Zytogenetische Aspekte pädiatrischer Keimzelltumoren

Abstract

We have performed in situ hybridization (ISH) studies predominantly on paraffin sections and on isolated nuclei of 22 pediatric germ cell tumors (GCTs) from 18 patients including 4 recurrences from three patients. In addition, we performed conventional cytogenetic analyses in three tumor samples. Because reports on cytogenetic studies in pediatric GCTs are scarce we focused our studies on those chromosome abnormalities frequently observed in adult GCTs. These included numeric and structural abnormalities of chromosomes 1 and 12 (e.g. isochromosome 12p) and numeric deviations of chromosomes 8, 10, X and Y. The histological subsets of the tumors investigated included two dysgerminomas (DGE), one seminoma (SE), one combined seminoma, two embryonal carcinomas (EC), two recurrent ECs, six pure yolk sac tumors (YST), five combined teratomas, one immature teratoma (IT) and two recurrences of IT, and three differentiated teratomas (TD). Similar to the GCTs in adults, additional copies of chromosome 12 were the most frequently observed numeric abnormalities. The analysis of two paraffinembedded tumors suggested that changes in the size of the pericentromeric hybridization signals of chromosome 12 may be attributed to the presence of i(12)(pl0). This was confirmed following the karyotype analysis of one EC which unequivocally revealed the presence of two i(12)(pl0). Interestingly, using these probes, no chromosomal abnormalities were found in the pure TD or in the TD cells of mixed tumors containing a YST component. In the YST portion, however, the 1p deletions and/or numeric chromosome changes were present. Surprisingly, deletions at the short arm of chromosome 1, del(1)(p36.3), were frequently observed in malignant pediatric GCTs and were the sole abnormality detected in one case. The 1p36 deletions were present not only in all stage IV ECs and YSTs investigated, but occurred also in some stage I YSTs and were always absent in the relatively benign TDs. Our results indicate that deletions at 1p36 play a role in the differentiation capacity and may serve as a prognostic marker in pediatric GCTs.

Zusammenfassung

Eine Reihe von pädiatrischen Keimzelltumoren (KZT) verschiedener histologischer Subtypen wurde mittels zytogenetischer und molekularzytogenetischer Methoden untersucht. In der vorliegenden Studie wurden in situ-Hybridisierungs-Experimente (ISH) auf Nativmaterial, Chromosomen und vor allem aber auf in Paraffin eingebettetem Tumormaterial an 25 Gewebsproben von 21 Patienten mit KZT durchgeführt. In dieser Zahl sind vier Rezidive von drei Patienten eingeschlossen. In drei Fällen konnten die ISH-Daten mit konventionellen zytogenetischen Analysen verglichen werden. Da insgesamt nur wenige zytogenetische Daten über pädiatrische KZT bekannt sind, haben wir jene chromosomalen Regionen, die bei adulten KZT häufig verändert vorliegen bzw. die bei anderen pädiatrischen Tumoren von prognostischer Relevanz sind, mittels ISH untersucht. Strukturelle Aberrationen der Chromosomen 1 (Deletion 1p36) und 12 (Isochromosom 12p) sowie numerische Abweichungen der Chromosomen 8, 10, X und Y wurden analysiert. Histologisch wurden die untersuchten Tumoren wie folgt klassifiziert: zwei Dysgerminome (DGE), ein Seminom (SE), ein kombiniertes SE, zwei primäre und zwei rezidivierende embryonale Karzinome (EC), sechs Dottersacktumoren (YST), fünf kombinierte KZT. ein immatures Teratom (IT), zwei Rezidive eines IT und drei differenzierte Teratome (TD). In Übereinstimmung mit den KZT des Erwachsenenalters stellt die Überrepräsentation von Chromosom 12 die am häufigsten gefundene numerische Anomalie dar. Hinweise auf ein i(12)(p10) wurden, basierend auf ISH, in nur zwei Tumoren gefunden. Konventionelle zytogenetische Analysen eines EC bestätigten das Vorhandensein von zwei Kopien eines i(12)(p10). Interessanterweise konnten in den TD mit den von uns verwendeten DNA-Sonden keinerlei genetische Veränderungen nachgewiesen werden. Auch bei Vorliegen eines reifen Teratoms, kombiniert mit EC und/oder YST, konnten nur in der malignen Komponente eine Deletion 1p36 und/oder numerische Chromosomenanomalien gefunden werden, während der TD-Anteil zytogenetisch unauffällig war. In den untersuchten Fällen stellt die Deletion 1p36 die häufigste Veränderung dar und war nicht nur in malignen KZT Stadium III-IV, sondern auch in YST Stadium I zu beobachten. Ein YST wies, als einzig beobachtete Chromosomenanomalie, eine 1p36.3-Deletion auf. Einflüsse der Deletion 1p36 auf die Differenzierung und mögliche prognostische Implikationen werden diskutiert.