ten new cases and review of
the literature. Genes Chromosomes Cancer 1991;
3: 338-45.
16. Mandahl N, Limon J, Mertens F, Nedoszytko B, Gi- bas Z, Denis A, Willén H, Rydholm A, Szadowska A, Kreicbergs A, Ryœ J, Dêbiec-Rychter M, Mitel- man F. Nonrandom secondary chromosome aberra- tions in synovial sarcomas with t(X;18). Int J Oncol 1995; 7: 495-9.
17. Mandahl N, Mertens F, Mitelman F. Genetic chan- ges in bone and soft tissue tumors. Acta Orthop Scand (Suppl 285); 1999; 70: 30-40.
18. Mitelman F, Johansson B, Mertens F. 2000 Databa- se of Chromosome Aberrations in Cancer.
http://cgap.nci.gov/Chromosomes/Mitelman.
19. Mitelman F, Johansson B, Mandahl N, Mertens F.
Clinical significance of cytogenetic findings in solid tumors. Cancer Genet Cytogenet 1997; 95: 1-8.
20. Mrózek K, Karakousis CP, Bloomfield CD. Chromo- some 12 breakpoints are cytogenetically different in benign and malignant lipogenic tumors: Localization of breakpoints in lipoma to 12q15 and in myxoid lipo- sarcoma to 12q13.3. Cancer Res 1993; 53: 1670-5.
21. Mrózek K, Gibas Z, Limon J. Swoiste aberracje chromosomowe w nowotworach tkanek miêkkich i ich znaczenie diagnostyczne. Pol Tyg Lek 1995; 50:
85-9.
22. Mrózek K, Arthur D, Karakousis C, Koduru P, Le Beau M, Pettenati M, Tantravahi R, Mrózek E, Pere- z-Mesa C, Rao U, Frankel S, Davey F, Bloomfield C. Der(16)t(1;16) is a nonrandom secondary chromo- some aberration in many types of human neoplasia, including myxoid liposarcoma, rhabdomyosarcoma and Philadelphia chromosome-positive acute lympho- blastic leukemia. Int J Oncol 1995; 6: 531-8.
23. Mrózek K. Zastosowanie analizy widmowej kariotypu (spectral karyotyping – SKY) do wykrywania nowych aberracji chromosomowych w komórkach miêsaków cz³owieka. Nowotwory 1999; supl. 1: 63-70.
24. Mrózek K, Iliszko M, Ryœ J, Babiñska M, Niezabi- towski A, Bloomfield C, Limon J. Spectral karyoty- ping reveals 17; 22 fusions in a cytogenetically atypi- cal dermatofibrosarcoma proturberans with a large marker chromosome as a sole abnormality. Genes Chromosomes Cancer 2001; 31: 182-6.
25. Panagopoulos I, Mertens F, Isaksson M, Limon J, Gustafson P, Måns Å, Sciot R, Dal Cin P, Samson I, Iliszko M, Ryœ J, Dêbiec-Rychter M, Szadowska A, Skytting B, Brosjö O, Larsson O, Mitelman F, Man- dahl N. Clinical impact and cytogenetic findings in synovial sarcoma. Gene Chromosomes Cancer 2001 (w druku).
26. Skytting BT, Szymañska J, Aalto Y, Lushnikova T, Blomqvist C, Elomaa I, Larsson O, Knuutila S. Cli- nical importance of secondary aberrations in synovial sarcoma evaluated by comparative genomic hybridi- zation. Cancer Genet Cytogenet 1999; 115: 39-46.
27. Rabbits TH. Chromosomal translocations in human cancer. Nature 1994; 372: 143-9.
28. Rowley JD, Mitelman F. Principles of molecular cell biology of cancer: Chromosome abnormalities in hu- man cancer and leukemia. W: Cancer. Principles &
practice of oncology, wyd. 4 (DeVita V. T. Jr., Hell- man S. i Rosenberg S. A. red.). J. B. Lippincott Co., Philadelphia 1993.
29. Sandberg AA, Bridge JA. The cytogenetics of bone and soft tissue tumors. RG Landes Company, Austin 1994.
ADRES DO KORESPONDENCJI prof. dr hab. n. med. JJaannuusszz LLiimmoonn Katedra i Zak³ad Biologii i Genetyki Akademii Medycznej
ul. Dêbinki 1 80-211 Gdañsk
Praca finansowana
z grantu KBN nr 405 018 06
Fot. 3. J¹dra interfazowe komórek maziówczaka z³oœliwego (A – kobiety, B – mê¿czyzny), wybarwione 2-kolorowow¹ technik¹ FISH. Zastosowano znakowane fluorochromami sondy genu SSX1 i SSX2 (izolowane ze sztucznych chromoso- mów dro¿d¿owych YAC) (dziêki uprzejmoœci prof. M. Dêbiec-Rychter)
