急性淋巴細(xì)胞白血病基因突變的研究進(jìn)展*

司君齊 熱西擔(dān)·努爾買買提 綜述 田晨 審校

急性淋巴細(xì)胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是淋巴細(xì)胞在早期階段分化異常，發(fā)生惡性增殖所導(dǎo)致的疾病。其主要病理表現(xiàn)為大量原始細(xì)胞在骨髓內(nèi)聚集，破壞骨髓正常的造血微環(huán)境，從而產(chǎn)生貧血、感染、出血三系減少的癥狀，晚期還可發(fā)生髓外浸潤。ALL在兒童中更易發(fā)生，占兒童白血病的80%，在幼童期（1～4歲）發(fā)病率最高，兒童期（5～14歲）、青春期（15～39歲）急劇下降，25～45歲達(dá)到最低點(diǎn)，45歲之后ALL發(fā)病率僅略有增加。在成人中，75%的病例由B淋巴細(xì)胞發(fā)展而來，其余病例由T淋巴細(xì)胞發(fā)展而來。隨著醫(yī)療水平的進(jìn)步，ALL患者結(jié)局顯著改善，5年總生存率顯著提高，兒童ALL的5年總生存率可達(dá)90%[1-2]。

ALL的發(fā)生與染色體異常和基因突變密切相關(guān)。傳統(tǒng)ALL風(fēng)險(xiǎn)分層基于臨床特征，如年齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)和對(duì)化療的反應(yīng)。然而，這種方式并不能很好的識(shí)別高?；颊撸瑢?dǎo)致未對(duì)其實(shí)行早期干預(yù)，最終復(fù)發(fā)。近年來，隨著二代測序（next-generation sequencing，NGS）、多重連接探針擴(kuò)增（multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA）等技術(shù)的發(fā)展，提高了臨床上對(duì)ALL發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)，也使得細(xì)胞遺傳學(xué)、基因融合及突變等成為評(píng)估ALL風(fēng)險(xiǎn)的重要預(yù)后指標(biāo)，有助于對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)分層患者實(shí)行個(gè)體化治療，同時(shí)為靶向治療提供了契機(jī)[3]。本文就近年來基因突變在ALL中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為ALL的診療及預(yù)后提供幫助。

1 TP53

TP53是人類癌癥中最常見的突變，該基因位于17號(hào)染色體，編碼一種核磷酸化蛋白，參與DNA修復(fù)或代謝過程，可誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯、衰老、凋亡。TP53突變可導(dǎo)致細(xì)胞周期失調(diào)、基因組不穩(wěn)定和細(xì)胞增殖失控，幾乎發(fā)生在所有類型的癌癥中，以卵巢癌、食道癌、結(jié)直腸癌更為常見[4]。

Stengel等[5]利用NGS技術(shù)，識(shí)別625例新診斷ALL患者的TP53突變并量化其負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)98例（15.7%）患者存在110個(gè)突變，TP53突變/缺失的頻率隨著年齡的增長而顯著增加，60歲以上的患者中TP53突變頻率可達(dá)25.2%。對(duì)突變類型的研究表明，絕大多數(shù)突變是錯(cuò)義突變（81.8%），其次是移碼突變（7.2%）、框內(nèi)缺失（4.5%）、剪接位點(diǎn)突變（2.7%）和無義突變（3.6%）。通過對(duì)TP53突變與細(xì)胞遺傳學(xué)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，TP53突變與低二倍體、MYC易位及復(fù)雜核型有顯著關(guān)聯(lián)。生存分析結(jié)果顯示，突變患者的總生存期（overall survival，OS）顯著縮短。

2 IL-7/IL-7R

IL-7與IL-7R在B細(xì)胞發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，二者結(jié)合，促進(jìn)前體細(xì)胞的增殖和存活、祖B細(xì)胞向前B細(xì)胞轉(zhuǎn)化。在B細(xì)胞發(fā)育過程中，IL-7Rα信號(hào)傳導(dǎo)受到嚴(yán)格調(diào)節(jié)，并與PAX5、EBF1或IKAROS等關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子及pre-BCR聯(lián)合，調(diào)節(jié)Ig基因重排[6]。IL-7R表達(dá)過多或過少都會(huì)導(dǎo)致B細(xì)胞發(fā)育異常，其缺失會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的聯(lián)合免疫缺陷。IL-7R多態(tài)性已被證明是許多自身免疫性疾病或涉及過度免疫和炎癥反應(yīng)的危險(xiǎn)因素[7]。

Kim等[8]利用NGS技術(shù)對(duì)200例成人急性T淋巴細(xì)胞白血?。═-cell acute lymphoblastic leukemia，TALL）患者骨髓樣本進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)IL-7R通路相關(guān)基因突變發(fā)生在57例（28%）患者中。JAK3是IL-7R下游信號(hào)分子中突變頻率最高的基因，IL-7R突變與NOTCH1突變呈正相關(guān)，與K/NRAS、PTEN突變呈負(fù)相關(guān)。該基因突變與誘導(dǎo)化療后微小殘留病灶（minimal residual disease，MRD）陽性呈正相關(guān)，但并未導(dǎo)致不良預(yù)后。

Li等[9]通過對(duì)兒童T-ALL患者樣本進(jìn)行全基因組和靶向外顯子組測序發(fā)現(xiàn)151個(gè)突變基因與患者的臨床和生物學(xué)特征相關(guān)聯(lián)，IL-7R信號(hào)通路的突變與類固醇耐藥性和不良結(jié)局相關(guān)，IL-7R信號(hào)通路抑制劑可使類固醇耐藥的ALL細(xì)胞系恢復(fù)對(duì)類固醇的敏感性。在體外構(gòu)建IL-7R突變的前體急性B淋巴細(xì)胞白血病（B-cell acute lymphoblastic leukemia，BALL）小鼠模型，給予磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）雙抑制劑dactolisib，發(fā)現(xiàn)IL-7R介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)被阻斷，ALL小鼠外周血中白血病細(xì)胞比例明顯下降，延長了小鼠生存期[10]。dactolisib有望成為IL-7R突變相關(guān)ALL患者的靶向治療藥物。

3 GATA3

GATA3編碼T和B細(xì)胞的發(fā)育和分化過程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，有研究表明其可在多能造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cell，HSC）中表達(dá)，但作用尚未明確[11]。GATA3表達(dá)增強(qiáng)可抑制自然殺傷細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的成熟[12]。越來越多的證據(jù)表明，其突變與乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、ALL的發(fā)生和預(yù)后有關(guān)[13]。

GATA3遺傳突變可增加青少年和成人對(duì)B-ALL的易感性。GATA3rs3824662順式促進(jìn)GATA3表達(dá)，進(jìn)而通過CRLF2-JAK2-STAT3相關(guān)的自噬激活導(dǎo)致對(duì)左旋門冬酰胺酶耐藥。魯索替尼可抑制JAK2-STAT3信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而抑制了自噬活化，增加B-ALL細(xì)胞對(duì)左旋門冬酰胺酶的敏感性[14]。Zhang等[15]對(duì)2 597例高風(fēng)險(xiǎn)B-ALL兒童進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究，評(píng)估了863 370個(gè)單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）與誘導(dǎo)治療后MRD之間的關(guān)系，證實(shí)GATA3rs3824662等位基因A的攜帶者與較高的MRD和復(fù)發(fā)率有關(guān)。上述發(fā)現(xiàn)對(duì)于兒童BALL的前期風(fēng)險(xiǎn)分層具有重要價(jià)值，為研發(fā)ALL新藥提供了思路。

4 DNMT3A

DNMT3A在T細(xì)胞發(fā)育和T-ALL發(fā)展過程中起著重要作用，可通過控制基因表達(dá)程序的特定DNA甲基化，維持HSC分化和自我更新之間的平衡。已在多種血液系統(tǒng)惡性腫瘤，如急性髓系白血病、骨髓增生異常綜合征、骨髓增殖性腫瘤中發(fā)現(xiàn)DNMT3A突變，該基因突變通常被認(rèn)為是白血病前期事件[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，DNMT3A功能喪失與NOTCH1功能增強(qiáng)共同作用，促進(jìn)小鼠T-ALL的發(fā)生[17]。

Bond等[18]對(duì)198例成人T-ALL患者進(jìn)行NGS，在18例患者（9.1%）中檢測到了DNMT3A突變，大多數(shù)發(fā)生在編碼定義蛋白質(zhì)功能的區(qū)域。突變患者年齡明顯大于未突變者，且耐藥和誘導(dǎo)治療失敗比例增加，預(yù)后也更差。有研究表明，T-ALL可能是在DNMT3A突變的克隆造血背景下發(fā)生的，而其他遺傳改變是在白血病轉(zhuǎn)化時(shí)獲得的[17]。該發(fā)現(xiàn)有助于更好地了解TALL的發(fā)生發(fā)展，從而推動(dòng)治療的進(jìn)步。

5 IKZF1

IKZF1基因位于染色體7p12.2上，由8個(gè)外顯子組成，該基因編碼轉(zhuǎn)錄因子IKAROS，屬于與染色質(zhì)重塑相關(guān)的鋅指DNA結(jié)合蛋白家族。該蛋白的表達(dá)僅限于胎兒和成人血液系統(tǒng)，行使調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞分化的作用。IKZF1與常見變異型免疫缺陷病、先天性純紅細(xì)胞再生障礙性貧血等疾病相關(guān)[19]。近幾年來，IKZF1一直是白血病相關(guān)研究的明星基因，已被發(fā)現(xiàn)是Ph樣ALL的常見基因改變[20]。

Churchman等[21]發(fā)現(xiàn)IKZF1體細(xì)胞遺傳突變在高危B-ALL患者中常見，尤其是家族性兒童ALL患者，與預(yù)后不良相關(guān)。IKZF1突變ALL細(xì)胞更偏向于表達(dá)干細(xì)胞樣特征，且對(duì)酪氨酸激酶抑制劑（如達(dá)沙替尼）的敏感性降低。使用CRISPR-Cas9技術(shù)將IKZF1基因敲除后導(dǎo)致B-ALL細(xì)胞對(duì)常見療法（包括地塞米松、門冬酰胺酶和柔紅霉素）表現(xiàn)出相對(duì)耐藥性，也證實(shí)了上述結(jié)論[22]。IKZF1缺失的ALL患者往往年齡較大、外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)較高、更易出現(xiàn)原始表型，在診斷時(shí)發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累的比例更高，治療后MRD風(fēng)險(xiǎn)更高，因此預(yù)后更差[23]。對(duì)IKZF1缺失患者進(jìn)行強(qiáng)化治療，可明顯改善其總體生存率，但強(qiáng)化治療必定會(huì)增加一定的不良反應(yīng)。因此，如何界定強(qiáng)化治療適應(yīng)證仍是目前尚未解決的問題。

6 NOTCH1

NOTCH1基因是高度保守的NOTCH基因家族成員，位于染色體9q34.3，編碼NOTCH1跨膜蛋白。Notch信號(hào)通路參與胚胎發(fā)育、細(xì)胞的生長、凋亡和分化等生理過程，在淋巴細(xì)胞分化、發(fā)育和增殖中起重要作用，與乳腺癌（特別是三陰性乳腺癌）、腦腫瘤等多種癌癥有關(guān)[24]。該基因突變在ALL的發(fā)生和進(jìn)展中起關(guān)鍵作用，是引起人類T-ALL的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，約50%～60%的T-ALL樣本顯示NOTCH1突變[25]。

Jenkinson等[26]使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）技術(shù)對(duì)162例兒童T-ALL患者進(jìn)行NOTCH1突變分析，在101例（62%）患者中檢測到NOTCH1突變。突變患者在誘導(dǎo)治療后更易為MRD陰性，且患者往往預(yù)后更佳。NOTCH1一直是近年來的研究重點(diǎn)，研究人員已經(jīng)開發(fā)出γ分泌酶抑制劑（γ-secretase inhibitors，GSIs）、去整合素-金屬蛋白酶（a disintegrin and metalloprotease，ADAM）抑制劑、NOTCH1靶向單克隆抗體等多種藥物，有望應(yīng)用于臨床實(shí)踐[27]。

7 CRLF2

CRLF2是一種蛋白質(zhì)編碼基因，編碼細(xì)胞因子受體樣因子2（cytokine receptor-like factor 2，CRLF2），也稱為胸腺基質(zhì)淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）受體。CRLF2亞基與IL-7R形成異源二聚體復(fù)合物以產(chǎn)生TSLP的功能受體，激活STAT3、STAT5和JAK2途徑，控制細(xì)胞增殖和造血系統(tǒng)發(fā)育等過程。約5%～10%的B-ALL、50%的Ph染色體陽性ALL、50%～60%的ALL合并唐氏綜合征（Down syndrome，DS）患者中存在CRLF2重排，這種改變往往會(huì)導(dǎo)致白血病細(xì)胞對(duì)糖皮質(zhì)激素敏感性下降[28]。

CRLF2突變與多種臨床特征相關(guān)，如初診時(shí)高白細(xì)胞數(shù)、較低的血小板、較高的MRD比例、較差的生存期等。因此，可能成為重要的標(biāo)志物，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層，從而指導(dǎo)治療決策[29]。Mohamed等[30]開發(fā)出一種針對(duì)CRLF2的新型單鏈可變片段（single-chain fragment variable，scFv），該片段可在納摩爾范圍內(nèi)表現(xiàn)出與CRLF2蛋白極佳的親和力。從而有效阻斷STAT通路，在體外試驗(yàn)中，可靶向Ph染色體陽性ALL細(xì)胞中過表達(dá)的CRLF2，有望應(yīng)用于CRLF2過表達(dá)ALL患者的精準(zhǔn)治療。

8 結(jié)語與展望

表觀遺傳學(xué)的改變在ALL的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。點(diǎn)突變，特別是錯(cuò)義和移碼突變，可導(dǎo)致基因功能喪失或獲得不同程度的致癌活性，這為一系列致癌事件奠定了基礎(chǔ)，將正常淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為白血病細(xì)胞[1]。突變基因可作為ALL的生物標(biāo)志物，預(yù)測癌癥發(fā)生、療效、預(yù)后，可通過對(duì)高?；颊哌M(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，以改善其結(jié)局。盡管目前ALL患者的預(yù)后已有極大提高，但仍有部分復(fù)發(fā)難治性患者，隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展，各種突變基因很可能成為未來治療ALL的靶點(diǎn)。