Klinisk tillämpning: Hematologi & genetik

Question 1

Den hematopoetiska stamcellen kan dela sig i all evighet och ge upphov till flera celltyper. Har man en mutation i en gen för en viktig beståndsdel i denna differentiering får man en brist av den celltypen. Vilka 4 brister innebär detta vid ärftligt tillstånd?

Answer 1

● Vi kan få anemi på grund av mutation i gen för membranprotein eller hemoglobinkedja

● Vi kan få neutropeni som följd av en mutation i en gen för t.ex. neutrofil-elastas

● Vi kan få trombocytopeni om vi har en mutationer i genen för trombopoetinreceptorn

● Vi kan få benmärgshypoplasi av mutation i protein som är viktiga för proliferation eller DNA-reparation

Dess ovannämnda är ärftliga tillstånd.

Question 2

Vad är hematologisk malignitet och vilka 2 sjukdomar är exempel på detta?

Answer 2

Det finns även förvärvade mutationer, alltså mutationer som tillkommer någon gång under livet i någon cell. Har man en mutation i en gen som kontrollerar proliferation eller apoptos kan det leda till en hematologisk malignitet i form av leukemi eller lymfom förutsatt att en hematologisk cell drabbas.

Question 3

Vilka gener kan en ärftlig mutation i öka risken för att utveckla en hematologisk malignitet?

Answer 3

Vi kan också ha en ärftlig mutation i en gen som ger ökad risk för att utveckla en hematologisk malignitet, exempelvis en mutation i TP53, RUNX1 eller CEBPA. I samband med en förvärvad mutation i en gen som kontrollerar proliferation/apoptos kommer det innebära leukemi med ett potentiellt ärftlighetsmönster. Att ta anamnes för dessa åkommor är inte lätt.

Question 4

Hur vanliga är hematoglobinopatier och vilka 3 sjukdomar innefattar dessa?

Answer 4

Som grupp är hemoglobinopatier den vanligaste genetiska åkomman globalt sett. Den innefattar tre sjukdomar: α-talassemi, β-talassemi och hemoglobinvarianter (inklusive sicklecellanemi).

Question 5

Hur stor andel av världens befolkning bär på genen för en hemaglobinopati - vilken form är vanligast?

Hur många barn föds årligen med en allvarlig form av hemoglobinopati?

Answer 5

Cirka 7% av världens befolkning bär på genen för en hemoglobinopati. Varje år föds > 300.000 barn med en allvarlig form av hemoglobinopati som behöver behandling. Den vanligaste stora hemoglobinopatin är sicklecellanemi.

Question 6

Hur nedärvs hemoglobinopatier och vilken funktion påverkar dessa gener?

Answer 6

Hemoglobinopatier är autosomalt recessivt ärftliga tillstånd som påverkar syntesen av polypeptidkedjorna som bygger upp hemoglobin.

Question 7

Hur är hemoglobin uppbyggt och vilka gener kodar för deras olika delar?

Answer 7

Hemoglobin består av 2 α-kedjor och två β-kedjor. Det finns två gener för α-kedjor, HBA1 och HBA2 som är extremt lika varandra. β-kedjor kodas av HBB. Totalt sett finns det alltså 4 genkopior för α och 2 för β. Olika typer av mutationer kommer ha olika effekter på proteinet och detta medför att vi har ett väldigt stort spektrum av sjukdomsbilder vid hemoglobinopatier.

Question 8

Det finns som sagt väldigt många mutationer och genvarianter i hemoglobingenerna men vad är egentligen skillnaden mellan en mutation och en genvariant?

Answer 8

Man kan säga att om >1% av befolkningen har den är det en genvariant. Man kan även dela in mutationer i kvantitativa mutationer och kvalitativa mutationer. Det finns fler än 1100 mutationer och genvarianter man känner till.

Question 9

Vad innebär kvantitativa mutationer och ge exempel på 2 sådana?

Answer 9

● Innebär mutationer som leder till reducerad syntes av globinkedjor

● Deletioner, nonsense, frameshift, promotormutationer och splicing

● Exempel: α och β-talassemi.

Question 10

Vad innebär kvalitativa mutationer och ge exempel på 3 sådana?

Answer 10

● Innebär mutationer som leder till utbyte av aminosyra och påverkar proteinets funktion

● Punktmutationer

● Exempel: HbS, HbC, HbD samt >600 andra varianter

Question 11

På vilken kromosom är α-locuset respektive non-α-locuset lokaliserat och hur fås en jämn produktion av dessa?

Vad sker om produktionen är ojämn på grund av en mutation?

Answer 11

α-locuset finns på chr16 medan non-α-locuset finns på chr11.

Generellt kan man säga att transkriptionen på respektive locus alltid är på vilket leder till en jämn produktion av alfa- och betakedjor. Om man på grund av mutation får en ojämn produktion kommer detta leda till kristallbildning från lösa, överblivna kedjor och kommer innebära en kompensatorisk produktion.

Eftersom transkriptionen alltid är på får man en kompensatorisk ökad transkription av en produkt på genen där mutationen sitter.

Question 12

När börjar α-kedjan, γ-genen och β-kedjan uttryckas och när fås vuxet Hb (HbA)?

Vad sker om man har en deletion som medför en icke fungerande transkription av β-kedjor?

Answer 12

α-kedjan uttrycks tidigt och finns i konstanta mängder under hela livet. γ-genen uttrycks från chr11 när man är ett foster men man får ett ökat uttryck av β-kedjor efter de första månaderna. Då får man vuxet Hb, HbA.

Har man en deletion som medför en icke fungerande transkription av β-kedjor försöker en kedja transkriberas från samma locus ändå vilket ger upphov till HbA2. Man kan också få en ökad mängd HbF om man inte kan transkribera från β-locuset.

Question 13

Vilka 5 steg görs vid utredning av misstänkt hemoglobinopati?

Answer 13

1. Hb, erytrocytindices (MCV, MCH)
2. Släktanamnes
3. Järnstatus - Man kollar alltid på järnstatus
4. Analys av fraktionerade hemoglobiner - Fördelning av hemoglobinkedjor (proteinnivå) och mönster kan ge misstanke om β-(eller α)-talassemi.
5. Genotypning (HBA/HBB)

Question 13

Vilka 5 steg görs vid utredning av misstänkt hemoglobinopati?

Answer 13

1. Hb, erytrocytindices (MCV, MCH)
2. Släktanamnes
3. Järnstatus - Man kollar alltid på järnstatus
4. Analys av fraktionerade hemoglobiner - Fördelning av hemoglobinkedjor (proteinnivå) och mönster kan ge misstanke om β-(eller α)-talassemi.
5. Genotypning (HBA/HBB)

Question 14

Vilka 3 indikationer finns det för genotypning av HBA/HBB?

Answer 14

Indikationer för genotypning av HBA/HBB är:

● Verifiera diagnosen efter att ha kollat fraktionerade hemoglobiner

● Misstanke om α-talassemi (ej järnbrist)

● Inför fosterdiagnostik

○ Det kan göras om man vill veta om man ska behålla barnet eller för att vara beredd på att behandla barnet direkt.

Question 15

Vad är syftet med genotypning?

Answer 15

Målet med genotypningen är att förhindra onödiga utredningar av anemi. Om man exempelvis börjar misstänka en järnbrist kan det kräva andra utredningar eftersom en järnbrist kan bero på en blödning i tarmen och därmed kräva en koloskopi. Genom genotypningen förhindrar man alltså onödiga utredningar och patienten kan ta med sig det nästa gång de söker vård.

Målet är också att minska antalet barn som föds med behandlingskrävande hemoglobinopati.

Vid HBA/HBB-genotypning behöver man bara göra den ena eller andra beroende på vad man såg i det fraktionerande hemoglobinet.

Question 16

Vilka 3 typer av hemoglobinopatier finns det

Answer 16

Alfa-talassemi

Beta-talassemi

Hemoglobinvarienter inkl. Sicklecellanemi

Question 17

Vad har skett vid alfa-talssemi och vilka konsekvenser fås?

Answer 17

Alfa-talassemi kommer orsakas av deletion av HBA1/HBA2 vilket innebär en produktionsdefekt av α-globin. Det som sjukdomen kommer innebära är en minskad hemoglobinproduktion. Då beta-kedjor är i fel förhållande till alfa-kedjor kommer kristaller av Hb med högre syreaffinitet bildas vilket innebär en ineffektiv erytropoes och hemolys som i sin tur kommer innebära anemi.

Question 18

Hur hårt drabbas individer med alfa-talassemi där 1, 2 respektive 3 kopior fungerar?

Answer 18

Om vi har 1 fungerande allel kommer det istället innebära HbH-sjukdom/talassemi (4 beta-kedjor). Det karaktäriseras av en mikrocytär hypokrom anemi.

Har vi 2 fungerande genkopior för α-kedjor kommer det leda till talassemia minor som innebär mikrocytos - små erytrocyter. Man får knappt någon anemi.

Om vi har 3 fungerande genkopior kommer det innebära tyst bärarskap eller talassemia minima. Man märker alltså ingenting av denna genotyp såvida man inte gör en genotypning.

Question 19

Vad har skett vid beta-talassemi och vilka konsekvenser fås?

Answer 19

Beta-talassemi orsakas av deletion av hela HBB (vilket medför β0) eller mutation uppströms om HBB (β+) som till exempel på promotorn. Vad orsaken än är får man en produktionsdefekt av betaglobin. Det kommer innebära en minskad HbA-produktion vilket leder till anemi.

Då alfa-kedjor blir förhållandevis fler än de brukar kommer de inte vara i korrekt proportion till beta-kedjor vilket kommer kompenseras av transkription av delta-kedjor (δ-kedjor) . Detta ger HbA2-molekyler som kan diagnosticeras med fraktionerat Hb.

Question 20

Hur hårt drabbas fostret vid den svåraste varianten av alfa-talassemi?

Answer 20

Vid alfa-talassemi kan 4/4 genkopior (alleler) vara deleterade och då har vi 0 fungerande α-kedjor. Det leder till Hb Barts (som består av 4 γ-kedjor). Hjärtat måste pumpa väldigt mycket för att upprätthålla syretillförseln till vävnaden. Det leder till en fetal hjärtsvikt - detta tillstånd kallas hydrops fetalis. Oftast leder det till att fostret dör in utero men man har kunnat rädda barnet med intrauterin operation. Om barnet faktiskt föds kommer det vara svårt sjukt.

Question 21

Vilka 3 varianter av beta-talassemi finns det och vilka får man symptom av?

Answer 21

Det finns två alleler som kodar för beta-globin och om bägge dessa är deleterade (β0) kommer det innebära talassemia major. Är bara en av de två deleterad eller muterad kommer det innebära talassemia minor (bärarskap) - det kan också leda till att man ser ut som om man har en anemi.

Det finns ytterligare en möjlighet vilken är talassemia intermedia som kan orsakas av en mild compound heterozygot (β0/β+) eller mild homozygot (β+/β+). Man har alltså en viss produktion men den är ändå för liten vilket ger symptom.

Question 22

Vad orsakas hemoglobinvarianter av för typ av mutationer och på vilken kedja är vanligast?

Vilka konsekvenser fås?

Answer 22

Hemoglobinvarianter orsakas av kvalitativa mutationer. Det är oftast punktmutationer det handlar om som ger en konformationsförändring i β-kedjan. Det finns olika former, t.ex. sicklande former som HbS i homozygot form (sicklecellanemi). Detta innebär en påverkan på struktur genom en punktmutation i HBB som medför konformationsförändring.

Det finns också varianter som påverkar syreaffiniteten. Det finns en uppsjö av olika tillstånd som kan diagnostiseras med genotypisk bild. Den kliniska bilden beror av mutation.

Question 23

Om en hematologisk malignitet drabbar ​lymfocyter​ får man l​ymfatisk malignitet​. Ge exempel på 4 sådana.

Answer 23

Akut lymfatisk leukemi, A​LL→ ​tidigare förstadier till lymfocyter drabbas. är den vanligaste typen av leukemi hos barn.

Kronisk lymfatisk leukemi, ​KLL.

Lymfom→​ kan drabba antingen B-celler (förstorade lymfkörtlar) eller T-celler.

Myelom→ ​plasmaceller drabbas.

Question 24

Ge exempel på 2 sjukdomar som fås då en hematologisk malignitet drabbar ​myeloida progenitorceller?

Answer 24

Akut myeloisk leukemi, ​AML, eller ​Kronisk myeloisk leukemi, ​KML.

Question 25

Vad är myeloproliferativ neoplasi och vilka 3 sjukdomar ingår här?

Answer 25

Myeloproliferativ neoplasi→ ​grupp myeloiska maligniteter där benmärgen producerar ett överskott av celler. Innefattar:

➔ Polycythemia vera→ ​överproduktion av erytrocyter,

➔ Essential thrombocythemia→​ överproduktion av trombocyter,

➔ Myelofibros→​ överproduktion av erytrocyter, i ett tidigt stadie har man även överproduktion av leukocyter och trombocyter.

Question 26

Vilka 2 sjukdomar betraktas som förstastadium till leukemi?

Answer 26

• ● Kronisk myelomonocytär leukemi,*
• ● Myelodysplastiskt syndrom*

Question 27

Vilka celler har drabbats vid kronisk myeloisk leukemi och vilka symptom fås?

Answer 27

KML drabbar tidiga celler i benmärgen, vilket leder till ansamling av omogna och mogna celler och överproduktion av leukocyter och ibland trombocyter. Symtomen är:

➔ Trötthet,
➔ Avmagring,
➔ Svettning,
➔ Fyllnadskänsla i buken, ➔ Skelettömhet.

Question 28

Vas kallas den kromosom som används för att diagnostisera KML och vilken gen är involverad?

Vad kodar denna gen för?

Answer 28

För att diagnosera KML behöver celler i den maligna klonen ha en ​philadelphiakromosom. ​Denna kromosom uppstår via translokation mellan kromosom 9 och 22. Denna translokation leder till att fusionsgenen ​BCR-ABL​ uppstår och kan transkriberas till ett ​tyrosinkinas​. KML behandlas med Imatinib​ som hämmar detta tyrosinkinas.

Question 29

Vad rör det sig om ifall en misstänkt KML inte uppvisar någon philadelphia kromosom?

Answer 29

Om ingen philadelphiakromosom uppvisas rör det sig antagligen om ​polycytemia vera e​ ller​ essentiell trombocytemi.

Question 30

Vad orsakas Buttiks lymfom av och vilka gener är involverade?

Answer 30

Butik Lymfom→ ​orsakas av translokation mellan kromosom 8 och 14. Detta gör att generna ​MYC och ​IGH​ hamnar nära varandra och transkriberas tillsammans. MYC är en onkogen och kommer leda till proliferation av B-celler.

Question 31

Hur många vuxna svenska drabbas årligen av akut myeloisk leukemi och vilka metoder används för att ställa diagnosen?

Answer 31

Drabbar årligen cirka 350 vuxna svenskar. Här har vi oerhört stor nytta av genetiska analyser. Men för att ställa diagnosen använder vi morfologi och immunofenotypning.

Man kallar dessa sjukdomar för leukemi för att lymfocyter skiktar sig i blodprov.

Question 32

Vilka 3 undersökningar görs vid misstanke om hematologisk malignitet?

Answer 32

Vid misstanke om hematologisk malignitet görs:

1. Benmärgsprov​,
2. Immunfenotypning​ med ​FACS→​ man använder sig av flödescytometri för att få en uppfattning av hur många celler det finns.
3. Analys: Karyotypering, Ett antal olika FISH-analyser, Mutationsanalyser (PCR fragmentanalys eller NGS)

Question 33

Vad kan man generellt säga att AML karaktäriseras av hos barn respektive äldre?

Answer 33

Generellt kan man säga att sjukdomen hos barn karaktäriseras av strukturella kromosomförändring, detta går ner med åldern och de äldre med AML tenderar till att ha punktmutationer.

Question 34

I vilka 3 steg görs behandlingen av AML och vad går respektive steg ut på?

Answer 34

Riktad behandling kan användas vid AML. Behandlingen baseras på cytostatika i olika kombinationer. Går till som följer:

1. Induktion → ​mycket cytostatika för att döda celler, allra tuffast då man ska ta död på många leukemiceller.
2. Konsolidering →​ består också av cytostatika men inte till lika hög grad.
3. Allogen stamcellstransplantation → ​ges inte till alla. Man ger patienten celler från en annan individ. Detta är väldigt effektivt.

Den riktade behandlingen förekommer som tillägg för induktion och eventuellt konsolidering. Detta ges till de patienter som har någon form av genetisk avvikelse där det finns någon riktad behandling, ex. ​FLT3-hämmare​.

Question 35

Ge exempel på en AML-typ som har intermediär risk för återfall och hur behandlingen ser ut då?

Answer 35

Vissa genetiska avvikelser är associerade med hög risk för återfall. Exempelvis leder kombinationen NPM1 och FLT3​ ger intermediär risk för återfall→ mittemellan. Man rekommenderar en stamcellstransplantation här. Till dessa patienter ges även Rydapt som är en riktad behandling mot FLT3.

Question 36

Ge exempel på en AML-typ som har hög risk för återfall och som även är ärftlig.

Answer 36

Patienter med mutationer i ​RUNX1​ har en hög risk för återfall. Där är alltså transplantation aktuellt. Men om man har en mutation i RUNX1 ska man även tänka på ärftlighet.