Jämförelse av diagnostiskt utbyte bland M-FISH, FISH sondpanel och konventionell cytogenetisk analys i AML

Neoplastisk hematologi är i framkant av personlig medicin. Världshälsoorganisationens (WHO) klassificering innehåller genetiska data med mikroskopiska, immunfenotypiska och kliniska fynd och kategoriserar hematologiska neoplasmer i kliniskt och biologiskt distinkta kategorier. Detta system styr diagnos, prognos och terapeutiska val, vilket har blivit allt viktigare med framväxande riktade terapier för lymfom och leukemi. Laboratorietester för hematologiska neoplasmer är emellertid av hög komplexitet och är i allmänhet ganska kostsamma.

Den initiala bedömningen av många hematologiska neoplasmer inkluderar morfologiska, histologiska, immunfenotypiska (flödescytometriska och/eller immunhistokemiska) och konventionella cytogenetiska studier. Data som erhålls från cytogenetisk analys kan vara patognomoniska för specifika leukemier i WHO-klassificeringen (till exempel akut myeloid leukemi (AML) med återkommande cytogenetiska avvikelser och kronisk myelogen leukemi (KML)) och kommer sannolikt att ta en större roll i definitionen av specifika kategorier i ytterligare klassificeringar.

Konventionella cytogenetiska studier har varit guldstandarden i mer än fem decennier för att upptäcka genetiska förändringar som är större än 10 Mb (mega baspar) i storlek. De har banat väg för att identifiera specifika kromosomavvikelser associerade med kliniskt och morfologiskt definitiva undergrupper av hematologiska neoplasmer.

Fluorescerande in situ hybridisering (FISH) har blivit ett tillförlitligt och snabbt kompletterande test för att rikta in sig på kritiska genetiska händelser associerade med diagnostik och prognos i hematologiska neoplasmer. FISH har tagit itu med problemen med konventionella cytogenetiska studier genom att rikta in sig på interfasceller förutom metafaser. Det har blivit tydligt att FISH-studier också kan vara en integrerad komponent i den diagnostiska utvärderingen, särskilt där avvikelsen är "kryptisk", dvs inte uppenbar genom konventionella cytogenetiska studier.

Även om kompletterande FISH-testning ökar den övergripande upptäckten av avvikelser, är dess fördel inte enhetlig för alla typer av hematologiska neoplasmer. Detta beror på att FISH-sonder är begränsade till att endast upptäcka specifika abnormiteter och genetiska förändringar utanför FISH-sondernas omfattning skulle därför helt missas.

Det är vanlig praxis för laboratorier att använda FISH sondpaneler i samband med karyotypning både i diagnostiska prover och under uppföljning för att övervaka svaret på behandlingen. FISH är inriktat på specifika abnormiteter, och resultat kan utvärderas på ett automatiserat sätt på interfaskärnor, vilket möjliggör undersökning av fler celler än konventionella cytogenetiska studier. FISH har högre analytisk och, under vissa omständigheter, högre klinisk känslighet jämfört med konventionella cytogenetiska studier. Användningen av FISH sondpaneler för att hjälpa till med diagnos eller för att övervaka uppföljningsprover av hematologiska neoplasmer är avgörande.

Eastern Collaborative Oncology Group (ECOG) jämförde konventionella cytogenetiska studier och FISH hos AML-patienter och fann att en sondpanel för att detektera monosomi 5/deletion 5q, monosomi 7/deletion 7q, trisomi 8, t(8;21), t(9) ;22), MLL omarrangemang med olika partners, t(15;17), och inv(16)/t(16;16), hade en överensstämmelse mellan 98 % och 100 %. Å andra sidan visar He et al-studie det begränsade värdet av FISH-testning vid AML hos vuxna i samband med en adekvat karyotypningsstudie.

Trots många betydande tekniska framsteg som gjorts under de senaste åren inom området för klinisk genetisk testning, förblir konventionella cytogenetiska studier och rutinmässiga FISH-studier viktiga laboratorietestverktyg tillgängliga för att utvärdera hematologiska neoplasmer. Vanligtvis kompletterar dessa två testmetoder varandra och ofta tjänar FISH till att förtydliga och bättre definiera cytogenetiska resultat. Därför finns det en mycket stark förväntan att cytogenetiska och FISH-resultat ska bekräfta varandra trots fall som verkar vara undantag. När motstridiga resultat uppstår av dessa två testmetoder på samma prov, utmanas kliniska laboratorier att erbjuda förklaringar baserade på empiriska data utöver att bara säga att det var eller inte berodde på laboratoriefel.

Multiplex FISH (M-FISH) representerar en av de viktigaste utvecklingarna inom molekylär cytogenetik under det senaste decenniet. Inom cytogenetik för tumörer och leukemi har M-FISH siktat in sig på två grupper för att identifiera kryptiska kromosomförändringar som inte kan detekteras med konventionella cytogenetiska studier: de med en till synes normal karyotyp (misstänkt för att hysa små omarrangemang som inte kan detekteras av konventionell cytogenetik) och de med en komplex avvikande karyotyp (som är svåra att karyotypa exakt på grund av det stora antalet avvikelser).

Zhang et al. använde spektral karyotyp (SKY) för att omvärdera karyotyperna av AML-fall som rapporterats som normala genom G-banding. Detta resulterade i identifieringen av ett fall av t(11;19)(q23;p13), en subtil men igenkänd cytogenetisk abnormitet och en mindre klon innehållande monosomi för kromosom 7 i ett annat fall. I en liknande studie har Mohr et al. jämförde SKY med konventionell karyotypning hos patienter med AML eller MDS med normala karyotyper. Inga avvikelser identifierades.

Med avsaknaden av ett evidensbaserat standardiserat algoritmiskt tillvägagångssätt är missbruk och överutnyttjande av laboratorietester vanligt och resulterar i ökade sjukvårdskostnader och patientvårdskomplexitet. I den nuvarande hälsovårdsmiljön, som alltmer fokuserar på värde och effektivitet, är det avgörande för patologer och läkare att införliva högkomplexitet och dyra tekniker i rutinmässig patientvård. Medan konventionella cytogenetiska studier ger en heltäckande bild av genomet, kan FISH-sondpanelen upptäcka kryptiska eller submikroskopiska genetiska avvikelser och identifiera återkommande genetiska avvikelser i celler som inte delar sig. M-FISH kan identifiera kryptiska kromosomomarrangemang som inte detekteras av konventionella cytogenetiska studier. Som en konsekvens extrapoleras det ofta att FISH kommer att förbättra känsligheten för att upptäcka alla genetiska avvikelser jämfört med konventionella cytogenetiska studier. Detta antagande har sedan översatts i klinisk praxis till att läkare och patologer rutinmässigt beställer både konventionella cytogenetiska studier och FISH-studier på patienter med hematologiska neoplasmer. Beroende på hur omfattande FISH sondpanelen är, kan kostnaden för denna testning vara ganska dyr, och dess additivvärde är fortfarande tveksamt.