莫一嘯,王楨,王盼,沈樹紅,2
1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院 兒童血液科,浙江 溫州 325027;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 血液腫瘤科,上海 200127
白血病是兒童惡性腫瘤疾病中最高發(fā)的疾病,發(fā)病率近4/10萬,其中急性淋巴細胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia,ALL)約占白血病患兒的70%[1-3]。近年來以危險度分層為指導(dǎo)的規(guī)范化治療不斷完善與改進,使得兒童ALL成為最可治愈的癌癥[4]。在我國,據(jù)SCMC-ALL-2005臨床研究報道,兒童ALL 5年生存率達80%[5]。盡管如此,ALL對每一個患兒及其家庭的影響和壓力仍巨大。最根本的解決辦法是防止ALL的發(fā)生,而預(yù)測ALL的發(fā)生是預(yù)防的基礎(chǔ)。近年來,隨著高通量基因分型技術(shù)的發(fā)展,為患兒生殖系細胞的遺傳變異即遺傳多態(tài)性的檢測提供了平臺。結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study,GWAS)更全面地揭示了人群間白血病易感性、預(yù)后與治療藥物毒性反應(yīng)程度差異的原因[6-7]。
關(guān)于遺傳多態(tài)性與ALL易感性的關(guān)系,一方面通過對腫瘤發(fā)病相關(guān)的候選基因多態(tài)性位點角度,如ABCB1、MTHFR、FAS、FASL、CASP8、TERT、FOXO3、MMP等基因[8-15]。但這種通過候選基因的方法,通常只聚焦于特定基因,而不能全面系統(tǒng)公正地評價單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)位點多態(tài)性與疾病的關(guān)系。在GWAS研究中,通過對大量的SNPs位點進行分型,并設(shè)置非常高的有意義標準,從而能篩選出可靠的兒童ALL易感性位點。在此基礎(chǔ)上,2009年有研究進行了兩個針對所有ALL類型的全基因組關(guān)聯(lián)分析,共發(fā)現(xiàn)21個兒童ALL易感性位點[16-17]。而SNPs具有人群特異性,在上述21個GWAS報道的兒童ALL易感性位點中,僅位于ARID5B基因的rs10821936、rs10994982,位于IKZF1的rs4132601及位于CEBPE基因的rs2239633在中國人群中進行過驗證[18-19],而其余位點均未見中國人群的報道。本課題組根據(jù)上述基于歐美人群的2個GWAS報道的兒童ALL易感性位點,結(jié)合實驗條件選取了13個候選位點,期望用我國人群驗證這些SNP位點是否提示中國人群ALL的發(fā)病。
1.1 對象 以2008年至2017年溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院收治的ALL患兒191例為病例組。以191例健康志愿者為對照組。本研究經(jīng)溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院倫理委員會批準(審批號:LCKY2019-05)。
1.2 方法
1.2.1 DNA提?。篈LL患兒緩解期骨髓涂片及對照組志愿者口腔拭子分別采用QIAamp DNA Mini Kit(德國Qiagen公司,cat.no.51306)和北京天根公司口腔拭子基因組DNA提取試劑盒(cat.no.DP322)抽提基因組DNA。
1.2.2 SNPs分型檢測:基因分型方法參照美國Fluidigm公司提供的“Genotyping with Juno”說明書進行實驗,簡要實驗步驟如下:采用美國 Fluidigm公司定制的待測SNP位點靶向擴增引物,用Fluidigm公司定制的微流體動態(tài)芯片在JunoTM分析系統(tǒng)儀器上采用Juno96.96格式下進行SNP位點基因型檢測。收集到的數(shù)據(jù)在Fluidigm SNP Genotyping Analysis software v4.2上進行分析。
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理方法 采用SPSS24.0 軟件統(tǒng)計分析。計數(shù)資料用率表示;對對照組進行Hardy-Weinbreg平衡檢檢,以P>0.05為樣本處于Hardy-Weinbreg平衡狀態(tài);病例組及對照組基因型分布和等位基因頻率的差異比較采用χ2檢驗?;蚨鄳B(tài)性與ALL的關(guān)系采用logistic回歸分析計算OR 及95%CI。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗 對對照組標本13個位點(見表1)進行Hardy-Weinberg平衡檢驗,rs10849033的P值<0.001,表明存在偏離,故將該位點剔除。其余位點均P>0.05,表明不存在顯著偏離(見表2)。
2.2 13個SNPs位點與兒童ALL的關(guān)系 病例組及對照組的基因型分布,等位基因頻率及與兒童ALL易感性的關(guān)系見表3。病例組與對照組基因型分布存在差異的位點有位于ARID5B基因的rs10821936(P=0.001),位于IKZF1 基因的rs11978267(P <0.001)和rs4132601(P=0.001),位于KRTH5B基因的rs2089222(P=0.047),位于ZNF230 基因的rs2191566(P=0.003)。通過χ2檢驗風險等位基因在病例組與對照組的分布差異,病例組位于ARID5B基因的rs10821936位點風險等位基因C頻率明顯高于病例組(P<0.001),rs10994982位點風險等位基因A頻率高于病例組(P=0.016)。位于IKZF1基因的rs11978267風險等位G頻率及rs4232601風險等位基因G頻率病例組均高于對照組(P=0.001,0.003)。病例組位于ZNF230基因的rs2191566位點風險等位基因C頻率明顯高于對照組(P=0.002)。
表1 候選SNPs位點信息
表2 對照組Hardy-Weinbreg平衡檢檢
通過logistic回歸分析各基因型與兒童ALL易感性的關(guān)系,結(jié)果顯示:位于ARID5B 基因的rs10821936位點CC基因型發(fā)生ALL的風險是TT基因型的3.192倍(95%CI=1.697~6.006),該位點攜帶風險等位基因C患ALL的風險是T的1.692倍(95%CI= 1.265~2.264)。rs10994982位點AA基因型患ALL的風險是GG基因型的2.022 倍(95%CI=1.131~3.614),該位點攜帶風險等位基因A患ALL的風險是G的1.425倍(95%CI=1.068~1.901)。位于IKZF1基因的rs11978267位點GA基因型患ALL的風險是AA基因型的2.584倍(95%CI=1.599~4.176),該位點攜帶風險等位基因G發(fā)生ALL的風險是A的1.965倍(95%CI=1.301~2.968)。rs4132601位點GT基因型患ALL的風險是TT基因型的2.417倍(95%CI=1.478~3.952),該位點攜帶風險等位基因G患ALL的風險是T的1.871倍(95%CI=1.225~2.857)。位于ZNF230基因的rs2191566位點,基因型CA患ALL的風險是AA的2.834倍(95%CI=1.302~6.169),CC基因型患ALL的風險是AA的3.648倍(95%CI=1.688~8.041),攜帶風險等位基因C的發(fā)病風險是A的1.599倍(95%CI= 1.179~2.169)。
表3 12個SNPs位點與ALL發(fā)病風險的關(guān)系
續(xù)表3
2009年TREVI?O等[16]報道的基因組研究,揭示了ARID5B 基因中的SNPs位點rs10821936 及rs10994982與白血病易感性的相關(guān)性,且在驗證人群中還發(fā)現(xiàn)了這2 個位點與超二倍體型急性B系淋巴細胞白血病的發(fā)病相關(guān)。2013 年有研究對rs10821936在中國兒童ALL與健康人群中進行了驗證,證實該位點的風險等位基因T確實與兒童ALL發(fā)病相關(guān),且與超二倍體型B-ALL的發(fā)病也相關(guān)[18]。2019年有研究對rs10994982位點在中國兒童ALL及健康人群中的多態(tài)性進行驗證,也得到了同樣的結(jié)論[19]。本研究再次驗證了這2個SNPs位點與中國兒童ALL易感性的關(guān)系,但因病例資料收集不完善,無法進一步驗證上述兩位點與超二倍體型B-ALL的關(guān)系。
IKZF1 基因變異在白血病發(fā)病過程中起重要作用。其體細胞突變會造成轉(zhuǎn)錄因子IKAROS編碼異常,造成造血細胞獲得干細胞特性,超表達黏附分子等,且往往與不良預(yù)后有關(guān)[20-21]。生殖系遺傳變異則往往與白血病易感性相關(guān),TREVI?O等[16]與PAPAEMMANUIL等[17]的GWAS研究中分別報道了位于IKZF1 基因上的白血病易感性相關(guān)SNPs位點rs11978267與rs4132601。此前的研究結(jié)果中,未發(fā)現(xiàn)rs4132601與中國人群兒童ALL易感性的關(guān)系[18]。 本研究發(fā)現(xiàn)該位點的基因型分布及風險等位基因G在病例組與對照組中存在差異,且基因型GT患ALL的風險是基因型TT的2.417倍,攜帶風險等位基因G的患ALL風險是T的1.871。但純合基因型GG因病例數(shù)少不能得到更加肯定的結(jié)論,需要進一步擴大樣本量為該位點與中國兒童ALL易感性的相關(guān)性提供更有說服力的證據(jù)。位于IKZF1 的另一個單核苷酸多態(tài)性位點rs11978267,此前在歐洲人群、突尼斯人群、也門人群及伊朗人群中被報道為兒童ALL易感性位點[16,22-23]。在本課題中,我們發(fā)現(xiàn)rs11978267的基因型分布及風險等位基因G的頻率在病例組及對照組中存在差異,且基因型GA相對于基因型AA及攜帶風險等位基因G相對于A都有較高的患ALL風險,OR>1.9。但風險等位基因G的純合基因型GG因病例數(shù)少,無法得到肯定的結(jié)論,需要進一步擴大樣本量。
ZNF230基因上的rs2191566被國外多個全基因組關(guān)聯(lián)分析報道與白血病易感性相關(guān)[16,24-25],但該位點與中國人群兒童ALL的關(guān)系未見報道。本研究中我們得到其在病例組及對照組中基因型分布、風險等位基因C的頻率存在差異,且基因型CA、CC的ALL發(fā)病風險明顯高于AA,因此我們認為該位點是中國人群的兒童ALL易感性位點。位于KRTH5B基因的rs2089222位點,雖然在本次試驗中其基因型分布存在差異,但未看到風險等位基因頻率存在差異且各基因型未明顯增加發(fā)病風險,因此不認為該位點為中國兒童ALL易感性位點。
2013 年南京兒童醫(yī)院的一項570 例ALL患兒與673 例健康兒童人群的病例對照研究對歐美人群易感性相關(guān)的ARID5B(rs10821936)、IKZF1(rs4132601)及CEBPE(rs2239633)進行驗證,發(fā)現(xiàn)與歐洲兒童人群ALL易感性相關(guān)的CEBPE 基因的rs2239633位點在中國人群中未發(fā)現(xiàn)與ALL相關(guān),在我們的試驗中也未發(fā)現(xiàn)該位點與白細胞易感性的相關(guān)性。南京兒童醫(yī)院分析其原因可能與中國人群在該位點上的表達連鎖不平衡有關(guān),通過LD矩陣圖分析rs2239633所處的LD blocks在兩個人群中明顯不同[18]。
位于LOC102723724 基因的rs11155133位點,SIAT7C 基因的rs10873876 位點,KCNE4 基因的rs12621643位點,RYR2 基因的rs7554607位點及 KCNMB2基因的rs9290663位點在2009年的多協(xié)作組大樣本量基因組研究中報道為ALL易感性位點,而在本次試驗中未發(fā)現(xiàn)其與白血病的相關(guān)性,這可能與樣本量有限及中國人群中這些位點的表達差異有關(guān),需要進一步擴大樣本量進行驗證[16]。
本試驗驗證了此前鮮有中國內(nèi)地人群報道的兒童ALL易感性位點,位于ZNF230基因的rs2191566。同時我們再次驗證了已報道的位于基因ARID5B的中國人群ALL易感性位點rs10821936及rs10994982。此外根據(jù)實驗結(jié)果我們認為位于IKZF1 基因的rs4132601及rs11978267為潛在中國人群兒童ALL易感性位點,需要進一步擴大樣本量以驗證。
綜上所述,本研究明確了3 個ALL遺傳易感位點,這為白血病的診斷、治療及預(yù)防工作提供了一定的思路。隨著基因組研究的不斷深入,可遺傳變異導(dǎo)致的某些疾病易感性被越來越多的數(shù)據(jù)所證實。如何利用這些數(shù)據(jù)來預(yù)測其患病的風險是下一個突破的課題。同時很多易感性位點所在基因與疾病治療藥物敏感性也相關(guān),進一步通過藥物基因組學(xué)的研究能為白血病的診治提供新思路[26]。