Beschreibung*
Nachweis der IDH1 R132C/H und IDH2 R140Q/R172K Hotspot-Mutationen aus Vollblut, Knochenmarkaspirat Plasma-DNA mittels ddPCR
Ziel und Zweck der Untersuchung
Ca. 20 % der Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) weisen eine Mutation in den Isocitratdehydrogenase (IDH)-Genen IDH1 oder IDH2 auf. Diese rekurrenten Mutationen in wichtigen Stoffwechselenzymen führen zur Produktion des Onkometaboliten 2-Hydroxyglutarat, der die Leukämogenese durch eine Blockade der normalen myeloischen Differenzierung fördert. Seit Kurzem stehen selektive orale Inhibitoren der mutierten IDH1- und IDH2-Enzyme zur Verfügung (wie bspw. Ivosidenib oder Enasidenib), welche in Studien eine hohe klinische Wirksamkeit zeigten und nun als Einzelwirkstofftherapie zugelassen sind. Um ihre klinische Wirksamkeit weiter zu verbessern, werden Kombinationen von IDH-Inhibitoren mit Standardtherapien wie Azacytidin, intensiver Chemotherapie oder anderen zielgerichteten small molecule Therapien derzeit in Studien untersucht. Der im ZIMCL etablierte ddPCR Mutation Assay ermöglicht den spezifischen sensitiven und raschen Nachweis der häufigsten bei akuter myeloischer Leukämie vorkommenden IDH1 Mutationen (R132C und R132H) und IDH2 Mutationen (R140Q und R172K).
Prinzip des Verfahrens
Das digital droplet PCR-System (ddPCR) beruht auf der Partitionierung eines konventionellen PCR-Ansatzes in bis zu 20.000 Einzelreaktionen (im ZIMCL verwendete Methode: Partitionierung mittels Wasser-Öl-Emulsion). Für gewöhnlich enthält man Partitionen, die eine oder mehrere Kopien der Ziel-DNA sowie Partitionen, die keine Ziel-DNA enthalten. Anschließend wird eine Endpunkt-PCR (z. B. mit Hydrolysesonden) und eine Detektion der Amplifikation für jedes Kompartiment durchgeführt, sodass sich ein positives (1) oder negatives (0) Signal für jede einzelne Partition ergibt. Diese 0/1-Antworten führten zu der Bezeichnung „digitale PCR“. Die Rohdaten werden dann mittels Poisson-Statistik analysiert und die absolute DNA-Ausgangskopienzahl in der Originalprobe bestimmt. Ein großer Vorteil der ddPCR liegt in der absoluten Quantifizierung von Zielgenen, d.h. eine Quantifizierung ohne Verwendung einer externen Kalibration, z.B. einer Standardkurve. Der zweite große Vorteil der ddPCR ist die Detektion von Mutationen mit geringem allelischen Anteil, die vor allem in der Krebsdiagnostik eine wichtige Rolle spielen. Bei der konventionellen qPCR-Analyse liegt das Hintergrundsignal (Kopienzahl) des Wildtyp-Allels oftmals deutlich über dem der Mutation, sodass eine Detektion der Mutation schwierig ist. Durch die Partitionierung bei der ddPCR wird das Hintergrundsignal des Wildtyps jedoch reduziert und die Mutation innerhalb der Partition aufkonzentriert. Der Nachweis von solchen raren Mutationen spielt v.a. in der MRD-Diagnostik (Minimal Residual Disease, Verlaufskontrollen bei hämatoonkologischen Erkrankungen) eine ausschlaggebende Rolle. In der ddPCR werden die gleichen Reagenzien und Arbeitsabläufe wie in den meisten Standard TaqMan –Hydrolyseprobe-basierenden PCR-Ansätzen verwendet.
Literatur
Molenaar et al. Clinical and biological implications of ancestral and non-ancestral IDH1 and IDH2 mutations in myeloid neoplasms. Leukemia 2015. 29, 2134–2142. DiNardo et al. Characteristics, clinical outcome, and prognostic significance of IDH mutations in AML. Am. J. Hematol 2015. 90, 732–736 Stein et al. Ivosidenib or enasidenib combined with intensive chemotherapy in patients with newly diagnosed AML: a phase 1 study. Blood 2020. 137, 1792–803.
Ergebniseinheit
Einheiten(sonstige)
Qualitative Analyse: IDH1 R132C/H und IDH2 R140Q/R172K Mutation nachweisbar / nicht nachweisbar
Synonyme
IDH1 (isocitrate dehydrogenase 1 [NADP+], soluble IDH2 (isocitrate dehydrogenase 1 [NADP+], mitochondrial IDH1 R132C Mutation: c.394C>T, p.Arg132Cys IDH1 R132H Mutation: c.395G>A, p.Arg132His IDH2 R140Q Mutation: c.419G>A, p.Arg140Gln IDH2 R132C Mutation: c.515G>A, p.Arg172Lys
Analysenfrequenz
nach Bedarf
Nachforderungsmöglichkeit der Analyse
(Stunden, Tage)
24 h
Spezimen
(Plasma, Serum, Harn)
EDTA-Vollblut, EDTA-Knochenmark
Sammelperiode
nicht zutreffend
Mindestvolumen pro Anforderung vor Zentrifugation
(vor Zentrifugation)
5 ml aus pB/KM, bei Bestimmung aus ctDNA: 10ml Paxgene Spezial-Monovette
Abnahmegefäß inkl. Zusatzstoffe
K-EDTA Monovette
Abnahmegefäß inkl. Zusatzstoffe(sonstige)
Bei Bestimmung aus ctDNA: 10ml Paxgene Spezial-Monovette (keinesfalls geringeres Volumen!)
Spezielle Präanalytik - Probentransport
Probenanlieferung von intern bei RT, von extern bei 2-8°C, nicht frieren!
Messbereich
IDH1 R132C/H und IDH2 R140Q/R172K: nachweisbar/nicht nachweisbar
Allgemeine Störungen
(z.B. Lipämie, Hämolyse, Bilirubinämie)
•Heparin als Antikoagulans kann die PCR stören •Unzureichende Qualität und/oder Quantität des Probenmaterials • zu große DNA-Mengen im PCR-Ansatz können auf Grund der extremen Sensitivität der Methode zu invaliden Ergebnissen führen • Bei Bestimmung aus ctDNA (Liquid Biopsy) sind Spezialabnahme-Gefäße (10ml Paxgene Röhrchen) erforderlich
Kreuzreaktionen
(z.B. immunologisch)
keine
Kennzeichnung des Analyse-Verfahrens nach MPG / IVDR
in house Validierung
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