Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)159110.18786/2072-0505-2021-49-053ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИDiagnostic criteria of lymphoproliferative diseases from the peripheral blood samples using a cell biochipКритерии диагностики лимфопролиферативных заболеваний по периферической крови пациентов при помощи клеточного биочипаhttps://orcid.org/0000-0001-7131-8006FedyaninaO. S.ФедянинаО. С.
Russian Federation

Olga S. Fedyanina – PhD (in Biol.), Senior Research Fellow, Engineering Department Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; Leading Research Fellow, Laboratory of Biophysics Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

30 Srednyaya Kalitnikovskaya ul., Moscow, 109029; 

1 Samory Mashela ul., Moscow, 117198

Федянина Ольга Сергеевна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела разработок ФГБУН Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии Российской академии наук; ведущий научный сотрудник лаборатории биофизики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева» Минздрава России

109029, г. Москва, ул. Средняя Калитниковская, 30;

117198, г. Москва, ул. Саморы Машела, 1

https://orcid.org/0000-0002-4744-347XChuksinaYu. Yu.ЧуксинаЮ. Ю.
Russian Federation

Yuliya Yu. Chuksina – MD, PhD, Senior Research Fellow, Laboratory of Biomedical Research Methods 

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Чуксина Юлия Юрьевна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории биомедицинских методов исследования 

129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

KhmelevskayaA. N.ХмелевскаяА. Н.
Russian Federation

Anna N. Khmelevskaya – Junior Research Fellow, Laboratory of Biomedical Research Methods 

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Хмелевская Анна Николаевна – младший научный сотрудник лаборатории биомедицинских методов исследования 

129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

https://orcid.org/0000-0002-7117-0168KhvastunovaA. N.ХвастуноваА. Н.
Russian Federation

Alina N. Khvastunova – PhD (in Biol.), Research Fellow, Laboratory of Biophysics 

1 Samory Mashela ul., Moscow, 117198

Хвастунова Алина Николаевна – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биофизики 

117198, г. Москва, ул. Саморы Машела, 1

MatveevYu. N.МатвеевЮ. Н.
Russian Federation

Yuriy N. Matveev – Senior Technician, Laboratory of Biomedical Research Methods 

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Матвеев Юрий Николаевич – старший лаборант лаборатории биомедицинских методов исследования 

129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

https://orcid.org/0000-0003-2650-7646KataevaE. V.КатаеваЕ. В.
Russian Federation

Elena V. Kataeva – MD, PhD, Senior Research Fellow, Department of Clinical Hematology and Immunotherapy 

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Катаева Елена Васильевна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения клинической гематологии и иммунотерапии 

129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

https://orcid.org/0000-0002-6460-9427FilatovA. V.ФилатовА. В.
Russian Federation

Alexandr V. Filatov – Doctor of Biol. Sci., Professor, Head of Laboratory of Immunochemistry 

24 Kashirskoe shosse, Moscow, 115522

Филатов Александр Васильевич – доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией иммунохимии 

115522, г. Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-5946-0026KuznetsovaS. A.КузнецоваС. А.
Russian Federation

Sofya A. Kuznetsova – PhD (in Phys. and Math.), Head of Engineering Department Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; Leading Research Fellow, Laboratory of Biophysics Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

30 Srednyaya Kalitnikovskaya ul., Moscow, 109029; 

1 Samory Mashela ul., Moscow, 117198

Кузнецова Софья Алексеевна – кандидат физико-математических наук, заведующая отделом разработок ФГБУН Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии Российской академии наук; ведущий научный сотрудник лаборатории биофизики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева» Минздрава России

109029, г. Москва, ул. Средняя Калитниковская, 30;

117198, г. Москва, ул. Саморы Машела, 1

kuznetsova.sonya@gmail.comCenter for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of SciencesФГБУН Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии Российской академии наукDmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and ImmunologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева» Минздрава РоссииMoscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского»National Research Center Institute of Immunology of the Federal Medical-Biological Agency of RussiaФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России081220214964054112411202124112021Copyright ©; 2021, Fedyanina O.S., Chuksina Y.Y., Khmelevskaya A.N., Khvastunova A.N., Matveev Y.N., Kataeva E.V., Filatov A.V., Kuznetsova S.A.Copyright ©; 2021, Федянина О.С., Чуксина Ю.Ю., Хмелевская А.Н., Хвастунова А.Н., Матвеев Ю.Н., Катаева Е.В., Филатов А.В., Кузнецова С.А.2021Fedyanina O.S., Chuksina Y.Y., Khmelevskaya A.N., Khvastunova A.N., Matveev Y.N., Kataeva E.V., Filatov A.V., Kuznetsova S.A.Федянина О.С., Чуксина Ю.Ю., Хмелевская А.Н., Хвастунова А.Н., Матвеев Ю.Н., Катаева Е.В., Филатов А.В., Кузнецова С.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/1591

Background: At present, the diagnosis of lymphoproliferative disorders is based on the combination of blood or bone marrow smear morphology and immunophenotyping by flow cytometry. Immunophenotypic testing by flow cytometry technique is available only in big medical centers, which is not always convenient for a  patient. Therefore, development of an available method for preliminary diagnosis of lymphoproliferative diseases not requiring special equipment seems relevant.

Materials and methods: Peripheral blood mononuclear cells from 17  patients admitted to the hospital with suspicion of a  lymphoproliferative disorder, and 17  healthy donors were studied on a cell biochip for determination of proportions of cells positive for various surface CD antigens. The diagnosis was verified by flow cytometry.

Results: Compared to healthy controls and patients with T-cell lymphoproliferative disorders (TCLPD), the patients with B-cell lymphoproliferative disorders (BCLPD) had significantly lower proportion of CD7+ cells (medians, 7% and 73% respectively, p=2×10-6 for comparison with healthy controls; median  7% and 93% for comparison with TCLPD, p=0.032). In addition, the patients with BCLPD had higher proportion of peripheral СD19+ mononuclear cells, compared to that in the patients with TCLPD and healthy donors (medians 84% and 13% for comparison between BCLPD and healthy control, p=2×10-5; 84% and 3% for comparison of BCLPD and TCLPD, p=0.033). The patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia had significantly higher CD5+ cells in the cell biochip compared to the patients with other BCLPD (medians 72% and 9%, p=0.024). The patients with TCLPD had significantly lower proportion of CD19+ cells than the healthy controls (medians, 3% and 13%, respectively, р=0.042).

Conclusion: The study has demonstrated the potential to use the previously developed cell biochip for diagnosis of lymphoproliferative diseases. The biochip makes it possible to sort out white blood cells according to their surface differentiation antigen for their further morphological analysis. The cell biochip allows for the differential diagnosis between BCLPD and TCLPD and determination the lymphocyte clones based on the expression of immunoglobulin light chains.

Актуальность. В  настоящее время диагностика лимфопролиферативных заболеваний базируется на сочетании морфологического исследования мазков крови или костного мозга с  иммунофенотипированием методом проточной цитометрии. Проведение иммунофенотипического исследования методом проточной цитометрии возможно только в  крупных медицинских центрах, что не всегда удобно для пациента. В  этой связи создание доступного метода предварительной диагностики лимфопролиферативных заболеваний, который не требует специального оборудования, представляется актуальной задачей.

Материал и методы. Мононуклеары периферической крови 17  пациентов, поступивших в  стационар с  подозрением на лимфопролиферативное заболевание, и 17 здоровых доноров исследовались на клеточном биочипе для определения доли клеток, положительных по различным поверхностным CD-антигенам. Для верификации диагноза использовали проточную цитометрию.

Результаты. Пациенты с  В-клеточными лимфопролиферативными заболеваниями (В-ЛПЗ) статистически значимо отличались от здоровых доноров более низкой долей CD7+ (медианы  7 и  73% при сравнении В-ЛПЗ и  контроля, p=2×10-6; медианы 93 и 7% при сравнении пациентов с  T-клеточными лимфопролиферативными заболеваниями (Т-ЛПЗ) и В-ЛПЗ, p=0,032) и более высокой долей СD19+ мононуклеарных клеток периферической крови по сравнению с  пациентами с  Т-ЛПЗ и  здоровыми донорами (медианы  84 и  13% при сравнении пациентов с  В-ЛПЗ и  контроля, p=2×10-5; 84 и  3% при сравнении пациентов с B-ЛПЗ и T-ЛПЗ, p=0,033). Пациенты с  В-клеточным хроническим лимфолейкозом (В-ХЛЛ) статистически значимо отличались от пациентов с другими В-ЛПЗ более высокой долей СD5+ клеток на клеточном биочипе (медианы  72 и  9% при сравнении пациентов с В-ХЛЛ и В-ЛПЗ, p=0,024). Пациенты с Т-ЛПЗ статистически значимо отличались от здоровых доноров более низкой долей СD19+ клеток (медианы 3 и 13% при сравнении пациентов с Т-ЛПЗ и контроля, р=0,042).

Заключение. Показана возможность диагностики лимфопролиферативных заболеваний с  использованием разработанного ранее клеточного биочипа. С  его помощью можно рассортировать лейкоциты в  пространстве по их поверхностным дифференцировочным антигенам для дальнейшего морфологического анализа. Клеточный биочип позволяет проводить дифференциальную диагностику между В- и  Т-ЛПЗ и  определять клональность В-лимфоцитов на основе экспрессии легких цепей иммуноглобулинов.

lymphoproliferative diseasesleukemialymphomaB-cell chronic lymphocytic leukemiacell biochipлимфопролиферативные заболеваниялейкозлимфомаВ-клеточный хронический лимфолейкозклеточный биочип1. Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, Jemal A. Cancer Statistics, 2021. CA Cancer J Clin. 2021;71(1): 7–33. doi: 10.3322/caac.21654.2. Самойлова ОС. Современное лечение хронического лимфолейкоза в реальной клинической практике. Новые возможности и новые сложности. Современная онкология. 2016; 18 (5): 16–19.3. Khvastunova AN, Kuznetsova SA, Al-Radi LS, Vylegzhanina AV, Zakirova AO, Fedyanina OS, Filatov AV, Vorobjev IA, Ataullakhanov F. Anti-CD antibody microarray for human leukocyte morphology examination allows analyzing rare cell populations and suggesting preliminary diagnosis in leukemia. Sci Rep. 2015;5:12573. doi: 10.1038/srep12573.4. Хвастунова АН, Аль-Ради ЛС, Капранов НМ, Федянина ОС, Горгидзе ЛА, Луговская СА, Наумова ЕВ, Джулакян УЛ, Филатов АВ, Атауллаханов ФИ, Кузнецова СА. Использование клеточного биочипа в диагностике волосатоклеточного лейкоза. Онкогематология. 2015;10(1):37–45. doi: 10.17650/1818-8346-2015-1-37-45.5. de Weerdt Iris, Hofland T, de Boer R, Dobber JA, Dubois J, van Nieuwenhuize D, Mobasher M, de Boer F, Hoogendoorn M, Velders GA, van der Klift M, Remmerswaal EBM, Bemelman FJ, Niemann CU, Kersting S, Levin MD, Eldering E, Tonino SH, Kater AP. Distinct immune composition in lymph node and peripheral blood of CLL patients is reshaped during venetoclax treatment. Blood Adv. 2019;3(17):2642–2652. doi: 10.1182/bloodadvances.2019000360.6. Gorczyca W, Weisberger J, Liu Z, Tsang P, Hossein M, Wu CD, Dong H, Wong JYL, Tugulea S, Dee S, Melamed MR, Darzynkiewicz Z. An approach to diagnosis of T-cell lymphoproliferative disorders by flow cytometry. Cytometry. 2002;50(3):177–190. doi: 10.1002/cyto.10003.7. Kaleem Z, White G, Zutter MM. Aberrant expression of T-cell-associated antigens on B-cell non-Hodgkin lymphomas. Am J Clin Pathol. 2001;115(3):396–403. doi: 10.1309/v8yg-8pp4-b4te-9x6j.8. Kingma DW, Imus P, Xie XY, Jasper G, Sorbara L, Stewart C, Stetler-Stevenson M. CD2 is expressed by a subpopulation of normal B cells and is frequently present in mature B-cell neoplasms. Cytometry. 2002;50(5):243–248. doi: 10.1002/cyto.10131.9. Федянина ОС, Задорожная АЕ, Хвастунова АН, Кольцова ЕМ, Балашова ЕН, Тимофеева ЛА, Караваева АЛ, Шаманова МБ, Волков СН, Бурова ОС, Дашкевич НМ, Филатов АВ, Кузнецова СА. Исследование клеточного состава и морфологии лейкоцитов доношенных и недоношенных новорожденных при помощи клеточного биочипа. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2018;17(4):11–16. doi: 10.24287/1726-1708-2018-17-4-11-16.10. D'Arena G, Musto P, Cascavilla N, Dell'Olio M, Di Renzo N, Carotenuto M. Quantitative flow cytometry for the differential diagnosis of leukemic B-cell chronic lymphoproliferative disorders. Am J Hematol. 2000;64(4):275–281. doi: 10.1002/1096-8652(200008)64:4<275::aidajh7>3.0.co;2-y.11. Mahe E, Pugh T, Kamel-Reid S. T cell clonality assessment: past, present and future. J Clin Pathol. 2018;71(3):195–200. doi: 10.1136/jclinpath-2017-204761.12. Kipps TJ, Stevenson FK, Wu CJ, Croce CM, Packham G, Wierda WG, O'Brien S, Gribben J, Rai K. Chronic lymphocytic leukaemia. Nat Rev Dis Primers. 2017;3:16096. doi: 10.1038/nrdp.2016.96.13. Chiorazzi N, Chen SS, Rai KR. Chronic Lymphocytic Leukemia. Cold Spring Harb Perspect Med. 2021;11(2):a035220. doi: 10.1101/cshperspect.a035220.14. Debord C, Wuillème S, Eveillard M, Theisen O, Godon C, Le Bris Y, Béné MC. Flow cytometry in the diagnosis of mature B-cell lymphoproliferative disorders. Int J Lab Hematol. 2020;42(S1): 113–120. doi: 10.1111/ijlh.13170.