Polymerase Chain Reaction and Sequencing of Immunoglobulin Heavy Chain Gene Rearrangement in Formalin Fixed, Paraffin-embedded Tissue of Patients with B Cell Lymphoma

Abstract

Background: Immunoglobulin heavy chain (IgH) gene rearrangement has been known to be a useful marker for determining the clonality as well as detecting minimal residual disease in B cell malignancies. This study was performed to establish single polymerase chain reaction (PCR) methods for the detection of IgH gene rearrangements in formalin-fixed, paraffin-embedded tissue of patients with B cell lymphoma and determine the type of JH segments used. Methods: We obtained formalin-fixed, paraffin-embedded tissue sections of 44 patients diagnosed with B cell lymphoma at Ajou University Hospital from January 2005 to January 2007 and reviewed medical records retrospectively. After the extraction of DNA, PCR was performed using VH3 and JHPST primers to detect the third complementarity determining region (CDR3) gene of IgH. Sequence analysis of the PCR products was also done in 23 patients. Results: The CDR3 gene rearrangements were detected in 26 (59%) out of 44 patients with B cell lymphoma. Sequence analysis of the amplified CDR3 gene was successful in 16 (70%) of 23 patients. JH3, JH4, JH5, and JH6 segments were used for CDR3 gene rearrangements in 3 (25%), 4 (33%), 1 (8%), and 4 (33%) patients with diffuse large B cell lymphoma, respectively. Conclusion: Although there are some limitations due to a low sensitivity less than 60%, single PCR using consensus primers could be an effective tool for the detection of CDR3 gene rearrangements in routine laboratory settings. Furthermore, sequence analysis of the CDR3 PCR products will provide basic information necessary for further studies.

배경: 면역글로불린 중쇄 유전자 재배열은 림프종, 백혈병, 다발성 골수종과 같은 악성 B세포 질환에서 최소잔류질환을 검출하는 데 뿐만 아니라 질환의 클론성을 결정할 때 유용하다. 본 연구에서는 B세포 림프종 환자의 파라핀 조직에서 면역글로불린 중쇄 유전자 재배열 검출을 위한 단일 중합효소연쇄반응법을 확립하고, CDR3 유전자 염기서열을 분석하여 재배열에 사용된 JH segment의 종류를 알아보고자 하였다. 방법: 2005년 1월부터 2007년 1월까지 아주대병원에서 B세포 림프종으로 진단된 환자 44명으로부터 얻은 파라핀 조직을 대상으로 하였고, 각 환자의 의무기록은 후향적으로 검토되었다. 조직 절편으로부터 DNA를 추출한 후 면역글로불린 중쇄 유전자의 CDR3 영역을 증폭할 수 있는 VH3 및 JHPST 시발체를 사용하여 단일 중합효소연쇄반응법을 시행하였다. 또한 23명의 환자에 대해서는 중합효소연쇄반응 산물의 염기서열 분석을 실시하였다. 결과: B세포 림프종 환자 44명 중 26명(59%)에서 면역글로불린 중쇄 유전자(CDR3) 재배열을 검출하였다. 염기서열 분석을 실시한 23명 중 16명(70%)에서만 증폭된 CDR3 유전자 염기서열을 알 수 있었고, 재배열에 사용된 JH segment의 종류를 분류할 수 있었다. DLBCL 환자에서 JH3, JH4, JH5, JH6가 각각 3명(25%), 4명(33%), 1명(8%), 4명(33%)에서 나왔다. 결론: 60% 이하의 양성률을 보이는 낮은 예민도 때문에 제한점이 있기는 하지만 공통 시발체를 사용한 단일 중합효소연쇄반응법은 일반적인 임상검사실에서 CDR3 유전자 재배열 검출을 위한 검사로서 유용하게 쓰일 수 있다. 또한 CDR3 유전자의 염기서열 분석을 함으로써 추후 연구의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.