Mutationsscreening von HSPC nach allo-HSZT erhöht die MRD-Sensitivität

Rezidive nach kompletter Remission (CR) sind nach wie vor die häufigste Todesursache nach allo-HSZT bei hämatologischen Krebserkrankungen. Daher ist die Suche und Verbesserung von Biomarkern zur frühzeitigen Vorhersage eines Rezidivs ein wichtiges Ziel in der präventiven Rezidivtherapie. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine Kombination aus durchflusszytometrischer Zellsortierung und Mutationsscreening (FCM) zum Nachweis seltener Krebsstammzellen die messbare Resterkrankung (MRD) und die frühe Rezidivprognose nach Transplantation verbessern kann. Retrospektiv wurden Proben von Patienten mit Rezidiven und Patienten mit anhaltender CR bei myelodysplastischen Syndromen (MDS) und verwandten myeloischen Neoplasien zu verschiedenen Zeitpunkten nach Transplantation analysiert. Untersucht wurden 29 Patienten (MDS, n = 20; MDS/MPN, myeloproliferative Neoplasien, n = 5; AML-MRC, akute myeloische Leukämie mit myelodysplastischen Veränderungen, n = 4), die nach allo-HSCT eine CR erreicht hatten. Insgesamt erlitten 16 Patienten zwischen 4 und 33 Monaten nach der Transplantation einen Rückfall, während 13 Patienten für ≥66 Monate nach der Transplantation in kontinuierlicher CR blieben. Bis auf einen Fall wurden bei allen Patienten in Knochenmarks-MNCs ein oder mehrere rezidivierende onkogene Mutationen identifiziert. Mittels FCM waren bei allen Patienten die Mutationen in allen HSPC-Populationen vor der Transplantation sowie im Rezidiv in hoher Konzentration nachweisbar. In Knochenmark (BM)-Remissionsproben waren MNCs bei 9 von 16 Patienten, die einen Rückfall erlitten hatten, im Mittel fünf Monate vor der klinischen Diagnose des Rezidivs mutational MRD-positiv, während sieben Patienten in mehreren aufeinander folgenden BM-Remissionsproben durchgehend MRD-negativ waren.
Von 25 CR-Proben der 15 Patienten, die später einen Rückfall erlitten, waren nur neun Proben MRD-positiv in den MNCs, während die FCM-analysierten HSPCs in allen Proben MRD-positiv waren, und zwar immer mit einer höheren Varianten-Allel-Frequenz (VAF) als in den MNCs (im Durchschnitt 97-fach). Die MRD-Positivität in den HSPC ging der in den MNC in mehreren aufeinander folgenden Proben voraus, in einigen Fällen mehr als zwei Jahre vor dem Rezidiv. Im Gegensatz dazu blieben die HSPCs bei 13 Patienten in langfristiger kontinuierlicher Remission MRD-negativ. Eine verbesserte MRD-Sensitivität wurde auch in den Gesamt-CD34+-Zellen beobachtet, jedoch waren die HSPCs zunehmend klonal beteiligt (im Mittel achtfach). Unabhängig von der Diagnose gestellt nach Kriterien der Weltgesundheitsorganisation, dem prognostischen Score-System sowie unabhängig von der Behandlung und Konditionierung vor der Transplantation und dem Mutationsprofil wurde die verbesserte MRD-Mutationserkennung in HSPC im Vergleich zu MNC in allen Rezidiven und bei allen Patienten in allen Knochenmarkproben beobachtet, die während der CR untersucht wurden. Dies deutet darauf hin, dass diese Ergebnisse weitgehend auf MDS und verwandte myeloische Erkrankungen übertragbar sind. Wie erwartet bestand eine starke Korrelation zwischen ungünstigen genetischen Veränderungen und schlechter Prognose, MRD-Positivität und Rezidiv. Allerdings wiesen vier der rezidivierten Patienten keine genetischen Hochrisikoanomalien auf. Dennoch waren auch in diesen Fällen die HSPCs in der CR MRD-positiv. Von den Patienten, die nach der Transplantation länger als fünf Jahre in Remission blieben, hatten zwei Patienten nachweislich vor der Transplantation genetische Hochrisiko-Veränderungen. In diesen Fällen war die MRD jedoch durchgängig MRD-negativ, wie bei den Patienten in anhaltender Remission ohne genetische Hochrisikoveränderungen (Ausnahme eine erste CR-Probe eines Patienten). Letzteres unterstützt die Aussage, dass MRD-Positivität in HSPC unabhängig von genetischen Hochrisiko-Veränderungen einen prädiktiven Wert für einen Rückfall hat. Ob ein MRD-positiver Befund in HSPC einen Rückfall nicht nur früher, sondern möglicherweise auch zuverlässiger vorhersagen kann als im gesamten Knochenmark, bedarf jedoch prospektiver Studien mit deutlich größeren Patientenkohorten. Tatsächlich wurde bei 12 von 13 Patienten in dieser Studie, die nach allo-HSZT ≥66 Monate in anhaltender Remission blieben, in mehreren aufeinanderfolgenden Knochenmarkproben nach der Transplantation keine klonale Beteiligung beobachtet, weder in MNCs noch in HSPCs. Die Analyse der MRD anhand von patientenspezifischen Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) zeigte andererseits, dass SNP-positive HSPC möglicherweise eher die Persistenz von normalen HSPC, die vom Patienten abstammen, als von MDS-HSPC widerspiegeln. 
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Identifizierung von Krebsstammzellen, die ein Rezidiv auslösen, und das MRD-Mutationsscreening zum Nachweis ihrer Persistenz die MRD-Sensitivität konsistent erhöhen und eine frühe Vorhersage von Rezidiven nach allo-HSZT ermöglichen.  GFI