Myeloproliferative neoplasm(골수증식질환)과 Calreticulin

박서진 (연세의대 세브란스병원)

이번 호에서는 myeloproliferative neoplasm에서 나타나는 calreticulin 유전자 이상과 관련된 최신 문헌을 살펴보았다.

1. 배경

Philadelphia chromosome 음성인 myeloproliferative neoplasm에는 polycythemia vera, essential thrombocythemia, primary myelofibrosis가 대표적으로 포함된다. 이 질환들에서 가장 흔히 발견되는 Janus kinase 2 gene (JAK2)의 gain-of-function 돌연변이는 valine-to-phenylalanine (V617F)가 JAK2를 지속적으로 활성화시켜 myeloid cell의 cytokine 반응이 증가된다. JAK2 V617F 돌연변이는 polycythemia vera 환자의 약 95%에서 양성으로 나타나며, essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis 환자의 약 50~60%에서 검출된다. 그 밖에 소수의 polycythemia vera 환자에서는 JAK2 exon 12 돌연변이가 발견되며, JAK2 돌연변이 음성인 essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis 환자의 약 5~10%에서 thrombopoietin receptor gene인 MPL 유전자 돌연변이가 검출된다. 그러므로 polycythemia vera 환자의 대부분에서는 JAK2 관련 돌연변이가 발견되는 반면, essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis 환자의 약 1/3은 JAK2 또는 MPL 유전자 이상을 발견할 수 없다. 또한, 일부 myeloproliferative neoplasm에서 TET2, CBL, EZH2, DNMT3A, ASXL1 유전자 이상이 발견되지만, JAK2 또는 MPL 돌연변이와 동시에 나타날 수 있으며 여러 종류의 myeloid neoplasm에서도 검출될 수 있다.

2. Myeloproliferative neoplasm과 CALR exon 9 유전자 이상

1) CALR exon 9 유전자 이상의 frequency

- 896명의 myeloproliferative neoplasm 환자를 대상으로 한 연구에서는 아래 표와 같이 약 150개의 검체(전체 환자의 17%)에서 CALR exon 9에서 insertion 또는 deletion이 검출되었다. CALR 유전자 이상은 polycythemia vera 환자에서는 검출되지 않은 반면, essential thrombocythemia 환자의 25% (n=78)와 primary myelofibrosis 환자의 35% (n=72)에서 발견되었다. CALR 유전자 이상이 보인 essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis 환자 모두 JAK2와 MPL 이상 소견은 없었다. 최종적으로 JAK2, MPL, CALR 유전자의 이상소견이 없는 “triple-negative” 환자는 총 67명이었다.

- Myeloproliferative neoplasm에서 CALR mutation은 JAK2 mutation 다음으로 가장 흔히 나타나는 이상소견으로 관찰되었다. 특히 JAK2또는 MPL 돌연변이 음성인 환자의 약 73%에서 CALR mutation이 검출되었다.

2) CALR exon 9 유전자 이상의 종류

- CALR 유전자 돌연변이 검사를 통해 총 36종류의 somatic mutation(체세포돌연변이)이 검출되었으며 insertion과 deletion 형태로 나타나 frameshift를 유발하였다. 36 종류의 mutation에서 모두 frameshift를 일으켜 유전자의 C-terminal쪽에 새로운 아미노산 구조를 이루게 되어 nonmutantCALR의 C-terminal의 KDEL(lysine-aspartic acid-glutamic acid-leucine) 구조가 모든 mutant 형태에서는 나타나지 않는다.

- CALR 유전자 이상을 보인 경우 중 52-bp deletion(c.1092_1143del)을 보인 type 1 mutation이 53.0%, 5-bp insertion(c.1154_1155insTTGTC)을 보인 type 2 mutation이 31.7%를 차지하였고, 그 밖에 다른 종류의 mutation은 드물게 또는 1명의 환자에서만 관찰되었다. Type 1 mutation은 essential thrombocythemia보다 primary myelofibrosis 환자에서 더 자주 발견되었는데 (p<0.001), type 1 mutation (52-bp deletion)은 대부분의 음전하를 가진 아미노산이 제거되고 type 2 mutation (5-bp insertion)은 음전하를 가진 아미노산의 반을 유지하게 되는 형태로 나타나는 것으로 관찰되었다.류

3. 다른 myeloid neoplasm과 CALR exon 9 유전자 이상

다른 myeloid neoplasm에서 CALR exon 9 mutation 여부를 확인하기 위해 acute myeloid leukemia 254명, chromic myeloid leukemia 45명, myelodysplastic syndrome 73명, chronic myelomonocytic leukemia 64명, refractory anemia with ring sideroblasts associated with marked thrombocytosis (RARS-T) 24명을 대상으로 검사를 시행한 결과 3명의 RARS-T 환자에서 검출되었다.

4. CALR 돌연변이의 임상적 의의

1) 1215명의 essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis 환자를 대상으로 한 연구에서는 JAK2 V617F mutation이 63.4%, MPL exon 10 mutation이 4.4%, CALR exon 9 mutation이 23.5%, “triple-negative” 소견이 8.8%로 나타났다. JAK2, MPL, CALR이 모두 wild type을 보인 “triple-negative”는 대부분 essential thrombocythemia 환자군이었다.

2) Essential thrombocythemia에서 CALR mutation 양성 환자군을JAK2 mutation이 있는 환자군과 비교했을 때 상대적으로 진단 당시hemoglobin 감소, WBC count 감소, platelet count 증가 소견을 보였다 (모든 경우 p<0.001). Primary myelofibrosis에서 CALR mutation 양성 환자군을JAK2 mutation이 있는 환자군과 비교했을 때 상대적으로 WBC count 감소(p=0.03)와 platelet count 증가(p<0.001) 소견을 보였다.

3) Clonal marker (JAK2, MPL, 또는 CALR mutation 양성)이 있는 환자들을 대상으로 survival 분석을 시행한 결과 primary myelofibrosis 환자군 내에서 overall survival의 차이를 보였다. JAK2 또는 MPL 돌연변이가 있는 환자군보다CALR mutation 양성인 환자군의 overall survival가 더 좋은 것으로 나타난 반면(p<0.001), JAK2 돌연변이 양성군과MPL 돌연변이 양성 군 사이에서는 의미있는 차이를 보이지 않았다. Essential thrombocythemia 환자에서는 CALR mutation 양성인 환자군이JAK2 돌연변이 양성군에 비해 overall survival가 더 좋은 것으로 나타났다 (p=0.04).

4) Clonal marker (JAK2, MPL, 또는 CALR mutation 양성)이 있는 환자들을 대상으로 thrombosis risk에 대한 분석을 시행한 결과 essential thrombocythemia 환자에서 CALR mutation 양성인 환자군이JAK2 돌연변이 양성군에 비해 thrombosis risk가 더 낮은 것으로 관찰되었다 (p=0.003). 다른 환자군 내에서는 의미있는 차이가 발견되지 않았다.

5. 결론

Essential thrombocythemia 또는 primary myelofibrosis 환자 중 JAK2 또는 MPL 돌연변이 음성인 환자들 중 대부분에서 CALR mutation이 검출되었으며 (약 73%), JAK2 V617F mutation 양성인 환자보다 indolent clinical course를 보이는 것으로 나타났다. 그러므로 CALR mutation은 essential thrombocythemia와 primary myelofibrosis의 진단에 도움을 줄 수 있으며, 향후 WHO criteria에 도입될 수 있는 유용한 marker로 사료된다.

6. 참고문헌

- T Klampfl et al. Somatic mutations of calreticulin in myeloproliferative neoplasms. N Engl J Med 2013;369:2379-90.