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急性淋巴細(xì)胞白血病的遺傳學(xué)特征
發(fā)布時(shí)間:2020-07-22 19:00:00來(lái)源:

急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋcute lymphoblastic leukaemia,ALL)是一種起源于淋巴細(xì)胞的B系或T系細(xì)胞在骨髓內(nèi)異常增生的惡性腫瘤性疾病。男女發(fā)病比例約為1.2 : 1,多見(jiàn)于兒童,在1-4歲兒童中發(fā)病率最高。約60%的急性淋巴細(xì)胞白血病是在20歲之前診斷出來(lái)的。ALL的特征是存在與淋巴前體細(xì)胞分化和增殖相關(guān)的染色體異常和基因改變,這些異常是重要的預(yù)后因素。根據(jù)腫瘤細(xì)胞的免疫表型可將ALL分為急性B淋巴細(xì)胞白血?。˙-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia, B-ALL)和急性T淋巴細(xì)胞白血?。═-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia, T-ALL)。在過(guò)去的十年里,隨著分子生物學(xué)的進(jìn)步,我們對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病的認(rèn)識(shí)取得了重大進(jìn)展,本文主要總結(jié)了ALL的遺傳學(xué)特征。






B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病

(B-ALL)


B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病包含多種以染色體變異(包括非整倍性或染色體重組)為特征的亞型(表1)。染色體數(shù)目異常包含超二倍體(hyperdiploid)和亞二倍體(hypodiploid),染色體易位可導(dǎo)致融合基因的發(fā)生,主要包含TCF3-PBX1、BCR-ABL1、ETV6-RUNX1MLL重排等。根據(jù)染色體異常確定ALL的疾病亞型是危險(xiǎn)分層的重要步驟,其次,拷貝數(shù)改變和基因突變也是導(dǎo)致白血病發(fā)生的次級(jí)事件。


表1 B-ALL的主要亞型

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1、超二倍體和亞二倍體

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高超二倍體(High hyperdiploidy)是指至少增加5條染色體導(dǎo)致的染色體數(shù)目大于50,存在于25%的兒童ALL,小于3%的青少年和青年(adolescents and young adults, AYAs)以及成年ALL,且與預(yù)后良好相關(guān)。高超二倍體ALL患者存在組蛋白修飾基因CREBBP、WHSC1、SUV420H1、SETD2EZH2突變,或RTK-RAS信號(hào)通路基因FLT3、NRAS、KRASPTPN11突變。中位年齡在9-10歲的兒童更易發(fā)生21號(hào)染色體內(nèi)部擴(kuò)增,然而其預(yù)后存在爭(zhēng)議。


亞二倍體(hypodiploid)是指常染色體缺失導(dǎo)致數(shù)目少于44條,包含兩個(gè)亞型,分別具有不同的轉(zhuǎn)錄圖譜和遺傳學(xué)改變。具有RAS激活和IKZF3突變的近單倍體ALL (24-31條染色體)在兒童(2%)、AYAs和成年人(<1%)中都很罕見(jiàn)。低亞二倍體ALL(32-39條染色體)存在TP53、IKZF2RB1突變,預(yù)后較差,且發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)而增加,在兒童中極為罕見(jiàn)(<1%),AYAs中為5%,成年人中超過(guò)10%。


2.KMT2A重排與TCF3-PBX1融合基因

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KMT2AMLL)重排見(jiàn)于80%以上的0-1歲患兒,在兒童和AYAs中的發(fā)生率約5%,在成人中的發(fā)生率約為15%。MLL重排的嬰兒ALL患者很少有額外的突變,表明僅MLL突變足以誘導(dǎo)白血病轉(zhuǎn)化。MLL重排與預(yù)后不良相關(guān)。


TCF3-PBX1融合基因與預(yù)后良好相關(guān)。TCF3-PBX1見(jiàn)于約5%的兒童和成人。相比之下,TCF3-HLF見(jiàn)于不到1%的ALL中,與預(yù)后不良相關(guān)。


3. BCR-ABL Ph ALL 和 Ph-like ALL

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BCR-ABL融合突變的發(fā)生率隨著年齡的增長(zhǎng)而增加(兒童2%,AYAs 6%,成年人25%以上),且與預(yù)后不良相關(guān),此類(lèi)患者對(duì)酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors, TKIs)治療敏感。IKZF1突變是BCR-ABL1和Ph-like ALL的標(biāo)志,與預(yù)后不良相關(guān)。


Ph-like ALL與Ph ALL具有相似的基因表達(dá)譜,但缺乏BCR-ABL融合基因。Ph-like ALL的基因組改變影響B(tài)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子受體和酪氨酸激酶信號(hào),這些分類(lèi)包括CRLF2基因重排(IGH-CRLF2P2RY8-CRLF2;50%),ABL類(lèi)酪氨酸激酶基因重排(ABL1、ABL2、CSF1R、PDGFRA、PDGFRB;12%),JAK2重排(5-10%),EPOR突變(3-10%),JAK-STAT激活突變(JAK1、JAK2、TLT3、ILR7、SH2B3TSLP;約10%)和RAS信號(hào)通路突變 (NRAS、KRASPTPN11;2-8%),以及其他不太常見(jiàn)的激酶異常(FLT3、NTRK3FGFR1)。激酶亞型的頻率隨年齡而改變,如ABL類(lèi)重排常見(jiàn)于兒童和青少年,CRLF2重排和RAS信號(hào)通路激活突變常見(jiàn)于青少年,EPOR突變多見(jiàn)于青少年和青年人,JAK2重排常見(jiàn)于成年人。兒童和成人Ph-like ALL都與不良預(yù)后有關(guān),靶向ABL1或JAK2的酪氨酸激酶抑制劑可能提高應(yīng)答率。


4. ETV6-RUNX1ETV6-RUNX1-like ALL

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ETV6-RUNX1與預(yù)后良好相關(guān)(表1)。ETV6-RUNX1見(jiàn)于約30%的兒童ALL,在AYAs和成人ALL中較少見(jiàn)(<5%)。


ETV6-RUNX1-like ALL具有與ETV6-RUNX1亞組相似的基因表達(dá)譜和免疫表型,但沒(méi)有ETV6-RUNX1融合基因。分子特征是ETV6IKZF1異常以及ARPP21缺失。這種亞型主要見(jiàn)于兒童,發(fā)生頻率較低(約3%),其對(duì)預(yù)后的影響尚不明確。


5. DUX1重排、MEF2D重排、ZNF384重排、

IGH重排、PAX5重排等

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DUX4重排ALL具有獨(dú)特的免疫表型(CD2陽(yáng)性)和基因表達(dá)譜(DUX4ERG異常)。DUX4重排是白血病發(fā)生的早期啟動(dòng)事件,約占ALL的5%- 10%,在AYAs中的發(fā)生頻率略高于兒童和成人。這類(lèi)重排的患者預(yù)后良好(即使同時(shí)存在與預(yù)后不良相關(guān)的基因組改變時(shí),預(yù)后仍然較好)。


MEF2D重排B-ALL是一種與老年患者發(fā)病(約4%的兒童vs 7%的AYAs和成年人)和異常免疫表型(CD10陰性和CD38陽(yáng)性) 相關(guān)的遺傳亞型。MEF2D最常見(jiàn)的融合基因是BCL9,但也可與HNRNPUL1、SS18、FOXJ2、CSF1RDAZAP1發(fā)生融合。這種亞型與預(yù)后不良相關(guān)。


ZNF384重排B-ALL亞型見(jiàn)于年齡較大的人群(5%的兒童vs. 10%的AYAs和成人),重排基因通常是轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)或染色質(zhì)修飾基因(EP300、 CREBBP、 TAF15、 SYNRG、 EWSR1、 TCF3、 ARID1B、BMP2KSMARCA2)。ZNF384重排B-ALL常被診斷為伴有CD13、CD33等髓系抗原異常表達(dá)的B-ALL,或B/髓系混合表型急性白血病。淋巴和髓系抗原的表達(dá)提示ZNF384重排可能發(fā)生在具有多系潛能的早期造血祖細(xì)胞中。一項(xiàng)小隊(duì)列研究報(bào)道,ZNF384重排ALL的預(yù)后中等。


IGH與不同的基因重排(包括CRLF2、EPOR、CEBP基因家族成員和ID4基因)見(jiàn)于AYAs,預(yù)后較差。PAX5基因異常見(jiàn)于31%的B-ALL,PAX5易位見(jiàn)于2~3%的B-ALL患者,這類(lèi)重排抑制PAX5的轉(zhuǎn)錄活性,從而加速前體B細(xì)胞白血病的發(fā)展。


6. IKZF1plus

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IKZF1plus被歸類(lèi)為IKZF1缺失,當(dāng)無(wú)ERG缺失時(shí),它與CDKN2A、CDKN2B、PAX5PAR1缺失共同發(fā)生。這一亞類(lèi)見(jiàn)于約6%的兒童B-ALL,且與預(yù)后不良相關(guān),特別是在誘導(dǎo)治療后MRD陽(yáng)性的患者中。


7.復(fù)發(fā)B-ALL

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表觀調(diào)控因子和染色質(zhì)修飾因子的基因突變?cè)趶?fù)發(fā)ALL患者中較為常見(jiàn),可能導(dǎo)致較差的治療反應(yīng)。CREBBP基因突變見(jiàn)于約20%的復(fù)發(fā)B-ALL,對(duì)糖皮質(zhì)激素治療的反應(yīng)差。復(fù)發(fā)B-ALL的NT5C2基因突變導(dǎo)致對(duì)巰基嘌呤治療耐藥。復(fù)發(fā)B-ALL中,其它常見(jiàn)的突變基因包括WHSC1、TP53、USH2A、NRASIKZF1,以及DNA錯(cuò)配修復(fù)基因PMS2和MSH6的體細(xì)胞突變。






T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病

(T-ALL)


幾乎所有的T-ALL患者都伴有染色體異常,具有高度異質(zhì)性。80%的T-ALL患者存在NOTCH1激活突變或FBXW7缺失突變引起的NOTCH信號(hào)的組成性激活。此外,70%的T-ALL患者存在CDKN2A位點(diǎn)p16(INK4A)和p14(ARF)抑制基因的缺失。因此,NOTCH信號(hào)的組成性激活與CDKN2A位點(diǎn)的缺失協(xié)同促進(jìn)腫瘤發(fā)生。


約50%的T-ALL中,染色體易位累及轉(zhuǎn)錄因子基因,使其表達(dá)受T細(xì)胞特異性增強(qiáng)子(T細(xì)胞受體α, β, δ)控制。過(guò)表達(dá)的原癌基因產(chǎn)物即轉(zhuǎn)錄因子包括TAL1、TAL2、LYL1、OLIG2、 LMO1、LMO2、TLX1HOX11)、TLX3HOX11L2)、NKX2-1、NKX2-2、NKX2-5、HOXA、MYC、 MYBTAN1。在少數(shù)的情況下,這類(lèi)易位會(huì)導(dǎo)致發(fā)揮腫瘤抑制作用的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子丟失,包括WT1、LEF1、ETV6、BCL11B、RUNX1、GATA3。


據(jù)報(bào)道,約25%的T-ALL患者存在AZH2SUZ12基因缺失和喪失功能突變,約16%的兒童和38%的成人T-ALL患者存在PHF6基因突變或缺失。


T-ALL中還存在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路基因異常,包括PTEN突變和ABL1重排ABL1-NUP214、ABL1-EML1、ABL1-ETV6)。ABL1融合蛋白對(duì)酪氨酸激酶抑制劑治療敏感,TKI與化療聯(lián)合治療可能提高該亞型患者的療效。


DNMT3A突變通常見(jiàn)于骨髓惡性腫瘤中,也存在于T細(xì)胞譜系(包括約10%的T-ALL患者),且與不良預(yù)后相關(guān)。DNMT3A突變的發(fā)生率隨年齡增加(中位年齡為44歲),在非白血病骨髓中檢出DNMT3A突變的結(jié)果提示,一部分T細(xì)胞白血病可能起源于DNMT3A突變的克隆性造血。


總結(jié)


新一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展極大地改善了我們對(duì)疾病風(fēng)險(xiǎn)分層的認(rèn)識(shí),不僅使我們能識(shí)別新的急性淋巴細(xì)胞白血病亞群,還能對(duì)亞群預(yù)后有更準(zhǔn)確的定義。此外,對(duì)于信號(hào)通路的識(shí)別有助于靶向藥物的治療指導(dǎo),如Ph ALL和Ph-like ALL中的酪氨酸激酶抑制劑。這些進(jìn)展有助于患者選擇更好的治療方式。


參考文獻(xiàn)

Malard F, Mohty M. Acute lymphoblastic leukaemia. The Lancet, 2020, 395(10230): 1146-1162.


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