Messbare (minimale) Resterkrankung (MRD)

Molekulargenetisches und immunphänotypisches Monitoring des Krankheitsverlaufs zur Steuerung einer risikoadaptierten Therapie.

Mögliches Untersuchungsmaterial
  • Knochenmark
  • Peripheres Blut
Bearbeitungszeit

Je nach Methode

Die Untersuchung der MRD besitzt prognostische Aussagekraft und ermöglicht die Früherkennung eines Rückfalls (Rezidiv) nach Therapieversagen. Sie ist somit hochrelevant für die Auswahl und Steuerung einer risikoadaptierten Therapie. Der Nachweis der MRD erfolgt in der Regel mit hochmodernen Analysetechniken aus dem Bereich der Molekulargenetik und Immunphänotypisierung, da diese eine hohe Sensitivität ermöglichen.

Sensitivitäten

In Abhängigkeit von der untersuchten Veränderung und Technologie kann die Detektionsfähigkeit der MRD stark variieren. Aufgrund ihrer hohen Sensitivität – gemeint ist das Vermögen eine erkrankte Zelle innerhalb einer Population von gesunden Zellen aufzuspüren - sind die Molekulargenetik und die Immunphänotypisierung der konventionellen Zytomorphologie und Zytogenetik für den MRD-Nachweis zum Teil deutlich überlegen.

Untersuchungsmethode

Sensitivität

(Positive Zellen/ untersuchte Zellen)

Sensitivität

Zytomorphologie

5-10/100

5-10%

Klassische Zytogenetik

1-2/20

5-10%

FISH

1-5/100

1-5%

Fragmentanalyse

2-10/100

2-10%

Next Generation Sequencing

1-3/100

1-3%

Multicolor Flow Cytometry (MFC)

1/10.000

0,01%

digitale PCR

1/10.000

0,01%

quantitative real-time PCR

1/10-100.000

0,01-0,001%

Methodik

Molekulargenetische Bestimmung der MRD

Die molekulargenetische Bestimmung der MRD basiert auf dem Nachweis von leukämiespezifischen DNA-Sequenzvarianten, chromosomalen Translokationen und genomischen Rearrangements. Mit Hilfe von molekularbiologischen Untersuchungsmethoden können patientenspezifische Mutationen bei Diagnosestellung identifiziert und im Untersuchungsverlauf nachverfolgt werden.

Der molekulargenetische Nachweis der MRD beruht auf dem Funktionsprinzip der Polymerase Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR). Hierbei handelt es sich um ein enzymbasiertes Verfahren zur spezifischen Vervielfältigung von Nukleinsäuresequenzen. Zu den im Rahmen der molekulargenetischen MRD-Routinediagnostik verwendeten Analyseverfahren zählen u.a.: Next Generation Sequencing (NGS) mittels Ultra-Deep Amplicon Sequencing, digitale PCR, quantitative real-time PCR (qPCR) und die Fragmentanalyse.

Ein Beispiel hierfür zeigen Patienten mit chronischer myeloischer Leukämie (CML), bei der die molekulargenetische MRD-Diagnostik einen zentralen Stellenwert bei der Steuerung der Therapie besitzt. So weisen mehr als 95% aller CML-Patienten bei Diagnose eine reziproke Chromosomentranslokation auf, die zu der Entstehung eines BCR-ABL1 Fusionsgens führt. Die Quantifizierung des hierbei gebildeten BCR-ABL1 Fusionstranskripts mittels sequenzspezifischer qPCR eignet sich für eine hochsensitive Bestimmung der MRD-Last. Ein Anstieg in der Mutationslast des BCR-ABL1 Fusionstranskripts bei CML-Patienten in kompletter molekularer Remission kann auf ein Therapieversagen hindeuten.


Weitere auf aktuellen Diagnoserichtlinien basierende (Schuurhuis et al., 2018, Döhner et al., 2017) und bei akuten Leukämien routinemäßig nachgewiesenen Mutationen zur MRD Diagnostik sind folgende:

  • akute Promyelozytenleukämie (APL) mit t(15;17)/PML-RARA

  • AML mit inv(16)/CBFB-MYH11

  • AML mit t(8;21)/RUNX1-RUNX1T1

  • AML mit t(9;11)/KMT2A-MLLT3

  • AML mit t(6;9)/DEK-NUP214

  • Philadelphia-positive ALL bzw. AML mit t(9;22)/BCR-ABL1

  • AML mit Mutationen im NPM1 Gen

Für eine vollständige Auflistung aller von uns angebotenen Marker verweisen wir sie auf den Zusatzbogen Molekulargenetik des Untersuchungsauftrags.


MRD mittels Immunphänotypisierung

Bei akuten Leukämien sind Leukämie-assoziierte aberrante Immunphänotypen (LAIPs) nachweisbar, die in dieser Konstellation auf den Zellen des normalen Knochenmarks nicht oder nur sehr selten vorkommen. Diese werden eingeteilt in:

  • „Cross-lineage“-Expression lymphatischer Marker bei der AML (z.B. CD19-positive AML) bzw. myeloischer Marker bei der ALL (z.B. CD33-positive ALL)

  • Asynchrone Antigenexpression (gleichzeitige Expression unreifer Marker mit reifen Markern, z.B. CD34- und CD11b-positive AML)

  • Fehlende Antigenexpression (z.B. HLA-DR-negative AML)

  • Antigenüberexpression (z.B. CD33++CD34++ AML)

Von zentraler Bedeutung für die korrekte Identifizierung eines LAIP und damit für die MRD-Quantifizierung ist die genaue Kenntnis des Immunphänotyps im normalen Knochenmark und der Vergleich mit demselben. Da in vielen Fällen die Expressionsstärke eines bestimmten Antigens den LAIP charakterisiert und diese sich zwischen verschiedenen Fällen sehr unterscheidet, ist es erforderlich, für jeden Patienten einen oder mehrere LAIPs individuell zu definieren. Um die MRD-Untersuchung zu ermöglichen, ist es somit unabdingbar, zum Zeitpunkt der Diagnosestellung den LAIP individuell zu erfassen. Für die Detektion eines LAIP ist insbesondere bei der AML die Verwendung eines umfangreichen Panels von Antikörpern notwendig, um auch seltene LAIPs identifizieren und für spätere Verlaufsuntersuchungen zur Verfügung zu stellen.

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Prof. Dr. med. Wolfgang Kern

Geschäftsführung
Internist, Hämatologe und Onkologe
Leitung des Bereichs Immunphänotypisierung

T: +49 89 99017-200