Острая лимфобластическая лейкемия (ALL) наиболее частое новообразование у детей. Среди случаев ALL у детей, ~15% представлено болезнями, происходящими из Т клеток, а остальные ~85% возникают из B клеточного предшественника (BCP)-ALL [1-3]. Подтипы ALL возникают у взрослых с частотой ~25 и ~75%, соотв. [1,3-5]. Благодаря экспрессии поверхностных и внутриклеточных антигенов, мы различаем несколько подтипов T-ALL. European Group for Immunologic Classification (EGIL) классифицирует T-ALL на подтипы. EGIL T-I соответствует pro-T (характеризуется cCD3+, CD7+); EGIL T-II является pre-T (cCD3+, CD7+, CD5/CD2+); EGIL T-III является cortical-T (cCD3+, Cd1a+, sCD3+/-); и EGIL T-IV соответствует зрелым-T (cCD3+, sCD3+, CD1a-) и T-γ/δ, с наблюдаемыми частотами 5.1, 31.4, 38.1, 15.3 и 10.2% соотв. [2,6-8].

Успехи медицины и модификации терапевтических протоколов привели к существенному улучшению результатов ALL детей в терминах тотальной ремиссии и долговременного выживания. Доля 5-летнего выживания ALL пациентов моложе 20 лет достоверно улучшилась и сегодня составляет 90% [9]. Всё ещё существуют группы пациентов, не достигающие подобных результатов [3,10]. Согласно сообщениям, каждый пятый ребенок, страдающий от T-ALL, испытывает возвращение болезни или погибает [11-13]. Основной причиной гибели пациентов с ALL является рецидив [11,14]. Рецидив является результатом пролиферации наиболее резистентных клеток, которые выживают после предыдущего лечения. Поэтому терапия при рецидиве ограничена из-за наблюдаемой резистентности к лекарствам и обнаруживают плохие результаты по сравнению с лечением первичной болезни [15,16]. Более того, заметная интенсификация терапии среди молодых пациентов не решает проблемы из-за снижения толерантности к цитотоксическим субстанциям и ведет к побочным эффектам [3,10-12]. Поэтому необходимы альтернативные формы терапии. Необходимо оптимизировать лечение на базе классификации пациентов, используя молекулярные генетические маркеры и индивидуальные генетические профили [2,12,17,18].

В последние годы идентифицирована подгруппа ранних T-клеточных предшественников (ETP)-ALL у пациентов, которые характеризуются плохим прогнозом и химиорезистентностью по сравнению с non-ETP-ALL [1]. ETP предшественники происходят из тимоцитов, которые способны дифференцироваться в T клетки и клетки костного мозга, это подтверждает их гематопоэтическую природу [19,20]. В детской T-ALL/acute lymphoblastic lymphoma (LBL), подгруппа предшественников ETP-ALL встречается в 11-13% случаев, тогда как у взрослых она составляет 7.4%, но некоторые исследования показывают, что предшественники ETP-ALL появляются у 15 и 10-30%, соотв. [2,20-23]. Пациенты с ETP-ALL существенно старше при постанове диагноза, обнаруживают высокий процент бластов (blasts) в костном мозге или периферической крови, а циркулирующие белые клетки крови (WBC) насчитывают меньше 50 х 109/L по сравнению с пациентами с non-ETP-ALL предшественниками [24]. Критерии иммунофенотипического скрининга используются для диагностики ETP-ALL. ETP-ALL предшественники характеризуются отсутствием CD1a и CD8 (отсутствие более чем 95% лейкемических клеток), отсутствием или слабой экспрессией CD5 (у ~5% всех клеток или в 10 раз меньше, чем у нормальных Т клеток), или экспрессией, по крайней мере, одного маркера стволовых клеток и стволовых клеток: CD117, CD34, HLA-DR, CD13, CD33, CD11b или CD65 (равно или более 25% от всех клеток) [23]. В терминах иммунофенотипа, хромосомных аберраций и генетических мутаций, ETP-ALL предшественники более сходны с миелоидной злокачественностью, следовательно, следует выделить эту группу из всех случаев T-ALL, чтобы использовать др. целевое лечение [25,26].

Несмотря на иммунофенотипическую гетерогенность и взаимозаменяемость, T-ALL связана с существенной генетической гетерогенностью. Лейкемическая трансформация происходит в результате накопления многочисленных генетических и эпигенетических аномалий [27]. Они вызывают нарушения клеточной дифференцировки, апоптоз, активацию онкогенов и подавление супрессоров и как результат избыточная неопластическая пролиферация клеток. Хромосомные аберрации были первыми генетическими изменениями, наблюдаемыми у T-ALL пациентов, возникающими у половины из них [9]. Kowalczyk et al. в 1983 впервые установили генетическую нестабильность хромосомы 9p у пациентов с диагностированной T-ALL и было предположено, что это может коррелировать с плохими исходами коротким временем жизнеспособности [28]. Активные исследования в этой области показали, что гены, расположенные в 9p21 делеции и промоторе, гиперметилирование генов CDKN2A и CDKN2B наблюдаются у более 70% от T-ALL пациентов. Используя продвинутую технологию секвенирования генома, были описаны мутации, ассоциированные с процессом leukemogenesis за счет замалчивания ингибиторов клеточного цикла и генов опухолевых супрессоров. У детей и взрослых пациентов с T-ALL, наиболее частой генной мутацией, наблюдаемой в 60% случаев, была мутация NOTCH1, расположенная на длинном плече хромосомы 9. Следующими из наиболее распространенных альтераций генов при ALL, происходящей из Т клеток пациентов, стали FBXW7 (8-30%), PHF6 (20%), PTEN (20%), WT1 (15%), RUNX1 (10-20%), LEF1 (10-15%) и ETV6 (5-15%). Как упоминалось ранее, ETP-ALL предшественники обнаруживают некоторое молекулярное и генетической сходство с миелоидными злокачественными новообразованиями. В ETP-ALL мутации в DNMT3A, ETV6, FLT3, GATA3, IDH1, IDH2, JAK3, NRAS/KRAS и RUNX1 генах обнаруживались со значительными частотами по сравнению с non-ETP-ALL случаями [17].

Имеется значительно больше информации о генетических аномалиях при острой лимфобластической лейкемии из B клеток по сравнению с T-ALL. Благодаря своему редкому возникновению и высокой гетерогенности по сравнению с BCP-ALL, предсказательные и диагностические маркеры T-ALL известны не очень хорошо. Не найдено генетического прогностического фактора для T-ALL пока. Поэтому T-ALLявляется предметом интенсивных исследований [18].

Хромосомные аберрации были первыми генетическими изменениями, наблюдаемыми у пациентов с T-ALL, и они встречались у половины пациентов. Установлено, что хромосомные аберрации инициируют процесс канцерогенеза, но без соотв. количества копий альтераций (CNAs) они не способны формировать лейкемические клетки.

Онкогенные транскрипционные факторы могут быть подразделены на несколько групп: TAL, LMO1/2, TLX1/3, LYL, HOXA, MEF2C, NKX1 и NKX2. Аберрантная экспрессия этих факторов является элементом молекулярного патогенеза T-ALL (Table 1). Аберрантная экспрессия специфических транскрипционных факторов позволяет разделить T-ALL пациентов на молекулярные подгруппы [9,29-31]. Перестройка с использованием рецепторов T лимфоцитов (T cell antigen receptor, TCR) это наиболее распространенные изменения при T-ALL и они затрагивают от 35% до почти половины пациентов [32,33]. Исходя из этого, T-ALL пациенты были подразделены на подгруппы. Наиболее распространенный подтип возникает из зрелых поздних кортикальных тимоцитов (CD4+ CD8+, CD3+) , он характеризуется TAL1 с сосуществующим LMO1/2, затрагивая 30 - 37.5% пациентов [29,33]. Второй наиболее частый подтип (20-25%) имеет HOXA-t, CALM-AF10 и KMT2A-перестройки (KMT2A-R). В следующем подтипе с частотой 20-24%, наблюдается аномальная экспрессия TLX3. Кроме того, было установлено, что эта группа характеризуется более частой потерей функции д. генов из-за мутаций. Из T-ALL пациентов, 3-8% имеют аберрантную экспрессию TLX1. Наконец, многочисленные группы, представленные 5.9 и 2.5%, были охарактеризованы как NKX-1.-2 и MEF2C, соотв. [29]. CD1a+, CD4+, CD8+ иммунофенотипические клетки обнаруживают полную эктопическую экспрессию TLX1, TLX3 или NKX-1.-2, а ETP-ALL пациенты обнаруживают аномальную экспрессию транскрипционных факторов LMO2/LYL1 [33].

Table 1. Transcription factors in T-ALL (T-cell acute lymphoblastic leukaemia).

Один из трех пациентов с диагнозом T-ALL имеет хромосомные транслокации в опухолевых клетках t(10;14)(q24;q11) или t(7;10)(q35;q24), ведущие к аномальной активации HOX11 (TLX1). Высокий уровень экспрессии этого гена наблюдается у 19.7% пациентов, тогда как низкие значения обнаруживаются у 28.9%. Сравнение результатов лечения показало обе группы дают одинаковые результаты. Однако, Анализ выборок здоровых пациентов не выявил присутствие экспрессии HOX11 [34].

KMT2A являются крайне патогенными драйверами лейкемии, это проявляется в высоком показателе KMT2A-перестроек в детей с ALL, с немногими кооперативными мутациями, ассоциированными с лейкемией [1]. Перестройки KMT2A (прежде MLL; 11q23) гена обнаруживаются чаще у пациентов детей с T-ALL, чем с BCP-ALL, с частотой 4-8% [35,36]. Histone-lysine N-methyltransferase 2A ответственна за контроль генов, участвующих в процессе гематопоэза. Существует более 135 генов партнеров, которые сопровождают KMT2A. В исследовании Peterson et al., KMT2A чаще всего сопровождалась генами партнерами, такими как MLLT1 (19p13.3), AFDN (formerly AF6-6q27), ELL (19p13.11) и MLLT10 (10p12.31). Они соотв. обнаруживались у 33, 30, 7 и 4% пациентов T-ALL в возрасте 1-20 лет. Интересно, что ни один из пациентов не обнаруживал слияний KMT2A с AFF1 (4q21) и MLLT3 (9p21.3) генами, которые наиболее характерны для AML и BCP-ALL. Следует отметить, что слияние с KMT2A характеризует плоходй прогноз, а все гены партнеры, MLLT1 имеют лучший прогноз при T-ALL/LBL [36].

Mansur et al. подтвердили, что KMT2A перестройки и NOTCH1 мутации могут быть преимущественными изменениями, ответственными за процесс T-ALL у детей. Исследованы 15 пациентов в возрасте до 2-х лет с T-ALL. Наблюдалось, что наиболее распространенными альтерациями в этой группе были мутации NOTCH1 и KMT2A-R, которые часто привлекают гены партнеры: MLLT1 и AFF1 [37]. В исследовании Matlawska-Wasowska, 12% пациентов имели связанные с KMT2A перестройки. Наиболее распространенными генами партнерами были MLLT4 (каждый третий пациент), del3-KMT2A (25%), MLLT1 (25%) и MLLT6-17q12 (8.3%) [38]. ALL пациенты с KMT2A-R обнаруживали высокий риск и создавали крцпные терапевтические проблемы. Менее 60% случаев достигали продолжительной жизнеспособности. Младенцы составляли особую возрастную группу, которая характеризовалась тяжелым течением и высоким риском рецедива [39]. Итак, KMT2A-R появляются у пациентов детей с T-ALL с частотой 4-12%, часто сопровождаемые генами партнерами MLLT4 и MLLT1. KMT2A-R могут играть важную роль в возникновении лейкемии и могут быть связаны с плохим прогнозом [40].

Аномалии в группе прото-онкогенов MYB (6q23) и MYC (8q24) гены были обнаружены у пациентов с детской T-ALL. В исследовании Liu, альтерации MYB были обнаружены в 18.6% случаев. Из них, 12.5% амплифицированы, 4.92% мутантны и 4.17% перестроены. TCRB и SLC12A9 были генами партнерами, которые сливались с 5' регионом MYB, тогда как MYB-R 3' регион привлекал PLAGL1, BDP1 и CHMP1A партнерские гены [41]. Lejman et al. наблюдали сосуществование CNAs с MYB и AIH1 (2q34) в 12.94% пациентов детей с T-ALL, но эти повреждения не обнаруживали по отдельности [42]. Thakral et al. исследовали 27 детей и взрослых с T-ALL и отслеживали нарушения MYB со сходной частотой в 11% [43]. Трансляции между хромосомами 6 и 7 это др. способ активировать описанные выше гены [41].Транслокация гена MYC описана у 6.1% пациентов. Это нарушение возникает со сходной частотой у детей и взрослых с T-ALL. При T-ALL, MYC транслокации могут быть вызваны трисомией 6 и 7 [44]. Избыточная экспрессия MYC также может быть обусловлена избыточностью функции NOTCH1 мутаций [45]. Следует упомянуть, что изменения PI3K/AKT пути часто приводят к повышению экспрессии MYC [46]. У пациентов с аномальным MYC, некоторые генетические аномалии были найдены с более высокой частотой, чем у др. пациентов. Делеции CDKN2A/B возникают у 3/4 пациентов, делеция PTEN или мутация обнаруживаются более, чем у половины. Исследования на мышах показали, что повышенная экспрессия C-MYC тесно скоррелирована с возникновением T-ALL , а его подавление предотвращает T-ALL [44].

Мутации в гене RUNX1 (21q22.12) были идентифицированы у 12.7% пациентов. Роль этого гена касается раннего гематопоэза. RUNX1 аномалии являются доминантными у пациентов, у которых RUNX1 мутации сопровождаются гиперметилированием CDKN2A; однако, из-за очень небольшие количества пациентов этот результат может быть статистически недостоверным. С др. стороны, совместное присутствие мутаций RUNX1 с мутациями в генах GATA3 и SH2B3 приводит к плохим результатом для пациентов [17].

Ген BCL11B (14q32.2) является регулятором дифференцировки линии Т клеток и и участвует в превращении клеток предшественников в зрелые Т клетки. 14q32.2 в гене BCL11B возникает у 2% исследованных детей. Более того, эта мутация описана у 16% пациентов с избыточной экспрессией TLX1 [47]. В исследовании Gutierrez et al., мутация и делеция гена BCL11B были обнаружены у 9% [48]. Их роль в возникновении T-ALL пока не определена [47].

Ген ETV6 (12q13.2) участвует в гематопоэзе путем воздействия на пролиферацию и дифференцировку клеток. Делеция ETV6 обнаружена у 2 из 36 (5.6%) пациентов детей с T-ALL [49]. Потеря гетерозиготности по этому гену наблюдалась с частотой 6% у пациентов с T-ALL [50]. ETV6/RUNX1 t(12;21)(p13;q22), которые часто появляются совместно с делецией гена ETV6, являются типичными перестройками у детей с BCP-ALL, тогда как при T-ALL, наблюдали связанный со слиянием сигнальный путь или регуляцию транскрипции (ETV6/ABL1 и ETV6/CTNNB1) [41].

GATA3 (10p14) относится к семейству транскрипционных факторов и участвует в гематопоэзе. Экспрессия GATA3 является ключевой в трансформации общих предшественников лимфоцитов в T лимфоциты и в дифференцировке Th2 эффекторных клеток [51]. Инактивирующие мутации этого гена обнаружены у 9% пациентов детей с ETP-ALL, составляя примерно 10-15% от всех T-ALL случаев [52]. Анализ подтвердил, что путь сигнальный трансдуктор и активатор транскрипции (STAT)/Janus kinase (JAK) активации в GATA3 регуляторной сети является реальным механизмом для комбинирования высокой экспрессии GATA3 с ALL терапевтической реакцией. В исследовании, проведенном на периферической Т-клеточной лимфоме, избыточная экспрессия GATA3 оказалась связанной с плохим OS [53].

LEF1 (4q25) является ядерным белком, экспрессирующимся в pre-B и -T клетках и соединяющийся с функционально важным сайтом энхансера T cell receptor alpha (TCRA) и обеспечивающий максимальную активность энхансера [54]. Чтобы определить важность LEF1 в патогенезе T-ALL у детей, Gutierrez et al. исследовали 47 пациентов детей с диагнозом T-ALL. Биаллельная или моноаллельная делеция опухолевого супрессора гена LEF1 отмечена у 11% из них. Более того, альтерации nonsynonymous последовательностей LEF1 обнаруживались с частотой 7% [55]. В др. исследовании эти CNA возникали у 10-24.5% детей и взрослых с T-ALL [17]. Thakral et al. сообщили о LEF1 альтерациях у 7.4% (n = 2) T-ALL пациентов [43].Кроме того, LEF1 наиболее часто обнаруживался в группе NKX2-1 T-ALL [41]. Пациенты с инактивацией LEF1 были молодыми, при этом иммунофенотип тимоцитов представлен (CD1B+, CD1E+, CD8+, CD34-), повышенная экспрессия MYC и активация мутаций NOTCH1, PI3K и AKT, инактивирующими мутациями PTEN и тотальной инактивацией INK4A/ARF [55]. Мнения разделились в отношении роли инактивации LEF1 при T-ALL. Montano продемонстрировал, что инактивация LEF1 коррелирует с с лучшим OS у детей и с лучшей реакцией на спасительное лечение [56]. Напротив, в исследовании Yeh et al., наблюдали плохой OS и высокий риск рецидивов LEF1 в группе пациентов с делециями [57].

Ген WT1 (11p13) кодирует zinc finger DNA-связывающий белок, который действует как активатор или репрессор транскрипции в зависимости от клеточного или хромосомного контекста. WT1 возникает у 13.2% детей с диагнозом T-ALL, 84% из которых гетерозиготны. Мутации чаще всего связаны с C-терминальным фрагментом zinc finger [58]. Liu et al. наблюдали WT1 в 9.1% детей с T-ALL [41]. Наблюдаются взаимоотношения между появлением WT1 мутации и аномальной экспрессией специфических транскрипционных факторов TLX1 (HOX11), TLX3 (HOX11L2) и HOXA9. Отсутствуют различия в реакции на лечение. Пятилетние OS были сходны в обеих группах: 60 ± 21% для группы с WT1 мутацией и 70 ± 8% для группы без нее[58].

NF1 (17q11.2) ген кодирует neurofibromin, цитоплазматический белок, который преимущественно экспрессируется в лейкоцитах, помимо др. клеток. NF1 регулирует несколько внутриклеточных процессов, включая RAS-cyclic AMP путь, каскад MAP киназы и сборку цитоскелета [59]. Thakral et al., в исследовании небольшой группы пациентов наблюдали делецию NF1 и SUZ12 (17q11.2) в 7.4% каждой. Потеря функции этого гена связана с плохим прогнозом и неспособностью лечения [43]. Yeh et al. не обнаружили ни одного случая делеции NF1 или SUZ12 [57]. SUZ12 является компонентом polycomb group complexes (PRCs) 2, 3 и 4, которые являются критическими для собственно эмбрионального развития [60].

Члены семейства IKAROS участвуют в процессе гематопоэза, регулируя дифференцировку лимфоцитов [61]. Потеря функции гена IKZF1 (7p12.2) в результате делеции или мутации может приводить к развитию T-ALL, т.к. этот ген кодирует белок IKAROS, который действует как супрессор [62]. В исследовании на 27 детских и взрослых пациентах с T-ALL, Thakral et al. описали потерю IKZF1 в 7.4% [43]. Делеция и мутация IKZF1 наблюдались в 2.8 и 2% случаев T-ALL, соотв. [49,63]. Krzanowski et al. исследовали делеции гена IKZF1 у 24 детей с T-ALL и у 66 с BCP-ALL. Они обнаружили, что пациенты с T-ALL характеризовались более низким показателем делеций RB1 по сравнению с BCP-ALL (10.53 и 40.63%, соотв.) [64]. Было предположено, что потеря IKZF1 связана с плохим исходом, особенно при BCP-ALL [41]. Ген IKZF2 (2q34) принадлежит семейству IKAROS и кодирует синтез белка цинковые пальчики Helios, который необходим для дифференцировки собственно лимфоцитов и который считается важным как супрессор развития рака. Интересно, что микроделеция гена IKZF2 обнаружена в 3.4% случаев T-ALL у детей [63].

Ген PAX5 (9p13.2) ответственен за транскрипцию B-cell-specific protein activator factor (BSAP). Его роль была описана в основном в патогенезе BCP-ALL. Однако, недавнее исследование показало, что потеря его функции может также возникать при T-ALL. Аномалии гена PAX5 возникают у 14% детей с T-ALL [42]. Olsson and Thakral получили сходные результаты, альтерации PAX5 были обнаружены приблизительно у 11% детей с T-ALL. Оба исследования были осуществлены на ограниченном количестве T-ALL пациентов [43,49]. Достоверна ли потеря функции PAX5 у детей с T-ALL остается неясным.