Vergleich der diagnostischen Ausbeute zwischen M-FISH, FISH-Sondenpanel und konventioneller zytogenetischer Analyse bei AML

Die neoplastische Hämatologie steht an der Spitze der personalisierten Medizin. Die Klassifikation der Weltgesundheitsorganisation (WHO) umfasst genetische Daten mit mikroskopischen, immunphänotypischen und klinischen Befunden und kategorisiert hämatologische Neoplasien in klinisch und biologisch unterschiedliche Kategorien. Dieses System leitet Diagnose, Prognose und therapeutische Entscheidungen, was mit den aufkommenden zielgerichteten Therapien für Lymphom und Leukämie immer wichtiger wird. Laboruntersuchungen auf hämatologische Neoplasien sind jedoch sehr komplex und im Allgemeinen recht kostspielig.

Die Erstbeurteilung vieler hämatologischer Neoplasien umfasst morphologische, histologische, immunphänotypische (durchflusszytometrische und/oder immunhistochemische) und konventionelle zytogenetische Studien. Aus zytogenetischen Analysen gewonnene Daten können pathognomonisch für bestimmte Leukämien in der WHO-Klassifikation sein (z. B. akute myeloische Leukämie (AML) mit wiederkehrenden zytogenetischen Anomalien und chronische myeloische Leukämie (CML)) und werden wahrscheinlich eine größere Rolle bei der Definition spezifischer Kategorien in einnehmen weitere Klassifikationen.

Herkömmliche zytogenetische Studien sind seit mehr als fünf Jahrzehnten der Goldstandard zum Nachweis genetischer Veränderungen, die größer als 10 Mb (Megabasenpaare) sind. Sie haben den Weg zur Identifizierung spezifischer Chromosomenaberrationen geebnet, die mit klinisch und morphologisch eindeutigen Untergruppen hämatologischer Neoplasmen assoziiert sind.

Die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) ist zu einem zuverlässigen und schnellen Komplementärtest geworden, der auf kritische genetische Ereignisse abzielt, die mit der Diagnose und Prognose bei hämatologischen Neoplasmen verbunden sind. FISH hat die Probleme herkömmlicher zytogenetischer Studien angegangen, indem es zusätzlich zu den Metaphasen auf Interphase-Zellen abzielt. Es hat sich gezeigt, dass FISH-Untersuchungen auch ein integraler Bestandteil der diagnostischen Bewertung sein können, insbesondere wenn die Anomalie „kryptisch“ ist, d. h. durch herkömmliche zytogenetische Untersuchungen nicht erkennbar ist.

Obwohl ergänzende FISH-Tests die Gesamterkennung von Aberrationen verbessern, ist ihr Nutzen nicht für alle Arten von hämatologischen Neoplasmen gleich. Denn FISH-Sonden sind auf den Nachweis nur spezifischer Anomalien beschränkt und genetische Veränderungen, die über den Rahmen der FISH-Sonden hinausgehen, würden daher vollständig übersehen.

Es ist gängige Praxis in Labors, FISH-Sondenpanels in Verbindung mit der Karyotypisierung sowohl bei diagnostischen Proben als auch während der Nachsorge zu verwenden, um das Ansprechen auf die Therapie zu überwachen. FISH ist auf spezifische Anomalien ausgerichtet, und die Ergebnisse können automatisiert an Interphasekernen ausgewertet werden, was die Untersuchung von mehr Zellen als bei herkömmlichen zytogenetischen Studien ermöglicht. FISH hat im Vergleich zu konventionellen zytogenetischen Studien eine höhere analytische und unter Umständen eine höhere klinische Sensitivität. Die Verwendung von FISH-Sondenpanels zur Unterstützung der Diagnose oder zur Überwachung von Nachsorgeproben hämatologischer Neoplasmen ist von entscheidender Bedeutung.

Die Eastern Collaborative Oncology Group (ECOG) verglich herkömmliche zytogenetische Studien und FISH bei AML-Patienten und stellte fest, dass ein Sondenpanel zum Nachweis von Monosomie 5/Deletion 5q, Monosomie 7/Deletion 7q, Trisomie 8, t(8;21), t(9 ;22), MLL-Umlagerungen mit verschiedenen Partnern, t(15;17) und inv(16)/t(16;16), hatten eine Übereinstimmung zwischen 98 % und 100 %. Andererseits zeigt die Studie von He et al. den begrenzten Wert von FISH-Tests bei AML bei Erwachsenen im Rahmen einer adäquaten Karyotypisierungsstudie.

Trotz vieler bedeutender technologischer Fortschritte, die in den letzten Jahren auf dem Gebiet der klinischen Gentests gemacht wurden, bleiben herkömmliche zytogenetische Studien und routinemäßige FISH-Studien wichtige Labortestinstrumente, die zur Bewertung hämatologischer Neoplasmen zur Verfügung stehen. In der Regel ergänzen sich diese beiden Testmethoden und oft dient FISH zur Klärung und besseren Definition zytogenetischer Ergebnisse. Daher besteht die starke Erwartung, dass sich zytogenetische und FISH-Ergebnisse trotz scheinbarer Ausnahmefälle gegenseitig bestätigen. Wenn bei diesen beiden Testmethoden an derselben Probe widersprüchliche Ergebnisse auftreten, sind klinische Labors aufgefordert, Erklärungen auf der Grundlage empirischer Daten anzubieten, die über die einfache Feststellung hinausgehen, dass dies auf einen Laborfehler zurückzuführen ist oder nicht.

Multiplex-FISH (M-FISH) repräsentiert eine der bedeutendsten Entwicklungen in der molekularen Zytogenetik des letzten Jahrzehnts. In der Tumor- und Leukämie-Zytogenetik wurden zwei Gruppen von M-FISH anvisiert, um kryptische Chromosomenumlagerungen zu identifizieren, die durch herkömmliche zytogenetische Studien nicht nachweisbar sind: diejenigen mit einem scheinbar normalen Karyotyp (bei denen vermutet wird, dass sie kleine Umlagerungen enthalten, die durch herkömmliche Zytogenetik nicht nachweisbar sind) und diejenigen mit einem Komplex aberranter Karyotyp (der aufgrund der schieren Anzahl von Aberrationen schwer genau zu karyotypisieren ist).

Zhanget al. verwendeten den spektralen Karyotyp (SKY), um die Karyotypen von AML-Fällen, die durch G-Banding als normal gemeldet wurden, neu zu bewerten. Dies führte zur Identifizierung eines Falles von t(11;19)(q23;p13), einer subtilen, aber erkennbaren zytogenetischen Anomalie, und eines kleineren Klons, der eine Monosomie für Chromosom 7 enthielt, in einem anderen Fall. In einer ähnlichen Studie haben Mohr et al. verglichen SKY mit konventioneller Karyotypisierung bei Patienten mit AML oder MDS mit normalen Karyotypen. Es wurden keine Auffälligkeiten festgestellt.

In Ermangelung eines evidenzbasierten standardisierten algorithmischen Ansatzes kommt es häufig zu Missbrauch und Übernutzung von Labortests, die zu erhöhten Gesundheitskosten und einer komplexeren Patientenversorgung führen. Im aktuellen Umfeld des Gesundheitswesens, das sich zunehmend auf Wert und Effizienz konzentriert, ist es für Pathologen und Kliniker von entscheidender Bedeutung, hochkomplexe und teure Techniken in die routinemäßige Patientenversorgung zu integrieren. Während herkömmliche zytogenetische Studien einen umfassenden Überblick über das Genom bieten, kann das FISH-Sondenpanel kryptische oder submikroskopische genetische Anomalien erkennen und wiederkehrende genetische Anomalien in sich nicht teilenden Zellen identifizieren. M-FISH kann kryptische Chromosomenumlagerungen identifizieren, die durch herkömmliche zytogenetische Studien nicht erkannt werden. Infolgedessen wird allgemein hochgerechnet, dass FISH die Sensitivität beim Nachweis aller genetischen Anomalien im Vergleich zu herkömmlichen zytogenetischen Studien verbessern wird. Diese Annahme wurde dann in die klinische Praxis dahingehend übersetzt, dass Kliniker und Pathologen routinemäßig sowohl konventionelle zytogenetische Studien als auch FISH-Studien bei Patienten mit hämatologischen Neoplasmen anordneten. Je nachdem, wie umfassend das FISH-Sondenpanel ist, können die Kosten für diese Tests recht hoch sein, und ihr zusätzlicher Wert bleibt fraglich.