Johdanto hematopatologiaan Hematopatologia tutkii veren, luuytimen ja imukudoksen sairauksia Marja-Liisa Karjalainen-Lindsberg HUSLAB L2K13 8.5.2013 Käsiteltäviä asioita Käsitteitä Mitä veren ja imukudoksen kasvaimet ovat Patogeneesin yleiset periaatteet Diagnostiset näytteet Käsitteitä Veren ja imukudoksen kasvaimet Leukemiat ja lymfoomat ovat vertamuodostavan kudoksen ja imukudoksen kasvaimia Muodostuvat yksittäisessä solussa tapahtuvien geenimuutosten/mutaatioiden seurauksena Muuttunut solu saa kasvuedun (nopeampi proliferaatio) tai elinaikaedun (esim. suoja ohjelmoidulta solukuolemalta) Joissakin leukemioissa epäkypsät solut jakautuvat, mutta niiden kypsyminen on estynyt 1
Leukemia Lymfooma Kasvainsoluja on verenkierrossa Usein affisioivat luuydintä Nodaalinen imusolmukealueilla ~ 40 % ekstranodaalisia Laaja levinneisyys (korkea stage): myös luuytimessä ja veressä Leukemian ja lymfooman käsitteissä päällekkäisyyttä Leukemiat Lymfaattiset B-lymfosyyttien T-lymfosyyttien NK-solujen Myeloiset granulosyyttilinja monosyyttilinja erytroinen linja megakaryosyyttilinja Leukemiat Akuutit nopea taudinkulku johtavat hoitamattomina kuolemaan viikoissa tai kuukausissa primitiiviset epäkypsät solut (varhaiset blastit) syrjäyttävät kypsyvän hematopoieesin (normaalin verisolujen muodostumisen luuytimessä) lymfoblastit myeloblastit Krooniset hidas eteneminen kuukausien tai vuosien elinaika, joskus hoitamattominakin (seuranta) kypsien leukosyyttien kasvaimia Kromosomimuutokset Hematolymfaattisten tautien kulku 1st HIT 2nd HIT Klonaalinen evoluutio Transformaatio Indolentit Krooninen myeloinen leukemia (KML) krooninen vaihe akseleraatio blastikriisi Krooninen lymfaattinen leukemia (KLL) transformaatio suurisoluiseksi lymfoomaksi (Richterisaatio) Aggressiiviset 2
Haematopoietic neoplasms Myeloid neoplasms Myeloproliferative neoplasms Excessive production of blood cells Myelodysplastic syndromes Inefective production of blood cells Acute myeloid leukemia Myeloid precursor neoplasms Lymphoid neoplasms Histiocytic and dendritic cell neoplasms Haematopoietic neoplasms Lymphoid neoplasms Precursor lymphoid neoplasms Acute lymphoblastic leukaemias Mature B-cell neoplasms B-cell non-hodgkin lymphomas Mature T/NK-cell neoplasms T- or NK-cell non-hodgkin lymphomas Hodgkin lymphoma Immunodeficiency associated lymphoproliferative disorders Haematopoietic neoplasms Histiocytic and dendritic cell neoplasms Histiocytic sarcoma Langerhans cell histiocytosis/sarcoma Interdigitating dendritic cell sarcoma Follicular dendritic cell sarcoma Disseminated juvenile xanthogranuloma etc. Blood and bone marrow Uusiutuva luonnonvara! Stem cell renewal and progeny 3
Stem cell hierarchy: myeloid and lymphoid differentiation pathways Stem cells and progenitors become lineage committed in a hierarchical manner BMP = bone morphogenetic protein Pathways involving Notch, wnt, and PGE-2 stimulate HSC self renewal The chemokine CXCL12 regulates the migration of HSCs from the circulation to the bone marrow Stromal cells support hematopoiesis including the production of cytokines, such as c-kit ligand, that stimulate stem cells and progenitors. Other cytokines, including interleukins, thrombopoietin, and erythropoietin, also influence progenitor function and survival. Kit ligand = stem cell factor Kasvutekijä säätelee proliferaatiota ja ohjaa erilaistumista sekä toimintaa BFU = Burst Forming Unit Interplay of cytokines and growth factors in haematopoiesis CFU = Colony Forming Unit GEMM = Granulocyte, Erythroid, Monocyte, Megakaryocyte TPO = Thrombopoietin EPO = Erythropoietin 4
Mikrosyyttinen anemia Makrosyyttianemia Raudanpuute Sideroblastianemia Thalassemia minor Kroonisen taudin anemia Lyijymyrkytys jotkin hemoglobinopatiat Maksasairaudet B12 vitamiinin puutos folaatin puutos neonataalivaihe Kromosomi 9 Raharulla KROONINEN MYELOINEN LEUKEMIA Neutrofilia, eosinofilia, basofilia, varhaismuodot Philadelphia-kromosomi: BCR-ABL fuusioproteiini Kromosomi 22 Translocations involved in myeloid neoplasms and acute leukaemias often result in fusion proteins possessing abnormal enzyme/kinase activity (commonly tyrosine kinase activity) The BCR-ABL onco-protein chronically activates many different downstream signaling pathways to confer malignant transformation in hematopoietic cells CML: 1st line treatment tyrosine kinase inhibitor (imatinib, dasatinib, nilotinib,...) 2nd line treatment is stem cell transplantation 5
Luuytimen erittelylaskenta Myeloblastit 0-3 % Promyelosyytit Myelosyytit 2-8 % 10-13 % Metamyelosyytit 10-15 % Sauvat/liuskatumaiset 25-40 % Eosinofiilit ja prekursorit Basofiilit ja prekursorit 1-3 % 0-1 % Monosyytit 0-1 % Erytroblastit 0-2 % Muut erytroiset solut 15-25 % Lymfosyytit Plasmasolut 10-15 % 0-1 % FAB (French-American-British) classification of acute myeloid leukaemia is based on the stage of maturation/differentiation Akuutti myeloinen leukemia > 20 %:n blastiosuus 6
2008 WHO classification of acute myeloid leukaemia recognizes genetic alterations as clinical entities > 1,5 cm Chromosomal alterations of leukaemias often result in fusion proteins Ikä Solukkuus % Granulopoieesi % Erytropoieesi % Vastasyntynyt 80-100 50 40 10 Lymfosyytit % GELATINÖÖSI DEGENERAATIO Hypoalimentatio - Anorexia Nervosa - Maligniteetit 1-3 kk 80-100 50-60 5-10 30-50 Lapsi 60-80 50-60 20 20-30 Aikuinen 40-70 50-70 20-25 10-15 Milloin luuydinbiopsia? Ytimen solukkuuden arvio pansytopenia Luuytimen tukikudosmuutoksia aiheuttavat sairaudet myelofibrosis Luuydininfiltraatit Osoittaminen, laajuus, luonne Aspiraation toistuva epäonnistuminen Luuydinbiopsian hyötyjä Yleisrakenteen arvio Luustruktuuri Verta muodostava kudos Tukikudos Monipuoliset tekniikat Entsyymi- ym histokemialliset värjäykset Immunohistokemia In situ hybridisaatio Interfaasi-FISH PCR Taltioiminen kudosarkistoon 7
Cristabiopsian indikaatioita Lymfoomien diagnostiikka ja levinneisyysselvitys Akuutit leukemiat Myeloproliferatiiviset tilat Myelodysplastiset syndroomat Metastaattiset kasvaimet Myelofibroosi Aplastinen anemia Plasmasoludyskrasiat Infektiot Metaboliset häiriöt Solukkuuden arvio hoidonjälkeisessä sytopeniassa Luuydinsiirteen tilan arvioiminen Luuytimen solukkuus Hypoplasia Aplastinen anemia Karvasoluleukemia Hypoplastinen myelodysplasia Akuutti myeloinen leukemia Kemoterapian tai luuydinsiirron jälkitila Normosellulaarinen Plasmasoludyskrasia Hyperplasia Reaktiivinen Myeloproliferatiivinen syndrooma Myelodysplasia Akuutti leukemia Lymfooma Metastaasi Lasten small blue round cell -tuumorit Hematopoieesin solutyypit Myeloid differentiation pathways showing the stage of causative mutation in various haematological neoplasms Ovatko edustettuina? Lukumäärien muutokset? Granulosyyttileukemia, hypereosinofiilinen sdr, mastosytoosi Epänormaali kypsyminen? Kypsymisen hidastuminen (lääkeaineet) Epäsuhtainen kypsyminen (myelodysplasia) Kypsymishäiriö (megaloblastinen anemia) Kypsymisen epätasapaino (kasvutekijä) Lymphoid tissue V(D)J recombination of immunoglobulin gene: 1st critical step in B-cell lymphomagenesis Lymph nodes Spleen Bone marrow Tonsils, nasopharynx Mucosa of gastrointestinal tract Any anatomical location upon inflammation RAG1/2 = Recombination activating gene 1/2 Location Genetic event Translocation Gene Lymphoma type Bone Marrow RAG1/2 VDJrecombination t(14;18) BCL2 Follicular lymphoma t(11;14) CCND1 Mantle cell lymphoma 8
Germinal center reaction B-cells do not express Bcl-2 during germinal center stage in order to enable apoptosis of immunologically inadequate clones T-cell area B-cell area Marginaalivyöhyke Manttelivyöhyke Ki-67 Follikulaarinen Parakortikaalinen Imukudoksen hyperplasiatyypit Chromosomal translocations in lymphomas often replace a gene under regulation of the partner gene, resulting in inappropriate gene expression. Common partner is immunoglobulin heavy chain gene on chr 14. Unstimulated Medullaarinen Sinus 9
Paikallinen lymfadenopatia Yleistynyt lymfadenopatia Luokittelun perusteita Linjaisuus Esiaste kypsäsoluinen COO (cell of origin) 10
MANTLE CELL LYMPHOMA CLL (subset) DLBCL (GCB) BURKITT FOLLICULAR DLBCL (ABC) MARGINAL ZONE LYMPHOMA MYELOMA Imukudoksen kasvaimien ominaispiirteitä CLL (subset) Ei benignejä lymfoomia Lymfosyyttien liikkuvuus Centroblast Centrocyte Memory lymfoomat ovat systeemitauteja kromosomimuutokset vähemmän kaoottisia kuin solideissa tuumoreissa Reaktiivinen imukudosmuutos ja aggressiivinen lymfooma voivat morfologisesti muistuttaa läheisesti toisiaan Naive B-lymphocyte Plasmablast Plasmacell Imusolmukkeen valinta Histologinen näyte Kookkain imusolmuke Kaulan/soliskuopan alueella paras morfologia Kainaloimusolmukkeet usein rasvoittuneita Nivusimusolmukkeissa fibroosia Tuorenäyte Keittosuola, elatusneste Tarvittaessa puolet formaliinifiksatiiviin Kokonainen imusolmuke Kapseli mukana Joissakin tapauksissa (retroperitoneum, mediastinum) primaari lymfoomadiagnoosi tarvittaessa histologisesta karkeaneulabiopsiasta yhdistettynä ohutneulabiopsiaan 11
PNB: Sampling error EBER Karkeaneulabiopsia Rintaontelo Vatsaontelo Ohutneulabiopsia lymfoomadiagnostiikassa Seulonta nopea reaktiivinen vai neoplastinen muutos? hematolymfaattinen vai muu neoplasia? Täydentää karkeaneulabiopsiaa mediastinum, vatsaontelo solukuva, virtaussytometria Seuranta relapsi? transformaatio? 12
Ohutneulabiopsia ei sovellu primaariin lymfoomadiagnoosiin yksinomaisena tutkimuksena! lymfoomadiagnostiikassa Nopea Kvantitatiivinen Usean antigeenin yhtäaikainen määritys Niukkasoluiset näytteet! Morfologia lymfoomadiagnostiikassa Kliininen kuva Diagnostiset parametrit Hoidettavuus CD20 CD52 Ennustekijät Zap-70 CD38 MRD Patologisanatominen diagnoosi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset Kliininen kuva Morfologia Lymfoomameeting Patologisanatominen diagnoosi Patologi Radiologi Onkologi Hematogi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset 13
Morfologia Morfologia Kliininen kuva Kliininen kuva Patologisanatominen diagnoosi Patologisanatominen diagnoosi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset Kromosomimuutokset T-Lymphoblastic lymphoma TdT CD4/CD8 Immunofenotyypitys nopea ja herkkä usean antigeenin määritys samasta solusta kvantitatiivinen vaatii tuorenäytteen morfologinen tulkinta puuttuu sytoplasmiset ja tumaantigeenit edellyttävät permeabilisaatiota Morfologia Kliininen kuva Patologisanatominen diagnoosi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset Immunofenotyypitys Immunohistokemia parafiinileike tai jääleike, myös arkistomateriaali mahdollistaa morfologisen tulkinnan semikvantitatiivinen permeabilisatiota ei tarvita ALK-1 14
Morfologia Kliininen kuva Patologisanatominen diagnoosi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset Klonaliteettimääritys Pinta- tai sytoplasmisen immunoglobuliinin kevytketjuilmentymään perustuva (virtaussytometrinen tai immunohistokemiallinen) Immunoglobuliini- tai T-solureseptorigeenin uudelleenjärjestymään perustuva (molekyyligeneettinen) Kromosomimuutoksiin perustuva (sytogeneettinen) G-band Morfologia Kliininen kuva Patologisanatominen diagnoosi Klonaliteettitutkimukset Immunohistokemia Kromosomimuutokset Polyploid (nearly triploid) chromosome number 56-80 Lymfooman kromosomimuutoksien merkitys Lymfoomatyypin määritys c-myc uudelleenjärjestymä t(8;14) (t(2;8), t(8;22)) Burkitt/Burkittlike lymfoomassa Ennusteellinen merkitys KLL: lukuisia sytogeneettisiä poikkeavuuksia Trisomia 12: aggressiivinen taudinkulku, ei IgVH mutaatioita Del 11q22-23 (ATM), del 17p13 (p53 lokus) huonoennusteisia 13q14 poikkeavuus: pidentynyt elinaika Jäännöstaudin/relapsin/transformaation toteaminen Bcl-2 uudelleenjärjestymä (t(14;18)) follikulaarisessa lymfoomassa (molekulaarinen remissio?) Yhteenveto Hematolymfaattiset kasvaimet ovat laaja biologialtaan ja kliiniseltä kuvaltaan monimuotoinen tautiryhmä Kirurgia tärkeä diagnostiikassa, mutta harvoin hoitomuotona Tuorenäyte Morfologia, kliininen kuva, immunofenotyyppi ja geneettiset muutokset PAD:n kulmakivet Veren ja luuytimen tutkimuksien porrastus Sytopenia: Myelodysplasia Erytro-, trombo- ja leukosytoosi: Myeloproliferatiiviset ja leukeemiset tilat 15
Kiitos! 16