Histologische und hämatologische Befunde bei der CML

Zusammenfassung

Bei 604 Patienten mit einer chronischen myeloischen Leukämie (CML) wurde anhand von Beckenkammbiopsien eine immunhistochemische und morphometrische Studie durchgeführt, um morphologische und klinische Befunde miteinander zu vergleichen und die Auswirkungen der Interferon- (IFN) und Chemotherapie abzuklären. Anhand der morphometrischen Analyse konnten signifikante Korrelationen zwischen der Anzahl CD61⁺-Megakaryozyten einschließlich ihrer Vorläuferzellen mit der Faserdichte berechnet werden. Dieser Befund spiegelt die enge funktionelle Beziehung zwischen der Megakaryopoese und den Fibroblasten im Hinblick auf den komplexen Pathomechanismus der Myelofibroseentstehung wider. Diese war bei etwa 28% der Patienten bereits zum Diagnosezeitpunkt zu beobachten. In ähnlicher Weise war die Anzahl der CD68⁺-Makrophagen mit der Menge an Ret40f⁺-kernhaltigen erythropoetischen Vorläuferzellen korreliert, was durch die Einbindung dieser Zellinie in den Eisenstoffwechsel, die Hämoglobinsynthese sowie den Abbau der ausgestoßenen Normoblastenkerne in Zusammenhang gebracht werden kann. Die (α-D-Galaktosylreste-expremierende) Pseudo-Gaucherzellen ließen sich in 30% der Biopsien vor Behandlung nachweisen. Weiterhin konnten signifikante Beziehungen zwischen einer Reduktion der Erythropoese oder einer Zunahme der Verfaserung mit klinischen Parametern wie dem Hämoglobinspiegel, dem Anteil an Myelo- und Erythro-Normoblasten im peripheren Blut und der Milzgröße berechnet werden. Diese Variablen kennzeichnen offensichtlich mehr fortgeschrittene Stadien der CML. Entsprechend unserer morphometrischen Auswertung wurde eine Klassifikation in drei unterschiedliche histologische Subgruppen vorgenommen: granulozytisch, megakaryozytisch und myelofibrotisch. Dieser vereinfachten histologischen Einteilung waren entsprechende hämatologische Daten zuzuordnen. Sequenzbiopsien an 173 Patienten, die eine Monotherapie mit IFN, Hydroxyurea (HU) oder Busulfan (BU) erhielten, zeigten einen fibrogenetischen Effekt von IFN im Gegensatz zu einer eher faserreduzierenden Eigenschaft von HU. Die Dynamik der Myelofibroseentwicklung und die entsprechende Veränderungen der hauptsächlichen Zellinien während der Behandlung ließen sich am besten durch eine Kalkulation von Indizes verdeutlichen. Diese beinhalteten das Verhältnis aus quantitativen Unterschieden der einzelnen Variablen in den wiederholt durchgeführten Entnahmen und den zugeordneten zeitlichen Differenzen. So war bei Patienten mit einer kompletten hämatologischen Remission nach IFN-Gabe die Regeneration der Erythropoese zusammen mit einem Anstieg in der Anzahl CD68⁺-Makrophagen einschließlich ihrer aktivierten Subpopulation auszumachen. Die histologischen Subgruppen ließen bei fortlaufenden Untersuchungen einen Übergang sowohl von einem (nicht verfaserten) granulozytären wie auch megakaryozytären Subtyp in eine myelofibrotische Gruppe bei etwa 40% der Patienten erkennen. Dieses Phänomen stand im Gegensatz zu einer anzahlmäßigen Reduzierung des myelofibrotischen Typs vor allem bei Patienten unter HU-Therapie in 17 Fällen (36%). Zusammengefaßt erfordert die auffallende Heterogenität der Knochenmarkbefunde bei der CML eine sorgfältige morphologische Auswertung von Biopsien mit geeigneten Methoden, um relevante Korrelationen zwischen klinischen Daten zu berechnen und somit einen besseren Einblick in die Dynamik der Krankheitsentwicklung zu gewinnen.

Summary

An immunohistochemical and morphometric study was performed on bone marrow biopsies in 604 patients with chronic myelogenous leukemia (CML) to compare morphological and clinical features and to evaluate effects of interferon (IFN) and chemotherapy. Following morphometry significant correlations were calculated between number of CD61⁺ megakaryocytes, including their precursors with fiber density. This finding is in line with the close functional relationship between megakaryopoiesis and fibroblasts regarding the complex pathomechanism of myelofibrosis. The latter was observed in about 28% of patients already at diagnosis. In a similar way, the frequency of CD68⁺ macrophages was correlated with the amount of Ret40f⁺ nucleated erythroid precursors, implicating an involvement of this cell lineage in iron turnover, hemoglobin synthesis, and degradation of the expelled nuclei from normoblasts. The (α-D-galactosyl residue-expressing) Pseudo-Gaucher cells were detectable in 30% of pretreatment specimens. Moreover, significant associations were calculable between reduction in erythropoiesis or increase in fibers with clinical features such as hemoglobin level, percentages of myelo- and erythroblasts in the peripheral blood, and spleen size. These variables are in keeping with more advanced stages of CML. Based on our morphometric evaluations, a classification into three different histological subgroups: granulocytic, megakaryocytic, and myelofibrotic was carried out. This simplified staging system was correlated with corresponding sets of hematological data. Sequential biopsies in 173 patients with monotherapy by IFN, hydroxyurea (HU), or busulfan (BU) revealed a fibrogenic effect of IFN in contrast to a fiber-reducing property of HU. The dynamics of myelofibrosis and changes of major cell lineages during treatment were readily demonstrable by calculating corresponding indices. These included the ratios between quantitative differences of corresponding variables at repeated examinations and time. Thus, in patients with complete hematological remission following IFN administration, regeneration of erythropoiesis was found to be accompanied by an increase in the total number of CD68⁺ macrophages, including activated subpopulations. Histological subgroups showed a transition from a (nonfibrotic) granulocytic and megakaryocyte pattern to the myelofibrotic subtype in about 40% of patients. This change was opposed to a numerical reduction in the myelofibrotic subtype which occurred in 17 patients (36%), but predominantly in those under HU therapy. In conclusion, the striking heterogeneity of bone marrow features in CML warrants a careful morphological evaluation of trephine biopsies and appropriate means of processing to achieve relevant correlations with clinical data and, thus, allows a more elaborate insight into the dynamics of the disease process.