Академія Медичних Наук УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕМАТОЛОГІЇ ТА трансфузіології

КУЧЕР ОЛЕНА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК: 575.822:577.213.3:616.155.392-053.2-036.1-037

РОЛЬ ГЕНЕТИЧНИХ ФАКТОРІВ У ВИНИКНЕННІ ТА РОЗВИТКУ ГОСТРОЇ ЛЕЙКЕМІЇ У ДІТЕЙ

14.01.31 – гематологія та трансфузіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Науковому центрі радіаційної медицини АМН України

Науковий консультант: | - доктор медичних наук, професор, член-кореспондент АМН України БЕБЕШКО Володимир Григорович, Генеральний директор НЦРМ АМН України, завідувач відділу гематології та трансплантології Інституту клінічної радіології НЦРМ АМН України

Офіційні опоненти: | - доктор медичних наук, професор Гайдукова Світлана Миколаївна, завідувач кафедри гематології та трансфузіології Національної медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика МОЗ України

- доктор медичних наук, професор ЛОГІНСЬКИЙ Володимир Євстахович, завідувач лабораторією імуноцитології та генетики пухлин крові Інституту патології крові та трансфузійної медицини АМН України

- доктор медичних наук НАЛЄСКІНА Леся Анатоліївна, провідний науковий співробітник відділу механізмів протипухлинної терапії Інституту експериментальної патології, онкології та радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України

Провідна установа: | Інститут онкології АМН України, науково-дослідне відділення системних пухлинних захворювань, м. Київ

Захист дисертації відбудеться “ 3 ” квітня 2007 р. о  годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .612.01 в Інституті гематології та трансфузіології АМН України за адресою: 04060, м. Київ, вул. М. Берлинського, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гематології та трансфузіології АМН України за адресою: 04060, м. Київ, вул. М. Берлинського, 12.

Автореферат розісланий “ ” лютого р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Г.П. Гащук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Виникнення різної онкогематологічної патології, в тому числі і гострих лейкемій (ГЛ), часто асоціюється з деякими індивідуальними особливостями організму. В основі розвитку лейкемій у дітей, як вважає більшість вчених світу, лежить спадкова схильність до цього захворювання, однак безпосередньо злоякісна трансформація клітини виникає в результаті взаємодії певних генетично обумовлених характеристик індивідуума та чинників навколишнього середовища [Greaves, Shuster, Wacker, Pullen, 1998, 2003; Doll, Wakeford, 2005]. Все це обумовлює необхідність проведення поглиблених досліджень генетичних маркерів ГЛ у дітей з метою виявлення схильності до цього захворювання та своєчасного прогнозування перебігу лейкемічного процесу. Крім того, вкрай важливим є удосконалення диференційованих програм терапії ГЛ у дітей з урахуванням індивідуальних особливостей пацієнта [Rubnitz, Look, Dreyer, 1998; Buckley, Gilchrist, Ruccione, 2004; Vasmel, Radaskiewicz, Matthews, 2005].

Доведено, що HLA-специфічності головного комплексу гістосумісності (МНС - Major Histocompatibidity Complex) є імуногенетичними маркерами з високим ступенем асоціації щодо гострої лейкемії [Ж.М. Мінченко, Р.П. Павлюк, О.О. Дмитренко, О.В. Кучер 1985, 1996, 1999, 2003, 2005; Ю.М. Зарецька, В.М. Абрамов, А.В. Півник, О.Г. Тітова 1998, 2005; Л.Д. Сєрова, А.П. Тананов 1988, 2003; Behm, Svejgaard, Platz, 1995, 2005; Klin, Aldrich, 1998, 2001]. Відомі також дані про інформативність дерматогліфічних показників як генетичних маркерів спадково обумовлених захворювань [В.П. Войтенко, В.Б. Колодченко О.В. Кучер 1995, 2002; Wertelecki, Plato, Fraumeni, 1989, 2003, 2004; Gerald, Niswander, 2002; Opitz, 1996, 2000; Hentschel, Mills, Langner, 2003, 2004]. Накопичено великий фактичний матеріал про хромосомні аномалії, притаманні різним морфологічним варіантам лейкемій [Blattner, 1995; Austin, Karp, Dworsky, 2004; Heerema, Sather, 2005].

Однак, дотепер чітко не визначені патогномонічні генетичні маркери для гострої лейкемії у дітей. Відомо, що комплекси генетичних ознак можуть обумовлювати виникнення та розвиток лейкемічного процесу. Тому вивчення патогенетичних механізмів розвитку злоякісного процесу на підставі комплексної оцінки HLA-специфічностей, невипадкових хромосомних порушень і особливостей дерматогліфіки є актуальним.

Відомо, що у дітей з лейкеміями певні зміни в дерматоструктурах, корелюють із нестабільністю каріотипу [Wertelecki, 1995]. В анамнезі таких дітей зазначається збільшення числа уроджених аномалій та маси тіла при народженні, а також мимовільних викиднів у матері. Про схильність до злоякісного росту можуть вказувати і конституціональні особливості дитини [Crotty, 1998].

Таким чином, для розкриття механізмів лейкемогенезу та визначення ризику розвитку лейкемічного процесу необхідно комплексне вивчення імуногенетичних, цитогенетичних, молекулярно-генетичних, дерматогліфічних показників, спадково-конституціональних особливостей дитини, а також негативних чинників довкілля.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є фрагментом НДР Інституту клінічної радіології Наукового центру радіаційної медицини АМН України, дисертант був відповідальним виконавцем теми: “Вивчити особливості перебігу лейкемій та лімфом у дітей і підлітків, які проживають на забруднених радіонуклідами територіях України, та удосконалити сучасні методи лікування їх у віддалений період після аварії на ЧАЕС. Розробити та впровадити систему лікувально-профілактичних заходів у дітей і підлітків груп радіаційного ризику з онкогематологічної патології” (номер держреєстрації 0102U005694) та виконавцем тем: “Визначити структурні зміни мінеральної і органічної фаз кісткової тканини і перебудови ДНК у розвитку радіоіндукованої онкогематологічної патології у постраждалих внаслідок аварії на ЧАЕС у віддалений період” (номер держреєстрації 0100U003382); “Вивчення альтернативних джерел стовбурових клітин для трансплантації, засобів їх накопичення і оцінки функціональних можливостей” (номер держреєстрації 0101U001452); “Вивчення закономірностей виникнення, механізмів розвитку та особливостей перебігу найбільш розповсюджених захворювань у постраждалих, що віднесені до критичних груп. Розробка системи лікувально-профілактичних заходів, первинної та вторинної профілактики патологічних станів” (номер держреєстрації 0199U003595); “Порівняльна характеристика властивостей СД34+ клітин різного походження для подальшого обґрунтування доцільності їх використання при ауто- і алотрансплантації” (номер держреєстрації 0103U001409); “Визначення ролі генетичних систем крові та деяких молекулярно-генетичних маркерів пухлинних клонів у комплексній оцінці ефективності трансплантації стовбурових гемопоетичних клітин у хворих на лейкемії та лімфоми” (номер держреєстрації 0100U003381).

Мета дослідження. Визначити комплекси маркерів схильності до розвитку гострої лейкемії у дітей, ранньої та диференціальної діагностики і прогнозування клінічного перебігу лейкемічного процесу для внесення своєчасної корекції в індивідуальні схеми лікування цих захворювань з урахуванням спадково-конституціональних особливостей дитини, дерматогліфічних показників, HLA-специфічностей та молекулярно-генетичних порушень геному.

Задачі дослідження.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Об'єкт дослідження. Гостра лімфобластна лейкемія та гостра мієлоїдна лейкемія.

Предмет дослідження. Клініко-гематологічні особливості захворювання, генетичні маркери схильності та прогнозу клінічного перебігу ГЛЛ і ГМЛ у дітей: імуногенетичні, дерматогліфічні, цитогенетичні, молекулярно-генетичні; стигми дизембріогенезу, особливості анамнезу, родоводів.

Методи дослідження.

Клініко-лабораторні: клінічні (ініціальні клінічні прояви, особливості перебігу захворювання: строки встановлення та тривалість першої ремісії, вид рецидиву, тривалість життя); морфологічні (показники периферичної крові і мієлограми); цитохімічні (дослідження цитоплазматичних маркерів мієлоїдного та лімфоїдного паростків гемопоезу); дослідження імунофенотипу гемопоетичних клітин периферичної крові та кісткового мозку.

Генетичні: імуногенетичні (HLA-типування: ДНК-типування); цитогенетичне дослідження каріотипу клітин (за допомогою методу диференціального забарвлення хромосом); молекулярно-генетичне дослідження (ПЛР); дерматогліфічне дослідження; якісний і кількісний аналіз стигм дизембріогенезу; оцінка анамнезу та даних генеалогічного дослідження; методи математичної статистики (дискримінантний аналіз).

Наукова новизна одержаних результатів. Обґрунтовано та сформовано комплекс інформативних генетично обумовлених факторів для виявлення схильності до розвитку гострої лейкемії у дітей та прогнозування перебігу захворювання, що базується на результатах дерматогліфічного, імуногенетичного, клініко-генеалогічного досліджень, результатах аналізу спадково обумовлених факторів та конституціональних особливостей дитини, а також наявності первинних невипадкових хромосомних аномалій.

Установлені HLA-специфічності: HLA-B*51, HLA-Cw*07, а також HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101 та HLA-DQB1*0505, які є маркерами схильності до розвитку як гострої лімфобластної так і мієлоїдної лейкемії у дітей. Доведено, що ризик розвитку ГЛЛ у дітей, крім того, пов'язаний з наявністю в HLA - генотипі специфічностей HLA-A*33 та HLA-B*27, а розвиток ГМЛ - з HLA-A*11. HLA-специфічності HLA-A*01, HLA-B*40 та HLA-DRB1*07 слід вважати маркерами резистентності до ГЛЛ, а HLA-B*08 – до ГМЛ у дітей.

Вперше створено бальну шкалу та діагностичний індекс розвитку гострої лейкемії відповідно до інформативності дерматогліфічних ознак у хворого. Доведено, що стигми дизембріогенезу кісткової тканини є асоціативним маркером ГЛ у дітей. Виявлено зв'язок даних генеалогічного дослідження (наявність онкологічної патології в родоводах) і конституціональних особливостей дитини (збільшення маси тіла при народженні, лімфоїдна гіперплазія тканин носоглоткового кільця) з розвитком гострої лейкемії. До факторів ризику виникнення ГЛ у дітей віднесено: вік матері на момент народження дитини, патологічний перебіг вагітності й пологів, а також професійна специфіка роботи батьків та їх шкідливі звички.

На підставі результатів дискримінантного аналізу родоводів, анамнестичних даних, конституціональних особливостей дитини, стигм дизембріогенезу та дерматоструктур, а також особливостей розподілу HLA-специфічностей вперше визначено інформативні критерії комплексу генетично обумовлених факторів ризику розвитку ГЛ у дітей та науково обґрунтовано поетапний скринінг щодо виявлення схильності до онкогематологічної патології серед дитячого населення.

Установлено зв’язок між ініціальними клініко-лабораторними характеристиками хворих, особливостями їх фено- і генотипу та розроблено комплекс критеріїв оцінки прогнозу перебігу лейкемічного процесу у дітей (строки встановлення і тривалість першої ремісії, кількість та вид рецидивів, розвиток ускладнень, тривалість життя пацієнтів).

Практичне значення одержаних результатів. Для виявлення схильності до розвитку гострої лейкемії у дітей та формування груп ризику з онкогематологічної патології серед дитячого населення обґрунтовано та розроблено алгоритм поетапного скринінгу на підставі визначених індивідуальних особливостей фено- та генотипу дитини. Перший етап скринінгу, який базується на простих й загальнодоступних методах, дозволяє виявляти схильність до ГЛ і включає анамнестичні дані, особливості родоводів (обтяженість онкологічною патологією), дерматогліфічне дослідження (наявність “Дерматокомплексу “Л”), якісний аналіз стигм дизембріогенезу (епікант, викривлення мізинця, синдактилія II-III пальців ступнів, готичне піднебіння) і кількісний (більше 5). Другий етап полягає в аналізі результатів HLA-типування і дозволяє точніше виявляти схильність до лейкемії з урахуванням морфологічного варіанту захворювання: HLA-специфічності HLA-A*33, HLA-B*27, HLA-B*51, HLA-Cw*07, а також HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101 та HLA-DQB1*0505 - маркери схильності до ГЛЛ; HLA-специфічності HLA-A*11, HLA-B*51, HLA-Cw*07, а також HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101 та HLA-DQB1*0505 - маркери схильності до ГМЛ. Створено систему виявлення схильності до розвитку ГЛ у дітей для використання в повсякденній клінічній практиці під час проведення диспансеризації дитячого населення України.

На підставі вивчення кореляційних зв’язків між ініціальними клініко-лабораторними параметрами, а також генетичними та спадково обумовленими факторами у дітей із гострою лейкемією розроблено комплекс критеріїв для прогнозування перебігу лейкемічного процесу, що дає змогу індивідуалізувати та коригувати тактику лікування хворих на онкогематологічну патологію. Запропоновано схему прогнозу перебігу ГЛ у дітей з урахуванням генетичної конституції дитини для впровадження в практику відділень дитячої гематології.

Особистий внесок здобувача. Дисертантові належить ідея дисертаційної роботи. Автором здійснено аналіз даних літератури і встановлено ступінь вивчення проблеми. Обґрунтовано актуальність теми та необхідність проведення досліджень. Сформульовано мету і завдання роботи, здійснено відбір та опрацювання методик дослідження, сформовано групи спостереження для подальшого обстеження. Самостійно проведено аналіз анамнестичних даних, визначені клініко-гематологічні характеристики хворих, надано оцінку результатам клініко-генеалогічного і дерматогліфічного досліджень, зіставлено результати клінічних, цитологічних, біохімічних, цитохімічних, імунологічних, цитогенетичних, молекулярно-біологічних досліджень. Оцінено результати лікування хворих і сформовано комп'ютерну базу даних. Самостійно написані всі розділи дисертації і сформульовано висновки. Автором визначено комплекс генетично обумовлених факторів, найбільш інформативних для виявлення схильності до розвитку гострої лейкемії у дітей, а також прогнозування клінічного перебігу захворювання. Автором науково обґрунтовано поетапну комплексну схему обстеження дітей з урахуванням їх генетичної конституції для виявлення схильності до ГЛ і прогнозування перебігу лейкемічного процесу. Імунофенотипові дослідження проводили на базі відділу клінічної імунології ІКР НЦРМ АМН України (керівник - д.м.н., проф. Д.А. Базика), HLA - генотипування –в лабораторії імуногенетики (керівник-д.б.н. Ж.М. Мінченко).

Апробація результатів дисертації. Результати наукового пошуку неодноразово обговорювалися на практичних конференціях відділу гематології та трансплантології ІКР НЦРМ АМН України (2000–2005 рр.), а також викладались й обговорювались на наукових форумах: міжнародній науково-практичній конференції “Актуальные и прогнозируемые нарушения психического здоровья после ядерной катастрофы в Чернобыле” (Київ, 1995); науково-практичній конференції “Чернобыль и здоровье детей” (Київ, 1995); The 2-nd International conference “Long-term health consequences of the Chernobyl disaster” (Kiev, Ukraine, 1998); The Annual conference “Risk analysis: opening the process”(Paris, France, 1998); The 2-nd International Conference of Russian speaking medical doctors, stomatologists and biologists “Critical problems medicine and biology in the XXI century” (New-York, USA, 1998); The III scientific-practice conference “Oncogenetic problems: scientific and applied aspects”(Kiev, Ukraine, 2002); The 7-th Meeting of the European Hematology Association (Florence, Italy, 2002); The 8-th Annual Congress of the European Hematologic Association (Lyon, France, 2003); науково-практичній конференції “Онкологія – XXI” (Київ, 2004); The 9-th Annual Congress of the European Hematologic Association (Zeneva, 2004); науково-практичній конференції ”Гематологія та трансфузіологія: фундаментальні та прикладні питання” (Київ, 2005).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 32 наукові праці, із них 21 стаття - у наукових журналах та збірниках, рекомендованих ВАК України, 10 - тези доповідей. Опубліковано 4 методичні рекомендації, один інформаційний лист.

Структура й обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 359 сторінках машинописного тексту. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, 6 розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 429 назв, і 2 додатків. Роботу ілюстровано 86 таблицями та 30 рисунками.

ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. У дисертаційній роботі представлено результати комплексного обстеження 337 дітей та підлітків з гострою лімфобластною (225 осіб) (С 91.0 по МКБ-10) та мієлоїдною лейкемією (112 осіб) (С 92.0 по МКБ-10), віком від одного до 20 років (основна група). До контрольної групи увійшла 401 практично здорова дитина того ж віку.

Спостереження за хворими в періоди індукції, консолідації ремісії та реіндукції, а також ретроспективне вивчення 738 історій хвороби дозволило відстежити динаміку клінічного перебігу лейкемічного процесу у дітей. Розробки по ГЛЛ проводилися за період з 1993 по 2004 рр., по ГМЛ - з 1985 по 2004 рр. Діагноз гострої лейкемії встановлювався на підставі оцінки ініціальної клінічної симптоматики, даних аналізу периферичної крові, кісткового мозку, цитохімічного, імунофенотипового, молекулярно-генетичного досліджень клітин пухлинного клону.

Морфологічний варіант ГЛЛ-L1 було діагностовано у 156 пацієнтів (69,3%), ГЛЛ-L2 - 29 (12,9%), ГЛЛ-L1/2 – 37 (16,4%) та ГЛЛ-L3 – 3 (1,4%). В-клітинний варіант визначено у 144 дітей (64%), Т-клітинний – у 56 хворих (24,9%). На підставі результатів імунофенотипування верифіковані підваріанти ГМЛ: у 4 дітей було діагностовано М0-варінт, 11 – М1, 29 – М2, 10 – М3, 15 – М4, 15 – М4Ео, 11 – М5, 7 - М5а, 5 – М6 та 5 - М7.

Клініко-генеалогічний аналіз базувався на даних про стан здоров'я родичів пробанда різного ступеня спорідненості в декількох поколіннях, відомостях про наявність уроджених і спадкових захворювань, а також контакти з мутагенами довкілля.

Для проведення якісного аналізу стигм дизембріогенезу малі аномалії розвитку було згруповано залежно від локалізації: аномалії шкіри, її придатків і м'язів; вади розвитку голови і шиї; кісткові дизморфії; вади розвитку внутрішніх органів і систем. Для здійснення кількісного аналізу малих аномалій розвитку обстежені нами діти були розділені на 3 групи: діти, котрі мають менше 3 стигм; котрі мають від 3 до 5; а також понад 5 стигм дизембріогенезу.

Дерматогліфічне дослідження проводилося у 225 дітей із ГЛЛ і 112 із ГМЛ за класичною методикою Cummins and Mydlo (1961), в модифікаціях Т.Д. Гладкової (1966) та І.С. Гусєвої (1986). Дані оброблялися за допомогою методів варіаційної статистики і кореляційного аналізу з використанням поліхоричного показника зв'язку (). У кожної дитини вивчалося 365 ознак; оцінка значущості проводилася за критерієм Пірсона (2).

Аналізувався розподіл генів системи HLA I і II класів. Генотипування алельних вариантів HLA I класу (локуси А, В, Сw), II классу (локуси DRB1, DQA1, DQB1) здійснено у 121 дитини з ГЛЛ, 87 з ГМЛ та 150 дітей контрольної групи. Статистичний аналіз результатів імуногенетичного типування проводився з урахуванням нерівномірного зчеплення, розраховувались відносні коефіцієнти асоціативних зв'язків (RR) і ступінь їх вірогідності.

У 45 дітей із ГЛЛ і 28 із ГМЛ проводився цитогенетичний аналіз (G-banding). Ідентифікацію кожної пари хромосом пухлинних клітин та їх змін здійснювали відповідно до критеріїв ISCN (1985). Для кожного хворого оцінювали від 20 до 50 метафаз. Враховувалися всі аберації хроматидного і хромосомного типів (за винятком пробілів), а саме: транслокації, делеції, інверсії, дицентричні та кільцеві хромосоми, парні й поодинокі фрагменти.

Молекулярно-генетичне дослідження проводилося у 66 дітей із ГЛЛ і 33 із ГМЛ. Для підвищення чутливості та специфічності реакції було використано метод nested - ПЛР, заснований на проведенні 2-етапної ампліфікації (реампліфікації) молекул-мішеней.

Статистична обробка результатів дослідження здійснювалася з використанням множинного кореляційного та регресійного аналізу за допомогою пакета прикладних програм SPSS–11.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ, їх Аналіз і узагальнення

Для визначення спільних рис та відмінних фенотипових ознак у дітей із різними варіантами гострої лейкемії були проаналізовані ініціальні клінічні прояви захворювання (XI). У 145 дітей із ГЛЛ були скарги на осалгії (64,4%); 98 – прояви геморагічного синдрому (43,5%); у 115 хворих визначалася лімфаденопатія (51,1%); 140 – гепатомегалія (62,2%) та у 119 – спленомегалія (52,9%). 37 дітей з ГМЛ в ініціальному періоді захворювання скаржилися на осалгії (33%); 45 – на прояви геморагічного синдрому (40,2%); у 40 дітей на початковій стадії захворювання відзначалася лімфаденопатія (35,7%); 77 – гепатомегалія (63,7%); 48 – спленомегалія (42,9%).

Результати аналізу гемограми у дітей з лейкеміями в період розгорнутих клінічних проявів хвороби (I гострий період) показали у превалюючої більшості пацієнтів зниження рівня гемоглобіну, числа еритроцитів і тромбоцитів у порівнянні з нормативним рівнем. У 36% хворих на ГЛЛ визначалася анемія різного ступеню важкості. Лейкоцитоз зустрічався у 22,6% дітей, тромбоцитоз - 22,2%. Лейкопенія мала місце у 151 дитини (67%), тромбоцитопенія – 157 дітей (69,8%). У дітей з ГМЛ анемія зустрічалася у 41 дитини (36,6%), лейкоцитоз – 37 (33%), лейкопенія – 45 (40,2%), тромбоцитоз – 7 (6,25%), тромбоцитопенія – 53 (47,3%).

За результатами мієлограми кількість бластних форм у кістковому мозку в гострий період захворювання була в межах від 58 % до 99% (середні значення при ГЛЛ 86,3+2,5%, при ГМЛ – 66,3+10,4%).

У 102 дітей (45,3%) з ГЛЛ через 3 - 7 років спостерігалися рецидиви захворювання (ізольований кістковомозковий, комбінований, нейролейкемія, тестікулярний), причому найчастіше відзначався кістковомозковий рецидив (67 дітей – 29,8%). Тривалість життя дітей з ГЛЛ без рецидиву становила 75,5 міс., з ГМЛ - 32,9 міс.

Найчастішими ускладненнями під час проведення терапії індукції ремісії є мікробно-вірусні інфекції (відзначалися у 67% хворих на ГЛЛ та 79% на ГМЛ). За локалізацією зазвичай спостерігалися бронхолегеневі ускладнення (46%), патологічні процеси у шлунково-кишковому тракті (33%) і виразково-некротичні прояви на шкірі (15%). Причому при рецидивах лейкемії і резистентності до хіміотерапії у 6% хворих розвивався сепсис. Виражений геморагічний синдром визначався у 35% дітей з ГЛЛ та 45% з ГМЛ.

У дитячій популяції існують індивідууми з різними генетичними та конституціональними характеристиками, на підставі яких можна виявляти схильність до розвитку різних захворювань, у тому числі й онкогематологічних. Нами встановлено зв’язок між ними, обґрунтовано їх значущість і внесок у розвиток лейкемії, розроблено поетапну схему генетичного скринінгу з метою формування груп ризику з онкогематологічної патології (схема 1).

I ЕТАП

Виявлення схильності до гострої лейкемії на підставі результатів комплексної оцінки:

Ш

Ш

Ш

Ш

Ш

Ш

Група ризику з гострої лейкемії

(помилка прогнозування 3,1%)

II ЕТАП

Виявлення схильності до гострої лейкемії з урахуванням морфологічного варіанта захворювання

на підставі результатів комплексної оцінки:

Ш

Ш

Група підвищеного ризику з гострої лейкемії

вірогідність реалізації схильності від 0,5 до 0,9(9) (Canonical Discriminant Functions)

(помилка прогнозування 1,9 %)

Групи ризику з гострої лейкемії з урахуванням морфологічного варіанта захворювання

(помилка прогнозування 17,9%)

Група ризику з ГЛЛ | Група ризику з ГМЛ

Схема 1. Поетапна комплексна схема генетичного скринінгу для виявлення у дітей схильності до розвитку гострої лейкемії.

Визначення генетичних маркерів гострої лейкемії у 225 дітей з ГЛЛ та 112 з ГМЛ за результатами дерматогліфічного дослідження на підставі порівняльного аналізу 365 дерматоструктур у кожної хворої та здорової дитини показало, що найбільш діагностично значущими для гострої як лімфобластної, так і мієлоїдної лейкемії у дітей, з урахуванням критерію Пірсона (2), є такі показники: закінчення головної долонної лінії А на одній чи обох долонях у 2 полі, наявність складного візерунка (СВ) на дистальній фаланзі II та III пальця однієї чи обох рук і величина гребневої щільності (ГЩ) більше 23 (“Дерматокомплекс “ Л”) (I).

Установлені дерматогліфічні ознаки, які за величиною інформативності та ступенем вірогідності характерні для гострих лейкемій, що лягло в основу створення бальної шкали оцінок дерматогліфічних показників при різних формах ГЛ у дітей (табл. 1) (II). Величина інформативності ознак визначалася за методикою Шермана, ступінь їх вірогідності – за величиною коефіцієнта Ст’юдента (t).

Таблиця 1

Бальна шкала оцінок дерматогліфічних показників при різних формах гострої лейкемії у дітей

Дерматогліфічний показник | Бал

Складний візерунок на трьох пальцях | 3

Подвійна петля на чотирьох пальцях | 4

Центральна кишеня на трьох пальцях | 3

Гребнева щільність більше 26 | 4

Сумарний гребневий рахунок більше 200 | 4

Складний візерунок на II міжпальцевій подушечці праворуч | 5

Завиток на II міжпальцевій подушечці ліворуч | 3

Ульнарна петля на лівому тенарі та I міжпальцевій подушечці | 4

Складний візерунок на IV міжпальцевій подушечці ліворуч | 5

Завиток на лівому гипотенарі | 3

S – образний візерунок на правому гипотенарі | 3

Т – образний візерунок на правому тенарі та I міжпальцевій подушечці | 4

Додатковий пальцевий трирадіус d’ на обох долонях | 5

Додатковий пальцевий трирадіус a’ на одній з долонь | 4

Закінчення головної долонної лінії A ліворуч у полі 2 | 4

Закінчення головної долонної лінії В праворуч у полі 4 | 3

Закінчення головної долонної лінії A праворуч у полі 2 | 4

Ульнарний зсув лівого осьового трирадіусу | 3

Переривчатість папілярних ліній | 4

Наявність двох осьових трирадіусів на одній з долонь | 4

Усього

За наявності у дитини 76 балів за шкалою вірогідним (P=0.98) є можливість розвитку ГЛ.

Окрім того, нами розроблено діагностичний індекс (ДІ) для гострої лейкемії у дітей на підставі бальної оцінки дерматоструктур (III).

- сума балів ознак, виявлених у дитини;

- сума балів усіх ознак бальної шкали.

Доведено, що чим більше величина діагностичного індексу, тим вище ризик розвитку в дитини ГЛ.

Установлено зв'язок між дерматогліфічними показниками, найбільш притаманними дітям з ГЛ, і особливостями перебігу захворювання: для несприятливого прогнозу стасовно строків установлення першої клініко-гематологічної ремисії характерні наявність у дитини рисунка на IV міжпальцевій подушечці та закінчення головної долонної лінії A на обох руках у 2 полі; для сприятливого прогнозу - рисунок на гіпотенарі обох рук, ульнарний зсув t на обох долонях та величина ГЩ більше 25. Для дітей з тривалістю першої ремісії меньш одного року характерні наявність рисунка на III міжпальцевій подушечці та правому гіпотенарі, наявність tt’ справа та подвійної петлі (ПП) на I пальці справа, d’ на лівій руці, а також величина ГЩ більше 25. Для дітей з тривалістю життя меньш одного року від початку захворювання найбільш характерні рисунок на правому гіпотенарі, СВ на правих міжпальцевих подушечках та наявність a’ на правій руці. Вивчення особливостей дерматогліфіки у дітей з різними ускладненнями, що розвинулися при проведенні поліхіміотерапії (ПХТ), показало, що для дітей з інфекційними ускладненнями характерні рисунок на тенарі и наявність tt’ на правій руці, для дітей з вираженим геморагічним синдромом – рисунок на III долонній подушечці зліва та наявність центральної радіальної кишені (ЦК-R) на II пальці руки. Для нейролейкемії характерні рисунок на II долонній подушечці та наявність a’ на правій руці.

Відомо про відповідність дерматоструктур певним хромосомам, при цьому наявність визначених патологічних дерматогліфів у дітей, хворих на ГЛ, свідчить про зміни у відповідних хромосомах і хромосомний дисбаланс (Williams, Garcia, 1990; Harrich, Pearson, 1998; Biondi , Greaves, 2001). Показано, що характерною рисою хромосомного дисбалансу є чисельні вади розвитку різних органів і систем (черепно-лицьові дизморфії, пороки розвитку скелету, серця, нирок) (Cazzaniga, Daniotti, Eden, 1994; Addison, Masera, Saha, 2000; Wiemels, 2002). Кількісний аналіз стигм дизембріогенезу в дітей вказав на збільшення майже у 2 рази малих аномалій розвитку (понад 5) у пацієнтів з лейкеміями порівняно з контрольною групою (33,8% проти 14,6%). Це свідчить про загальну генетичну обтяженість дітей з онкогематологічними захворюваннями. Однак не всі стигми дизембріогенезу рівноцінні за своїм діагностичним значенням.

Рисунок 1. Стигми дизембріогенезу, найбільш характерні для дітей з гострими лейкеміями і практично здорових дітей.

Так, у дітей основної групи порівняно з контрольною зазвичай зустрічаються епікант (46% проти 4% у контрольній), викривлення мізинця (52% проти 8%), синдактилія II–III пальців ступнів (36% проти 6%), готичне піднебіння (48% проти 20%). У дітей контрольної групи, як правило, спостерігаються діастаз прямих м'язів живота (58%) і деформація вушних раковин (35%) (IV).

Проведений аналіз родоводів дітей основної і контрольної груп по батьківській і материнській лініях виявив підвищення частоти онкологічної патології в родинах дітей з ГЛ. Злоякісні новоутворення різної локалізації реєструвалися в основній групі у 50 осіб (14,8%) проти 32 (8%) в контролі: у 30 (9%) - по лінії матері проти 18 (4,5%) в контролі та 20 (5,8%) - по лінії батька проти 14 (3,5%) в контролі (V). Найбільш притаманні жінкам - рак молочної залози (19 осіб), чоловікам - рак шлунку (14 осіб).

Таким чином, результати генеалогічного аналізу довели підвищену частоту онкологічної патології як по батьківській, так і материнській лініях у родоводах дітей з ГЛ порівняно з контролем.

Для подальшого відбору критеріїв для формування груп підвищеного ризику виникнення та розвитку онкогематологічних захворювань у дітей нами вивчалися: особливості перебігу вагітності та пологів у матерів, які народили хворих на лейкемію дітей; особливості життя дитини до встановлення діагнозу; конституціональні особливості дітей. Враховувалися також шкідливі звички та професійна специфіка роботи батьків.

За результатами наших досліджень, у матерів хворих дітей частіше спостерігався патологічний перебіг вагітності порівняно з контролем - у 197 жінок (58,5%) основної групи та 139 жінок (34,8%) контрольної групи. Слід зазначити, що перебіг пологів у матерів хворих дітей частіше, ніж у контролі, ускладнювався кесаревим розтином, неправильним положенням плоду, застосуванням допоміжних у пологах спецзасобів, тривалим безводним періодом, стрімкими пологами (28,8% проти 16,8% ) (VIII).

Порівняльний аналіз маси тіла при народженні дітей основної і контрольної груп показав, що особи, які надалі захворіли на ГЛ, мали більшу масу тіла при народженні (за 3600,0) порівняно з контролем (49% та 25,9% відповідно). Це збігається з даними літератури, котрі свідчать про наявність більшої маси тіла та росту при народженні у дітей, які захворіли на лейкемію [Hilden, Frestedt, Moore, 2004]. Отримані дані дозволили віднести цей показник до факторів ризику розвитку у дитини ГЛ (IX).

У 62% дітей основної групи виявлено лімфоїдну гіперплазію з боку носоглоткового кільця (гіперплазія мигдалин і аденоїдів), ускладнену частими ангінами, що узгоджується з даними І.М. Воронцова у спів. (1985) та Yeazel, Buckley (1995) щодо конституціонального лімфатизму як фактору ризику розвитку лейкемій у дітей. Аналіз захворювань, перенесених за 6 - 12 місяців до встановлення діагнозу ГЛ у дітей показав, що найчастіше зустрічалися вірусні інфекції (43%) та травми кісток (24,1%).

Важливо відмітити, що батьки і матері дітей з ГЛ частіше піддавалися впливу шкідливих чинників на виробництві та зазвичай палили. Так, 52 матері (15,3%) і 36 батьків (10,8%) дітей основної групи мали контакт із хімічними речовинами (у контролі 10,2% та 5,6% відповідно); 24 жінки (7,1%) за характером своєї діяльності щорічно робили діагностичну флюорографію органів грудної клітини (у контролі - 2,2%) (VI). 49,7% батьків і 17% матерів основної групи зловживали палінням (у контролі – 27% і 7,9% відповідно) (VII).

На підставі вивчення анамнестичних даних, результатів клініко-генеалогічного дослідження і конституціональних факторів ризику розвитку в дитини ГЛ за допомогою дискримінантного аналізу визначено маркери схильності до захворювання та розроблено критерії щодо формування груп ризику на першому етапі генетичного скринінгу (рис. 2).

Класифікаційні результати | Прогнозування належності дитини до однієї з груп, %

Немає схильності | Є схильність

Реальна належність дитини до однієї з груп, % | Немає схильності | 99,5 | 0,5

Є схильність |

0 |

100

Рисунок 2. Результати дискримінантного аналізу на першому етапі генетичного скринінгу.

Таким чином, для дітей, не схильних до розвитку ГЛ, функція групового центроїду + 2,66; для дітей, схильних до розвитку лейкемічного процесу, – 3,21. Слід зазначити, що чим ближче до центроїду розміщується значення дискримінантної функції, тим подія (схильність дитини до ГЛ чи ні) більш вірогідна. За класифікаційними результатами щодо визначення вірогідності події, помилка виявлення хибної схильності складає 0,5%.

Наприклад, у дівчини М., 14 років, яка не увійшла до нашої вибірки, проаналізовано 113 факторів за критеріями першого етапу генетичного скринінгу (рис. 3).

Випадок | Реальна група | Спрогнозована група | Вірогідність спрогнозованого результату | Квадрат відстані до центройду | Результат дискримінантної функції

Дівчина М, 14 років | 0 | 0 | 0,9975 | 1,88667708 | 2,44178998

Рисунок 3. Результати дискримінантного аналізу для дівчини М. на першому етапі генетичного скринінгу.

За результатами дискримінантного аналізу у дівчини М. не виявлено схильності до розвитку ГЛ з вірогідністю події 0,9975 (значення дискримінантної функції +2,44; значення групового центроїду +2,66).

На другому етапі генетичного скринінгу для більш точнішого визначення схильності до ГЛ з урахуванням морфологічного варіанта захворювання у дітей вивчався розподіл HLA-специфічностей. Установлено, що HLA-специфічності HLA-B*51 і HLA-Cw*07, а також HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101 і HLA-DQB1*0505 є маркерами схильності як до гострої лімфобластної, так і до гострої мієлоїдної лейкемії у дітей. Крім того, ризик розвитку ГЛЛ у дітей пов'язаний з HLA-специфічностями HLA-A*33 і HLA-B*27; ризик виникнення ГМЛ - з HLA-A*11 (X). HLA-специфічності HLA-A*01, HLA-B*40 і HLA-DRB1*07 варто вважати маркерами резистентності до ГЛЛ, а HLA-B*08 – до ГМЛ у дітей.

Установлено зв’язок між особливостями розподілу HLA-специфічностей у дітей та особливостями перебігу лейкемічного процесу. Так, у дітей з терміном встановлення першої ремісії ГЛЛ пізніше 33 дня від початку проведення курсу ПХТ виявлене підвищення частоти визначення генів HLA-A*33, HLA-B*27, HLA-B*51, а також HLA-DQВ1*0101. Їхня частота в HLA-генотипі склала відповідно 21%, 26,3%, 31,6% і 68,4%, а в групі дітей з більш раннім терміном встановлення ремісії (до 33 дня ПХТ) відповідно 5,9%, 13,7%, 14,7% і 22,5% (p<0,05). Для дітей з більш тривалим періодом індукції ГМЛ характерні HLA-A*24, HLA-B*51, HLA-Cw*07 і HLA-DQВ1*0505.

Поряд з цим виявлені HLA - специфічності, характерні для дітей з більш сприятливим прогнозом у плані строків установлення першої клініко-гематологічної ремісії. Так, для дітей з ГЛЛ і строком установлення ремісії до 33 дня ПХТ найбільш характерні HLA-A*02, HLA-B*07, HLA-Cw*02 і HLA-DRВ1*11. Їхня частота відповідно склала 29,4%, 13,7%, 19,6% і 24,5%, а в групі дітей з більш пізнім терміном установлення ремісії - 10,5%, 5,3%, 10,5% і 10,5% відповідно. Для дітей з ГМЛ характерними для сприятливого прогнозу щодо строків установлення першої ремісії є HLA-специфічності HLA-A*02 і HLA-DRВ1*11.

Для дітей з більшою тривалістю життя від моменту встановлення діагнозу ГЛЛ характерні HLA - специфічності HLA-B*13, HLA-DRВ1*04 і HLA-DQВ1*0301, з меншою тривалістю - HLA-A*24 і HLA-Cw*07. Для дітей з ГМЛ і більшою тривалістю життя характерні HLA-B*13 і HLA-DRВ1*04.

Для дітей із гнійно-септичними ускладненнями як з ГЛЛ, так і з ГМЛ найбільш характерний HLA-A*24. Поряд з цим, у дітей з неускладненим інфекційним процесом перебігом захворювання вірогідно частіше виявлявся HLA-Cw*04. Крім того, для дітей з ускладненим перебігом ГЛЛ характерні HLA-B*27 і HLA-DQВ1*0302, неускладненим гнійно-септичними проявами - HLA-B*07 і HLA-DRВ1*15. У дітей з інфекційними ускладненнями ГМЛ при проведенні ПХТ вірогідно частіше виявлявся HLA-DQВ1*0505, з неускладненим перебігом - HLA-A*01, HLA-B*18 і HLA-DRВ1*07.

У дітей з вираженим геморагічним синдромом як при ГЛЛ, так і ГМЛ вірогідно частіше виявлялися HLA-B*51 і HLA-DRВ1*11, у групі дітей без геморагічних проявів - HLA-A*02. Крім того, для дітей з ГЛЛ, ускладненої геморагічним синдромом найбільш характерна присутність в HLA-генотипі HLA-A*25 і HLA-B*41, для ГМЛ - HLA-Cw*07. Слід зазначити, що в групі дітей без геморагічних проявів ГЛЛ вірогідно частіше виявлявся Cw*06.

Для дітей з ГЛЛ і розвитком нейролейкемії найбільш характерні HLA-специфічності: HLA-A*26, HLA-B*07, HLA-B*27, HLA-Cw*03 і HLA-DQА1*0301.

Особливості розподілу генів системи HLA та результати першого етапу скринінгу лягли в основу розробки критеріїв для формування груп ризику з розвитку ГЛ на другому етапі генетичного скринінгу з урахуванням морфологічного варіанту захворювання (рис. 4, 5).

Рисунок 4. Результати дискримінантного аналізу за двома функціями щодо визначення у дітей схильності до розвитку ГЛЛ.

Аналогічно отримані результати дискримінантного аналізу за двома функціями для визначення у дітей схильності до розвитку ГМЛ.

Діагноз | Групи спостереження | Разом

Здоров | ГЛЛ | ГМЛ

Абс. ч. | Здоров | 401 | 0 | 0 | 401

ГЛЛ | 0 | 190 | 33 | 223

ГМЛ | 0 | 19 | 87 | 106

% | Здоров | 100 | 0 | 0 | 100

ГЛЛ | 0 | 85,2 | 14,8 | 100

ГМЛ | 0 | 17,9 | 82,1 | 100

Рисунок 5. Результати дискримінантного аналізу за двома функціями на другому етапі генетичного скринінгу.

Слід зазначити, що на другому етапі скринінгу не відзначалося похибки при визначенні схильності до ГЛ в цілому, однак, з урахуванням морфологічного варіанту - мала місце помилка: 14,8% при визначенні схильності до ГЛЛ та 17,9% - до ГМЛ.

Отже, перший етап скринінгу дозволяє виявляти схильність до гострої лейкемії з використанням простих і загальнодоступних методів, що включають дерматогліфічне дослідження (наявність “Дерматокомплексу “Л”), якісний аналіз стигм дизембріогенезу (епікант, викривлення мізинця, синдактилія II-III пальців ступнів, готичне піднебіння) та кількісний (більше 5), вивчення родоводів (обтяженість онкологічною патологією), аналіз акушерського анамнезу (наявність патологічного перебігу вагітності та пологів у матерів), з’ясування впливу шкідливих факторів: шкідливості виробництва та зловживання палінням (рис.6).

Дерматогліфічні показники

Дерматокомплекс - “Л”:

Закінчення головної долонної лінії А в 2 полі

Складний візерунок на II чи III пальцях обох рук

Величина гребневої щільності більш 23

+

Клініко-генеалогічні дані:

обтяженість родоводів онкологічною патологією

+

Стигми дизембріогенезу

Кількісні характеристики: більше 5

Якісні характеристики: епікант, синдактилія II-III пальців ступнів, викривлення мізинця

Рисунок 6. Критерії формування груп ризику з гострої лейкемії у дітей на першому етапі генетичного скринінгу.

Окрім того, враховувалася підвищена маса тіла при народженні дитини, наявність лімфоїдної гіперплазії та найбільш характерні промотори (вірусні інфекції, травми кісток).

Другий етап, який включає вивчення особливостей розподілу HLA-специфічностей, дозволяє точніше виявляти у дитини схильність до розвитку ГЛ з урахуванням морфологічного варіанту захворювання. Маркерами схильності до ГЛЛ є HLA-специфічності: HLA-A*33, HLA-B*27, HLA-B*51, HLA-Cw*07, HLA-DRB1*11, HLA-DQB1*0505, HLA-DQА1*010; ГМЛ - HLA–A*11, HLA-B*51, HLA–В*08, HLA-Cw*07, HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101 та HLA-DQB1*0505 (рис. 7).

Результати I етапу скринінгу

+

HLA – специфічності, характерні для дітей з гострою лейкемією:

ГЛЛ, ГМЛ – HLA-B*51, HLA-Cw*07, HLA-DRB1*11, HLA-DQА1*0101, HLA-DQB1*0505

Крім того: ГЛЛ – HLA-A*33 та HLA-B*27,

ГМЛ – HLA-A*11

Рисунок 7.