Kasvaja kui geneetiline haigus

    Kasvaja e. neoplasma, ka blastoom või tuumor (kr.k. blastos, lad.k. tumor) on pikaldane, tõkestamatu ja organismi regulatsioonisüsteemidest suhteliselt sõltumatu tarbetu koevohand. Eristatakse hea- ja pahaloomulisi kasvajaid. Healoomulised kasvajad on kindlapiirilised, ei lõhu ümbritsevaid kudesid ning ei tekita metastaase e. siirdeid (kr. k. metastasis). Nad arenevad teatud suuruseni ning seejärel kasv peatub. Siia kuuluvad polüübid, käsnad, müoomid, fibroomid, lipoomid jt. Pahaloomulisi kasvajaid iseloomustab seevastu rakkude autonoomne jagunemine, invasioon ümbritsevatesse kudedesse ning võime metastaseeruda. Pahaloomulisi kasvajaid on kirjeldatud kogu loomariigis - sipelgatest vaaladeni, samuti taimeriigis. Vähk e. kartsinoom (kr.k. karkinos) on kitsamas mõttes epiteelkoe (katte- või näärmeepiteeli) pahaloomuline kasvaja. Laiemas mõttes kasutatakse seda nimetust kõikide pahaloomuliste kasvajate, ka luu-, kõhr-, lihas- või üldse tugikoest alguse saanud sarkoomide ja vereloomekoest pärinevate leukeemiate e. hemoblastooside ja lümfikoest pärinevate regionaalsete kasvajate tähistamiseks. Eristatakse üle 270 kasvaja liigi ja tüübi. Statistika ütleb, et umbes 25% eurooplastel ja ameeriklastel areneb elu jooksul vähk. Eestis diagnoositakse aastas üle 5500 uue vähijuhtumi, kusjuures vähki haigestumine suureneb iga aastaga 1-2%. 1993. aastal moodustas Eestis meestel kopsuvähk kõigist vähijuhtudest 24%, paikmetest järgnesid eesnääre (12.5%) ja magu (10%); naistel esineb kõige sagedamini rinnavähki (17%), nahavähki (13%) ja maovähki (10%). WHO hinnanguil on 90% kasvajatest tingitud keskkonnateguritest.
    Sporaadilised kasvajad. Enamus (95%) vähkkasvajatest pole päritud, vaid esineb juhuslikult inimestel, kellel puudub perekondlik eelsoodumus. Risk vähihaige õdedel-vendadel haigestuda on 2-3 korda suurem kui üldiselt. Vaatamata sellele on teada nn. "vähi perekonnad", kus haigestuvad mitmed õed-vennad või täheldatakse autosomaalset dominantset pärandumistüüpi. 
    Umbes 5% vähijuhtudel ongi tegemist päriliku vähi ühe või teise vormiga, mis histoloogiliselt on sarnane vastava mittepäritava vormiga. Üldse teatakse üle 100 mendelleeruva haiguse, kus pahaloomuline kasv on üks osa fenotüübist. Ka mitmete kromosoomhaiguste (sündroomide) puhul on risk pahaloomulise kasvaja tekkeks tõusnud. Nii näiteks haigestuvad Downi sündroomiga inimesed üle 10 korra sagedamini leukeemiasse kui populatsioonis keskmiselt. Suurenenud riski haigestuda vähki täheldatakse ka sugukromosoomide aneuploidiate korral. Võrreldes mitte-pärilike vormidega on kõik pärilikud vähivormid harvad. Siin eristatakse dominantselt ja retsessiivselt päranduvaid kasvajad.
    Dominantselt päranduvad kasvajad tekivad enamasti palju nooremas eas kui sama tüüpi sporaadilised kasvajad. Kliiniliselt on nad vastavatest sporaadilistest vormidest eristamatud. Ka võib ühel haigel samaaegselt esineda mitu kasvajat (nii näiteks kaasneb päriliku retinoblastoomiga sageli osteosarkoom). Päranduvate kasvajate puhul päritakse üks või teine primaarne mutatsioon vanemalt ning ta on olemas kõigis organismi rakkudes (somaatilistes ja generatiivsetes). Tabelis 27 on toodud näited dominantselt päranduvatest kasvajatest, mis on seostatud geneetiliste muutustega mingis kromosoomipiirkonnas.

Tabel 27. Dominantselt päranduvad kasvajad
 

Haigus	Kasvajakude	Lokalisatsioon kromosoomis
Von Hippel-Landau sündroom	neerud, väikeaju	3p25
Perekondlik adenomatoosne polüpoos (FAP)	jämesool	5q22
Perekondlik melanoom (MLM)	nahk	9p21
Multiibelne endokriinne neoplaasia tüüp 2A (MEN2A)	kilpnäärme C rakud, neerupealse säsi	10q11.2
Wilmsi tuumor (WT)	neerud	11p13.1
Beckwith-Wiedemanni sündroom (BWS)	neerud, neerupealse koor	11p15.5
Perekondlik rinnanäärme ja munasarja CA* (BRCA2)	rinnanääre, munasari	13q12-13
Retinoblastoom (RB)	silma võrkkest	13q14.1
Li-Fraumeni sündroom	paljud koed	17p13.1
Neurofibromatoos tüüp 1 (NF-1)	nahk	17q11.2
Perekondlik rinnanäärme ja munasarja CA* (BRCA1)	rinnanääre, munasari	17q21
* CA kartsinoom (carcinoma)

    Enamuse dominantselt päranduvate kasvajavormide puhul tekib kasvaja peaaegu alati, kui vastav geneetiline defekt on olemas. Penetrantsus on väga kõrge näiteks RB ja FAP puhul. Seevastu MEN2A puhul tekib vähk 70. eluaastaks vaid 60% geenikandjatest. Li-Fraumeni sündroomiga haigetel diagnoositakse kõige sagedasemini rinnanäärme kartsinoomi, järgnevad teised kartsinoomid, osteosarkoom ja leukeemia.
    Varase algusega rinnanäärme ja munasarja kartsinoomi geen BRCA1 vastutab vähemalt 5% rinnavähi juhtude eest. BRCA1 mutatsioone leitakse enamuse (kui mitte kõigi) pärilike rinnanäärme ja munasarja kartsinoomide puhul, kusjuures nad on tõenäoliselt olulised ka sporaadilise sama lokalisatsiooniga vähi tekkel. Riskiperekondade analüüs näitab, et naistel, kellel on mutantne BRCA1 alleel, on risk rinnavähi tekkeks enne 50. eluaastat üle 50% ja 70. eluaastaks üle 80%. BRCA1 lokaliseerub 17q21 kromosoomipiirkonda ja on molekulaarselt iseloomustatud. Leitud on ka teine rinnavähi eelsoodumuse lookus BRCA2, mis kaardistati kromosoomipiirkonda 13q12-13. Päriliku vormi puhul leitakse kasvajakoes lisaks päritud BRCA1 mutatsioonile sageli ka normaalse 17. kromosoomi pika õla kadu.
    Retsessiivselt päranduvad kasvajad e. retsessiivsed kasvajasündroomid on harvaesinevad haigused, millel on rida ühiseid tunnuseid nagu eelsoodumus pahaloomuliste haiguste tekkeks ja suurenenud tundlikkus keskkonnategurite suhtes (UV-kiirgus). Neid haigusi nimetatakse ka kromosoomimurru-sündroomideks, kuna patsientide lümfotsüütides leitakse hulgaliselt in vivo spontaanseid kromosoomimurdusid. Bloomi sündroomi puhul on oluliselt tõusnud ka õdekromatiidivahetuse ning mitootilise krossing-overi sagedus. Kromosoomimurru-sündroomide põhjuseks on häired DNA reparatsioonisüsteemis.

Tabel 28. Retsessiivselt päranduvad vähisündroomid
 

Sündroom	Pahaloomuline haigus	In vitro kartsinogeen
Ataksia-telangiektaasia (AT)	leukeemia, lümfoom	ioniseeriv kiirgus
Bloomi sündroom (BS)	leukeemia jt.	ultraviolettkiirgus
Fanconi aneemia (FA)	leukeemia	ioniseeriv kiirgus
Pigmentkserodermia (XP)	melanoom	ultraviolettkiirgus, kemikaalid
Nijmeni murrusündroom	lümfoom	ioniseeriv kiirgus, kemikaalid

    Pärilike kasvajate uurimine juhib tähelepanu kromosoomipiirkondadele ja geenidele, mis on olulised kasvaja initsiatsioonil. Kasvaja initsiatsioon on vaid osa keerulisest teest, mis viib normaalse raku pahaloomulisele kasvule. Kuidas see toimub, on suurel määral ikka veel teadmata.

Primaarsed ja sekundaarsed kromosoomianomaaliad

    Normaalse raku muutumine neoplastiliseks ning kasvaja progresseerumine ja metastaseerumine on mitmeastmeline ja paljuteguriline protsess. 70. aastate keskel pakuti välja, et kasvaja tekkel on olulised 4-6 sõltumatut astet, praegu aga ollakse seisukohal, et somaatilisi lööke (somatic hits) on 8-15. Tavaliselt kulub aastaid, enne kui kasvaja muutub makroskoopiliselt märgatavaks ja isegi pärast seda võib kasv olla väga aeglane, st. vähk ja teised pahaloomulised kasvajad on kroonilised haigused. Põhimõtteliselt võib vähk tekkida mingite initsiaalsündmuste tagajärjel kas ühes eellasrakus (monoklonaalne kasvajateke) või kogu n.ö. tundlikus rakupopulatsioonis (polüklonaalne e. multitsellulaarne kasvajateke). Tänaseks on selge, et enamik inimese kasvajaid on monoklonaalse tekkega, eranditeks on näiteks jämesoole kartsinoom, pärilik neurofibromatoos ja pärilik trihhoepitelioom, kus on tegemist polüklonaalse kasvajatekkega.
   Kasvaja tekib mitmete üksteisele järgnevate geneetiliste muutuste tagajärjel somaatilistes rakkudes, st. kasvaja fenotüübi ilmingute aluseks on somaatilised (omandatud) mutatsioonid. Erandina on päranduvate kasvajavormide puhul üks (esimene) mutatsioon juba vanemalt saadud ja olemas kõigis rakkudes. Somaatilised mutatsioonid leiavad aset nii geeni tasemel (geenmutatsioonid), kromosoomi tasemel (kromosoomiaberratsioonid ja aneuploidiad) kui ka kogu kromosoomistiku tasemel (euploidiad). Kasvajarakud erinevad normaalsetest rakkudest, millest nad tekkinud on, suuruse ja morfoloogia, samuti tuumade suuruse ja kuju poolest. Kasvajarakkude tuumad on erikujulised e. pleomorfsed ja tavaliselt ka tumedamalt värvunud e. hüperkromaatilised. Sageli võib näha anomaalseid mitoose (sildadega anafaase, endomitoose, endoreduplikatsioone, pulverisatsiooni, enneaegselt kondenseerunud kromosoome jne.)
    Primaarsed e. esmased kromosoomianomaaliad. Primaarsete kromosoomianonomaaliate all mõeldakse tsütogeneetilisel tasemel kindlakstehtavaid mutatsioone, mis omavad vähi tekkes initsieerivat rolli. Nad esinevad vähirakkudes sageli kui ainukesed kromosoomianomaaliad ja on spetsiifiliselt seotud teatud kasvaja (histoloogilise) tüübiga, olles olulised nii diagnoosi kui ka prognoosi seisukohast. Primaarne kromosoomianomaalia esineb mittepärilike kasvajate puhul vaid neoplastilises koes, pärilike vormide puhul aga ka normaalsetes rakkudes. Näiteks leitakse sporaadilistes silmakasvajates (retinoblastoomides) RB geeni deletsiooni vaid kasvajakoes, päriliku retinoblastoomi puhul aga lisaks kasvajale ka kõigis teistes rakkudes.
    Tsütogeneetiliselt nähtavaid kromosoomide arvu ja struktuuri anomaaliaid, mis viivad geneetilise materjali lisandumise, kadumise või ümberkorraldumiseni, esineb enamikus hea- ja pahaloomulistes kasvajates. Kromosoomianomaaliate mitmekesisus kasvajate puhul on tohutu. Erinevat tüüpi kasvajates on kirjeldatud sadu spetsiifilisi kromosoomianomaaliad ja andmebaas täieneb pidevalt. 80% tsütogeneetilistest andmetest on saadud küll leukeemiate ja lümfoomide kromosoomianalüüsist, mis iseenesest moodustavad vaid 10% pahaloomulistest kasvajatest. Kompaktkasvajate tsütogeneetiline analüüs on olnud raske sobivate analüüsi meetodite puudumise tõttu - asjaolu, millest nüüd näib olevat üle saadud tänu ISH-meetodite rakendamisele (CGH, mitmevärvi-FISH jt.). 1981. aastast alates on info kasvajate kromosoomianomaaliate kohta lülitatud ka HGM (Human Gene Mapping) aruannetesse.
    Üldistades võib öelda, et leukeemiate ja lümfoomide puhul leitakse sagedamini translokatsioone, kompaktkasvajates aga deletsioone ning aneuploidiaid. Klassikalisteks näideteks kasvaja-spetsiifilistest primaarsetest aberratsioonidest on translokatsioon t(8;14)(q24;q32) Burkitti lümfoomi (BL) ja translokatsioon t(9;22)(q34;q11) kroonilise müeloidse leukeemia (CML) puhul. Aneuploidiatest on 22. kromosoomi monosoomia spetsiifiline kromosoomianomaalia meningioomides (MN). Deletsiooni näiteks tooksin 3. kromosoomi lühikese õla vahelmise deletsiooni del(3)(p14-23) väikserakulise kopsuvähi korral (SCLC). Tsütogeneetilisel analüüsil leitakse mõnikord erinevat tüüpi kasvajates sama aberratsioon - näiteks t(9;22)(q34;q11) CML-i ja B-rakulise ägeda lümfoblastilise leukeemia (B-ALL) puhul. Translokatsiooni murrukoha 22q11 molekulaarsel analüüsil on aga selgunud, et nende kahe haiguse puhul on selles alas paiknevas BCR geenis murrukohad erinevad. See tähendab, et tegelikult on tegemist erinevate translokatsioonidega, mille tulemusena tekivad funktsionaalselt erinevad fusioonigeenid ja erinevad haigused.
    Sekundaarsed e. lisandunud kromosoomianomaaliad. Sekundaarsed anomaaliad lisanduvad primaarsetele klonaalse evolutsiooni käigus tavaliselt kasvaja hilisemates staadiumites. Arvatakse, et nad vastutavad kasvajakoe heterogeensuse, progressiooni ja metastaseerumise eest. Sekundaarsete kromosoomianomaaliate hulka kuuluvad nii kromosoomide arvu kui ka struktuuri anomaaliad. Nad sõltuvad primaarsetest, on vähemspetsiifilised, kuid samuti mittejuhusliku iseloomuga. Tõenäoliselt pole nad olulised kasvaja tekkel, vaid ainult selle progresseerumisel ja metastaseerumisel. Näiteks võib tuua kroonilise müeloidse leukeemia, mille puhul haiguse kroonilises algfaasis leitakse üle 95% patsientidel ainukese kromosoomiaberratsioonina t(9;22)(q34;q11); ägedas ja blastfaasis lisanduvad umbes 80% juhtudel sekundaarsed kromosoomianomaaliad. Klonaalne evolutsioon võib minna kahte erinevat teed mööda. Klonaalse evolutsiooni peatee puhul (major road) (70% haigetel) leitakse järgmisi anomaaliaid: i(17q),+8,+19 ja +Ph; kõrvalteel (minor road) (30%) lisanduvad Philadelphia kromosoomile (Ph) aga hoopis teised sekundaarsed anomaaliad: -7,+17,+21,-Y ja t(3;21)(q26;q22).
    Lisaks primaarsetele ja sekundaarsetele kromosoomianomaaliatele esineb kasvajates sageli ka juhuslikke ja ebatüüpilisi anomaaliaid - tertsiaarseid kromosoomi-anomaaliaid e. nn. tsütogeneetilist müra. 
    Kromosoomide osalus normaalse raku transformeerumisel kasvajarakuks postuleeriti esmakordselt ligi 85 aastat tagasi. 1914. aastal avaldas Th. Boveri kasvajatekke somaatilise mutatsiooni tekke teooria, mille kohaselt kromosoomide arvu ja struktuuri muutused võivad normaalse raku viia piiramatule jagunemisele, mis omakorda põhjustab kasvaja tekke. Päris nii lihtne see siiski pole ja ka põhjus-tagajärg vahekord pole tänaseni lõplikult selge. Kasvajarakkude kromosoomianomaaliate mitmekesisus ja rohkus viitab sellele, et kromosoomianomaaliad pole tõenäoliselt ei vähi põhjus aga tagajärg, vaid peegeldavad keerulist neoplastilist protsessi tsütogeneetilisel tasandil.

Kasvajate kromosoomianalüüsi meetodid

    Leukeemia korral analüüsitakse kromosoome luuüdi rakkudes ja vajadusel ka perifeerse vere.rakkudes. Luuüdi võetakse rinnakust (sternaalpunktsioon). Lümfoomide puhul punkteeritakse (opereeritakse) lümfisõlmi. Normaalses luuüdis on enamus mitootilisi rakke pärit erütropoeetilisest reast (proerütroblastid, erütroblastid ja normoblastid). Vähem jagunevad müeloblastid, promüelotsüütid ja müelotsüütid, umbes 30% mitoosis olevatest rakkudest kuuluvad aga lümfoblastide-lümfotsüütide ritta. Sõltuvalt sellest, milliste vere eellasrakkude jagunemine väljub kontrolli alt, eristatakse leukeemia vorme. Ägedale müeloidsele leukeemiale (AML) on iseloomulik müeloidsete blastrakkude intensiivne jagunemine ning ebaküpsete eelasrakkude akumulatsioon luuüdis, veres ja teistes kudedes. Viimane on tingitud diferentseerumise e. küpsemise blokaadist (a block in maturation). Kroonilise müeloidse leukeemia (CML) puhul prolifeeruvad müeloidse rea eelasrakud samuti intensiivselt. Kuna aga rakkude diferentseerumine ei ole blokeeritud, vaid läheb lõpuni, kuhjub veres ebanormalselt palju granulotsüüte, haiguse ägedas blastfaasis aga ka müeloblaste ja teisi granulotsüütide eellasi. Ägeda lümfoblastilise leukeemia (ALL) puhul akumuleeruvad luuüdis ja ka perifeerses veres ebaküpsed lümfoidsed rakud.
    Sternaalpunktsioonil saadud luuüdist või lümfisõlmedest saadud materjalist võib koheselt teha kromosoomipreparaadi. Mitoosid peatatakse metafaasis kolhitsiini või koltsemiidiga, rakke töödeldakse hüpotoonilise lahusega ja fikseeritakse rutiinselt metanooli ja jää-äädikhappe segus. Ka preparaadid tehakse tavameetodil. Enamuse leukeemiate ja lümfoomide, eriti aga näiteks ALL-i puhul, on matejal heterogeenne (normaalsed ja kasvajarakud segamini), kromosoomide morfoloogia suhteliselt halb ning tsütogeneetiline analüüs keeruline. Paremaid tulemusi saadakse, kui luuüdi rakke kultiveeritakse lühiajaliselt. Selleks viiakse luuüdi rakud keskkonda, kus on sööde, seerum ja antibiootikumid ning kultiveeritakse 48 või 72 tundi. Kromosoomipreparaat saadakse tavameetodil.
    Kompaktkasvajaid e. soliidkasvajaid e. tuumoreid on tsütogeneetiliselt palju vähem uuritud kui leukeemiaid ja lümfoome. Kompaktkasvaja koest on väga raske saada head kromosoomipreparaaati ja analüüs on veelgi keerulisem ja aeganõudvam kui leukeemiate ja lümfoomide puhul. Kuna kasvajakoe otsesel analüüsil leitakse harva vajalikul hulgal mitoosi metafaase, siis on kasutusele võetud meetodid, mille puhul kasvajast eraldatud rakke kultiveeritakse in vitro (tavaliselt 3 kuni 14 päeva). Rakkude kultiveerimine pole lihtne, sest kasvajakude võib olla saastunud mikroorganismidega (eriti gastrointestinaalsed, kopsu ja emakakaela kasvajad). Ka kipuvad kasvajakoesse infiltreerunud normaalsed fibroblastid plastiksubstraadil kasvajarakkudest üle kasvama. Kasvaja metafaasi kromosoomide morfoloogia on tavaliselt kehv, nad on karvased (fuzzy) ja vöödistuvad halvasti. Viimasel ajal on sisse viidud mitmeid metoodilisi täiendusi, mistõttu kromosoomipreparaadi kvaliteet on paranenud. Siia kuuluvad näiteks kasvajakoe lühiajaline kultiveerimine rikastes söötmetes, mitootilise aktiivsuse maksimumi tabamine invertmikroskoobi all, rakkude eeltöötlemine kollagenaas II ja DNase I-ga, metotreksaadi kasutamine rakkude sünkroniseerimiseks jne. In vitro kultuuris kasvavad rakud selektiivselt, mistõttu rakupopulatsioonide vahekord võib muutuda. See tähendab, et saadud tulemus ei pruugi olla adekvaatne. Soliidkasvajates leitakse enamasti mitmeid kromosoomianomaaliaid ja erinevaid kloone. Kuna kasvajaid uuritakse tsütogeneetiliselt tavaliselt hilistes staadiumites, on üsna raske vahet teha primaarsetel, sekundaarsetel jne. sündmustel. Kaugelearenenud kasvajates aga viimased  just domineerivadki. Kasvajate kromosoomianalüüs on 90. aastatel muutunud oluliselt edukamaks tänu in situ hübridisatsiooni meetodite rakendamisele (CGH e. võrdlev genoomne ISH, mitmevärvi -FISH jt.)

Kasvaja rakupopulatsioonide tsütogeneetiline kirjeldamine

    Kaugelearenenud kasvajakoes leidub samaaegselt nii primaarseid, sekundaarseid kui ka tertsiaarseid kromosoomianomaaliaid, mistõttu kahte täpselt ühesugust rakku on raske leida. See näitab, et genoomi stabiilsus on tugevasti häiritud. Mida ebastabiilsem on genoom, seda tõenäolisemalt tekib juurde uusi mutatsioone, mis annavad aluse uute fenotüüpiliste joonte ilmumisele. Genoomse ebastabiilsuse tõttu tekib kasvajas erineva geneetilise konstitutsiooniga rakke ning eelise saavad immortaliseerunud rakupopulatsioonid. Kaugelearenenud kasvaja koosnebki kromosomaalselt erinevatest rakuliinidest. Eristatakse tüviliini (stemline), mis kujutab põhikloonist pärit rakupopulatsiooni ja kõrvalliine (sidelines), kuhu kuuluvad kõik ülejäänud. Pealiini (mainline) all mõeldakse aga kõige suuremaarvulist rakupopulatsiooni. Siinkohal tooksin ühe näite kasvaja võimaliku karüotüübi kohta:
    46,XY,del(3)(p14)[5]/47,XY,del(3)(p14),+8[3]/48,XY,del(3)(p14),+8,+9[9]. Antud karüotüüp tähendab järgmist: kasvaja koes leiti 17 metafaasi analüüsil (vt. arvude summa kandilistes sulgudes) kolm erinevat rakkude populatsiooni. Rakupopulatsioonid on valemis üksteisest eraldatud kaldjoontega. Igas rakupopulatsioonis (liinis) esineb primaarne kromosoomiaberratsioon, milleks on antud näite puhul 3. kromosoomi deletsioon del(3)(p14). Viis rakku kuuluvad liini, kus leiti vaid primaarne kromosoomianomaalia (deletsioon) - see on tüviliin. Kaks ülejäänud rakupopulatsiooni on kõrvalliinid: ühes neist on lisandunud 8. kromosoom, teises lisaks 8. kromosoomile veel 9. kromosoom. Rakupopulatsioonidest suurim on 9 rakuga kõrvalliin, mis seetõttu on antud kasvajakoes ka pealiiniks. 

Proto-onkogeenide aktivatsioon kromosoomiaberratsiooni läbi

    Kasvaja tekib siis, kui rakkude hulk koes suureneb. Leukeemiate puhul võivad ebaküpsed eelasrakud kontrollimatult prolifeeruda ning kui diferentseerumine on blokeeritud, kuhjuvad eelasrakud luuüdis ja veres. Enamus kasvajatest on aga seotud diferentseerunud  (spetsialiseerunud) rakkude kontrollimatu jagunemisega. Rakud võivad hakata piiramatult jagunema näiteks proto-onkogeenide aktiveerumise (üleekspressiooni) tõttu. 
    Proto-onkogeenide hulka kuuluvad kasvufaktorid, kasvufaktorite retseptorid, signaali ülekandjad ja raku jagunemise ning kasvu kontrolli seisukohalt olulised tuuma transkriptsioonifaktorid, milledel on oma kindel roll raku rutiinses masinavärgis ja mis normaalsetes tingimustes vähki esile ei kutsu. Proto-onkogeenid võivad aktiveeruda integreerumisel retroviiruse genoomi, kuid inimese kasvajate tekkel omab see mehhanism ilmselt vähe tähtsust. Kuna proto-onkogeenid on normaalsed raku geenid, mis kodeerivad rakkude kasvus ja jagunemises olulisi valke, peab nende osalus onkogeneesis olema põhjustatud näiteks mutatsioonist. Kas somaatiline mutatsioon, mille läbi üks või teine proto-onkogeen aktiveeritakse, on kasvaja moodustumise seisukohalt esmane või eelneb sellele teisi muutusi DNA tasemel, pole veel päris selge. Protoonkogeenide aktivatsioon võib toimuda punktmutatsiooni, kromosoomiaberratsiooni või amplifikatsiooni läbi.
    Aktivatsioon kromosoomiaberratsioonide läbi. Proto-onkogeen võib konverteeruda onkogeeniks translokatsiooni, deletsiooni, inversiooni või duplikatsiooni läbi. Senini on kasvajates kirjeldatud üle saja erineva retsiprookse translokatsiooni, millede murrukohtade geenide kloneerimine on paljudel juhtudel viinud vähi tekkel osalevate geenide identifitseerimisele. Translokatsiooni või inversiooni tagajärjel võivad proto-onkogeenid aktiveeruda tänu asetumisele antud rakus aktiivse promootori või enhanseri kõrvale. Sageli viib translokatsioon proto-onkogeeni immuunoglobuliini (Ig) või T-raku retseptori (TCR) lookusesse.
    T-raku retseptori lookustega seotud karüotüübianomaaliad leitakse sageli T-rakulise ägeda lümfoblastilise leukeemia (T-ALL) ja teiste T-rakuliste neoplaasiate puhul. Translokatsioonid haaravad kas 14. kromosoomi pika õla proksimaalset ala (14q11) või 7. kromosoomi. Kromosoomivöödis 14q11 paiknevad T-raku retseptori alfa ja delta ahela geenid (TCRA ja TCRD), 7q35 alas beeta (TCRB) ja 7p15 alas gamma (TCRG) ahela geenid. Nii näiteks osaleb 1. ja 14. kromosoomi vahelises translokatsioonis t(1;14)(p32;q11) T-raku retseptori deltaahela lookus. Translokatsiooni tagajärjel paikeneb 1. kromosoomi lühikesel õlal (1p32) lokaliseeruv HLH transkriptsioonifaktori geen TCL5 (TAL1, SCL) ümber 14. kromosoomi TCRD lookusesse, kus ta aktiveeritakse. Murrukohad jäävad TCL5 geeni 5' mittetransleeritavasse alasse, nii et selle kodeeriv potentsiaal jääb tegelikult muutumatuks. Retsiprookset translokatsiooni t(1;14) leitakse osal T-ALL-i patsientidel, osal juhtudel aktiveeritakse TCL5 lookus aga tsütogeneetiliselt mittenähtava 90 kb suuruse deletsiooni läbi.
    Järgmise näite puhul on tegemist kasvufaktorite aktivatsiooniga tänu ümberasetumisele immuunoglobuliini lookusesse. Nimelt leitakse pre-B-rakulise ägeda lümfoblastilise leukeemia patsientidel (pre-B-ALL) sageli translokatsiooni t(5;14)(q31;q32), mille käigus 5. kromosoomi murrukohas (5q31) paiknev IL-3 geen paigutub ümber 14. kromosoomi lookusesse 14q32 immuunoglobuliini raske (IgH) ahela geeni enhanseri kõrvale. Translokatsiooni tagajärjel IL-3 geen üleekspresseerub ja soodustab leukemopoeesi. Taolistel juhtudel kasutatakse leukeemia ravis edukalt interleukiin-3 antagoniste.
    Teine võimalik retsiprookse translokatsiooni tagajärg on geeni fusioon ja kimäärse onkovalgu teke. Näiteks toon siinkohal translokatsiooni t(15;17)(q22;q11.2-12), mis on spetsiifiliselt seotud ägeda promüelotsüütilise leukeemiaga (APL-M3), esinedes peaaegu 100% haigetel. 15. ja 17 kromosoomi vahelise translokatsiooni tagajärjel tekib fusioonigeen PML-RARA. Zn-finger PML-valgu N-terminus liitub retinoolhappe retseptor alfa (RARA)-valgu C-terminusega. Tekkinud fusioonivalk on kimäärne transkriptsioonifaktor, millel on Zn-fingerid mõlemalt molekulilt ja RARA ligandiga seostuv domään. Transformatsiooni põhjuseks arvatakse olevat müeloidses diferentseerumisreas osalevate geenide, mis normaalselt on reguleeritud PML ja RARA poolt, regulatsioonihäired. Translokatsiooni molekulaarse mehhanismi väljaselgitamine aitaks põhjendada seda, miks retinoolhappe kasutamine on APL-i teraapias (rakkude suunamisel diferentseeruma) andnud häid tulemusi.
    Translokatsioonide jt. kromosoomiaberratsioonide spetsiifiline seos üht või teist tüüpi kasvajaga on väljaspool kahtlust, lahtine on aga küsimus, kas nad saavad "üksi funktsioneerida". Üldiselt ollakse seisukohal, et ainult traslokatsioonist ei piisa kasvaja tekkeks. Burkitti lümfoom ja T-rakuline leukeemia on seotud vastavalt Epstein-Barri viirusega ja T-rakulise leukeemia viirusega, mis võivad rakke eelnevalt mõjutada selliselt, et translokatsioon saaks toimuda. Üheks näiteks selle kohta, et ainult translokatsioonist ei piisa vähi tekkeks, on ataksia-telangiektaasia - pärilik haigus, mis kahjustab mitmeid organsüsteeme ja mille puhul risk haigestuda leukeemiasse või lümfoomi on oluliselt tõusnud. Osal neist inimestest leitakse primaarse kromosoomiaberratsiooniga pre-leukeemiline T-lümfotsüütide kloon juba aastaid enne tegelikku haigestumist leukeemiasse.

Proto-onkogeenide aktivatsioon amplifikatsiooni läbi

    Nii tsütogeneetilised kui ka molekulaargeneetilised uuringud on näidanud, et mõned protoonkogeenid on kasvajakoes esindatud paljude koopiatena. Madalatasemeline (low-level) amplifikatsioon, mis on tingitud ühe, kahe või enama kromosoomi või kromosoomiõla lisandumisest, on seotud sadade või kümnete tuhandete geenidega (sh. proto-onkogeenid). Kõigi geenide hulk suureneb polüploidiseerumisel (triploidia, tetraploidia), mida leitakse näiteks mõnede leukeemiate puhul. Märksa sagedasem on aga üksikute kromosoomide polüsoomia. Trisoomiatest esineb kõige enam  +8 ja seda eriti müelodüsplastilise sündroomi, müeloproliferatiivsete haiguste ja ägeda müeloidse või lümfoblastilise leukeemia puhul. Ka +9 ja +21 esinevad üsna sageli samade haiguste puhul, +12 seostatakse põhiliselt kroonilise lümfotsüütilise leukeemia, lümfoomide ja healoomuliste mesenhümaalsete tuumoritega, +3 aga lümfoomidega. Hea- ja pahaloomulistes epiteelkoe kasvajates ja pahaloomulistes närvikoe kasvajates leitakse sageli 7. kromosoomi trisoomiat.
    Paarikordse geeniamplifikatsiooni annavad ka isokromosoomid. Isokromosoome i(6p), i(7q), i(9q), i(12p), i(17q), i(21q) ja idic(X)(q13) on kirjeldatud põhiliselt leukeemiate ja lümfoomide, aga ka mõnede kompaktkasvajate puhul. Kuna üht ja sama isokromosoomi leitakse histoloogiliselt erinevates kasvajates, siis arvatakse, et isokromosoomid annavad rakkudele mitte-koespetsiifilise kasvu eelise. Erandiks on 12. kromosoomi lühikese õla isokromosoom i(12p), mida leitakse praktiliselt kõigis seminoomides ja teratokartsinoomides.
    Kõrgetasemeline (high-level) amplifikatsioon avaldub tsütogeneetiliselt kaksik-pisikromosoomidena (DM) ning ühtlaselt värvunud (HSR) või ebanormaalselt vöödistunud alana (ABR). Nende ilmingute taga on sageli väikeste kromosoomipiirkondade (väheste geenide) 10-100 või enamakordne amplifikatsioon. Pahaloomulise fenotüübi tekkes osalevad neist geenidest ilmselt ainult vähesed.Kliinilises materjalis on senini leitud vaid üksikute 
kromosoomipiirkondade kõrgetasemelist amplifikatsiooni. Näiteks on N-MYC (lokalisatsioon 2p23-24 piirkonnas) amplifitseerunud III ja IV staadiumi neuroblastoomides, seostudes halva prognoosiga. N-MYC amplifikatsiooni on leitud ka retinoblastoomis. Epidermaalse kasvufaktori retseptori geeni ERBB1 amplifikatsiooni leitakse glioblastoomides ja ERBB2 (17q12) amplifikatsiooni rinnanäärme ja munasarja adenokartsinoomi hilistes staadiumites. 11p kromosoomipiirkond (INT2, HST1) ja 11q13 piirkond (PRAD1) on amplifitseerunud 15-20% rinnanäärme kartsinoomides ja ka melanoomides. Amplifikatseerunud proto-onkogeenide ekspressiooni tase korreleerub positiivselt kasvaja progresseerumise ja metastaseerumisega.

Kasvaja-supressorgeenide funktsiooni kadu

   Proto-onkogeenide aktiveerumine võimendab enamasti rakkude kasvu positiivseid signaale. Kasvaja võib aga tekkida ka teatud geenide funktsiooni kao (loss-of-function changes) tõttu. Geene, mis normaalses olukorras hoiavad ära rakkude piiramatu proliferatsiooni ja kontrollivad homeostaasi olulisi protsesse, nimetatakse kasvaja-supressorgeenideks (tumor suppressor genes).
    Kasvaja-supressorgeenide olemasolu idee saadi rakkude fusioonieksperimentidest. Kui kasvajarakke segati in vitro normaalsete rakkudega, siis osutus saadud hübriid  mittepahaloomuliseks. Hübriid võis aga muutuda pahaloomuliseks, kui üks või teine kromosoom kaduma läks. Siit järeldati, et need kromosoomid kannavad kasvaja teket ärahoidvaid geene e. kasvaja-supressorgeene. Seega võivad kromosoomi või selle osa kadu ning geeni funktsiooni kaotavad mutatsioonid viia pahaloomulise fenotüübi tekkele. Paljudel juhtudel leitigi kasvajakoes kromosoomideletsioone (sh. mikrodeletsioone), mis juhtis tähelepanu piirkondadele, kus paiknevad kasvaja-supressorgeenid. Rohkesti infot on saadud dominantselt päranduvate vähi sündroomide (näiteks retinoblastoom, Wilmsi tuumor e. nefroblastoom, perekondlik adenomatoosne polüpoos jt.) molekulaargeneetilistest uurimustest.
    Retinoblastoom. Retinoblastoom (RB) on harvaesinev (1:20 000) lapseea silma võrkkesta kasvaja, mis esineb päriliku või sporaadilise vormina. Autosomaalselt dominantselt päranduva perekondliku retinoblastoomi puhul esineb kasvaja tavaliselt mõlemas silmas, sporaadilistel juhtudel ühes silmas. Kasvaja tekib enne 3. eluaastat, harva täiskasvanueas. Retinoblastoom saab alguse närvielementidest ning haiguse kulus eristatakse mitu staadiumi (latentne staadium, algusstaadium, glaukoom, kasvaja ja metastaasid). Kui haigus diagnoositakse varakult, on prognoos hea. Perekondliku RB puhul võib haigel esineda ka teisi kasvajaid (osteosarkoom, väikeserakuline kopsuvähk, rinnavähk, maovähk).
   Tsütogeneetilisel analüüsil leitakse osal retinoblastoomihaigetel kasvajakoes (tavaliselt ühe) 13. kromosoomi pikal õlal interstitsiaalne deletsioon, harva terve 13. kromosoomi kadu. Deleteerunud ala suurus varieerub, mõnel juhul on deletsioon nii väike, et seda saab avastada vaid prometafaasi kromosoomides HRB-meetodil. Retinoblastoomi minimaalne kriitiline deletsiooniala lokaliseeriti 13q14.1 kromosoomipiirkonda, mille molekulaarsel analüüsil kloneeriti ja sekveneeriti 1987.a. RB geen. See oli esimene teadaolev kasvaja-supressorgeen. RB geen on 200 kb, mRNA aga 4.7 kb suurune. Rb valk on 105 kD DNA-seoseline fosfoproteiin. RB geen ekspresseerub kõigis normaalsetes rakkudes ja funktsioneerib kui rakutsükli negatiivne regulaator, blokeerides normaalsete rakkude ülemineku G0/G1--S faasi. RB mutantset vormi on leitud retinoblastoomist, osteosarkoomidest ja ka teistest kasvajatest. RB geeni inaktiveerumine toimub kromosoomi kao, deletsiooni või punktmutatsiooni läbi. Geneetiline marker, polümorfne esteraas D, lokaliseerub ka 13q14 piirkonnas ja seda saab kasutada aheldatuse analüüsil RB geeni detekteerimisel päriliku RB juhtudel.
    Retinoblastoomi põhjustab mõlema normaalse RB geeni kaotus reetina rakkudes varases arengus. Perekondlikel juhtudel on esimene mutatsioon päritud või tekkinud ühe vanema sugurakus ja on seetõttu olemas kõigis somaatilistes rakkudes. Kui retinoblastis leiab aset teine sündmus, tekib retinoblastoom. Kui see sündmus toimub hiljem ükskõik millises teises koes, võib seal tekkida vastav kasvaja. Sporaadilistel RB juhtudel tekivad mõlemad mutatsioonid ühes retinoblastis, millest võib areneda kasvaja. Mõnedes perekondliku RB sugupuudes võib kasvaja jätta ka põlvkonna vahele ja avalduda lastelastel. Vahepealne põlvkond pärib mutantse geeni ja annab selle üle lastele, kuid neil endil puudub "teine sündmus" (somaatilises rakus). Seega hoiab juba üks normaalse geeni koopia ära kasvaja tekke.
    Wilmsi tuumor. Wilmsi tuumor (WT) e. nefroblastoom on embrüonaalne neeru kasvaja, mille sagedus on 1:10 000 vastsündinust ja väikelapsest. Eristatakse nii sporaadilist kui ka perekondlikku kasvaja vormi (viimane on suhteliselt haruldane). Wilmsi kasvaja esineb sageli koos aniridia, kuse-suguelundite anomaaliate ja vaimse mahajäämusega ning on tuntud WAGR sündroomina.
    WT puhul leitakse deletsioon 11. kromosoomi pikal õlal 11p13.1 piirkonnas. Wilmsi tuumori geen WT1 isoleeriti 1990.a. Geen kodeerib zink-finger DNA-seoselist valku, mis osaleb transkriptsiooni regulatsioonis. WT1 ekspresseerub normaalses mesenhümaalses koes, neeru epiteelis, loote testises ja ovaariumis, olles seega piiratud ekspressiooniga erinevalt RB geenist. Ka on Wilmsi tuumori patogenees keerulisem kui RB puhul. Perekondliku WT ja WAGR sündroomi puhul on WT1 geen deleteerunud või inaktiveerunud, mis võikski olla primaarseks sündmuseks. Sporaadilise WT puhul on sageli normaalne WT transkript olemas. LOH-analüüsil leitakse aga deletsioon 11p15.5 lookuses, mis asub 10 Mb WT1 geenist eemal. Siin oletatakse 11p15.5 kromosoomialas paikneva geeni seost Wilmsi tuumoriga. Sama kromosoomipiirkonna deletsiooni leitakse ka Beckwith-Wiedemanni sündroomi (BWS) puhul. BWS-i iseloomustab suur sünnikaal, terve rida mikroanomaaliaid (suur keel, vaod kõrvalestas jt.) ning Wilmsi kasvaja. BWS-i patsientidel on leitud isalt saadud 11. kromosoomis väike duplikatsioon 11p15 alas, emapoolne alleel võib olemas olla või ka puududa. Kokkuvõttes võib öelda, et kasvaja tekkega võib ja ongi tihtipeale seotud mitu kasvaja-supressorgeeni nagu näiteks WT puhul (lookustes 11p13.1 ja 11p15.5).
    Kasvaja-supressorgeen p53. Kõige sagedamini muutunud geen inimese kasvajates on p53, mille mutatsioone leitakse peaaegu kõigis kasvajatüüpides. Reeglina inaktiveeruvad mõlemad alleelid: üks tavaliselt punktmutatsiooni ja teine suurema deletsiooni või kogu 17. kromosoomi kadumise tõttu. p53 funktsioon võib kaduda ka näiteks HPV E6 onkovalguga seostumisel (emakakaela kartsinoomi puhul). p53 geen lokaliseerub 17p13.1 kromosoomipiirkonda, geeni produkt on 53 kD DNA-seoseline tuuma fosfoproteiin, mille funktsioon on oluline reguleerimata kasvu ärahoidmisel. p53 kui transkriptsioonifaktor reguleerib nende geenide ekspressiooni, mis on vajalikud raku kasvu inhibeerimiseks ja rakkude suunamiseks apoptoosi. Kasvaja-supressorgeen P53 võib maha suruda vähirakkude kasvu ja inhibeerida transformatsiooni.
    P53 mutatsioonid on väga sagedased autosomaalselt dominantselt päranduva Li-Fraumeni sündroomi puhul (iseloomulik erinevate kasvajate teke noores eas). Paljudel juhtudel on P53 mutatsioonid seotud halva prognoosiga (näiteks lümfisõlm-negatiivse rinnavähi puhul).
    Perekondlik adenomatoosne polüpoos e. FAP on üks kõige sagedasematest autosoomsetest dominantsetest haigustest, millel on eelsoodumus vähile. FAP-i iseloomustab polüüpide teke käärsoolde juba noores eas. Polüübid progresseeruvad suure tõenäosusega  vähiks. FAP geen kaardistati 1987.a. 5. kromosoomi pikale õlale 5q22 kromosoomipiirkonda.  Sellest lookusest isoleeriti 2 geeni: MCC (oli muutunud 15% sporaadiliste käärsoole kartsinoomides) ja APC (mutateerunud nii perekondliku adenomatoosse polüpoosi puhul kui ka sporaadilistel juhtudel).
    Rb, WT, WAGR, FAP jt. dominantselt päranduvad kasvajad võimaldavad kasvaja-supressorgeene lokaliseerida polümorfsete DNA markerite abil. Enamik kasvajaid aga ei pärandu perekondlikult ja aheldatuse analüüsi ei saa kasutada. Alternatiiviks on heterosügootsuse kao analüüsiks e. LOH (loss-of-heterozygosity, LOH). LOH eeldab mingi alleeli analüüsi, mille asukoht kromosoomis on teada. Kui normaalne kude on selle alleeli suhtes heterosügootne, võib kasvajakoes otsida alleeli kadu. Kui see alleel on teatud tüüpi kasvajates sageli kadunud, tuleb vastavat kromosoomipiirkonda edasi uurida, leidmaks sealt võimalikku kasvaja-supressorgeeni.
    Tabelis 29 on toodud erinevates kompaktkasvajates LOH-analüüsil leitud deleteerunud kromosoomipiirkonnad. Tabelist nähtub, et ühe ja sama kasvajatüübi puhul võivad olla kaduma läinud erinevad kromosoomipiirkonnad (näiteks rinnavähiga kromosoomialad 1p, 1q, 3p, 11p, 13q, 17p, 17q, 18q). Sama kromosoomipiirkond võib aga olla kadunud või muteerunud erinevate kasvajate puhul, nagu näiteks 3p väikeserakulise kopsuvähi, neeru kartsinoomi, emakakaela kartsinoomi, rinnavähi ja testise vähi puhul.

Tabel 29. Vähkkasvajates LOH-analüüsil leitud deleteerunud kromosoomipiirkonnad
 

Kromosoomipiirkond	Vähkkasvaja tüüp
1p11-22	melanoom, neuroblastoom, rinnavähk, MEN2A, kilpnäärme kartsinoom
1q21-23	rinnavähk, põievähk
3p13-25	väikeserakuline kopsuvähk, neeru kartsinoom, emakakaela kartsinoom, von Hippel Lindau haigus, testise vähk, rinnavähk
5q22	käärsoole-pärasoole kartsinoom, FAP, Gardneri sündroom
9p21	melanoom, ALL, glioom, kopsu-, munasarja- ning põievähk jt.
11p13-15	Wilmsi tuumor, WAGR, Beckwith-Wiedemanni sündroom, vöötlihaskoe sarkoom, rinnavähk, hepatoblastoom, põiekartsinoom, neerupealse kartsinoom, testise vähk
11q	MEN1
13q14	retinoblastoom, osteosarkoom, väikeserakuline kopsuvähk, rinnavähk, maovähk
17p13	väikeserakuline kopsuvähk, käärsoole-pärasoole kartsinoom, rinnavähk, osteosarkoom
17q21	rinnavähk
18q21	käärsoole-pärasoole kartsinoom, rinnavähk
22q	meningioom, kuulmisnärvi neuroom, käärsoole kartsinoom, rinnavähk, glioblastoom

    Eespool on selget vahet tehtud onkogeenide ja kasvaja-supressorgeenide vahel. Klassikalise seisukoha järgi aktiveeritakse normaalseid proto-onkogeene mutatsiooni läbi ja see kutsub esile rakkude intensiivse proliferatsiooni. Vstupidiselt sellele, on kasvaja-supressorgeenid nagu pidurisüsteem, mis hoiab ära rakkude piiramatu jagunemise. Kui võtta mudeliks kasvaja-suppressorgeen RB, siis peavad mõlemad geenid homoloogsetes kromosoomides inaktiveeruma või deleteeruma, et pidurid kaoksid. Samas aga võib Wilmsi tuumori analüüsi põhjal väita, et see mudel pole üldkehtiv. Piisab vaid ühe geenikoopia deletsioonist või muteerumisest koosmõjus teiste (teadmata) muutustega genoomis, et kasvaja tekiks. Siit võib küsida: kas kasvaja-supressorgeenid on lihtsalt n.ö. pidurid, või on neil keerulisem roll raku masinavärgis? Kas on otsest seost rakus onkogeenide ja kasvaja-supressorgeenide vahel?    Esimene viide onkogeenide ja kasvaja-supressorgeenide seose kohta vahel tuli kasvaja  DNA-viiruste uuringutest. Nimelt leiti, et SV40 large-T-antigeen, mis on oluline viiruse replikatsioonis ja peremeesraku transformatsioonis, seostub spetsiifiliselt nii Rb kui ka p53 valguga (T-antigeenis on erinevad domäänid haaratud). Adenoviiruste E1A ja E1B transformeerivaid valke on leitud rakkudes kompleksis Rb ja p53 valguga, sama kehtib ka HPV E6 ja E7 valgu kohta. Niisiis on vähemalt kasvajaviiruste osas on tõendeid, et onkovalgud ja kasvaja-supressorvalgud võiksid olla seotud. Võimalik, et üks onkogeenide tegutsemisviise on mõnede nn. pidurite kõrvaldamises kasvaja-supressorgeenidelt. Teiselt poolt on ka tõendeid, et kasvaja-supressorgeen kontrollib onkogeeni (näiteks NF-1 geeni produkt RAS onkogeeni).

Kromosoomianomaaliad leukeemiate puhul

    Krooniline müeloidne leukeemia e. CML oli esimene pahaloomuline haigus, mis seostati spetsiifilise kromosoomianomaaliaga, nimelt Ph e. Philadelphia kromosoomiga. 1960.a. leidsid P.C.Nowell ja D.A.Hungerford kroonilise müeloidse leukeemia haigete luuüdis G-grupi kromosoomi, mille lühike õlg oli osaliselt deleteerunud. Anomaalia seostati 22. kromosoomiga ja arvati, et osa  kromosoomist on lihtsalt kaduma läinud. Taolist väikest Ph kromosoomi leitakse 95% CML-i, 25% täiskasvanute B-ALL-i, 2-5% laste ALL-i ja 1% AML-i diagnoosiga haigetel. Kroonilise müeloidse leukeemia haigetel leitakse Ph kromosoomi granulotsüütides ja megakarüotsüütides ning vähestes B- ja T-lümfotsüütides.
    1973.a.näitas J.D.Rowley kromosoomivöödistuse meetodeid kasutades, et Ph kromosoom tekib 9. ja 22. kromosoomi vahelise retsiprookse translokatsiooni läbi. Kroonilise müeloidse leukeemia puhul on murrukohad kromosoomipiirkondades 9q34 ja 22q11 ning translokatsioonis osalevad ABL proto-onkogeen ja BCR geen. Molekulaarsete meetoditega on näidatud, et murd lookuses 9q24 lõhub türosiinkinaasset aktiivsust omava ABL onkogeeni (normaalse geeni produkt on p¹⁴⁵) ja viib osa sellest 22. kromosoomi pikale õlale, kus ta läheb BCR geeni promootori mõju alla. Normaalne BCR geen kodeerib GAP valku GTP-d siduva p21^ras jaoks. Translokatsiooni tagajärjel moodustunud  fusioonigeen BCR-ABL aga kodeerib fusioonivalgu p²¹⁰. 210 kD türosiinkineeriv valk on suurem kui normaalne ABL proto-onkogeeni produkt ja sellel on suurenenud türosiinkinaasne aktiivsus. Translokatsiooni murrukoht der(22) kromosoomis kloneeriti juba 80. aastate alguses. Teise derivaatkromosoomi, der(9), murrupiirkonna geeni produkti kohta pole infot. Translokatsiooni t(9;22)(q34;q11) leitakse harva ka mõnede teiste leukeemiate (AML, ALL jt.) puhul. Nendel juhtudel on aga murrukohad BCR geenis teised ja ka tekkinud fusioonivalk (p¹⁸⁵) on veidi väiksem kui CML-i puhul. 
    Kui krooniline müeloidne leukeemia progresseerub, leitakse haiguse kiirenenud faasis ja blastkriisis umbes 80% patsientidel terve rida sekundaarseid kromosoomianomaaliaid. Sekundaarsed kromosoomianomaaliad on head prognostilised markerid, kuna nende ilmumine karüotüüpi korreleerub haiguse pahaloomulise progresseerumisega. Eristatakse kahte klonaalse evolutsiooni põhilist teed: peatee, mille puhul lisanduvad i(17q), +8, +19, +Ph ja kõrvaltee, kus leitakse -7,-17, +17,+21,-Y, t(3;21)(q26;q22). Sekundaarsete kromosoomianomaaliate analüüs annab võimaluse ravi suunata.
    Umbes 5% CML juhtudest ei leita patsientidel väikest Ph e. 22q- kromosoomi. Molekulaarsete meetodite ja ka FISH-i abil on näidatud, et pooltel Ph-negatiivsetel juhtudel on ABL geeni järjestused inserteerunud BCR geeni või vastupidi - BCR geeni 5' järjestused on lülitunud 9. kromosoomi 3' ABL järjestuste kõrvale.
    Äge müeloidne leukeemia e. AML. Vähemalt 80% ägeda müeloidse leukeemia patsientidel leitakse üks või mitu karüotüübianomaaliat. Esineb peaaegu kõigi kromosoomide, v.a. 13. ja 14., aberratsioone. Kromosoomianomaaliad on enamasti müeloidse leukeemia tüübile spetsiifilised. Nii näiteks leitakse translokatsiooni t(8;21) ainult ägeda müeloblastilise leukeemia vormi AML-M2 puhul, translokatsiooni t(15;17) ägeda promüelotsüütilise leukeemia APL-M3 puhul ja inv(16) ägeda müelomonotsüütilise leukeemia AMMoL-M4 puhul. Ühed samad kromosoomiaberratsioonid võivad esineda ka mitme erineva diagnoosi korral, nagu näiteks t(9;11), t(10;11) või t(11;17) müeloidse leukeemia tüüp M4 ning M5 puhul. Spetsiifiline kromosoomianomaalia korreleerub kliinilise pildi, haiguse kulu ja elulemusega. Näiteks leitakse osal AML-M2 leukeemia haigetel translokatsioon t(8;21) ja teistel t(6;9), kusjuures esimene neist on hea ja teine halva prognoosiga. Neil patsientidel, kellel kromosoomianalüüs näitab t(8;21) olemasolu, on hea prognoos, t(6;9) puhul aga halb. Haiguse kulgu ette nähes saab ka ravi paremini suunata. 

Kromosoomianomaaliad lümfoomides

    Pahaloomulisete lümfoomide hulka kuuluvad Hodgkini tõbi (HD) ja mitte-Hodgkini lümfoomid (NHL). Mitte-Hodgkini lümfoomides, mis tsütogeneetiliselt on väga hästi uuritud, leitakse üle 90% patsientidel karüotüübianomaaliaid. Nagu müeloidsete neoplasmade, nii ka lümfoomide puhul, võivad samad aberratsioonid olla ühtedes kasvajates primaarsed ja teistes sekundaarsed.  See kehtib näiteks 6. kromosoomi pika õla (6q) deletsioonide kohta, mida leitakse leukeemiate ja lümfoomide puhul nii solitaarsetena (ainukesena) kui ka kaasneva  hilismuutusena. Mitte-Hodgkini lümfoomide puhul leitakse sageli C-MYC, BCL1, BCL2 jt. onkogeenide üleekspressiooni.
    Burkitti lümfoom (BL). Burkitti lümfoomis esineb üks kolmest translokatsioonist t(8;14)(q24;q32), t(8;22)(q24;q11) või t(2;8)(p11;q24), mis kõik on tsütogeneetiliselt ja molekulaarselt hästi iseloomustatud. Translokatsioon t(8;14) oli üldse esimene kloneeritud kromosoomiaberratsioon kasvajate puhul. Translokatsioonis osalevad onkogeeni C-MYC lookus kromosoomipiirkonnas 8q24 ning vastavalt kas immuunoglobuliini raske ahela (IgH) lookus (piirkonnas 14q32) või kerge ahela (IgL lambda või IgL kappa) lookus (vastavalt piirkonnas 2p11 või 22q11). Translokatsiooni tagajärjel asetuvad C-MYC järjestused ümber Ig transkriptsiooni reguleerivate elementide lähedusse. Ig enhanseri ja C-MYC vaheline distants võib olla üle 100 kb. Translokatsiooni tagajärjel üleekspresseerub C-MYC onkogeen, mis kodeerib DNA-seoselist transkriptsiooni regulaatorvalku c-myc.
   Burkitti lümfoomi ja kroonilise müeloidse leukeemia puhul osaleb translokatsioonis kromosoomipiirkond 22q11. Ehkki murrukohad on lokaliseeritud samasse kromosoomivööti, jäävad nad molekulaarse analüüsi põhjal erinevatesse lookustesse. Sekundaarsed aberratsioonid on BL puhul sageli seotud kromosoomiga 1 (1q osaline trisoomia) ja 13. 
    Follikulaarne lümfoom (FL). FL-i puhul on üle 80% juhtudel tegemist t(14;18)(q32;q21), kuid esineb ka t(2;18)(p12;q21) ja t(18;22)(q21;q11). Translokatsiooni tulemusena üleekspresseerub 18. kromosoomis paiknev BCL2 onkogeen tänu sellele, et Ig (vastavalt kas raske või kerge ahela) geeni regulatoorsed elemendid asetuvad ümber onkogeeni BCL2 kõrvale kromosoomipiirkonda 18q21. BCL2 poolt kodeeritud valk lokaliseerub mitokondrite sisemises membraanis ning osaleb apoptoosi blokeerimisel. BCL2 geeni ümberkorraldusi on leitud ka healoomulise follikulaarse hüperplaasia puhul.

Kromosoomianomaaliad kompaktkasvajates

    Erinevates kompaktkasvajates (kartsinoomid, sarkoomid, glioomid, lipoomid, blastoomid jt.) on leitud kõigi kromosoomide anomaaliaid. Eriti sagedased on 1., 3., 6., 7. ja 11. kromosoomi arvu ja struktuuri anomaaliad. Kromosoomiaberratsioonid on seotud "kriitiliste piirkondade" geenide aktiveerumise, inaktiveerumise või deregulatsiooniga. Nii näiteks võivad translokatsioonid, insertsioonid ja inversioonid mõjutada murrukohas või selle läheduses üht või teist geeni, mis viib vastavalt kas kimäärse onkogeeni moodustumisele või raku normaalse geeni funktsiooni muutusele. Aberratsioonide murrukohad pole juhuslikud, vaid piirduvad umbes neljandikuga kromosoomivöötidest, mida nimetataksegi "kriitilisteks". Järjest rohkem translokatsiooni murrukohti on ka kloneeritud ja molekulaarselt iseloomustatud. Siia kuuluvad näiteks t(12;22)(q24;q12) Ewingi sarkoomi, t(12;16)(q13;p11) müksoidse liposarkoomi ja t(2;13)(q35;q14) alveolaarse rhabdomüosarkoomi puhul. Ühiseks jooneks nendes kolmes  translokatsioonis on transkriptsioonifaktoreid kodeerivate geenide (FL1-1, CHOP, PAX3 ja FKHR) lookuste osalus.
   Kuna aneuploidiad, tsütogeneetiliselt nähtavad suured deletsioonid ja amplifikatsioon kutsuvad esile väga paljude geenide doosi muutuse, on geeni või geene, mis tegelikult vastutavad patoloogia eest raske kindlaks teha. Kromosoomimaterjali spetsiifilist kadu on senini leitud enam kui paarikümnes erinevat tüüpi soliidkasvajas. Deletsioonipiirkondade kloneerimine on viinud mitmete kasvaja-supressorgeenide identifitseerimisele, mille funktsiooni kadu on oluline kasvaja initsiatsioonil ja progresseerumisel.
    Healoomulisi kasvajaid on tsütogeneetiliselt vähem uuritud. Näiteks on käarsoole adenoomides leitud 3/4 juhtudest kromosoomianomaalia (seotud põhiliselt 1.,7., 8. ja 13. kromosoomiga). Healoomuline adenoom võib aga (eriti FAP sündroomi puhul) muutuda pahaloomuliseks. Järgnevalt mõned näited kromosoomianomaaliatest pahaloomulistes kasvajates.
    Munasarja kartsinoomi puhul leitakse väga sageli 6. kromosoomi aberratsioone, eriti t(6;14)(q21;q24) ja del(6)(q15-23); sekundaarsed muutusted on seotud X-kromosoomiga (60% juhtudel monosoomia), 1., 3., 6., 7. ja 11. kromosoomiga.
   Rinnavähk. Rinnanäärme adenokartsinoomide karüotüübid on keerulised ja sisaldavad markerkromosoome, mida saab analüüsida vaid FISH-i meetodeid kasutades. Sageli leitakse 1. kromosoomi struktuurimuutusi, milles osaleb 1q21-23 piirkond. Lisaks sellele leitakse 10-30% rinnavähi juhtudel mitmete kromosoomipiirkondade amplifikatsiooni (nähtavad kas HSR või DM aladena). Amplifitseerunud geenide (kromosoomipiirkondade) hulka kuuluvad FGFR1/FLG (8p12), C-MYC (8q24), FGFR/BEK (10q26), PRAD1/CYCD1 (11q13), IGFR (15q24-25) ja ERBB2 (17q12). Mitmed kromosoomipiirkonnad võivad aga olla hoopis kadunud nagu näiteks 1p11-22, 1q21-23, 3p13-23, 11p13-15, 13q14, 17q21 (BRCA1) ja 18q21.
    Kopsuvähk. Kõige paremini on kopsukasvajatest tsütogeneetiliselt uuritud väikeserakulist kopsukartsinoomi (SCLC). Ligi 70% juhtudel leitakse deletsioon 3. kromosoomi lühikesel õlal del(3)(p14-23); teistest kromosoomidest on sagedamini aberrantsed 1., 6. ja 11. Kolmanda. kromosoomi lühikese õla piirkond 3p21 on sageli deleteerunud ka teiste kasvajate, näiteks munasarja ja neeru kartsinoomi puhul. Tsütogeneetilise meetodi väikese lahutusvõime tõttu pole selge, kas need interstitsiaalsed deletsioonid erinevat tüüpi kasvajates on täpselt samad. Kromosoomipiirkonnas 3p21 pole veel kasvaja-supressorgeeni leitud kuid potentsiaalse kandidaatgeenina on välja pakutud PTPG, mis kodeerib türosiinkinaasse aktiivsusega retseptorvalku.
    Melanoomides leitakse deletsioone, duplikatsioone ja translokatsioone eriti sageli kromosoomides 1, 6 ja 7. Ka 2., 3., 9. ja 10. on tihti aberrantsed, kusjuures piirkonna 10q24-26 ümberkorraldusi täheldatakse juba varases staadiumis melanoomides. Perekondliku melanoomi (MLM) puhul leitakse deletsioone või ümberkorraldusi 9p21 või 1p lookustes. Tõenäoline MLM kandidaatgeen on CDKN2, mis kodeerib valku p16^INK4. 9p21 kromosoomiala homosügootset deletsiooni või LOH-i leitakse väga sageli ka ägeda lümfoblastilise leukeemia, glioomi, kopsu-, munasarja- või põievähi ning teistegi kasvajate puhul. Melanoomile iseloomulikku deletsiooni del(6)(q11-27) leitakse ka näiteks munasarja adenokartsinoomi ja glioomi puhul.
    Kompaktkasvajate sekundaarsete kromosoomianomaaliate kohta eriti palju infot ei ole. Hea- ja vähem pahaloomulistes kasvajates esineb sageli aneuploidiaid. Samas leitakse näiteks 7. kromosoomi trisoomiat ja sugukromosoomide kadu aeg-ajalt ka mitteneoplastilistes rakkudes. Pahaloomilise kasvu hilistes staadiumites lisanduvad aneuploidiatele struktuurianomaaliad. Eriti sagedased on 1. ja 6. kromosoomiga seotud aberratsioonid, mistõttu arvatakse, et just nendes kromosoomides paiknevad geenid, mis annavad eriti agressiivse kasvupotentsiaali. Kokkuvõttes võib öelda, et mida pahaloomulisem on kasvaja, seda keerulisemaid karüotüübi muutusi leitakse.
    Kasvaja progresseerumisel leiavad aset paljud geneetilised muutused, millest osa on hästi jälgitavad ka kromosoomi tasemel. Käärsoole-pärasoole vähi staadiumid on kliiniliselt ja histoloogiliselt hästi iseloomustatud (üleminekud: adenoom-kartsinoom-metastaatiline vähk). Sporaadilistel juhtudel on esmaseks geneetiliseks sündmuseks mutatsioon või suurem deletsioon kas APC (5q22) või MCC geenis (samuti 5. kromosoomi pikal õlal). Perekondliku adenomatoosse polüpoosi e.FAP-sündroomiga haiged pärivad APC mutatsiooni vanemalt. Mutatsioonist tingitud muutuste tagajärjel hakkavad sooleepiteeli rakud pidurdamatult prolifeeruma ja tekib healoomuline kasvaja - adenoom. Seejärel aktiveerub K-RAS proto-onkogeen (K-RAS mutatsioone leitakse 50% üle 1 cm suurustes adenoomides). Deleteeruvad teatud kromosoomipiirkonnad nagu 17p13 ala, mis sisaldab kasvaja-supressorgeeni P53 ja 18q21 ala, kus paikneb DCC geen, mis kodeerib adhesioonimolekuli N-CAM-homoloogset valku. Adenoomi arenemisel kartsinoomiks leiab aset rida sekundaarseid kromosoomimuutusi (seotud kromosoomidega 1, 6, 7, 8, 11 ja 13), mis muudavad kasvajakoe geneetiliselt heterogeenseks. Eriti agressiivse kasvupotentsiaaliga rakuliin metastaseerub. Eelpooltoodu on vaid väike osa sündmustest, mis leiavad aset käärsoole healoomulise adenoomi progresseerumisel metastaatiliseks kartsinoomiks. Protsessis osalevad nii proto-onkogeenid kui ka kasvaja-supressorgeenid ning see on vahendatud ulatuslike kromosoomimuutuste läbi.
    Vähi geneetilist määratlust ei saa taandada lihtsale onkogeeni aktivatsiooni või kasvaja-supressorgeeni funktsiooni kao mudelile. Kartsinogenees on keeruline protsess, milles osalevad genoomi erinevad struktuursed ja funktsionaalsed tasemed ning mis viib piiramatult jagunevate rakkude klonaalsele progressioonile ja mitmekesisusele. Peamiseks, suunavaks jõuks selles protsessis näib olevat geneetiline ebastabiilsus, kus kromosoomimuutused on vähemalt tingimusi loovateks (lubavateks) sündmusteks. Meie praeguste teadmiste juures on sageli raske eristada põhjuslike ja järgnevate sündmuste kronoloogilist või loogilist rida.