Гены иммуноглобулинов и стереотипные антигенные рецепторы при хроническом лимфолейкозе и других лимфопролиферативных заболеваниях

Введение

Мутационный статус генов вариабельного региона тяжелой цепи иммуноглобулинов (immunoglobulin heavy chain variable region, IGHV) является важнейшим прогностическим фактором при хроническом лимфоцитарном лейкозе (ХЛЛ), в международной клинической практике это исследование является обязательным при данном заболевании [1][2]. Изучение репертуара генов IGHV при ХЛЛ в течение последних 30 лет показало его значительное сужение и выявило существование у больных, не связанных между собой, высокогомологичных последовательностей сайтов связывания антигенов, позднее названных стереотипными антигенными рецепторами (САР) [3–7]. В дальнейших работах было показано, что подобное сужение репертуара генов IGHV встречается не только при ХЛЛ, но и при других лимфопролиферативных заболеваниях (ЛПЗ), таких как мантийно-клеточная лимфома (МКЛ) и селезеночная форма лимфомы из клеток маргинальной зоны (СЛКМЗ) [8–10].

Цель настоящего обзора — обобщить современные данные о мутационном статусе и особенностях репертуара генов IGHV и их клиническом значении при ХЛЛ и других ЛПЗ.

Мутационный статус генов IGHV. Биологическое и клиническое значение

Молекулы иммуноглобулина являются основным компонентом В-клеточного рецепторного комплекса. Перестроенные гены иммуноглобулинов присутствуют в каждой В-клетке с самых ранних стадий развития, их нуклеотидные последовательности являются уникальными. Поэтому, когда В-клетка превращается в клетку ХЛЛ, нуклеотидная последовательность генов IGHV становится уникальным маркером для всего опухолевого клона, оставаясь стабильной и неизменной по мере развития заболевания, в отличие от других генетических маркеров, таких как геномные аберрации [11]. С началом иммуногенетических исследований стали появляться сообщения о значительных различиях в использовании генов IGVH в клетках ХЛЛ и в В-клетках здоровых людей, что косвенно указывает на селекцию антигенов [12]. В этом же исследовании было выявлено, что у значительной части больных ХЛЛ (около 50 %) гены IGHV подвергались соматической гипермутации (СГМ). Вскоре после этого было сделано открытие, что все случаи ХЛЛ делятся на две обширные группы с заметно различающимися клиническими исходами в зависимости от статуса СГМ [13][14]. В двух независимых исследованиях было показано, что у больных с немутированными генами IGHV (нм-ХЛЛ), т. е. при 98–100 % сходства с герминальным геном, наблюдается агрессивное течение заболевания с коротким временем до начала терапии, плохим ответом на химиотерапию и низкой общей выживаемостью. Напротив, случаи с мутациями в генах IGHV (м-ХЛЛ), т. е. при сходстве с герминальным геном менее 98 %, отличались индолентной формой заболевания и хорошим ответом на терапию (рис. 1) [13–15]. Пороговое значение 98 % для разделения на клинические варианты нм-ХЛЛ/м-ХЛЛ было выбрано для удобства с целью исключения потенциальных полиморфных вариантов герминальных последовательностей, чтобы не проводить соответствующий анализ для каждого больного [15]. Периодически возникали предложения о понижении порогового значения до 97 % [16–18]. По данным этих работ, клиническое течение заболевания у больных со сходством с герминальным геном 97–97,9 % практически такое же, как и у больных со сходством в 98 %. Тем не менее, согласно последним рекомендациям Европейской исследовательской инициативы изучения ХЛЛ (European Research Initiative on CLL, ERIC) [2][19], пороговым значением остается 98 %, а случаи со сходством с герминальным геном 97–97,9 % относят к так называемой «серой зоне», для которой невозможно дать однозначного клинического прогноза.

Спустя более 20 лет предложенная стратификация больных на основе мутационного статуса IGHV остается одним из наиболее надежных прогностических факторов при ХЛЛ [19], вытесняя клиническое значение других биомаркеров, которые могут изменяться с течением времени. Это разделение отражает фундаментальные биологические различия, указывающие на разное происхождение двух подтипов заболевания [20–22]. Однако некоторые случаи могут демонстрировать клинико-биологическое поведение, которое отличается от ожидаемого в связи с его мутационным статусом. Это означает, что гетерогенность ХЛЛ сохраняется даже в этих биологических подтипах [21–23]. Классическим примером этого является подгруппа САР CLL#2, ассоциированная с неблагоприятным прогнозом вне зависимости от мутационного статуса гена IGHV3–21, характерного для нее.

Европейские многоцентровые исследования показывают небольшое преобладание подгруппы с мутациями — соотношение «м-ХЛЛ : нм-ХЛЛ» в них составляет 55 % : 45 % [24][25]. Китайские, тайваньские и иранские исследователи сообщают о соотношении «м-ХЛЛ : нм-ХЛЛ» равном 64 % : 36 % [26–28]. При исследовании большой выборки российских больных ХЛЛ было показано обратное соотношение «м-ХЛЛ : нм-ХЛЛ» — 32 % : 68 % [29]. Предполагается, что данные различия могут быть связаны с тем, что в России исследование генов IGHV пока не является обязательным при ХЛЛ, и на него чаще направляются больные с уже развернутыми стадиями заболевания, особенно из отдаленных регионов. Различия в репертуаре генов IGHV при ХЛЛ в разных регионах приведены в таблице 1.

Результаты проспективных клинических исследований показали прогностическую ценность мутационного статуса генов IGHV у больных ХЛЛ, которым требовалось лечение. При лечении по протоколам иммунохимиотерапии у больных нм-ХЛЛ была худшая беспрогрессивная выживаемость (БПВ). В исследовании CLL8 [30], в котором сравнивали протоколы флударабин/циклофосфамид/ритуксимаб (FCR) и флударабин/циклофосфамид (FC), у больных нм-ХЛЛ БПВ была достоверно хуже независимо от режима лечения. При использовании же протоколов терапии, основанных на применении ибрутиниба, не было различия в БПВ у больных нм-ХЛЛ и м-ХЛЛ [31, 32]. Однако для больных нм-ХЛЛ, леченных по этим протоколам с ибрутинибом, а также при применении венетоклакса, было показано значительное преимущество в БПВ, по сравнению с иммунотерапией, причем как при рецидивах, так и при назначении таргетных препаратов в первой линии [33–36].

Ранее при выборе терапии учитывали только хромосомные нарушения и генетические аномалии, которые, по крайней мере, на ранних стадиях заболевания, встречались у небольшой части больных. Например, нарушения гена TP53 — крайне неблагоприятный прогностический признак, являющийся показанием к назначению таргетной терапии — встречались у 10–15 % больных ХЛЛ, преимущественно с немутированными IGHV [30][37]. Другие генетические мутации также часто асимметрично распределяются среди разных типов ХЛЛ, например, мутация L265P в гене MYD88 встречалась только у больных м-ХЛЛ, а мутации в гене NOTCH1 — преимущественно у больных нм-ХЛЛ [38][39]. Таким образом, для выбора терапии целесообразно сначала исследовать гены IGHV, а затем уточнять генетические особенности внутри конкретного типа ХЛЛ.

Стереотипные антигенные рецепторы

По мере изучения мутационного статуса генов IGHV накапливались данные о строении CDR3 при ХЛЛ и о частоте встречаемости перестроенных IGHV/IGHD/IGHJ генов. Обнаружено, что в ряде не связанных между собой случаев ХЛЛ, как с мутированными, так и с немутированными генами IGHV, встречаются высокогомологичные, «квази»-идентичные аминокислотные последовательности сайтов связывания антигенов (региона CDR3) [3–7]. Поскольку данные случаи были совершенно независимыми и широко разделенными географически, эти открытия явились аргументом в пользу влияния антигенов на развитие ХЛЛ. Такие «квази»-идентичные рецепторы были названы стереотипными [6]. Показано, что более 40 % больных ХЛЛ могут быть отнесены к какой-либо из подгрупп САР, 29 самых распространенных подгрупп (основных) САР включают в себя не менее 60 случаев и составляют 13,5 % от всех случаев ХЛЛ [24]. Критерии стереотипности следующие: 1) использование гена IGHV одного филогенетического клана; 2) не менее 50 % аминокислотной идентичности и 70 % сходства внутри последовательности CDR3; 3) одинаковая длина CDR3; 4) единый аминокислотный шаблон (точное местоположение определенных аминокислот внутри CDR3) [24]. Большинство основных САР образуются при использовании немутированных IGHV — 18 из 29. Самая большая подгруппа САР — CLL#2 — включает в себя больных как нм-ХЛЛ, так и м-ХЛЛ. Аминокислотный мотив САР, образованных при участии немутированных генов IGHV, более консервативен, чем при мутированных [24].

Общее количество основных САР среди всех случаев ХЛЛ в разных странах различается незначительно. Однако при этом в разных популяциях отличаются наиболее распространенные САР. Самым частым САР у российских больных является CLL#1, также широко распространены подгруппы CLL#3 и CLL#6, в основе которых наиболее распространенный в России IGHV1–69 [29]. В Италии CLL#1 также является наиболее распространенным САР [26], в мультицентровых европейских выборках чаще встречается CLL#2, в связи с высокой представленностью гена IGHV3-21 [24][40]. В Китае наиболее частым САР является CLL#8, довольно редкий в России и европейских странах. При этом несмотря на то, что в китайской популяции довольно широко распространен IGHV3-21, CDR3 подгруппы CLL#2 наблюдаются редко (табл. 1) [26].

Биологические особенности САР и их клиническое значение

Анализ данных нескольких независимых исследований показал, что у больных, отнесенных к одной и той же подгруппе САР, выявлялись схожие биологические особенности, что отражалось на одинаковых генетических нарушениях, профилях экспрессии генов, эпигенетических модификациях и т. д. [41–46]. Одной из первых на себя обратила внимание подгруппа CLL#2. У больных с этим САР очень часто выявляли мутации в гене SF3B1 — в 45 % случаев [42][47]. По данным этой группы исследователей, у больных с экспрессией нестереотипного гена IGHV3-21 мутации в данном гене наблюдались гораздо реже — в 13,5 % случаев. У больных подгруппы CLL#2 крайне редко встречались мутации в гене TP53, что в дальнейшем подтвердили и другие исследователи [39][41][47]. Это согласуется с известными наблюдениями об отрицательной корреляции между нарушениями в этих двух генах [30]. Также для этой группы характерна высокая частота таких хромосомных аберраций, как del11q и изолированная del13q [39][47]. У больных подгруппы CLL#8, в основе которого ген IGHV4-39, аномально часто наблюдаются tris12 и мутация в гене NOTCH1 (соответственно, 65–80 % и 30–60 %) [39][47]. В то же время у больных с геном IGHV4-39 в составе нестереотипного рецептора данные нарушения встречались значимо реже. Интересно сравнение подгрупп САР, в основе которых лежит один и тот же ген IGHV1-69 — CLL#3,5,6,7. Несмотря на эту общность в строении В-клеточного рецептора, генетический профиль этих подгрупп значительно отличался. Например, нарушения в генах TP53 и NOTCH1 значительно чаще встречались у больных с CLL#6 [39][48], при этом для этой подгруппы не было такой корреляции встречаемости мутаций в гене NOTCH1 и tris12, как в случае CLL#8 [39]. Для подгруппы CLL#3 характерна очень высокая представленность мутаций в гене SF3B1 [39][48]. По данным Sutton L. A. и соавт. [39], спектр мутаций SF3B1 в подгруппе CLL#3 отличался от такового в группе CLL#2, однако, возможно, это связано с малыми объемами исследуемой выборки. У больных с экспрессией наиболее распространенного в России САР CLL#1 чаще всего выявлялись делеции и мутации в генах TP53 и NOTCH1 — 16–30 % [39][41][48]. CLL#4 — самая большая подгруппа САР среди м-ХЛЛ. У этих больных практически не встречаются генетические аберрации, связанные с неблагоприятным прогнозом, наблюдаются только del13q как единственная хромосомная аномалия [21][39]. В некоторых подгруппах САР результаты различаются у разных исследовательских групп, что можно объяснить малыми выборками либо разными методами выполнения анализа и их разной чувствительностью.

Вышеописанные биологические различия между подгруппами САР, а также нестереотипными рецепторами не могли не отразиться на клиническом течении заболевания. Ретроспективный анализ нескольких подгрупп САР на выборках разного размера показал, что некоторые САР являются самостоятельным фактором прогноза при ХЛЛ [21][49]. Особое значение имеет подгруппа CLL#2, т. к. к ней могут относиться случаи с разным мутационным статусом IGHV. Было обнаружено, что принадлежность к подгруппе CLL#2 является независимым прогностическим маркером более короткого времени до начала первой линии терапии (ВПТ), времени до начала следующей терапии после начала предыдущей (ВСТ) и БПВ независимо от мутационного статуса IGHV [49]. Результаты многоцентровых исследований показали, что иммунохимиотерапевтические протоколы не являются оптимальными для этих больных [50]. Подгруппа CLL#1 имеет прогноз, аналогичный общей когорте нм-ХЛЛ, либо худший, с короткими ВПТ и БПВ [21][49]. В настоящее время не показано, что принадлежность к данной подгруппе является независимым прогностическим признаком, однако некоторые исследователи рекомендуют лечить больных, относящихся к подгруппе CLL#1, по протоколам с использованием таргетных препаратов [50]. Больные в подгруппе CLL#8 отличаются самым высоким риском трансформации Рихтера среди всех возможных вариантов ХЛЛ, стратифицированных по IGHV. Для данной подгруппы характерна более короткая БПВ по сравнению с CLL#1 и CLL#2 [47][49]. В отличие от трех перечисленных подгрупп, CLL#4 характеризуется индолентным течением заболевания и чаще выявляется у молодых больных [21][51]. В этой подгруппе наблюдается наиболее благоприятный прогноз в отношении ВПТ и БПВ по сравнению со всеми остальными вариантами ХЛЛ на ранней стадии, а также более длительное ВСТ по сравнению с м-ХЛЛ, и более длительная БПВ по сравнению со всеми остальными вариантами ХЛЛ на более развернутых стадиях [49]. Эти данные показывают, что строение В-клеточного рецептора в некоторых случаях может иметь большее значение для прогноза течения ХЛЛ, чем мутационный статус генов IGHV. Согласно рекомендациям Европейской инициативы изучения ХЛЛ, информация о принадлежности больного к подгруппам CLL#2 и CLL#8 должна быть доведена до лечащего врача в обязательном порядке, т. к. она имеет важнейшее значение для выбора оптимальной терапии [19].

Гены IGHV и САР при других лимфопролиферативных заболеваниях

Длительное время считали, что вышеописанное сужение репертуара характерно только для ХЛЛ. Однако позднее стали появляться исследования, показывающие, что и при других В-клеточных лимфомах — МКЛ, СЛКМЗ, волосатоклеточном лейкозе (ВКЛ) — есть определенные особенности репертуара генов IGHV [8–10]. В настоящее время значимость мутационного статуса генов IGHV как маркера долгосрочного прогноза показана только для ХЛЛ. Тем не менее при МКЛ в некоторых работах также было показано, что у больных с мутациями генов IGHV прогноз лучше, чем у больных без мутаций [10], однако в рутинной клинической практике этот прогностический фактор для данного заболевания не учитывается. В ранних исследованиях для МКЛ было рекомендовано использовать то же пороговое значение в 98 % гомологии с герминальным геном IGHV, что и при ХЛЛ [52]. Позднее для характеристики иммуногенетического профиля при МКЛ было предложено деление генов IGHV на три типа — «истинно немутированные» (100 % гомологии с герминальным геном), слабомутированные (97–99,9 % гомологии) и высокомутированные (менее 97 % гомологии) [10][53]. При СЛКМЗ исследователи рассматривают как эти три группы, так и пороговое значение в 98 % сходства с герминальным геном [54][55]. Однако несмотря на то, что есть определенные тенденции к худшему прогнозу для больных без мутаций [55][56], исследования на масштабных выборках больных, чтобы доказать этот факт, не проводились. Для ВКЛ также есть работы, результаты которых свидетельствуют об устойчивости к терапии больных с немутированными IGHV генами [57], однако достоверных корреляций мутационного статуса с течением заболевания не обнаружено.

Явление стереотипии В-клеточных рецепторов и ее влияния на течение заболевания при вышеописанных ЛПЗ изучено меньше, чем при ХЛЛ. В работе Hadzidimitriou A. и соавт. [53] было выделено 38 подгрупп, содержащих от 2 до 7 нуклеотидных последовательностей генов IGHV от различных больных МКЛ, характеризующихся высокогомологичными аминокислотными последовательностями CDR3 и сходным набором IGHV/IGHD/IGHJ генов. Такие последовательности составили 10,4 % от исследуемой выборки. В аналогичной работе Bikos V. и соавт. [54], посвященной СЛКМЗ, было выявлено 13 таких подгрупп, с 2–3 случаями в каждой, они составили 7,2 % от всех исследованных случаев. При этом авторы подчеркивают, что несмотря на то, что у большого числа больных наблюдалась перестройка IGHV1-2*04/IGHD3-3, только половину из них можно было отнести к «стереотипным» подгруппам, т. к. полные аминокислотные последовательности CDR3 значительно различались. Результаты российского исследования САР при этих ЛПЗ совпадают с результатами европейских исследований [29]. При ВКЛ тенденция к стереотипности отсутствует в связи с преобладанием случаев с мутированными IGHV и отсутствием какого-либо значительно преобладающего при данной нозологии гена IGHV [29]. Некоторые авторы связывают экспрессию гена IGHV4-34 при ВКЛ с плохим прогнозом и резистентностью к стандартной терапии [58][59]. При других лимфомах такой однозначной связи с агрессивным течением заболевания не наблюдали. При ХЛЛ этот ген часто встречается как при нм-ХЛЛ, так и при м-ХЛЛ, а также лежит в основе наиболее благоприятных САР CLL#4 и CLL#201 [21][24]. Показано, что в подавляющем большинстве случаев САР являются специфичными для конкретных заболеваний — не только на уровне аминокислотных последовательностей, но и на уровне перестраиваемых генов [29][53][54]. Ранее, в работе Zibellini S. и соавт. [60] была предпринята попытка объединить в несколько кластеров последовательности CDR3 больных СЛКМЗ, ХЛЛ и других лимфом, однако по современным критериям они не удовлетворяют определению САР. Этот факт также подтверждает теорию, что для разных заболеваний характерны разные патогенетические процессы.

Таким образом, значение мутационного статуса IGHV при ХЛЛ не вызывает сомнений и отражено как в зарубежных, так и в российских клинических рекомендациях по лечению данного заболевания [20][37][61]. Больные м-ХЛЛ отличаются благоприятным течением заболевания и хорошим ответом на иммунохимиотерапию, в отличие от больных нм-ХЛЛ, у которых болезнь протекает более агрессивно. Обнаружение явления стереотипии В-клеточного рецептора также позволило выделить дополнительные группы больных с особенно неблагоприятным прогнозом. Дальнейшее изучение САР и их биологических особенностей может помочь выявлению механизмов, лежащих в основе возникновения и прогрессирования ХЛЛ, а также уточнить стратификацию больных по группам риска. Несмотря на то, что для других ЛПЗ мутационный статус генов IGHV не является значимым прогностическим фактором, исследование генов IGHV на больших выборках больных различных ЛПЗ, вероятно, также позволит улучшить диагностику, понимание патогенеза этих заболеваний и увеличить эффективность терапии лимфом.