盛燁萍,華海應(yīng)
(1江南大學(xué)附屬醫(yī)院,江蘇214123;2南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院)
急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia,AML)是造血干細(xì)胞惡性克隆性疾病,具有高度異質(zhì)性。細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)異常是其發(fā)病的基礎(chǔ),并決定患者的治療和預(yù)后。隨著細(xì)胞遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、二代測序等技術(shù)的迅速發(fā)展,AML有關(guān)基因的突變成為AML診斷、危險(xiǎn)分層、預(yù)后評估及個(gè)體治療的重要指標(biāo),NPM 1、FLT 3、C-KIT、CEBPA等的臨床價(jià)值已被證實(shí)。近年來,高通量測序技術(shù)在AML患者中發(fā)現(xiàn)更多的基因突變,如TET 2、ASXL 1、IDH 1/IDH 2、DNMT 3A、RUNX 1、GATA 2等。本文重點(diǎn)介紹近幾年在AML患者中基因突變的頻率及預(yù)后的研究成果。
核磷蛋白1(nucleophosmin 1,NPM 1)屬于核磷蛋白家族,是一種廣泛表達(dá)的磷蛋白,能在核仁、核質(zhì)和胞質(zhì)之間不斷穿梭。該基因位于5q35,包含12個(gè)外顯子,編碼3種核磷蛋白亞型。NPM 1主要有4種功能:(1)參與核糖體生物合成;(2)維持基因的穩(wěn)定性;(3)依賴p53的應(yīng)激反應(yīng);(4)通過ARF-p53的相互作用從而調(diào)控生長抑制途徑[1]。
2005年FALINI等[2]首先發(fā)現(xiàn)成人正常核型急性髓系白血?。╟ytogenetically normal acute myeloid leukemia,CN-AML)中NPM 1基因第12號外顯子移碼突變最頻繁。目前已發(fā)現(xiàn)該突變約有50余種類型,其中A型突變最常見,約占80%,B型及D型突變的發(fā)生率分別為10%和5%,其他類型罕見[1-2]。NPM 1突變是目前AML中最常見的基因突變,在成人AML中發(fā)生率為27%~52%,在CN-AML中發(fā)生率為45%~66%。NPM 1是預(yù)后良好的獨(dú)立因素,2016年WHO將NPM 1突變列為獨(dú)特的白血病實(shí)體。NMP 1突變且FLT 3-ITD突變陰性的成人AML完全緩解率(CR)和總體生存率(OS)偏高,預(yù)后趨勢較好[3]。STRAUBE等[4]報(bào)道,NPM 1突變伴少量等位基因FLT 3-ITD患者OS率較低,復(fù)發(fā)率(RR)較高。METZELER等[5]研究發(fā)現(xiàn)NPM 1突變患者,特別是FLT 3-ITD陰性以及CEBPA雙突變時(shí),OS率較高,而伴隨DNMT 3A、RUNX 1、ASXL 1等突變患者OS率明顯較低。
DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3A(DNA methyltransferases 3A,DNMT 3A)基因位于染色體2p23,包含23個(gè)外顯子,共同編碼甲基轉(zhuǎn)移酶。DNMT 3A能催化胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?-甲基胞嘧啶,從而介導(dǎo)啟動子區(qū)域CpG島的超甲基化,調(diào)控細(xì)胞增殖分化[6]。60%DNMT 3A突變患者存在甲基轉(zhuǎn)移酶區(qū)域R882突變,該突變能抑制甲基轉(zhuǎn)移酶活性,呈顯性負(fù)調(diào)控功能,從而實(shí)現(xiàn)低甲基化[7]。
在AML患者中DNMT 3A突變率為14%,大部分是雜合的,在成人CN-AML中突變率22.9%,在M4、M5中常見[8]。DNMT 3A在中?;颊呒癈N-AML中高表達(dá),是預(yù)后不良的獨(dú)立因素。DNMT 3A突變同時(shí)伴有FLT 3和NPM 1突變的AML患者無事件生存率(EFS)、OS率較短,RR率較高[9-10]。DNMT 3A R882突變患者的OS率及無復(fù)發(fā)生存率(RFS)低于野生型DNMT 3A患者,特別是在伴有NPM 1和FLT 3-ITD突變的CN-AML患者中,R882突變患者的OS率及無病生存率(DFS)明顯降低,是預(yù)后較差的分子生物學(xué)指標(biāo)[11]。
FMS樣酪氨酸激酶3基因(fms-like tyrosine kinase 3,F(xiàn)LT 3)屬于第Ⅲ類酪氨酸激酶受體(receptor tyrosine kinaseⅢ,RTKⅢ)家族成員,位于13q12染色體,編碼膜結(jié)合蛋白。當(dāng)配體與FLT 3受體在胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合后,F(xiàn)LT 3二聚體化,從而介導(dǎo)一系列細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo),調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、增殖和凋亡。FLT 3基因突變是AML中常見突變,包括近膜區(qū)的內(nèi)部串聯(lián)重復(fù)(internal tandem duplication,ITD)和酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)(tyrosine kinase domain,TKD)活化環(huán)內(nèi)的點(diǎn)突變兩種形式。在成人AML中FLT 3-ITD發(fā)生率為20.4%,F(xiàn)LT 3-TKD突變發(fā)生率為7.7%,可見于FAB各亞型,其中以M5最多見,M2和M6最少見。THIEDE等[12]發(fā)現(xiàn)FLT 3突變與野生型FLT 3比率大于0.78患者的OS率和DFS率明顯較低,低于0.78患者的生存率與FLT 3突變陰性患者無明顯差異。多變量分析證實(shí),F(xiàn)LT 3突變與野生型FLT 3比率是獨(dú)立的預(yù)后因素,大于0.4是兒童AML復(fù)發(fā)的重要獨(dú)立預(yù)后因素[13]。目前關(guān)于TKD突變與AML預(yù)后的相關(guān)性仍有爭議,部分研究認(rèn)為FLT 3-TKD突變的長期預(yù)后較差[13]。
異檸檬酸脫氫酶1和異檸檬酸脫氫酶2(isocitrate dehydrogenase,IDH)參與有氧代謝三羧酸循環(huán),在細(xì)胞代謝中發(fā)揮著重要作用。IDH基因突變導(dǎo)致蛋白底物結(jié)合能力下降,將α-酮戊二酸轉(zhuǎn)化成2-羥基戊二酸(2-HG),競爭性抑制組蛋白去甲基化酶和5-甲基胞嘧啶羥化酶,最終導(dǎo)致DNA超甲基化,造血細(xì)胞增殖分化異常。而2-HG過度積累通過B細(xì)胞淋巴瘤依賴性的誘導(dǎo)及對EgIn家族脯氨酰羥化酶的刺激,導(dǎo)致白血病的發(fā)生[14]。
IDH 1突變活性部位在氨基酸殘基R-132位點(diǎn),在成人AML突變率為2%~9%,在CN-AML中突變率為10%~15%。而IDH 2基因常見突變部位在氨基酸殘基R-140或R-172位點(diǎn),成人AML突變率為5%~14%,在CN-AML中突變率為5%~19%。IDH突變常伴NPM 1突變,IDH 1突變與IDH 2突變在AML中很少共同出現(xiàn)。最近Meta分析顯示[15],IDH 1突變與較差的CR率、OS率、EFS率有關(guān),且IDH 1 SNP rs 11554137預(yù)后也差。而IDH 2突變與良好的OS率相關(guān),特別是CN-AML患者R-140及R-172突變的預(yù)后良好。
CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α基因(CCAAT/enhancer binding proteinα,CEBPA)屬亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子家族,位于19q13,編碼長為356個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。CEBPA突變上調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞歸巢和粒細(xì)胞分化的基因,下調(diào)參與調(diào)控造血細(xì)胞增殖的信號分子和轉(zhuǎn)錄因子的基因,阻礙DNA從G1期向S期演變,且誘導(dǎo)晚期造血細(xì)胞成熟,導(dǎo)致白血病發(fā)生。
TASKESEN等[16]研究發(fā)現(xiàn)CEBPA突變發(fā)生率在成人AML中為12.8%,在CN-AML中為5%~14%,雙突變比單突變更為常見。CEBPA突變在M1、M2亞型和中?;颊咧凶畛R?。LI等[17]研究發(fā)現(xiàn)CEBPA雙突變患者預(yù)后良好,EFS率及OS率顯著高于野生型及單突變患者,單突變與野生型患者預(yù)后大致相當(dāng)。CEBPA單突變易與NPM 1、FLT 3-ITD、GATA 2等突變聯(lián)合存在。CN-AML伴CEBPA雙突變提示預(yù)后良好,已納入NCCN指南,2008年WHO分型也將CEBPA雙突變作為預(yù)后良好的指標(biāo)。
甲基胞嘧啶雙加氧酶2(ten-eleven translocation-2,TET 2)屬于DNA羥化酶家族成員,包含11個(gè)外顯子,突變最常發(fā)生在第3號外顯子和第11號外顯子。TET 2基因位于AML染色體易位的斷裂點(diǎn)4q24上,具有抑癌基因功能,可抑制造血干細(xì)胞異常自我更新,阻礙正常造血干細(xì)胞分化成熟,導(dǎo)致早晚期造血受阻,引起急性髓白血病和其他髓性增殖性疾病發(fā)生。
TET 2突變突變率在AML中為6%~27%,在CN-AML中為6%~36%[18],多見于細(xì)胞遺傳學(xué)中危組,尤其是CN-AML患者。TET 2突變能與NPM1、ASXL1等突變伴隨,但與IDH 1、IDH 2突變互斥。目前關(guān)于TET 2突變的預(yù)后研究尚有爭議。WANG等[18]對AML患者生存分析顯示,TET 2突變者CR率、EFS率、OS率顯著降低,預(yù)后較差。GAIDZIK等[19]研究發(fā)現(xiàn)TET 2突變與患者的治療效果、OS率無明顯聯(lián)系,而METZELER等[20]認(rèn)為在ELN不同分組中,TET 2基因突變的預(yù)后也不同。CN-AML伴有NPM 1和(或)CEBPA陽性且FLT 3-ITD突變陰性的患者EFS率、DFS率、CR率及OS率更低。而在CN-AML中伴有野生型NPM 1、CEBPA陽性和(或)FLT 3-ITD突變陽性則無明顯預(yù)后意義。
C-KIT屬于Ⅲ型受體酪氨酸激酶家族,是原癌基因之一,位于染色體4q12-13,共有21個(gè)外顯子。當(dāng)C-KIT基因發(fā)生突變時(shí),受體會發(fā)生自動磷酸化,且不依賴配體也能持續(xù)激活下游信號傳導(dǎo)通路,最后導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。
C-KIT突變在AML中的發(fā)生率約為4.2%。AYATOLLAHI等[21]研究發(fā)現(xiàn),C-KIT突變在核心結(jié)合因子相關(guān)AML(core binding factor-AML,CBFAML)中發(fā)生率為12.8%~46.1%。C-KIT突變患者易復(fù)發(fā),特別是D835突變,但對OS率和CR率無明顯影響。而YUI等[22]研究發(fā)現(xiàn),D816或同時(shí)有D816和N822K突變患者的RFS率及OS率明顯低于野生型KIT突變患者。多變量分析顯示,D816突變是獨(dú)立不良預(yù)后因素。
附加性梳樣1(additional sex combs-like 1,ASXL1)位于染色體20q11,包含13個(gè)外顯子,編碼由長約1 541個(gè)氨基酸組成的核蛋白。ASXL 1突變能介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄穩(wěn)定蛋白的產(chǎn)生,從而截?cái)郈端PHD域,使其功能缺陷或喪失。
ASXL 1突變發(fā)病率約為6.1%。PASCHKA等[23]發(fā)現(xiàn)ASXL 1突變與RUNX 1和IDH 2(R140)突變相關(guān),而與NPM 1、FLT 3-ITD和DNMT 3A突變呈負(fù)相關(guān)。與野生型ASXL 1患者相比,ASXL 1突變患者的CR率、EFS率和OS率較低。在多變量分析中,ASXL 1和RUNX 1突變作為單一變量對預(yù)后無顯著影響,但突變基因之間有顯著相互作用,特別是ASXL 1突變伴RUNX 1突變的AML患者有極高的死亡風(fēng)險(xiǎn)。
Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1基因(Runt-related transcription factor 1,RUNX1)位于21q22染色體,編碼轉(zhuǎn)錄核心結(jié)合因子。
SOOD等[24]研究顯示,RUNX 1突變發(fā)生率在兒童AML為3%,在成人AML為15%。RUNX 1突變經(jīng)常伴隨FLT 3-ITD、FLT 3-TKD和MLL-PTD突變,而與NPM1突變相互排斥。GAIDZIK等[25]對2 439例AML患者進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)RUNX 1突變率為10%,與野生型RUNX 1相比,RUNX 1突變與年齡較大、男性、更不成熟的形態(tài)及繼發(fā)性AML(由骨髓增生異常綜合征演變而來)有關(guān)。RUNX 1突變的預(yù)后因共突變的伴侶基因而異,伴隨ASXL 1、SRSF 2、PHF 6突變患者的預(yù)后明顯較差,而伴IDH 2突變患者預(yù)后較好。
GATA結(jié)合蛋白2(GATA-binding protein 2,GATA 2)屬于轉(zhuǎn)錄因子家族成員,位于染色體3q21,編碼由474個(gè)氨基酸組成的轉(zhuǎn)錄因子,具有鋅指結(jié)構(gòu),參與造血過程中髓系轉(zhuǎn)化。
GATA 2突變在所有AML患者中發(fā)生率為9.9%,在CEBPA雙突變隊(duì)列中突變率為18.3%,在野生型CEBPA隊(duì)列中突變率為3.3%[26]。HOU等[27]發(fā)現(xiàn)GATA 2突變患者OS率和RFS率明顯高于GATA 2突變陰性患者,GATA 2突變的AML患者預(yù)后良好。
綜上所述,基因突變與AML預(yù)后密切相關(guān),如NPM 1且FLT 3突變陰性,CEBPA雙突變較常見,且已有明確的臨床證據(jù)證明其預(yù)后良好。IDH 2、GATA 2突變相對少見,同樣提示預(yù)后良好。FLT 3-ITD、DNMT 3A、CEBPA單突變、IDH 1、RUNX 1發(fā)生率較高,預(yù)后較差;ASXL 1、C-KIT、TET 2發(fā)病率相對較低,同樣提示預(yù)后差。