Akute myeloische Leukämie (AML)

Wissenschaftlicher Hintergrund

Die AML entsteht durch eine klonale Expansion myeloischer Blasten im peripheren Blut, Knochenmark und anderen Geweben. Es handelt sich dabei um eine heterogene Erkrankung mit einer Inzidenz von 3,7:100.000/Jahr und einem Altersmedian von 65 Jahren. Aus klinischer Sicht der Ontogenese können drei verschiedene Arten von AML wie folgt definiert werden: de novo AML, deren Auftreten nicht mit einer zuvor bekannten hämatologischen Erkrankung in Verbindung gebracht werden kann, sekundäre AML (s-AML), die im Zusammenhang mit myelodysplastischem Syndrom (MDS) oder myeloproliferativen Neoplasien (MPN) steht und therapiebezogene AML (t-AML), die sich sekundär nach einer zytotoxischen und/oder Bestrahlungs-Therapie entwickelt. Diese klinische Klassifizierung spiegelt jedoch nicht die hohe Heterogenität der AML wider, da jede klinische Kategorie viele verschiedene Formen mit unterschiedlicher Prognose und molekularen Merkmalen umfasst. Die AML ist charakterisiert durch einen Blastenanteil von mindestens 20% im Knochenmark, außer für AML mit t(15;17), t(8;21), inv(16) oder t(16;16). Der Nachweis spezifischer, klonaler Chromosomenanomalien kann die klinische Verdachtsdiagnose bestätigen und Hinweise auf den vorliegenden Subtyp der Erkrankung geben. Jedoch zeigen ca. 50% der Patienten einen normalen Karyotyp. Neben Translokationen und Inversionen können auch molekulargenetische Varianten auftreten. Patienten mit AML haben zum Diagnosezeitpunkt gemittelt drei erworbene Veränderungen. Daher gilt heutzutage eine Kombination aus zytogenetischen, molekularzytogenetischen und molekulargenetischen Verfahren mit den herkömmlichen diagnostischen Verfahren als am aussagekräftigsten. Zur genauen Subgruppen-Identifizierung ist neben der Morphologie und der Immunphänotypisierung, die Zytogenetik obligatorisch. Das diagnostische Vorgehen sollte zusätzlich mindestens das Screening auf Varianten in den Genen NPM1, CEBPA, RUNX1 enthalten, da diese Gene Subgruppen definieren, auf Varianten in FLT3 für eine mögliche Tytosinkinase-Inhibition sowie auf Varianten in TP53 und ASXL1, da diese mit einer ungünstigen Prognose assoziiert sind. Varianten in IDH1, IDH2 und KMT2A können unter bestimmten Voraussetzungen Basis für einen Einsatz zielgerichteter Therapien sein. Weiterhin kann die Sequenzierung eines größeren Genpanels zur Identifizierung von Hochrisiko-Neoplasien hilfreich sein.

Die WHO-Klassifikation definiert die Untergruppen der AML nach signifikanten zytogenetischen und molekulargenetischen Veränderungen, aber auch nach der Differenzierung:

AML mit wiederkehrenden genetischen Veränderungen (benötigt >=10% Blasten im Knochenmark oder peripheren Blut, Ausnahme AML mit BCR::ABL1-Fusion  und AML-MR >=20% Blasten)

• AML mit RUNX1::RUNX1T1-Fusion zählt zu den sogenannten Core-binding-factor AML (CBF-AML) und findet sich in 1-5% der de novo AML bei Erwachsenen. Das Knochenmark und periphere Blut zeigen große Myeloblasten mit reichlich vorhandenem basophilen Zytoplasma, häufig mit azurophilen Granula. Durch die Translokation t(8;21)(q22;q22.1) kommt es zu einer Fusion der Gene RUNX1 und RUNX1T1. Dadurchwird die Untereinheit a des core-binding Faktors (CBF), einem heterodimerischen Transkriptionsfaktor involviert in die hämatopoetische Differenzierung, zerstört und die Funktion eingeschränkt. Es bedarf jedoch weiterer kooperierender Ereignisse für die Entstehung einer Leukämie, wie Varianten in KIT (12-14%), NRAS (13-23%), ASXL2 (9-29%), ZBTB7A (7-23%), RAD21 (3-14%), ASXL1 (3-14%), CCND2 (4-12%), FLT3 (4-10%), SMC3 (4-8%), SMC1A (4-6%), DHX15 (4-5%), EZH2 (2-7%), KDM6A (2-6%) und KRAS (1-7%).  Etwa 66% der Fälle zeigen zusätzliche zytogenetische Veränderungen wie Deletion 9q (15%) und Verlust eines Geschlechtschromosoms (37% -X bei Frauen, 44% -Y bei Männern). . AML mit t(8;21)(q22;q22) ist normalerweise mit einer hohen vollständigen Remissionsrate und langfristigem krankheitsfreiem Überleben verbunden, wenn sie mit einer intensiven Konsolidierungstherapie behandelt wird. Das Vorliegen von Varianten in KIT, speziell p.(Asp816), und eine CD56 Expression nehmen einen ungünstigen Einfluß auf die Prognose.
• AML mit CBFB::MYH11-Fusion zählt ebenfalls zu den sogenannten CBF-AML, findet sich in ca. 5-8% der de novo AML bei Erwachsenen und zeigt normalerweise eine Differenzierung zwischen Monozyten und Granulozyten und charakteristischerweise eine abnormale Eosinophilenkomponente im Knochenmark. Eine Inversion inv(16;16)(p13.1q22.1) oder eine Translokation t(16;16)(p13.1;q22.1) führt zu einer Fusion der Gene CBFB und MYH11, die die Untereinheit ß des CBFs zerstört. Sekundäre zytogenetische Veränderungen zeigen sich in 45% der Fälle und beinhalten +8 (10-20%), +21 (5%), +22 (15-25%) und Deletion 7q (5%). Somatische Veränderungen lassen sich in >90% der Fälle detektieren. Hierzu zählen Varianten in NRAS (30-50%), KRAS (10-15%) sowie KIT, ASXL2, ASXL1, NF1, TET2, EZH2  und  FLT3. Die Prognose ist günstig.
• Akute Promyelozytenleukämie (APL) mit PML::RARA-Fusionfindet sich in 5-8% der AML beim Erwachsenen und ist gekennzeichnet durch das Vorherrschen abnormer Promyelozyten und einer Fusion von PML auf Chromosom 15q24.1 mit RARA auf Chromosom 17q21.2. Sie wird häufig von einer Koagulopathie begleitet, die lebensbedrohliche Hämorrhagien (am stärksten im Gehirn und in der Lunge) und seltener Thrombose verursachen kann. Das PML::RARA Fusionsgen, das meist durch eine balancierte Translokation t(15;17)(q24.1;q21.2) entsteht, aber auch durch komplexere zytogenetische Rearrangements oder auch kryptisch verursacht sein kann, führt zu einem Differenzierungsblock und Expansion myeloider Vorläufer. Etwa 40% der APL zeigen sekundäre Veränderungen wie Deletion 7q und Trisomie 8. Somatische Varianten betreffen die Gene FLT3(35% FLT3-ITD, 15% FLT3-TKD), WT1 (14%), NRAS (7-10%), USPX9 (9%), ARID1A (4%), EED (4%) und KRAS (3-4%). Eine Therapie mit all-trans Retinsäure (ATRA) führt zu einer granulozytären Ausreifung der leukämischen Promyelozyten und gilt in Kombination mit einer Chemotherapie oder in Kombination mit Arsentrioxid (ATO) als Standardtherapie.
• AML mit KMT2A-Rearrangement macht etwa 20% der AML-Fälle bei Kindern aus und findet sich in 2-3% der adulten AML.  Insgesamt sind mehr als 80 Fusionspartner von KMT2A beschrieben, wobei KMT2A::MLLT3 (t(9;11)(p22;q23)), KMT2A::AFDN (t(6;11)(q27;q23)), KMT2A::ELL (t(11;19)(p13.1;q23)) und  KMT2A::MLLT10 (t(10;11)(p12;q23)) die häufigsten darstellen. Erwachsenen Patienten zeigen zusätzliche Varianten im RAS-Signalweg (NRAS, KRAS und PTPN11) sowie FLT3-TKD als auch in RUNX1, TET2, PLCG2 und ZRSR2.
• AML mit DEK::NUP214-Fusion findet sich in 0,6-1,7% der AML-Fälle. Das DEK::NUP214-Fusionsgen entsteht durch eine Translokation t(6;9)(p22.3;q34.1), welche meist das einzige zytogenetische Ereignis ist. In 69% der pädiatrischen Fälle und 78% der adulten Fälle läßt sich eine FLT3-ITD-Variante detektieren.Varianten im RAS-Signalweg sind häufig. AML mit DEK::NUP214 ist mit einer ungünstigen Prognose verbunden.
• AML mit MECOM-Rearrangement machen etwa 1% der AML-Fälle aus und sind der ungünstigen Risikogruppe zuzuordnen. Die häufigste Veränderung ist ein GATA2::MECOM-Rearrangement durch eine inv(3)(q21.3q26.2) oder eine t(3;3)(q21.3;q26.2), aber es sind mehr als 30 Fusionspartner beschrieben wie z.B. 2p21 (THADA), 3p24.3, 6q25.3 (ARID1B), 7q21.2 (CDK6), 8q24.21 (MYC), 12p13 (ETV6), 21q11 (NRIP) und 21q22 (RUNX1). Sekundäre chromosomale Veränderungen sind mit -7/del(7q), del(5q) und komplexen Karyotypen häufig. Auch begleitende Varianten werden nahezu immer nachgewiesen: NRAS (25%), PTPN11 (20%), SF3B1 (25%), GATA2, RUNX1, SRSF2 (jeweils 15%), ASXL1, FLT3, KRAS, NF1, CBL, DNMT3A, TP53 ( jeweils 10%).
• AML mit RBM15::MRTFA-Fusion findet sich in weniger als 1% der AML-Fälle, aber in 10-12% der Fälle mit megakaryoblastärer AML (AMKL) bei Kindern ohne Down-Syndrom. Das Fusionsgen entsteht durch eine Translokation t(1;22)(p13.3;q13.1), die meist die einzige zytogenetische Veränderung darstellt.
• AML mit BCR::ABL1-Fusion ist eine de novo AML mit BCR::ABL1 bei Initialdiagnose, bei der Patienten keine Anzeichen einer CML zeigen, und macht <0,5% der AML-Fälle und <0,5% aller Fälle akuter und chronischer Leukämien mit BCR::ABL1 aus. Etwa 70-80% der AML-Fälle mit BCR::ABL1 zeigen p210-Transkripte und 50-60% der Fälle zusätzliche chromosomale Veränderungen zu der Translokation t(9;22)(q34;q22.1). Dabei sind die Chromosomenveränderungen, die sich in der Blastenphase einer CML zeigen, eher selten. Kryptische Deletionen in den IG- und TCR-Genen sind nahezu universell und oft begleitet von Verlusten in IKZF1 und/oder CDKN2A/B. Varianten in RUNX1 sind mit 40% recht häufig, gefolgt von ASXL1, BCOR, IDH1, IDH2 und SRSF2 (jeweils 10-15%).
• AML mit NUP98-Rearrangement machen etwa 2-3% der AML-Fälle sowohl bei Kindern als auch Erwachsenen aus und sind durch Translokation unter Beteiligung von 11p15.4 charakterisiert und mit einer ungünstigen Prognose verbunden. Es sind mehr als 40 Fusionspartner von NUP98 beschrieben, welche meist zu kryptischen Rearrangements und “normalem” Karyotyp führen. Daher sollte vor allem bei Vorliegen eines normalen Karyotyps, aber gleichzeitiger FLT3-ITD (67-91% bei NUP98::NSD1) und/oder Varianten in WT1 (33-55% bei NUP98::NSD1) eine Evalulation auf ein NUP98-Rearrangement erfolgen. Weitere Veränderungen finden sich in NBPF14, BCR, ODF1, NRAS, KRAS, MYC, KIT, ASXL1 und CEBPA. Bei AML mit NUP98::KDM5A zeigt sich eine Assoziation zu RB1-Verlust.
• AML mit NPM1-Variante machen etwa 20-30% der AML-Fälle aus. Ca. 85% der AML-Patienten mit NPM1-Variante zeigen einen normalen Karyotyp, während die verbleibenden 15% meist Veränderungen wie +8, +4 und del(9q) zeigen.  Die häufigsten begleitenden Varianten finden sich in FLT3 und dem RAS-Signalweg (KRAS, NRAS, PTPN11), epigenetischen Regulatoren (DNMT3A, TET2, IDH1/IDH2) und im Cohesin-Komplex (STAG2). AML mit NPM1-Variante zeigen ein gutes Ansprechen auf eine Induktions-Therapie. Die Prognose ist abhängig von weiteren Varianten: Fälle mit normalem Karyotyp und Abwesenheit einer FLT3-ITD bzw. FLT3-ITD low haben eine günstige Prognose, während das Vorliegen einer FLT3-ITD high mit einem intermediären Risiko einhergeht. Das gleichzeitige Vorliegen von NPM1-, FLT3-ITD und DNMT3A-Varianten ist, ebenso wie das Vorliegen einer Variante in WT1, mit einer besonders ungünstigen Prognose assoziiert. Eine günstige Prognose wird durch eine NRAS oder FLT3-TKD hervorgerufen.
• AML mit CEBPA-Variante ist charakterisiert durch biallelische Varianten in CEBPA (biCEBPA) oder durch eine einzelne Variante in CEBPA, die jedoch im Leucin-Zipper (Basic Leucin Zipper Domain, bZIP) liegen müssen (smbZIPCEBPA).  Sie findet sich in ca. 5% der AML-Fälle bei Kindern und in 5-11% der adulten AML-Fälle. Bei etwa 5-10% der biCEBPA liegt die N-terminale Variante als Keimbahnvariante vor. Die Prognose ist günstig.
• AML, Myelodysplasie-assoziiert (AML-MR) macht etwa 24-35% der AML-Fälle aus. Es handelt sich um eine AML mit >=20% Blasten, welche spezifische zytogenetische und molekulargenetische Veränderungen aufweisen, die mit MDS, entweder de novo oder nach bekannter Vorgeschichte eines MDS oder MDS/MPN, assoziiert sind. Es darf keine Vorgeschichte einer MPN oder einer zytotoxischen Therapie für eine andersartige Erkrankung oder eine genetische Alteration vorliegen, die einen anderen AML-Subtyp definiert. Die chromosomalen Veränderungen sind denen eines MDS ähnlich und beinhalten einen komplexen Karyotyp, del(5q)(ggf. auch durch unbalancierte Translokation), -7/del(7q)(ggf. auch durch unbalancierte Translokation), del(11q), del(12p)(ggf. auch durch unbalancierte Translokation), -13/del(13q), del(17p)(ggf. auch durch unbalancierte Translokation), i(17q), idic(X)(q13). Varianten in SRSF2, SF3B1, U2AF1, ZRSR2, ASXL1, EZH2, BCOR oder STAG2, die in >95% der AML nach MDS oder MDS/MPN vorliegen, gelten als AML-MR definierend.  AML-MR haben eine ungünstige Prognose.

AML, definiert durch den Grad der Differenzierung:

• AML mit minimaler Differenzierung macht <5% der AML aus und zeigt immunphänotypische, aber keine morphologischen oder zytochemischen Anzeichen einer myeloischen Differenzierung und keine definierenden genetischen Veränderungen. Etwa 40% der Fälle zeigen einen veränderten Karyotyp sowie Varianten in RUNX1, ASXL1, DNMT3A, IDH1, IDH2, FLT3-ITD, STAG2 und SRSF2.
• AML ohne Ausreifung zeigt eine myeloische Differenzierung mit Reifungsstillstand. Zwei Drittel der Fälle zeigen einen normalen Karyotyp. Häufig mutierte Gene beinhalten: DNMT3A, RUNX1, ASXL1, IDH2, IDH1, FLT3 und seltener TET2, STAG2, NRAS, SRSF2, U2AF1, SF3B1 und ZRSR2.
• AML mit Ausreifung zeigt morphologische Eigenschaften einer granulozytären Ausreifung und die gleichen genetischen Eingeschaften einer AML ohne Ausreifung.
• Akute Basophilenleukämie ist sehr selten und zeigte eine basophile Differenzierung.
• Akute myelomonozytäre Leukämie zeigt Anzeichen einer granulozytären und monozytären Ausreifung sowie in 2/3 der Fälle einen unauffälligen Karyotyp. Häufig mutierte Gene sind TET2, RUNX1 und ASXL1 sowie FLT3-ITD (25%) und FLT3-TKD (10%).
• Akute monozytäre Leukämie zeigt eine monozyäre Differenzierung mit >= 80% der Zellen als Monozyten oder deren Vorläufern.
• Akute erythroide Leukämie (AEL) ist mit <1% der AML-Fälle sehr selten und zeigt eine Proliferation erythroider Zellen mit Reifungsstillstand (erhöhte Erythroblasten) und eine hohe Prävalenz biallelischer TP53-Veränderungen. Diese wiederum sind meist mit einem komplexen Karyotyp verbunden. Die Prognose ist sehr ungünstig.
• Akute megakaryoblastäre Leukämie(AKML) macht etwa 3-5% der AML-Fälle aus und ist charakterisiert druch >=20% Blaste mit megakaryozytärer Differenzierung. AKML-Patienten finden sich in drei Gruppen wieder: Kinder mit Down-Syndrom mit exzellenter Prognose, Kinder ohne Down-Syndrom mit heterogener Prognose und Erwachsene mit extrem schlechter Prognose. In der Mehrheit der Fälle bei Kindern ohne Down-Syndrom findet sich eine chromosomale Translokation wie CBFA2T3::GLIS2, RBM15::MRTFA, NUP98::KDM5A oder KMT2A-Rearrangements, welche mit einer schlechten Prognose verbunden sind, und weniger häufig eine fokale Amplifikation der Down Syndrom kritischen Region (DSCR) auf Chromosom 21, welche unterschiedliche in die Megakaryopoese involvierte Gene (RUNX1, ERG, ETS2) enthält, zusammen mit Varianten in GATA1 (50%) und Cohesin/CTCF.

Therapie-assoziierte myeloische Neoplasien(t-MNs) enthalten Therapie-assoziierte Fälle einer AML (t-AML), MDS (t-MDS) und myeloischer/myeloproliferativer Neoplasien (t-MDS/MPN), die als Komplikation einer zytotoxischen Chemotherapie und/oder Strahlentherapie einer vorangegangenen neoplastischen oder nicht-neoplastischen Erkrankung hervorgehen. Mehr als 90% der Patienten zeigen einen veränderten Karyotyp und 70% der Patienten zeigen unbalancierte chromosomale Veränderungen, häufig partieller Verlust von 5q, Verlust von Chromosom 7 oder eine Deletion in 7q. Die Prognose der t-MNs ist generell ungünstig.

AML, NOS beinhaltet alle Fälle, die nicht die Kriterien der vorher genannten Subgruppen erfüllen.

Tabelle: 2022 ELN Risikoklassifizierung nach Genetik bei Erstdiagnose