Vergelijking van diagnostische opbrengst tussen M-FISH, FISH-sondepanel en conventionele cytogenetische analyse bij AML

Neoplastische hematologie loopt voorop in gepersonaliseerde geneeskunde. De classificatie van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) omvat genetische gegevens met microscopische, immunofenotypische en klinische bevindingen en categoriseert hematologische neoplasmata in klinisch en biologisch verschillende categorieën. Dit systeem begeleidt diagnose, prognose en therapeutische keuzes, wat steeds belangrijker is geworden met de opkomende gerichte therapieën voor lymfoom en leukemie. Laboratoriumtests voor hematologische neoplasmata zijn echter zeer complex en over het algemeen vrij duur.

De eerste beoordeling van veel hematologische neoplasmata omvat morfologische, histologische, immunofenotypische (flowcytometrische en/of immunohistochemische) en conventionele cytogenetische onderzoeken. Gegevens verkregen uit cytogenetische analyse kunnen pathognomonisch zijn voor specifieke leukemieën in de WHO-classificatie (bijvoorbeeld acute myeloïde leukemie (AML) met terugkerende cytogenetische afwijkingen en chronische myeloïde leukemie (CML)) en zullen waarschijnlijk een grotere rol gaan spelen bij het definiëren van specifieke categorieën in verdere classificaties.

Conventionele cytogenetische studies zijn al meer dan vijf decennia de gouden standaard voor het opsporen van genetische veranderingen die groter zijn dan 10 Mb (megabasenparen). Ze hebben de weg geëffend voor het identificeren van specifieke chromosomale afwijkingen geassocieerd met klinisch en morfologisch definitieve subsets van hematologische neoplasmata.

Fluorescerende in situ hybridisatie (FISH) is een betrouwbare en snelle aanvullende test geworden voor het opsporen van kritieke genetische gebeurtenissen die verband houden met diagnostiek en prognose bij hematologische neoplasmata. FISH heeft de problemen met conventionele cytogenetische studies aangepakt door zich naast metafasen ook op interfasecellen te richten. Het is duidelijk geworden dat FISH-onderzoeken ook een integraal onderdeel van de diagnostische evaluatie kunnen zijn, met name wanneer de afwijking "cryptisch" is, d.w.z. niet duidelijk door conventionele cytogenetische onderzoeken.

Hoewel aanvullende FISH-testen de algehele detectie van afwijkingen verhogen, is het voordeel ervan niet uniform voor alle soorten hematologische neoplasmata. Dit komt omdat FISH-sondes beperkt zijn tot de detectie van alleen specifieke afwijkingen en genetische veranderingen die buiten het bereik van de FISH-sondes vallen, zouden daarom volledig worden gemist.

Het is gebruikelijk dat laboratoria FISH-sondepanelen gebruiken in combinatie met karyotypering, zowel in diagnostische monsters als tijdens de follow-up, om de respons op de therapie te controleren. FISH is gericht op specifieke afwijkingen en de resultaten kunnen geautomatiseerd worden geëvalueerd op interfase-kernen, waardoor meer cellen kunnen worden onderzocht dan bij conventionele cytogenetische onderzoeken. FISH heeft een hogere analytische en, in bepaalde omstandigheden, hogere klinische gevoeligheid in vergelijking met conventionele cytogenetische studies. Het gebruik van FISH-sondepanelen ter ondersteuning van de diagnose of bij het bewaken van vervolgmonsters van hematologische neoplasmata is van cruciaal belang.

De Eastern Collaborative Oncology Group (ECOG) vergeleek conventionele cytogenetische onderzoeken en FISH bij AML-patiënten en ontdekte dat een sondepanel voor het detecteren van monosomie 5/deletie 5q, monosomie 7/deletie 7q, trisomie 8, t(8;21), t(9 ;22), MLL-herschikkingen met verschillende partners, t(15;17) en inv(16)/t(16;16), hadden een concordantie tussen 98% en 100%. Aan de andere kant demonstreert de studie van He et al. de beperkte waarde van FISH-testen bij volwassen AML in de setting van een adequate karyotyperingsstudie.

Ondanks de vele belangrijke technologische vorderingen die de afgelopen jaren zijn gemaakt op het gebied van klinisch genetisch testen, blijven conventionele cytogenetische onderzoeken en routinematige FISH-onderzoeken belangrijke laboratoriumtestinstrumenten die beschikbaar zijn voor het evalueren van hematologische neoplasmata. Gewoonlijk vullen deze twee testmethoden elkaar aan en vaak dient FISH om cytogenetische resultaten te verduidelijken en beter te definiëren. Daarom is er een zeer sterke verwachting dat cytogenetische en FISH-resultaten elkaar zouden moeten bevestigen, ondanks gevallen die uitzonderingen lijken te zijn. Wanneer tegenstrijdige resultaten optreden door deze twee testmethoden op hetzelfde monster, worden klinische laboratoria uitgedaagd om verklaringen te geven op basis van empirische gegevens die verder gaan dan simpelweg te stellen dat het al dan niet te wijten was aan laboratoriumfouten.

Multiplex FISH (M-FISH) vertegenwoordigt een van de belangrijkste ontwikkelingen in de moleculaire cytogenetica van het afgelopen decennium. In de tumor- en leukemiecytogenetica zijn twee groepen het doelwit van M-FISH om cryptische chromosoomherschikkingen te identificeren die niet kunnen worden gedetecteerd door conventionele cytogenetische studies: die met een ogenschijnlijk normaal karyotype (waarvan wordt vermoed dat ze kleine herschikkingen bevatten die niet kunnen worden gedetecteerd door conventionele cytogenetica) en die met een complex afwijkend karyotype (die vanwege het enorme aantal afwijkingen moeilijk nauwkeurig te karyotyperen).

Zhang et al. gebruikte spectraal karyotype (SKY) om de karyotypen van AML-gevallen die door G-banding als normaal werden gerapporteerd, opnieuw te evalueren. Dit resulteerde in de identificatie van één geval van t(11;19)(q23;p13), een subtiele maar herkende cytogenetische afwijking, en een kleine kloon met monosomie voor chromosoom 7 in een ander geval. In een soortgelijke studie, Mohr et al. vergeleek SKY met conventionele karyotypering bij patiënten met AML of MDS met normale karyotypes. Er werden geen afwijkingen geconstateerd.

Door het ontbreken van een evidence-based gestandaardiseerde algoritmische benadering, is misbruik en overmatig gebruik van laboratoriumtests gebruikelijk, wat leidt tot hogere kosten voor de gezondheidszorg en complexiteit van de patiëntenzorg. In de huidige gezondheidszorg, die steeds meer gericht is op waarde en efficiëntie, is het voor pathologen en clinici van cruciaal belang om zeer complexe en dure technieken op te nemen in de routinematige patiëntenzorg. Terwijl conventionele cytogenetische studies een uitgebreid beeld van het genoom geven, kan het FISH-sondepanel cryptische of submicroscopische genetische afwijkingen detecteren en terugkerende genetische afwijkingen in niet-delende cellen identificeren. M-FISH kan cryptische chromosoomherschikkingen identificeren die niet worden gedetecteerd door conventionele cytogenetische studies. Dientengevolge wordt vaak geëxtrapoleerd dat FISH de gevoeligheid van het detecteren van alle genetische afwijkingen zal verbeteren in vergelijking met conventionele cytogenetische studies. Deze aanname is vervolgens in de klinische praktijk vertaald naar het feit dat clinici en pathologen routinematig zowel conventionele cytogenetische onderzoeken als FISH-onderzoeken bestellen bij patiënten met hematologische neoplasmata. Afhankelijk van hoe uitgebreid het FISH-sondepaneel is, kunnen de kosten voor deze tests vrij duur zijn en blijft de toegevoegde waarde ervan twijfelachtig.