증례 Lab Med Online Vol. 1, No. 3: 163-167, July 2011 진단혈액학 Inv(3)(q21q26) 과 BCR/ABL1 잠재전이가함께관찰된모세포위기만성골수성백혈병 1 예 A Case of Concomitant Inv(3)(q21q26) and Cryptic BCR/ABL1 Rearrangement in the Blast Crisis of Chronic Myeloid Leukemia 이혜진 조치현 권민정 남명현 이창규 김영기 Hyejin Lee, M.D., Chihyun Cho, M.D., Min-Jung Kwon, M.D., Myung-Hyun Nam, M.D., Chang Kyu Lee, M.D., Young Kee Kim, M.D. 고려대학교의과대학진단검사의학교실 Department of Laboratory Medicine, College of Medicine, Korea University, Seoul, Korea Structural abnormalities of the long arm of chromosome 3 (3q) have been associated with elevated platelet count and hyperplasia of megakaryocytes with dysplasia in various hematological malignancies. Some cases of chronic myeloid leukemia (CML) may acquire inv(3) (q21q26) or t(3;3) (q21;q26), and such a finding usually indicates accelerated or blast phase of their disease. We report a case of concomitant inv(3) (q21q26) and cryptic BCR/ABL1 rearrangement in the blast crisis of CML. The patient was 17-year-old male and showed marked leukocytosis and thrombocytosis at admission. Leukocyte differentials showed eosinophilia, basophilia and increased blasts. The bone marrow was hypercellular with granulocytic hyperplasia, and dysmorphic megakaryocytes were frequently observed. Conventional cytogenetic analysis revealed only an inv(3)(q21q26) and no Philadelphia chromosome was observed. FISH and RT-PCR analyses confirmed cryptic BCR/ABL1 rearrangement. The patient responded poorly with imatinib and induction chemotherapy, and expired during the course of 2nd chemotherapy with increased dose of imatinib. Key Words: inv(3)(q21q26), cryptic BCR/ABL1 rearrangement, CML 서론 176 년 Rowley 등에의해혈소판증가증을동반한 3 번염색체 이상이급성골수성백혈병환자에서처음으로보고된이래로 3q21 과 3q26 에관여하는 3 번염색체장완의구조적이상은급성전골 수세포백혈병을제외한급성골수성백혈병, 골수형성이상증후군, 가속기와모세포위기만성골수성백혈병, 만성골수증식성질환, 골 Corresponding author: : Myung-Hyun Nam, M.D. Department of Laboratory Medicine, College of Medicine, Korea University, 126-1 Anam-dong, Seongbuk-gu,Seoul 136-750, Korea Tel: +82-2-20-5605, Fax: +82-2-20-5538, E-mail: yuret@korea.ac.kr Received: December, 2010 Revision received: May 4, 2011 Accepted: May 4, 2011 This article is available from http://www.labmedonline.org 2011, Laboratory Medicine Online This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 수화생을동반한골수섬유증 (myelofibrosis with myeloid metaplasia) 등에서보고되어왔다 [1-5]. 이러한 3q 염색체이상의가장흔한 breakpoint 는 3q21과 3q26이며 3q21과 3q26 부위에동시에 dual break point가있는경우를 3q21q26 증후군이라정의한다 [6]. 이증후군의경우, 말초혈액에서는심한혈소판증가증이, 골수에서는소형거대핵세포 (micromegakaryocyte), hypolobulated nuclei 등의거대핵세포의형성이상을보이며항암치료에저항성이있고, 동종조혈모세포이식에대해서도반응도가낮아예후가불량하다 [2-4, 7-]. 또한 inv(3) (q21q26.2), t(3;3) (q21;q26.2), ins(3;3) (q26.2;q21q26.2) 등이동반될수있다 [2, 7]. 3q 염색체이상의발생빈도는명확히밝혀져있지않으나악성혈액질환의 0.43-3.4% 에서나타나는것으로알려져있다 [2, 10]. 만성골수성백혈병은 BCR/ABL1 융합유전자 (fusion gene) 의형성으로 tyrosine kinase를활성화시키는다능성조혈줄기세포질환 (pluripotent hematopoietic stem cell disorder) 이다. 만성골수성백혈병환자의 0% 이상에서세포유전검사상필라델피아 (Ph) 염색체양성을보이나 10% 미만의환자에서고식적인세포유전검사에서 Ph 염색체음성을보이며 [11] 이경우 25-50% 에서분자검사상 eissn 203-6338 www.labmedonline.org 163
이혜진 외: 3q abnormalities and cryptic translocation in CML BCR/ABL1 유전자 재배열이 발견되며, 이를 Ph 염색체 음성 BCR/ 85점으로 정상 이었다. 골수천자검사에서 세포충실성은 0% 이상 ABL1 양성 만성골수성백혈병이라 명명한다[12]. 3q21 증후군에 대 으로 증가되었고 M/E 비는 27.3:1로 모세포 30.6%, 전골수구 12.2%, 한 국내 보고로는 요붕증[7]과 동반된 예와 AML [10]과 관련된 경 골수구 20.1%였고 형성이상 거대핵모세포가 매우 증가되어 있었 우, BCR/ABL1 전이와 동반된 경우[13] 등이 보고되어 있으나, 본 다(Fig. 1). 골수 흡인 검체로 유세포분석을 시행한 결과 면역표현 증례와 같이 BCR/ABL1 잠재전이와 inv(3)(q21q26)가 동반된 경우 형은 CD13 (82.5%), CD14 (36.2%), CD1 (0.5%), CD33 (84.0%), 는 드물고, 심한 혈소판증가증과 거핵구 형성이상 등으로 인해 모 dim CD34 (26.8%), dim CD117 (32.1%) HLA-DR (67.1%), cmpo 세포위기 만성골수성백혈병을 진단하는데 어려움을 줄 수 있다. (47.3%), ectopic CD1 양성으로 골수단핵구계열(myelomonocytic 저자들은 17세 남자에서 3번 염색체 장완의 재배열과 BCR/ lineage)이었다. 염색체 검사는 골수세포에 methotrexate를 첨가하 ABL1 잠재전이(cryptic translocation)를 보인 심한 혈소판증가증 고 24시간에서 48시간 동안 동기화 배양을 시행하였다. 배양 후 세 이 동반된 모세포위기 만성골수성백혈병 1예를 경험하였기에 보 포를 수확하고 trypsin 처리 후 G-분염법으로 염색한 결과 20개의 고하는 바이다. 분열중기세포에서 모두 46,XY,inv(3)(q21q26)을 나타내었다(Fig. 2). BCR/ABL1 fusion 탐색자(LSI BCR/ABL Dual Color, Dual Fu- 증 례 sion Translocation Probe; Abbott Molecular/Vysis, Des Plaines, IL, USA)를 이용하여 골수세포로 시행한 형광제자리부합법(FISH) 검 환자는 17세 남자로 내원 7주 전부터 상기도 감염 증세가 있어 인근 병원에서 치료하였으나 호전되지 않았고, 4주 전부터 1주간 장염 증상이 있었다. 내원 4일 전 발생한 어지러움을 주소로 본원 1 응급실에 방문하였다. 과거 병력에서 특이 사항은 없었고 신체검 2 3 4 5 사에서 심한 간비종대가 관찰되었다. 혈액검사에서 혈색소 8.0 g/ dl, 백혈구 500,800/μL, 혈소판 1,877,000/μL 이었으며 말초혈액도 말 검사에서 유핵적혈구 4/100 WBCs, 백혈구 감별계산에서 모세 6 7 8 13 14 10 11 12 포 40%, 전골수구 5%, 골수구 21%, 후골수구 3%, 대호중구 4%, 호산구 4%, 호염구 2%였으며 이와 함께 심한 혈소판 증가가 관찰 15 16 17 18 X Y 되었다. 응고검사상 프로트롬빈시간 23.3초(참고치; 12.3-14.0초), 활성화부분 트롬보플라스틴시간 47.1초(참고치; 30.7-43.0초)로 연 장되어 있었고 섬유소원 272 mg/dl (참고치; 5-457 mg/dl), 섬유 소원분해산물 > 5 μg/dl (참고치; 0-5 μg/dl) 소견을 보였다. 백혈 구 알칼리성 포스파타제(Leukocyte alkaline phosphatase) 점수는 A 1 20 21 Fig. 2. Full Karyogram of bone marrow cells: 46,XY,inv(3)(q21q26). The arrow denotes an abnormal chromosome. B Fig. 1. Bone marrow findings. (A) Bone marrow aspirate showing granulocytic hyperplasia with numerous leukemic blasts (Wright-Giemsa stain, x1,000). (B) Hypolobated megakaryocytes are frequently noted on bone marrow biopsy (H&E stain, x1,000). 164 www.labmedonline.org
사에서 BCR/ABL1 융합신호가 200 개의간기세포중 7.5% 에서 보였는데, 이들세포에서융합신호가하나만관찰되는비전형적인 양상을보였다 (nuc ish(abl1x2,bcrx3)(abl1 con BCRx1) [187/200]/(ABL1,BCR)x3(ABL1 con BCRx1)[8/200]). 분열중기 FISH 를시행하여 번염색체장완의 BCR 유전자부위가 번염색체 장완의 ABL1 유전자위치로삽입된잠재전이를확인하였다 (Fig. 3). BCR/ABL1 유전자재배열실시간정량검사 (RQ-PCR) 상 2770.63 NCN (normalized copy number) 를보였고역전사중합효소연쇄반 응 (RT-PCR) 에서 BCR 유전자절단부위가 major breakpoint cluster region (BCR/ABL1 b2a2) 에위치하는것을확인하였다. 환자는모세포위기만성골수성백혈병진단후, 백혈구성분채집 술 1 회, 비장절제술을받았고 imatinib 600 mg/day 을포함한관해 유도항암화학요법을실시하였으나치료 33 일후시행한추적골수 검사에서모세포가 14% 로계속관찰되어 imatinib 을하루 800 mg 으로증량하였다. 그러나치료 38 일째호흡곤란과심장정지로심 폐소생술을시행하였으나사망하였다. Fig. 3. Metaphase spread and a interphase cell hybridized with the dual color dual fusion translocation FISH probe (Abbott Molecular/ Vysis, Des Plaines, IL, USA) showing single fusion signals of BCR (green signal) and ABL1 gene (orange signal). Red arrow denotes a fusion signal on chromosome in the metaphase cell, and a fusion signal on the interphase cell is marked as yellow arrow. 고찰 3 번염색체이상을갖는대부분의환자들은혈소판수의증가와 함께골수에서거대핵세포의과다형성과 hypolobulated nuclei, 소 형거대핵세포와같은형성이상을보인다 [2]. 또한골수계열세포와 적혈구계열세포의형성이상도관찰되어다능성조혈모세포 (multipotent stem cell) 의이상을의심할수있다 [6]. 본증례에서도빈혈과말초혈액에서심한혈소판수의증가, 골수에서거대핵세포의형성이상및혈소판수의증가가나타났다. 환자는진단후항암요법에반응도가떨어지며비장절제술에도반응하지않고사망하였다. 3q염색체이상이만성골수성백혈병의만성기나가속기에서발견된경우모세포위기로의전환이빠르게일어날수있으며본증례의경우도이와같았다. 이와같은불량한예후는이전의보고들과일치하는데 [7, 8, 10] 세포유전학측면과임상증상과의연관성을생각할수있게한다. 면역표현형검사에서 3q21q26 증후군의모세포는 HLA-DR, CD34, CD13, CD33을발현하고종종 CD7도이상발현을하는것으로알려져있으며 [4, 7] 환자의경우에도 CD13, CD33, dim CD34, HLA-DR의발현이나타났고 CD14, dim CD117, cytoplasmic MPO, ectopic CD1 의양성소견도관찰되었다. 3q26 이상을갖는이전의보고들과본증례에서공통적으로보인현저한혈소판의증가의원인에대해서는현재까지명확히밝혀진바없다. 3q26 인접부위에혈소판생성유전인자인 thrombopoietin (THPO) 유전자가위치함이발견되었으나, THPO 유전자의전사산물이 3q26 이상에서나타나는혈소판증가의직접적인원인일가능성은낮다 [10]. Ecotropic viral integration site-1 (EVI1) 유전자역시 3q26.2 부위에위치하는데, EVI1은정상조혈세포에서는발현되지않으나, 이소성발현 (ectopic expression) 할경우 3q21에위치한 ribophorin 1 (RPN1) 유전자의증강인자 (enhancer) 가 EVI1유전자를활성화하여백혈병을유발하게된다 [2, 3, 6, 7, 14, 15]. EVI1 유전자가발현될경우적혈구계나과립구계에영향을미칠수있으나, 거대핵세포계를더선호하는경향이있어거대핵세포의과증식과형성이상이나타나는것으로생각할수있다 [6, 7, 16]. 대부분의 Ph 염색체음성만성골수성백혈병의경우 BCR/ABL1 융합유전자를형성하는삽입변화가현미경상으로관찰되지않는다. 이때염색체재배열은 번염색체에융합유전자가존재하는것이전형적이나소수의증례에서 BCR/ABL1 융합유전자가 번염색체에존재하는것이발견되었다 [17]. 본증례에서도이와마찬가지로분열중기 FISH에서 번염색체장완의 BCR 유전자부위가 번염색체장완의 ABL1 유전자위치로삽입된잠재전이가관찰된드문증례이다. BCR/ABL1 융합유전자가 번염색체에위치하게되는기전으로는 2가지가있는데, 첫번째는 ABL1 유전자옆에 BCR 유전자가직접삽입되는것이고, 두번째는전형적인 t(:) 유전자재배열이일어난후역전위 (reverse translocation) 가일어나는것으로본증례는전자의경우에해당한다 [17]. Ph 염색체음성 BCR/ABL1 잠재전이가있는경우임상적, 혈액학적특징 www.labmedonline.org 165
이 Ph 염색체양성만성골수성백혈병과유사한양상을갖고생존율의차이가없다는결과가보고되어있으며 [11], 특히 major breakpoint cluster region에재배열이있는경우에 Ph 염색체양성만성골수성백혈병과 Ph 염색체음성만성골수성백혈병사이에임상적, 생물학적인차이가없다는보고가있다 [18]. 최근국내에서 t(3;3)(q21;q26.2) 과 Ph 염색체가동반된모세포위기만성골수성백혈병증례가보고된바있는데, 본증례에서 BCR/ ABL1 잠재전이를보인것을제외하면본증례와매우유사한임상양상과형태학적소견을보였다 [13]. 이는 Ph 염색체의유무보다는 BCR/ABL1 유전자재배열의유무가질환을특징짓는요인임을시사하는소견이며, 본증례와같이기왕력이없이모세포증가와염색체검사에서 3q 이상만이관찰될경우골수형성이상등의비특이적소견에의해서만성골수성백혈병을진단하는데오류를가져올수있다. 2008년 WHO 분류에서는모세포증가및염색체 3q 이상과 BCR/ABL1 유전자재배열이동반된경우급성골수성백혈병보다는만성골수성백혈병의급성진행단계로진단하는것을제시하고있으므로 [1], 간비종대, 호산구, 호염기구증가등만성골수성백혈병의소견이있을시에는반드시 FISH, RT-PCR 등의검사를시행하여 BCR/ABL1 잠재전이유무를확인해야할것이다. 본증례는말초혈액및골수에서모세포증가가있고염색체검사에서 inv(3)(q21q26) 만이관찰되어급성골수성백혈병으로오인될수있으나, 분자수준의검사로 BCR/ABL1 잠재전이를확인하여만성골수성백혈병의모세포위기로진단할수있었다. FISH( 형광제자리부합법 ) 는특정염색체의융합신호를발견하고국소화하는데매우효율적이며, 고식적인세포유전검사법이갖는제한점을극복할수있으므로진단초기에시행하는것이필수적이다. 뿐만아니라치료효과추적관찰에도유용하므로 RT-PCR, RQ-PCR 검사법등과함께사용되어야할것이다. 요약 3번염색체장완의구조적이상은여러혈액종양에서관찰되며혈소판수의증가와거대핵세포형성이상을특징으로한다. 때때로만성골수성백혈병에서 inv(3)(q21q26) 또는 t(3;3)(q21;q26) 이동반될수있으며이러한소견은만성골수성백혈병의가속기나모세포위기임을시사한다. 본증례는 17세남자로입원시심한백혈구증가와혈소판증가를보였으며백혈구감별계산에서모세포증가와함께호산구증가증, 호염구증가증이관찰되었다. 골수천자검사에서세포충실도는증가되었고이형성거대핵모세포가매우증가되어있었다. 고식적인세포유전학검사에서 inv(3)(q21q26) 이관찰되었으며필라델피아염색체는관찰되지않았으나 FISH와 RT-PCR 검사로 BCR/ABL1 잠재전이를확인할수있었다. 환자는 imatinib을포함한항암화학요법에반응하지않았으며치료중사망하였다. 참고문헌 1. Rowley JD and Potter D. Chromosomal banding patterns in acute nonlymphocytic leukemia. Blood 176;47:705-21. 2. Testoni N, Borsaru G, Martinelli G, Carboni C, Ruggeri D, Ottaviani E, et al. 3q21 and 3q26 cytogenetic abnormalities in acute myeloblastic leukemia: biological and clinical features. Haematologica 1;84:60-4. 3. Quintás-Cardama A, Gibbons DL, Cortes J, Bobadilla D, Slovak ML, Kantarjian H, et al. Association of 3q21q26 syndrome and late-appearing Philadelphia chromosome in acute myeloid leukemia. Leukemia 2008;:877-8. 4. Shi G, Weh HJ, Dührsen U, Zeller W, Hossfeld DK. Chromosomal abnormality inv(3)(q21q26) associated with multilineage hematopoietic progenitor cells in hematopoietic malignancies. Cancer Genet Cytogenet 17;6:58-63. 5. Wieser R. Rearrangements of chromosome band 3q21 in myeloid leukemia. Leuk Lymphoma 2002;43:5-65. 6. Chang VT, Aviv H, Howard LM, Padberg F. Acute myelogenous leukemia associated with extreme symptomatic thrombocytosis and chromosome 3q translocation: case report and review of literature. Am J Hematol 2003;72:20-6. 7. Chung HJ, Seo EJ, Kim KH, Jang S, Park CJ, Chi HS, et al. Hematologic and clinical features of 3q21q26 syndrome: extremely poor prognosis and association with central diabetes insipidus. Korean J Lab Med 2007;27:133-8. 8. Reiter E, Greinix H, Rabitsch W, Keil F, Schwarzinger I, Jaeger U, et al. Low curative potential of bone marrow transplantation for highly aggressive acute myelogenous leukemia with inversioin inv (3)(q21q26) or homologous translocation t(3;3) (q21;q26). Ann Hematol 2000;7: 374-7.. Weisser M, Haferlach C, Haferlach T, Schnittger S. Advanced age and high initial WBC influence the outcome of inv(3)(q21q26)/t(3;3)(q21; q26) positive AML. Leuk Lymphoma 2007;48:2145-51. 10. Lee YW, Lee KA, Kim SH. 3q chromosomal abnormalities associated with dysmegakaryopoiesis in acute leukemias. Korean J Clin Pathol 2001;21:18-23. 11. Garcia-Manero G, Faderl S, O'Brien S, Cortes J, Talpaz M, Kantarjian HM. Chronic myelogenous leukemia: a review and update of therapeutic strategies. Cancer 2003;8:437-57. 166 www.labmedonline.org
12. Onida F, Ball G, Kantarjian HM, Smith TL, Glassman A, Albitar M, et al. Characteristics and outcome of patients with Philadelphia chromosome negative, bcr/abl negative chronic myelogenous leukemia. Cancer 2002;5:1673-84. 13. Lee SA, Lim J, Kim M, Kim Y, Han K. A case of t(3;3)(q21;q26.2) associated with severe multilineage dysplasia and multi-drug resistance in blastic crisis of chronic myelogenous leukemia. Korean J Lab Med 2010; 30:55-. 14. Nucifora G, Laricchia-Robbio L, Senyuk V. EVI1 and hematopoietic disorders: history and perspectives. Gene 2006;368:1-11. 15. Lahortiga I, Vázquez I, Agirre X, Larrayoz MJ, Vizmanos JL, Gozzetti A, et al. Molecular heterogeneity in AML/MDS patients with 3q21q26 rearrangements. Genes Chromosomes Cancer 2004;40:17-8. 16. Buonamici S, Chakraborty S, Senyuk V, Nucifora G. The role of EVI1 in normal and leukemic cells. Blood Cells Mol Dis 2003;31:206-12. 17. Reddy KS and Grove B. A Philadelphia-negative chronic myeloid leukemia with a BCR/ABL fusion gene on chromosome. Cancer Genet Cytogenet 18;107:48-50. 18. Martiat P, Michaux JL, Rodhain J. Philadelphia-negative (Ph-) chronic myeloid leukemia (CML): comparison with Ph+ CML and chronic myelomonocytic leukemia. The Groupe Français de Cytogénétique Hématologique. Blood 11;78:205-11. 1. Swerdlow SH, Campo E, et al. eds. WHO classification of tumors of haematopoietic and lymphoid tissues. 4th ed. Lyon: International Agency for Research on Cancer, 2008:116-7. www.labmedonline.org 167