Somatic mutation of the V617F JAK2 gene in patients of the cardiovascular diseases


Cite item

Abstract

The JAK2 V617F somatic mutation is one of the most frequent markers of CHIP (clonal hematopoiesis of indeterminate potential). CHIP is characterized by the presence of a myeloid cells clone in peripheral blood in the absence of the sufficient reasons to diagnose the hematologic disease. The CHIP is proposed as a potential independent risk factor for vascular pathology. The aim of this study is to identify carriers of JAK2 V617F mutation among patients admitted for planned hospitalization at the Federal Center of Cardiovascular Surgery of Krasnoyarsk. Materials and methods. The study included 930 venous blood samples. JAK2 V617F mutation was detected by using the allele - specific real time polymerase chain reaction. Results. JAK2 V617F mutation was detected in 15 (1.6%) patients, but only two of them had blood cell count that could cause a hematological disease to be suspected. Conclusion. The inclusion of the JAK2 V617F mutation detection in the complex of laboratory tests of the cardiovascular patients can facilitate the timely identification of patients with increased thrombotic risk, as well as the timely diagnosis of myeloproliferative diseases.

Full Text

ИБС - ишемическая болезнь сердца ПЦР-РВ - полимеразная цепная реакция в режиме реального времени CHIP - клональный гемопоэз неопределенного потенциала (clonal hematopoiesis of indeterminate potential) Соматическая мутация V617F, выявленная в 2005 г. в гене янускиназы-2 (JAK2) на коротком плече 9-й хромосомы, приводит к активации JAK-STAT сигнального пути, независимо от его физиологической рецепторной регуляции. Обусловленная мутацией пролиферативная активность миелоидного ростка кроветворения вовлечена в патогенез хронических Ph-негативных миелопролиферативных новообразований и миелодиспластического синдрома [1, 2]. Вместе с тем распространенность данной мутации среди населения разных стран значительно превышает официально регистрируемую заболеваемость хроническими миелоидными новообразованиями (0,002-0,02%) и составляет от 0,3 до 1,2%, увеличиваясь с возрастом обследуемых [1-4]. Данные о распространенности мутации V617F в гене JAK2 среди доноров крови и у пациентов «не гематологического» профиля были опубликованы нами ранее [5-7]. Феномен носительства соматических мутаций клонального миелоидного гемопоэза у лиц без симптомов онкогематологического заболевания ранее был обозначен как «клональный гемопоэз неопределенного потенциала» [clonal hematopoiesis of indeterminate potential (CHIP)] [8]. Показано, что мутация V617F в гене JAK2 обнаруживается у 3,8-6,6% пациентов с ишемическими инсультами, в 16% случаев развития тромбозов висцеральных вен кишечника и почти в 40% случаев синдрома Budd-Chiari [9-12]. Продемонстрирована также связь между мутацией JAK2 V617F и ишемической болезнью сердца (ИБС), системной гипертензией, мерцательной аритмией и атеросклерозом периферических артерий [8, 13-16]. Вместе с тем до сих пор целенаправленного исследования распространенности мутации V617F в гене JAK2 среди пациентов кардиологического профиля в Российской Федерации не проводилось. Целью настоящей работы являлось выявление носителей мутации JAK2 V617F среди пациентов, поступивших на плановую госпитализацию в ФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии» Красноярска. Материалы и методы Для выявления частоты встречаемости соматической мутации V617F JAK2 в пробах крови пациентов, поступивших на плановую госпитализацию в ФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии» Красноярска, использовали методику тестирования пулированных образцов [17]. Учитывая эпидемиологические цели данного исследования, сбор и обработка персональной информации пациентов в настоящей работе не проводились. В исследование включено 930 анонимных образцов венозной крови, оставшихся после гематологического исследования на анализаторе Sysmex XT-2000i (Япония). Проводилась процедура пулирования, обеспечивающая равное соотношение ядросодержащих клеток. Каждый пул включал по 10 отдельных образцов крови пациентов. Остающиеся после пулирования образцы замораживали и хранили при -20°С до окончания тестирования пулов. ДНК из лейкоцитов цельной крови выделяли с использованием набора «ДНК-сорб-В» (ФБУН «ЦНИИ эпидемиологии», Россия). Выявление мутации V617F гена JAK2 выполняли методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ). Применялся метод, разработанный в лаборатории Красноярского филиала ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр гематологии» Минздрава России [17]. Для проведения статистической обработки использовали пакет прикладных программ Statistica 10.0. Описательная статистика представлена в виде значений медианы (Ме), минимального и максимального значений (мин-макс). Результаты Среди 930 обследованных пациентов выявлено 15 (1,6%) человек с мутаций V617F в гене JAK2 (см. таблицу). Возраст пациентов с выявленной мутацией не отличался от средних показателей возраста пациентов, не имеющих данной мутации. Вместе с тем если среди всех госпитализированных пациентов мужчины составляли 43%, то среди пациентов с мутаций только 30%, хотя из-за малой выборки различия не были статистически значимыми (р>0,05). В анамнезе пациентов с мутацией V617F гена JAK2 отмечались повторные инфаркты миокарда - 5 (30%) случаев, ишемические (чаще лакунарные) инсульты - 8 (53%), варикозная болезнь и язвенная болезнь желудка или двенадцатиперстной кишки - у 3 (20%) пациентов, сахарный диабет типа 2 и бронхиальная астма - у 2 (12%). При этом у 3 пациентов в анамнезе отмечена сочетанная патология - лакунарные инсульты и инфаркты миокарда. Вместе с тем по клинической картине заболевания, анамнестическим данным и исходам лечения пациенты с выявленной мутацией не отличались от пациентов без мутации V617F гена JAK2, госпитализируемых в те же отделения. Вполне очевидно, что выявление клинических различий требует большего количества наблюдаемых случаев. Только у двух пациентов с мутацией V617F гена JAK2 исследованные параметры гемограммы выходили за пределы референсных значений. У одной женщины повышено количество эритроцитов и гематокрит, что могло бы насторожить врача в отношении истинной полицитемии, и у одной пациентки наблюдалось повышенное количество тромбоцитов, позволяющее заподозрить эссенциальную тромбоцитемию при наличии соответствующей клинической симптоматики. При этом следует отметить, что у 1 (4,7%) из 2 пациентов с наибольшей нагрузкой мутантного аллеля не наблюдалось никаких патологических сдвигов в гемограмме. Обсуждение Сосудистые катастрофы - наиболее частое осложнение и причина летальности пациентов с истинной полицитемией и эссенциальной тромбоцитемией, причем инфаркт миокарда, ишемический инсульт или тромбоз глубоких вен в ряде случаев являются первичной клинической манифестацией заболевания [1, 2, 14]. Причинами повышенной тромботической готовности у пациентов с миелопролиферативными новообразованиями служат как количественное увеличение циркулирующих клеток миелоидного ряда, определяющее сдвиг реологических характеристик крови, так и качественные изменения клеток крови: повышенная адгезивность мембраны эритроцитов, избыточная активация гранулоцитов и высокая агрегационная активность тромбоцитов [18-20]. Также продемонстрировано, что показатели импедансной агрегометрии тромбоцитов у пациентов с мутацией V617F в гене JAK2 повышаются независимо от количества циркулирующих клеток и уровня нагрузки мутантным аллелем [20]. Вероятно, даже небольшое количество измененных тромбоцитов может обусловливать повышенную склонность к тромбозам. Янускиназа-2 опосредует ряд известных патогенетических механизмов развития артериальной гипертензии: внутриклеточная трансляция сигнала активации рецепторов ангиотензина II и активация синтеза минералокортикоидов [14, 21]. Обнаружение мутации V617F гена JAK2 в эндотелиальных клетках как возможной причины тромбозов позволяет высказать предположение, что соматические мутации сигнальных путей в клетках негематологического ряда могут играть роль в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний [22]. Сигнальный путь JAK/STAT является критическим регулятором воспалительных процессов, передавая внеклеточные сигналы от цитокинов и активируя пролиферацию, дифференцировку, миграцию и апоптоз иммунокомпетентных клеток. Из-за тесной связи между воспалением и атеросклерозом путь JAK/STAT вовлечен в патогенез сосудистых заболеваний [23]. Недавно описан также случай кардиомиопатии «Takotsubo» у пациента с мутацией V617F в гене JAK2, что позволяет предположить ее роль в патогенезе данного заболевания [24]. В нашем исследовании как минимум две пациентки имели гематологические показатели, свидетельствующие о возможном миелопролиферативном заболевании, и выявление мутации V617F в гене JAK2 является важным подтверждающим доводом. Вместе с тем в соответствии с клиническими рекомендациями 2016 г. обязательным критерием верификации онкологического характера миелопролиферации являются результаты исследования морфологии костного мозга [1]. Очевидно, что специалистам необходимо иметь повышенную настороженность в отношении хронических миелопролиферативных новообразований, и каждый случай тромбоцитоза и эритроцитоза рассматривать как повод для дифференциальной диагностики. Отсутствие специфической клинической симптоматики и гематологических сдвигов при выявлении низких уровней нагрузки мутантным аллелем у данных пациентов можно отнести к феномену CHIP. Молекулярно-генетический синдром CHIP - «клональный гемопоэз неопределенного потенциала», характеризуется наличием в периферической крови клеток клонального миелопоэза с соматическими мутациями в генах JAK2 и реже в генах TET2, DNMT3A и ASXL1 при отсутствии критериев диагноза онкогематологического заболевания, в настоящее время рассматривается как потенциальный независимый фактор риска сосудистой патологии [8, 25]. Так, сильная связь обнаружена в отношении инфаркта миокарда в раннем возрасте [отношение шансов 4,0], а также в независимом анализе данных двух ретроспективных исследований «случай-контроль» у пациентов с ИБС моложе 50 лет [8]. Как правило, клинические и гематологические проявления миелопролиферативных новообразований наблюдаются при аллельной нагрузке более 1-2%, однако, поскольку выявленные в исследовании C. Nielsen и соавт. пациенты и с более низкой аллельной нагрузкой демонстрировали ее прогрессивное увеличение с возрастом, следует признать, что своевременное выявление даже низких уровней циркулирующих клональных клеток с данной мутацией будет способствовать ранней диагностике онкогематологических заболеваний и коррекции тромбогенных осложнений [3]. Полученные данные свидетельствуют в пользу целесообразности скрининга мутации V617F гена JAK2 у пациентов старше 40 лет или как минимум о необходимости проведения такого тестирования у пациентов с коронарной патологией или при манифестации тромботических событий [12, 15]. В целом понимание механизмов, лежащих в основе связи между клональным гемопоэзом, обусловленным соматическими мутациями миелоидных клеток и сердечно-сосудистым заболеванием, будет актуально в контексте персонализированной медицины, поскольку это может предоставить ключевую информацию для разработки эффективных диагностических, профилактических и терапевтических стратегий. Заключение Соматическая мутация в гене JAK2 наблюдается у пациентов с тромбозом, ишемией и другими сердечно-сосудистыми осложнениями даже без определенного клинического диагноза гематологического заболевания. В настоящей работе впервые на территории Российской Федерации была апробирована технология скрининга пациентов на носительство соматической мутации V617F в гене JAK2 у пациентов центра сердечно-сосудистой хирургии. Полученные данные свидетельствуют о высокой частоте выявления носителей исследуемой мутации (1,6%) среди обследованного контингента. Включение данного теста в меню лабораторных исследований может способствовать своевременному выявлению групп повышенного тромбогенного риска, а также своевременной диагностике онкогематологических заболеваний. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
×

About the authors

I A Olkhovskiy

Krasnoyarsk branch of the «National Research Center for Hematology»; Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of RAS

Krasnoyarsk, Russia

A S Gorbenko

Krasnoyarsk branch of the «National Research Center for Hematology»

Krasnoyarsk, Russia

M A Stolyar

Krasnoyarsk branch of the «National Research Center for Hematology»; Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of RAS

Krasnoyarsk, Russia

D A Grischenko

The Federal Center of Cardiovascular Surgery of Krasnoyarsk

Krasnoyarsk, Russia

O A Tkachenko

The Federal Center of Cardiovascular Surgery of Krasnoyarsk

Krasnoyarsk, Russia

T L Martsinkevich

The Federal Center of Cardiovascular Surgery of Krasnoyarsk

Krasnoyarsk, Russia

References

  1. Меликян А.Л., Туркина А.Г., Ковригина А.М., Суборцева И.П., Судариков А.Б., Соколова М.А., Зарицкий А.Ю., Ломаиа Е.Г., Шуваев В.А., Грицаев С.В., Мартынкевич И.С., Афанасьев Б.В., Морозова Е.В., Байков В.В., Голенков А.К., Иванова В.Л., Капланов К.Д., Поспелова Т.И., Агеева Т.А., Шатохин Ю.В., Савченко В.Г. Клинические рекомендации по диагностике и терапии Ph - негативных миелопролиферативных заболеваний (истинная полицитемия, эссенциальная тромбоцитемия, первичный миелофиброз) (редакция 2016 г.). Гематология и трансфузиология. 2017;62(1):1-60. doi: 10.18821/0234-5730-2017-62-1-S1-1-60
  2. Patterson-Fortin J, Moliterno A. Molecular Pathogenesis of Myeloproliferative Neoplasms: Influence of Age and Gender. Curr Hematol Malig Rep. 2017;12(5):424-31. doi: 10.1007/s11899-017-0411-0
  3. Nielsen C, Bojesen S, Nordestgaard B, Kofoed K, Birgens H. JAK2V617F somatic mutation in the general population: myeloproliferative neoplasm development and progression rate. Haematologica. 2014;99(9):1448-55. doi: 10.3324/haematol.2014.107631
  4. Hinds D, Barnholt K, Mesa R, Kiefer A.K, Do C.B, Eriksson N1, Mountain J.L, Francke U, Tung J.Y, Nguyen H.M, Zhang H, Gojenola L, Zehnder J.L, Gotlib J. Germ line variants predispose to both JAK2 V617F clonal hematopoiesis and myeloproliferative neoplasms. Blood. 2016;128(8):1121-8. doi: 10.1182/blood-2015-06-652941
  5. Ольховский И.А., Филина Н.Г., Горбенко А.С., Столяр М.А., Колотвина Т.Б., Субботина Т.Н. Частота обнаружения мутации гена JAK2 среди доноров крови. Гематология и трансфузиология. 2018;63(1):65-70. doi: 10.25837/HAT.2018.49.1.006
  6. Ольховский И.А., Карапетян Г.Э., Горбенко А.С., Субботина Т.Н., Столяр М.А., Дюпина Т.Н., Галко Е.В. Выявляемость пациентов с онкогенной соматической мутацией янускиназы-2 (V617F JAK2) в рамках программ диспансерного и профилактического осмотров. Клиническая лабораторная диагностика. 2016;61(5):275-8. doi: 10.18821/0869-2084-2016-61-5-275-278
  7. Ольховский И.А., Столяр М.А., Горбенко А.С., Дюпина Т.Н., Галко Е.В., Карапетян Г.Э., Бабушкин В.А., Кайкова Т.Б. Частота встречаемости соматической мутации V617F в гене янускиназы 2 среди пациентов многопрофильного лечебного учреждения. Справочник заведующего КДЛ. 2016;11:3-12.
  8. Jaiswal S, Natarajan P, Silver A.J, Gibson C.J1, Bick A.G1, Shvartz E, McConkey M, Gupta N, Gabriel S, Ardissino D, Baber U, Mehran R, Fuster V, Danesh J, Frossard P, Saleheen D, Melander O, Sukhova G.K, Neuberg D, Libby P, Kathiresan S, Ebert B.L. Clonal hematopoiesis and risk of atherosclerotic cardiovascular disease. N Engl J Med. 2017;377:111-21. doi: 10.1056/NEJMoa1701719
  9. Passamonti S, Biguzzi E, Cazzola M, Franchi F, Gianniello F, Bucciarelli P, Pietra D, Mannucci P.M, Martinelli I. The JAK2 V617F mutation in patients with cerebral venous thrombosis. J Thrombosis and Haemostasis. 2012;10(6):998-1003. doi: 10.1111/j.1538-7836.2012.04719.x
  10. Миронов К.О., Дунаева Е.А., Дрибноходова О.П., Ольховский И.А., Столяр М.А., Горбенко А.С., Грицан Г.В., Раскуражев А.А., Кузнецова П.И., Танашян М.М., Шипулин Г.А. Частота обнаружения мутации V617F в гене JAK2 у лиц, перенесших ишемический инсульт. Молекулярная диагностика. 2017:75-6.
  11. Smalberg J, Arends L, Valla D, Kiladjian J, Janssen H, Leebeek F. Myeloproliferative neoplasms in Budd-Chiari syndrome and portal vein thrombosis: a meta - analysis. Blood. 2012;120(25):4921-8. doi: 10.1182/blood-2011-09-376517
  12. Xavier S, Gadelha T, Rezende S, Zalcberg I, Spector N. JAK2V617F mutation in patients with thrombosis: to screen or not to screen? Int J Lab Hematol. 2010;33(2):117-24. doi: 10.1111/j.1751-553x.2010.01275.x
  13. Tuchayi A, Sheth S, Smith R. The Evaluation of Cardiac Disorders and Systemic Hypertension in JAK2V617F Positive Patients at a Multicenter Institution. J Hematol Thromb. 2016;2(1). doi: 10.13188/2380-6842.1000014
  14. Haybar H, Khodadi E, Shahjahani M, Saki N. Cardiovascular Events: A Challenge in JAK2-positive Myeloproliferative Neoplasms. Cardiovascular & Hematological Disorders-Drug Targets. 2018;17(3):161-6. doi: 10.2174/1871529x17666171030122345
  15. Muendlein A, Gasser K, Kinz E, Stark N, Leiherer A, Rein P, Saely C.H, Grallert H, Peters A, Drexel H, Lang A.H. Evaluation of the prevalence and prospective clinical impact of the JAK2 V617F mutation in coronary patients. Am J Hematol. 2014;89(3):295-301. doi: 10.1002/ajh.23632
  16. Muendlein A, Kinz E, Gasser K, Leiherer A, Rein P, Saely C.H, Grallert H, Peters A, Fraunberger P, Drexel H, Lang A.H. Occurrence of the JAK2 V617F mutation in patients with peripheral arterial disease. Am J Hematol. 2015;90:E17-E21. doi: 10.1002/ajh.23874
  17. Горбенко А.С., Столяр М.А., Субботина Т.Н., Михалёв М.А., Ольховский И.А. Разработка метода определения аллельной нагрузки соматической мутации V617F в гене JAK2 (янус - киназы-2) в пулах проб венозной крови. Лабораторная служба. 2016;1:19-25. doi: 10.17116/labs20165119-25
  18. Nemer W, De Grandis M, Brusson M. Abnormal adhesion of redblood cells in polycythemia vera: a prothrombotic effect? Thromb Res. 2014;133:S107-111. doi: 10.1016/S0049-3848(14)50018-7
  19. Falanga A, Marchetti M, Vignoli A, Balducci D, Barbui T. Leukocyte - platelet interaction in patients with essential thrombocythemia and polycythemia vera. Exp Hematol. 2005;33:523-30.
  20. Ольховский И.А., Столяр М.А. Особенности агрегационной активности тромбоцитов у пациентов с мутацией в гене JAK2: гендерные отличия и эффект аспирина. Гематология и трансфузиология. 2014;1:11-4.
  21. Kirabo A, Sayeski P. Jak2 Tyrosine Kinase: A Potential Therapeutic Target for AT1 Receptor Mediated Cardiovascular Disease. Pharmaceuticals. 2010;3(11):3478-93. doi: 10.3390/ph3113478
  22. Guadall A, Lesteven E, Letort G, Balducci D, Barbui T. Endothelial Cells Harbouring the JAK2V617F Mutation Display Pro-Adherent and Pro-Thrombotic Features. Thromb Haemost. 2018;118(09):1586-99. doi: 10.1055/s-0038-1667015
  23. Wang W, Wang Y, Woods B, Abramowicz S, Welch C, Levine R.L, Tall A, Wang N. JAK2V617F promotes atherosclerosis. Blood. 2016;128:706.
  24. Basnet S, Rajagopalan P, Dhital R, Tharu B. Takotsubo Cardiomyopathy Associated with Polycythemia Vera. Case Rep Cardiol. 2018;2018:1-4. doi: 10.1155/2018/4542925
  25. Fuster J, Walsh K. Somatic Mutations and Clonal Hematopoiesis. Circ Res. 2018;122(3):523-32. doi: 10.1161/circresaha.117.312115

Copyright (c) 2019 Olkhovskiy I.A., Gorbenko A.S., Stolyar M.A., Grischenko D.A., Tkachenko O.A., Martsinkevich T.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 

Address of the Editorial Office:

  • Novij Zykovskij proezd, 3, 40, Moscow, 125167

Correspondence address:

  • Alabyan Street, 13/1, Moscow, 127055, Russian Federation

Managing Editor:

  • Tel.: +7 (926) 905-41-26
  • E-mail: e.gorbacheva@ter-arkhiv.ru

 

© 2018-2021 "Consilium Medicum" Publishing house


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies