Nachweis von minimal oder messbare Resterkrankung (MRD) ist eine wichtige prognostische Biomarker für die Verfeinerung der Risikobewertung und Vorhersage von Rückfällen bei akuter myeloischer Leukämie (AML). Diese umfassende Leitlinien und Empfehlungen mit best Practices für konsistente und genaue Identifizierung und Nachweis von MRD, können helfen, effektive Entscheidungen für AML-Behandlung.
Ansprechkriterien in akute myeloische Leukämie (AML) wurde vor kurzem wieder hergestellt, mit morphologische Untersuchung genutzt, um festzustellen, ob Patienten eine kompletten Remission (CR) erreicht haben. Etwa wird die Hälfte der erwachsenen Patienten, die CR eingegeben innerhalb von 12 Monaten wegen der Auswuchs der verbleibenden AML-Zellen im Knochenmark Rückfall. Die Quantifizierung dieser verbliebenen Leukämiezellen, bekannt als minimal oder messbare Resterkrankung (MRD), kann ein robustes Biomarker für die Vorhersage der diese Schübe. Darüber hinaus hat die Retrospektive Analyse mehrerer Studien gezeigt, dass die Anwesenheit von MRD im Knochenmark von AML-Patienten mit schlechten Überleben korreliert. Nicht nur ist die Gesamtbevölkerung der leukämischen, reflektiert von Zellen beherbergen eine Leukämie associated Immune-Phänotyp (LAIP), verbunden mit klinischen Ergebnis, aber so ist die unreifen Niederfrequenz-Subpopulation von Leukämie-Stammzellen (LSC), die beide werden können überwacht durch Durchflusszytometrie MRD oder MRD-ähnliche Ansätze. Die Verfügbarkeit von sensiblen Assays, die Erkennung der restlichen Leukämiezellen (Stem) auf der Grundlage von krankheitsspezifischen oder krankheitsassoziierten Features (abnorme molekulare Marker oder abweichende Immunophenotypes) aktivieren haben drastisch verbesserte MRD-Bewertung in AML. Allerdings sollte angesichts der inhärenten Heterogenität und Komplexität der AML als Krankheit, Methoden zur Probenahme Knochenmark und MRD und LSC Analyse wenn möglich harmonisiert werden. In diesem Manuskript beschreiben wir eine detaillierte Methode für angemessene Knochenmark Aspirat Probenahme, transport, probieren Sie processing für optimale Multi-Color Flow Cytometry Bewertung und gating Strategien zur Beurteilung MRD und LSC in therapeutischen Entscheidungsfindung helfen für AML-Patienten.
Akuter myeloischer Leukämie (AML) ist, dass eine Bösartigkeit des Knochenmarks durch defekte Reifung mit im Programm, abnorme Proliferation und Anhäufung von myeloischen Vorläuferzellen, Hemmung der normalen Hämatopoese und letztlich Knochenmarkinsuffizienz gekennzeichnet . Die Krankheit ist sehr heterogen hinsichtlich Morphologie, Immunophenotype, Zytogenetik, molekulare Aberrationen und gen Ausdruck Signaturen sowie Behandlungserfolg und Behandlung Ergebnis1,2. Aktuelle Management umfasst Induktions-Chemotherapie mit dem Ziel zu erreichen, kompletten Remission (CR), gefolgt von der Post-Remission Behandlung, sich weitgehend an die Ergebnisse der molekularen, zytogenetische orientiert und Immunophenotypic Studien und besteht aus entweder mehrere Studiengänge zusätzliche Chemotherapie oder (autologen oder allogenen) Stammzellen Transplantation3. Trotz hohen Remissionsraten nach intensiver Chemotherapie von bis zu 90 % 5-Jahres-Überlebensrate bei Erwachsenen nur ca. 30-40 %, überwiegend aufgrund der Entwicklung der Rückfall häufig resistent gegen Chemotherapie und dadurch sehr schwer zu behandeln sind. Ergebnis bei Kindern ist besser, obwohl etwa ein Drittel auch Rückfall. Daher, Früherkennung von drohenden Rückfall füllt einen ungedeckten medizinischen Bedarf und führe nach Remission Therapie4.
Resterkrankung nach Therapie die Summe aller Diagnose und Post-Diagnose Mechanismen/Resistenzfaktoren wiedergibt; Daher kann seine Messung prognostische und Instrumentalmusik für die Führung der Behandlung sein. Die Möglichkeit der Definition Resterkrankung (ehemals minimaler Resterkrankung und jetzt bezeichnet als messbare Resterkrankung oder MRD) weit unter dem morphologischen Kriterium der 5 % Blasten wandelt sich die Landschaft des Risiko gehört. Derzeit sind die beiden Methoden meist verwendet, um MRD erkennen Flow Cytometry und molekular-basierten, letzteres durch Reverse Transkriptase PCR (RT-qPCR)5 bewertet wird oder, obwohl in einem frühzeitigen Stadium von next Generation sequencing (NGS). Viele Studien bei Erwachsenen sowie bei Kindern zeigten bereits, dass verschiedene MRD Ansätze starke prognostische Informationen in AML sowohl nach Induktion und Konsolidierung Therapie6,7, und eine neue Definition der Krankheit Belastung ( besser als morphologische CR) entsteht nun8. Dies deutet darauf hin, dass MRD durch Strömung beurteilt und/oder molekulare Techniken werden sollte, und in der Tat werden bereits, standard in jeder klinischen Prüfung AML.
Dieses Manuskript beschreibt das detaillierte Flow Cytometry Verfahren um eine genaue und reproduzierbare Immunophenotypic Charakterisierung von MRD in Knochenmarkproben, einschließlich das Knochenmark-Sampling und Verarbeitungsverfahren vor Durchflusszytometrie zu erhalten. Die Verfügbarkeit von guter Qualität des Knochenmarkproben bei Diagnose und Nachsorge ist entscheidend für den Erfolg dieser Messung über klinische und klinische Studien. In der Tat sind diese Pre-analytischen Überlegungen auch von entscheidender Bedeutung für molekulare (PCR und NGS) MRD Ansätze. Zur Immunophenotypic Charakterisierung von MRD werden akzessorisch zum Ausdruck gebrachten Marker kombiniert mit Normal myeloischen und Stammvater Marker zu identifizieren, eine Leukämie-assoziierten Immunophenotype (LAIP)9. MRD misst die Resultante viele Einflussfaktoren Ansprechen auf die Therapie, wie intrinsischen oder erworbene Leukämie Resistenzen, Pharmakodynamik und Kinetik-Therapie, Immunüberwachung und Compliance. MRD ist daher ein sehr stark nach Diagnose prognostische Parameter zugeordnete klinische Outcome als dichotome auf ein Abkürzungniveau von Empfänger-Betrieb Merkmal (ROC) Analyse bestimmt. Für unsere Erwachsenen AML-Kohorte der HOVON 42a Studie, die Abkürzungniveau befindet sich bei 0,1 % LAIP positive Zellen/Gesamtzahl weißer Blutkörperchen. Verwenden dieses Kriterium zur Bestimmung negativ Vs positive MRD Status, kann eine Gruppe von Patienten identifiziert werden, die haben eine deutlich schlechtere Rückfall auftreten, Rückfall-freie und allgemeine überleben6. Darüber hinaus beschreiben wir die Messung von unreifen, resistente Leukämiezellen mit Stammzell-ähnliche Funktionen (CD34 + CD38-Leukämie-Stammzellen oder LSC), bietet einen starken Prädiktor des Patienten-Outcome-10. Zusammen LAIP und LSC nähert sich Form der Strömung durchflusszytometrischen MRD Ansatz. LAIP Ansatz eignet sich für etwa 90 % der Patienten, während der LSC-Ansatz in etwa 80 % der Patienten angewendet werden kann. Zusammen mehr als 95 % der Patienten auswertbar für einen Parameter oder beide.
Zu guter Letzt bietet diese Publikation eine detaillierte operative Beschreibung um MRD durch Durchflusszytometrie zu beurteilen. Dazu gehören: (1) Harmonisierung und/oder Standardisierung von Knochenmark Stichprobenverfahren, 2) Probe Transport Beratung (3) detaillierte Beschreibung der leukämischen Zellen Erkennung mit FACS durch mehrere Antikörper-Platten einschließlich Einzelzelle Rohr Ansätze zur Charakterisierung der LSC, 4) Aufbau der FACS Maschinen für standardisierte Messungen, 5) analytische Programme für MRD-Messungen und 6) analytische Programme für LSC-Erkennung.
Wir wollen zeigen alle Facetten des Verfahrens einschließlich der Probenvorbereitung, da, die selten diskutiert wird, während es ein wichtiges Thema für die Qualität der das Endergebnis ist. Knochenmarkaspiration und Biopsie sind klinische Verfahren verwendet, um die blutbildenden Zellen im Knochenmark zu bewerten. Diese werden zusammen mit ein komplettes Blutbild (CBC) und Blutausstrich durchgeführt. Die optimale Methode für die Knochenmarkaspiration ist entscheidend für die genaue Diagnose und Nachbereitung für MRD Messung. Darüber hinaus sollte eine erfolgreiche Knochenmark Aspirat genügend Zellen ausführen LAIP und LSC Strömungsanalyse (mindestens 10 Millionen lebensfähige Zellen) enthalten. Hier beschreiben wir die Methode zum Durchführen einer Knochenmarkaspiration und Leitlinien, die angemessene Zelle Probenahme (und begrenzt das Potenzial für Polopiryna) benötigt für präzise Diagnostik und zusätzliche Forschung führen sollte. Diese Pre-analytischen Überlegungen sind auch von entscheidender Bedeutung für molekulare (PCR und NGS) MRD Ansätze. Alle Proben für die Immunphänotypisierung sollte vorzugsweise innerhalb von 24 h Kollektion verarbeitet werden. Obwohl nicht zu empfehlen, können bei bis zu 72 h bei Raumtemperatur aufbewahrt dem Knochenmark und peripherem Blutproben noch verarbeitet und analysiert werden. Darüber hinaus sollten alle Handhabungen mit dem Material unter sterilen Bedingungen durchgeführt werden, um die Kryokonservierung von sterilen Zellen zur späteren Forschung/Qualitätsbewertung etc. zu ermöglichen.
Sind genügende Daten zur Verfügung, die den Beweis für MRD-Positivität mit Armen überleben assoziiert wird, und daher kann MRD Bewertung Patienten-Outcome verbessern, indem Sie zusätzliche prognostische Informationen auf dem klinischen Entscheidungen getroffen werden können. Daher unbedingt eine konsistente und abgestimmte Methode für Immuno-phänotypische Beurteilung der MRD letztlich Patient Therapie zu verbessern. Dies ist auch wichtig, beim Vergleich von klinischer Studies in verschiedenen Studienzentren, und kann letztlich Hilfe in klinischen Entscheidung machen und dient als ein Surrogat klinischen Endpunkt für die Gesamtüberlebenszeit. Die Vorstellung, dass solide Richtlinien für genaue und konsistente MRD-Messungen gerechtfertigt sind führte zu einer konzertierten Aktion der Europäischen Leukämie Netzwerk (ELN), State-Of-The-Art-Design-Richtlinien. Dieses umfassende Dokument veröffentlichte Ende 2017 werden, und werden für viele Studiengruppen und Labors voran.
Wichtige Schritte im Rahmen des Protokolls
Ein wichtige und oft übersehener Aspekt der MRD-Analyse ist die Auswirkung der Sample-Qualität über die genaue Bestimmung der MRD. Dies wird deutlicher, wenn Material muss transportiert werden, an anderen Instituten in weltweiten klinischen Studien gegeben, die zusätzliche betriebliche Aspekte, die in diesem Rahmen berücksichtigt werden müssen. Um das Risiko der Verwechslung von Patienten ist Informationen und pünktliche Lieferung der Proben angemessene Verwaltung entscheidend. Auch in diesem Stadium des Transports ist die richtigen Formen und/oder Import in elektronischen Krankenhaussysteme mit klaren Zuordnungen der gewünschten Analyse erforderlich. Kenntnis nehmend von der Bühne Therapie MRD Sampling ist auch entscheidend, da es möglicherweise relevant für die klinische Entscheidungsfindung (zum Beispiel nach dem zweiten Kurs der Therapie) und sollte daher klar definiert werden. Die Verwendung von simulierten Daten (wie zum Beispiel 1. Januar pro Geburtsjahr) erhöht das Risiko der Verwechslung von Patienten oder Analysen. Sofern dies gesetzlich vorgeschrieben ist, sollte eine alternative anonymisierte Form der Identifizierung verwendet werden.
Alle Proben für die Immunphänotypisierung sollte vorzugsweise innerhalb von 24 h Kollektion verarbeitet werden. Obwohl nicht zu empfehlen, können bei bis zu 72 h bei Raumtemperatur aufbewahrt dem Knochenmark und peripherem Blutproben noch verarbeitet und analysiert werden. Darüber hinaus alle Handhabungen mit dem Material können am besten durchgeführt werden unter sterilen Bedingungen, so dass weitere Kryokonservierung von Zellen in (lokalen) Biobanken relevant bleibt: zahlreiche klinische Studien haben zusätzliche Analysen, Leukämie-Zellen mit weiter zu untersuchen in Bezug auf molekularer, Immuno-phänotypische und funktionelle Eigenschaften zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden. Details des Biobanking sind jedoch nicht in den Anwendungsbereich dieser Handschrift.
Mit MRD als Diagnosewerkzeug impliziert, dass es ein akkreditiertes Labor nicht nur für Durchflusszytometrie, aber auch zur Qualitätskontrolle von MRD Bewertung braucht. Dies erfordert möglicherweise Muster zu bestimmten Referenzlaboratorien oder (wieder-) analysieren Flow-Dateien mit der MRD-Messungen von Referenz-Teams zu verteilen.
Dieser Artikel beschreibt die wichtigsten Aktionen aus dem Knochenmark Aspirat Sammlung zur Bestimmung der MRD in klinischen Proben – erfordern ein ganzes Team von Experten mit spezifischen Aufgaben, Zuständigkeiten, und häufige Kommunikation für eine effektive Charakterisierung und Analyse. Da jede Aufgabe entscheidend für das Verfahren ist, empfiehlt es sich, haben solide Logistik einschließlich der Protokolle bei jedem Labor und ausreichend speziell dafür geschultem Personal sichern. Darüber hinaus gibt es einige relativ subjektive Schritte Teil der Verfahren (vor allem LAIP und LSC aberranten Marker-Identifikation), gilt es, Diskussionen über das Endergebnis vom Team, und haben den Abschlussbericht autorisiert durch ein Team von Aufsichtsbehörden. Aktuelle Bemühungen verfolgen Computer-Software-Entwicklung, die hilft, die (LAIP und LSC) MRD-Analyse zu standardisieren.
Modifikation und Fehlerbehebung
Jede Übungseinheit haben einen eigenen Satz von Antikörpern, die verwendet werden können, die verschiedenen Subpopulationen zu definieren, obwohl mit einem standardisierten Rückgrat der Marker essentiell für vergleichbare Ergebnisse wie in den ELN-Stand der Technik-Leitlinien für MRD Messungen Dokument beschrieben oben genannten. Unabhängig von der gewählten Marker gibt es einige Probleme, die die Analyse der Ergebnisse erschweren und müssen berücksichtigt werden können.
Grenzen der Technik
Die Identifizierung von LAIP und LSC aberranten Marker Ausdruck ist zuerst bei der Diagnose bewertet und überwacht im Laufe der Zeit (während und nach der Therapie) für die genaue Charakterisierung des Phänotyps MRD. Während mehr als 95 % der Patienten über LAIP LSC (oder beides) ausgewertet werden kann, noch einige Patienten haben keine definierte LAIP oder keine CD34 + CD38-LSC mit CD34 negative Blasten zu präsentieren oder haben eine fehlende Diagnose Probe. In diesen Fällen lohnt sich immer noch versuchen zu messen MRD mit einem Panel von Antikörpern so breit wie die Anzahl der verfügbaren Zellen ermöglicht und wählen Sie dann die zuverlässigste (was der stärkste Unterscheidung der leukämischen Zellen) LAIP. Wenn man bedenkt, dass ein Teil der Patienten, die letztlich Rückfall nicht vollständig Diagnose Immunophenotype, aufgrund der Heterogenität der AML Krankheit ähneln messen eine breite Gruppe von Antikörper bei MRD wird jedenfalls empfohlen. Diese Immunophenotypic Verschiebungen gehören Blasten und LSC und haben gezeigt, dass während der Therapie16 auftreten und messbare Erkrankung auf diese sogenannten kommende Populationen beruhen kann. Zu diesem Zeitpunkt wurde jedoch es nicht bestimmt, ob alle Immunophenotypic Sub-Populationen zum Rückfall der Erkrankung führt, und daher nicht allgemein üblich, MRD zugeschnitten-Therapie Berichten auf diese Zellen in klinischen Studien basiert. Es ist wichtig zu beachten, dass das Risiko der fehlenden LSC wegen der Bevölkerung Verschiebungen durch eine Röhre Ansatz reduziert wird, in dem die wichtigsten Aberrancy definierenden Marker in einem Durchflusszytometrie (PE) Kanal14 sind.
Bedeutung im Hinblick auf bestehende Methoden
In diesem Protokoll beschriebene Methode stützt sich auf die Definition von einem oder mehreren LAIP, welche Zellen während der Therapie gefolgt sind. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass es vor kurzem gezeigt hat, dass LAIP während der Therapie ändern kann. Auf diese Weise können einige kommende Populationen mit verschiedenen aberranten Marker übersehen werden. Um dies zu umgehen, wäre es am besten, alle aberranten Marker anstatt nur diejenigen, die zum Zeitpunkt der Diagnose gefunden zu messen. Dies dann wäre ähnlich wie bei der “unterscheidet sich von normalen” Ansatz, die von mehreren Labors17verwendet wird.
Zukünftige Anwendungen
Vor kurzem erhielt MRD zusätzliche Aufmerksamkeit für neue klinische Studien-Entwurf. In der Ära der spezialisierten Behandlungsmöglichkeiten und gezielte medikamentöse Therapie wird die Verwendung von MRD als Ergebnis Maßnahme reduzieren den Zeitaufwand für die klinischen Wirksamkeit von neuen Behandlungsmethoden, letztlich so, dass die schnellere Einführung von therapeutischen dringend zu etablieren Optionen in der Klinik. Die Bedeutung der entsprechenden Logistik und praktische Ausführung einer harmonisierten MRD-Bewertung sind entscheidend für den zukünftigen Erfolg der AML-Behandlung, da die FDA untersucht derzeit die Machbarkeit der Verwendung MRD als Surrogat Endpunkt anstelle des Gesamtüberlebens misst18.
The authors have nothing to disclose.
Diese Forschung wurde von niederländischen Krebsgesellschaft (ALPE 2013-6371) und Egbers Stiftung für VONK unterstützt. Wir danken der niederländischen AML-MRD-Arbeitsgruppe für die Zusammenarbeit und fruchtbaren Diskussionen zur kontinuierlichen Verbesserung und Standardisierung der AML-MRD.
BD Biosciences | 120995496,060996589 and 013729 | FACS Canto II | |
BD Biosciences | 555360 | CD7 FITC | |
DAKO | F076701 | CD2 FITC | |
Sanquin | M1613 | CD36 FITC | |
BD Biosciences | 332778 | CD15 FITC | |
BD Biosciences | 335039 | CD45RA FITC | |
BD Biosciences | 345810 | CD56 PE | |
BD Biosciences | 337899 | CD22 PE | |
BD Biosciences | 345785 | CD14 PE | |
Miltenyi Biotec | 130-080-801 | CD133 PE | |
BD Biosciences | 562566 | Clec12a PE | |
BD Biosciences | 565568 | Tim-3 PE | |
BD Biosciences | 332774 | CD7 PE | |
BD Biosciences | 333142 | CD11b PE | |
BD Biosciences | 337899 | CD22 PE | |
BD Biosciences | 345810 | CD56 PE | |
BD Biosciences | 347222 | CD34 PERCP-CY5.5 | |
BD Biosciences | 558714 | CD123 PERCP-CY5.5 | |
Beckman Coulter | B49221 | CD117 PE-CY7 | |
BD Biosciences | 562854 | CD33 BV421 | |
BD Biosciences | 345791 | CD19 APC | |
BD Biosciences | 333143 | CD11b APC | |
BD Biosciences | 345800 | CD33 APC | |
BD Biosciences | 345807 | CD38 APC | |
BD Biosciences | 641411 | HLA-DR APC-H7 | |
BD Biosciences | 560532 | CD44 APC-H7 | |
BD Biosciences | 562596 | CD13 BV421 | |
BD Biosciences | 348811 | CD34 PE-CY7 | |
Beckman Coulter | A96416 | CD45 Krome Orange | |
BD Biosciences | 655873 | CD45 HV500c | |
BD Biosciences | 655051 | CST beads | |
BD Biosciences | 555899 | Pharm lysing solution | |
BD Biosciences | 644204 | Multicolor CompBeads | |
BD Biosciences | 655051 | CST beads | |
BD Biosciences | FACSDiva software | ||
Cytognos | Infinicyt | ||
Spherotech | Euroflow RCP-30-5a | ||
Sigma-Aldrich | Tuerk solution | ||
Spherotech | BCP-100-5 | Blank Calibration Particles Beads | |
HSA | |||
Azide | |||
ddH2O |