樊 曄 尹 華 胡紹燕 何廣勝 盧 俊 肖佩芳 李 捷 何海龍
1.蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院血液科(江蘇蘇州 215000);2.江蘇省人民醫(yī)院血液科(江蘇南京 210000)
獲得性再生障礙性貧血(aplastic anemia,AA)是一種多病因引起的骨髓造血衰竭性疾病。目前認(rèn)為AA 的主要發(fā)病機(jī)制是T 細(xì)胞過度免疫活化對(duì)自身骨髓造血細(xì)胞的破壞所導(dǎo)致的骨髓造血衰竭[1]。隨著免疫抑制治療(immunosuppressive therapy,IST)和造血干細(xì)胞移植技術(shù)的廣泛應(yīng)用,AA 患者的存活時(shí)間明顯延長(zhǎng)[2]。20 世紀(jì)90 年代,部分診斷為AA 的患者在疾病后期進(jìn)展為陣發(fā)性血紅蛋白尿(paroxysmal hemoglobinuria,PNH)、骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndrome,MDS)/急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)克隆性疾病,并提出AA 存在克隆性造血的假設(shè)[3]。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的局限性,常規(guī)的染色體檢測(cè)難以證明AA 克隆性造血的發(fā)生。隨著二代測(cè)序技術(shù)出現(xiàn),檢測(cè)到AA中常伴有與惡性克隆性疾病中相同的體細(xì)胞變異[4],而這些體細(xì)胞變異與AA 的克隆性造血有極大的相關(guān)性,但是對(duì)于導(dǎo)致AA克隆性造血的體細(xì)胞基因變異在兒童及成人AA中的特征,目前相關(guān)報(bào)道很少。本文收集293例兒童及成人AA 患者的二代測(cè)序基因檢測(cè)結(jié)果,探討其25種髓系腫瘤相關(guān)基因變異的特點(diǎn)與臨床意義。
以2014年9月至2018年6月蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院、江蘇省人民醫(yī)院收治的293例AA患者為研究對(duì)象。入選者均根據(jù)血常規(guī)、骨髓涂片、多次骨髓活檢、染色體及FISH 等檢查結(jié)果,初次診斷為AA;并排除先天性AA及繼發(fā)性AA。其中,按照初次診斷年齡分為兒童青少年組(0~18歲)及成人組(>18歲)。本研究獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
二代測(cè)序及分析步驟:①建立含目標(biāo)基因的全基因組文庫,從血液中提取3~5 μg DNA,采用Covaris S2超聲儀進(jìn)行超聲片段化,然后進(jìn)行末端補(bǔ)平、連接adaptor、PCR等步驟,從而建立含目標(biāo)基因的全基因組文庫,并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè);②使用麥基諾公司專利開發(fā)的相關(guān)液相捕獲試劑盒和委托的基因組文庫(其中包括髓系腫瘤相關(guān)的25個(gè)基因:ASXL1、CBL、DNMT3A、ETV6、EZH2、IDH1、IDH2、JAK2、NRAS、KRAS、RUNX1、SETBP1、SF3B1、SRSF2、TET2、TP53、U2AF1、ZRSR2、CALR、MPL、SH2B3、CSF3R、BCOR、BCORL1、PIGA)混合,Target region相關(guān)基因片段就被雜交到探針上;③將樣本文庫與基因探針進(jìn)行富集、清洗及洗脫、純化、PCR等步驟,從而捕獲富集目標(biāo)基因文庫;④利用新一代測(cè)序儀illumina HiSeq 2500進(jìn)行高通量測(cè)序;⑤利用SNP分析及InDel分析,從而確定變異位點(diǎn)發(fā)生的基因、坐標(biāo)、mRNA位點(diǎn)、氨基酸改變、變異類型(錯(cuò)義變異/無義變異/可變剪切位點(diǎn))、影響蛋白功能預(yù)測(cè)(氨基酸插入/氨基酸缺失/移碼變異)等。⑥對(duì)于變異陽性患者,取口腔黏膜進(jìn)行驗(yàn)證。
重型再生障礙性貧血(severe aplastic anemia,SAA)、極重型再生障礙性貧血(very severe aplastic anemia,VSAA)或有輸血依賴的非重型再生障礙性貧血(non-severe aplastic anemia,NSAA)選用聯(lián)合免疫抑制治療;其余NSAA或因經(jīng)濟(jì)問題拒絕使用ATG的患者選用口服環(huán)孢霉素A(cyclosporine A,CsA)治療,兩種治療方法可聯(lián)合或不聯(lián)合使用雄激素、中藥制劑口服,并根據(jù)需要予血制品輸注、防治感染及祛鐵治療等。①聯(lián)合免疫抑制治療:靜脈滴注豬抗人淋巴細(xì)胞免疫球蛋白(porcine anti-human lymphocyte immunoglobulin,p-ALG),25 mg/(kg·d)×5 d,或兔抗人胸腺細(xì)胞免疫球蛋白(rabbit anti-human thymocyte immunoglobulin,r-ATG),2.5 mg/(kg·d)或3.75 mg/(kg·d)×5 d。首日r-ATG/p-ALG治療之前進(jìn)行藥物靜脈敏感試驗(yàn),r-ATG/p-ALG治療期間為防治過敏反應(yīng),均聯(lián)合應(yīng)用甲潑尼龍,治療后為預(yù)防血清病反應(yīng)繼續(xù)予甲潑尼龍靜滴,3周后減停;r-ATG/p-ALG治療結(jié)束后聯(lián)合CsA,5 mg/(kg·d),口服,q12h,調(diào)整用藥劑量使藥物濃度前3個(gè)月維持在150~250 ng/dL,后維持在100~250 ng/dL。②口服CsA,5 mg/(kg·d),q12 h,調(diào)整用藥劑量使藥物濃度前3個(gè)月維持在150~250 ng/dL,后維持在100~250 ng/dL。
定期門診隨訪或電話隨訪,記錄6個(gè)月后的療效。AA免疫抑制治療反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)參見2016年英國(guó)AA診治指南中對(duì)于AA免疫抑制治療反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[4]。
293例AA患者中蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院患兒111例,江蘇省人民醫(yī)院患者182例;男155例、女138例,中位年齡20.0歲(范圍1月齡~85歲);其中嬰幼兒(0~3歲)16例,學(xué)齡前兒童(~7歲)53例,學(xué)齡兒童(~12歲)44例,青少年(~18歲)29例,青壯年(~40歲)81例,中年(~65歲)54例,老年(>65歲)16例;NSAA共178例,SAA及VSAA共115例。
293 例AA 患者中,19 例檢出髓系腫瘤相關(guān)基因變異,總變異率為6.48%(19/293)。發(fā)生變異的基因共10種:KRAS、ASXL1、PIGA、TP53、BCOR、TET2、SF3B1、DNMT3A、SH2B3、MPL;其中變異最多的基因?yàn)門ET 2,共5 例,變異率為1.71%;其余KRAS、SF3B1、MPL各1例(0.3%),ASXL1、PIGA、TP53、BCOR、DNMT3A、SH2B3各2例(0.7%)。見表1。19例檢出基因變異者中,18 例為單基因變異,1 例同時(shí)存在ASXL1及BCOR基因變異。男性基因變異者6例,變異率3.9%(6/155);女性基因變異者13例,變異率9.4%(13/138),兩者間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.71,P=0.054)。16例嬰幼兒患者中未檢出變異者,53例學(xué)齡前兒童檢出1 例(1.9%),44 例學(xué)齡兒童檢出1 例(2.3%),29例青少年檢出2例(6.9%),81例青壯年檢出6例(7.4%),54例中年檢出7例(13.0%),16例老年檢出2例(12.50%),變異率呈現(xiàn)隨年齡增長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)。兒童青少年變異率為2.82%(4/142),成人變異率為9.9%(15/151),兩者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=6.0,P=0.014)。178例NSAA患者中14例有變異,變異率為7.8%;115例SAA及VSAA患者中5例有變異,變異率為4.4%,兩者間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.43,P=0.233)。
表1 19例髓系腫瘤基因突變陽性AA患者信息
293 例患者中,放棄治療3 例,治療后失訪或死亡32 例,其余258 例患者均進(jìn)行IST 治療,并至少隨訪6個(gè)月。6個(gè)月后,19例檢出變異者IST治療有效14例,有效率73.7%;239例未檢出變異者,151例有效,有效率63.2%;兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.84,P=0.359)。變異組(n=19)中,成人患者IST治療6個(gè)月有效率為73.3%(11/15),兒童青少年患者有效率為75.0%(3/4),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000);無變異組(n=239)中,成人患者有效率為61.7%(82/133),兒童青少年患者有效率為65.1%(69/106),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.30,P=0.584)。
5例TET2變異者均為成人患者,4例女性、1例男性,4例NSAA、1例SAA;主要氨基酸改變類型為:3個(gè)錯(cuò)義變異、2個(gè)移碼變異、1個(gè)終止變異;p.G1137S、p.G1137fs、p.C973X、p.I1762V、p.N488S為發(fā)生的氨基酸改變。3例治療有效。
根據(jù)基因作用機(jī)制,將10 種變異基因分為表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其他組。表觀遺傳學(xué)組包含有ASXL1、TET2、DAMT3A、BCOR/BCORL1,轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子組為TP53,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路組有KRAS、MPL、SH2B3,其他組主要為PIGA、SF3B1。各變異類型分組與無變異組療效相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.9);10例表觀遺傳學(xué)變異者,7例治療有效,有效率70.0%(7/10)。見表2。
表2 根據(jù)不同基因作用機(jī)制分組療效比較[n(%)]
再生障礙性貧血是由多種病因引起的骨髓造血衰竭癥,目前普遍認(rèn)為AA 存在克隆演變,其轉(zhuǎn)化為MDS/AML 的風(fēng)險(xiǎn)是15%,演化為PNH 的風(fēng)險(xiǎn)是10%。MDS、AML 及PNH 三者均具有血液腫瘤的特征。在分子水平上,腫瘤發(fā)生一方面是癌基因激活,促進(jìn)細(xì)胞增殖,另一方面是抑癌基因失活或受抑,促進(jìn)細(xì)胞惡變?;蜃儺惤?jīng)常發(fā)生,但部分變異可能構(gòu)成惡變的始動(dòng)過程,若此時(shí)體內(nèi)免疫系統(tǒng)喪失免疫監(jiān)視功能,腫瘤便會(huì)發(fā)生。AA患者主要的發(fā)病機(jī)制便是免疫功能障礙,這本身就是腫瘤發(fā)生的易感因素。AA向PNH、MDS/AML 的進(jìn)展可能與體內(nèi)某些癌基因、抑癌基因的變異有關(guān)。
近年來對(duì)AA髓系腫瘤基因變異的研究報(bào)道逐步增多。然而,各研究報(bào)道中的樣本特點(diǎn)及目標(biāo)基因各不相同,得出的結(jié)論也有一定的差異[4-8]。對(duì)比國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),盡管本研究樣本量較多,但是檢測(cè)目標(biāo)基因少,樣本中位年齡小,因此檢出的突變率處于相對(duì)較低的水平。
本研究發(fā)現(xiàn),成人AA 的髓系腫瘤基因變異率較兒童高,在此之前也有學(xué)者得出相似結(jié)論。相關(guān)研究對(duì)439例AA檢測(cè)106個(gè)基因突變,36%患者檢測(cè)到體細(xì)胞突變,且每位患者的突變數(shù)量與年齡呈正相關(guān),即隨著年齡增長(zhǎng),體細(xì)胞突變有所增加,特別是DNMT3A和ASXL1變異克隆隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)大[4]。相關(guān)研究也提示克隆性造血的患者在確診時(shí)年齡可能更大,且在包括確診年齡、病程等在內(nèi)的多因素logistic回歸分析中,確診年齡與克隆性造血顯著相關(guān)[4]。本研究中兒童青少年變異率為2.82%,明顯低于成人(9.9%)。但是,變異率在不同年齡的區(qū)別是否與自然衰老有關(guān),目前沒有統(tǒng)一意見,但對(duì)于AML來講,大多數(shù)AML基因組實(shí)際上是在造血干/祖細(xì)胞(HSPC)獲得起始突變之前發(fā)生的隨機(jī)事件,是由少許個(gè)別基因擴(kuò)增、其他基因協(xié)同而決定疾病的特點(diǎn)與預(yù)后[9]。由此認(rèn)為,在AA中的髓系腫瘤基因變異與年齡相關(guān)的差別,更多是由于克隆擴(kuò)增引起,低水平的年齡相關(guān)的克隆可能代表克隆創(chuàng)始階段,后期的克隆擴(kuò)增引起惡性疾病發(fā)生;即在AA中,小的和相對(duì)大的疾病克隆群體的檢測(cè)可能表明克隆進(jìn)化的不同階段而不是正常的衰老[8]。
本研究發(fā)現(xiàn),髓系腫瘤基因變異對(duì)AA 的聯(lián)合免疫治療療效沒有影響,這一結(jié)論與相關(guān)研究相似,但在相關(guān)研究中,PIGA、BCOR/BCORL1變異對(duì)免疫治療效果更好,而DNMT3A、ASXL1、TP53、RUNX1及CSMD 1變異對(duì)免疫抑制治療反應(yīng)更差[4]。同時(shí)也有研究指出DNMT3A和TET2可以降低AA進(jìn)展為AML的風(fēng)險(xiǎn),TP53和剪接體基因(包括U2AF1)變異也與較差的預(yù)后有關(guān),同一個(gè)體中存在的多個(gè)變異的影響是倍增的,預(yù)計(jì)更多數(shù)量的變異會(huì)增加進(jìn)展為AML的風(fēng)險(xiǎn)[10]。由于本研究檢出某一特定基因變異人數(shù)較少,對(duì)發(fā)生率相對(duì)較高的TET 2及表觀遺傳學(xué)變異進(jìn)行分析,結(jié)果對(duì)療效無影響,對(duì)于此差異,可能與各研究樣本量、隨訪時(shí)間等不同有關(guān)。
綜上所述,檢測(cè)25種髓系腫瘤相關(guān)基因,基因變異發(fā)生率與年齡有關(guān),而變異發(fā)生率與性別、AA分類無關(guān);在療效方面,本研究中有無髓系腫瘤基因變異與聯(lián)合免疫治療的療效無差別,且在不同年齡組內(nèi)差別無統(tǒng)計(jì)意義,與近期國(guó)外相關(guān)研究結(jié)果有相似也有不同的結(jié)論,期待更多的樣本量及更長(zhǎng)隨訪時(shí)間的研究。