曾雪嬌,謝仁古麗·阿力木,龐楠楠,張 瑞,秦麗丹,杜 聰,曲建華
(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院血液病中心,新疆 烏魯木齊 830054)
急性白血病(acute leukemia,AL)是目前最常見的惡性腫瘤之一。不同類型及危險(xiǎn)度的AL 患者治療和預(yù)后差異顯著。因此,正確的分型和準(zhǔn)確的病情評(píng)估對(duì)指導(dǎo)AL 個(gè)體化醫(yī)療及預(yù)后非常重要。隨著基因測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用,大量與AL 預(yù)后相關(guān)的基因變異被先后發(fā)現(xiàn),這些基因異常增強(qiáng)了AL細(xì)胞的增殖和抗凋亡能力,并對(duì)關(guān)鍵化療藥物產(chǎn)生耐藥,進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)發(fā)或預(yù)后不良的結(jié)果。如目前已知的FLT3 基因、WT1 基因,均是急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)獨(dú)立的預(yù)后不良因素,而PML-RARa 融合基因、AML1-ETO 基因、NPM1 基因陽(yáng)性突變往往提示著AML 預(yù)后良好。針對(duì)AL 預(yù)后相關(guān)基因突變的深入認(rèn)識(shí),有利于精準(zhǔn)地進(jìn)行危險(xiǎn)度分層、判斷預(yù)后,以期為臨床提供更有價(jià)值的依據(jù),進(jìn)一步推動(dòng)診療水平的進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療。本文將對(duì)目前已知AL的基因突變研究進(jìn)展情況及其預(yù)后價(jià)值整理,作一綜述。
1.1 核仁素(NCL)NCL 是一種多功能核蛋白,該蛋白對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、核糖核酸代謝等具有重要意義。Butz ES 等[1]研究證實(shí),NCL 可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分裂,參與多種腫瘤發(fā)生與發(fā)展,而NCL 基因高表達(dá)可能提示腫瘤患者預(yù)后不良。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[2],在異基因造血干細(xì)胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,Allo-HSCT)治療急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphocytic leukemia,ALL)患者病例組中,治療后的BCL 基因表達(dá)上升而NCL 基因表達(dá)下降,從而考慮可以將原有病理骨髓干細(xì)胞替換為正常造血干細(xì)胞,發(fā)揮異體細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng),治療ALL 患者。這項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)了NCL 基因在ALL 中的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后過(guò)程中起著重要的負(fù)性調(diào)控作用,是預(yù)后不良的標(biāo)志。
1.2 ABCB1 ABCB1 編碼的膜蛋白來(lái)自于ATP 結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族。ABC 蛋白通過(guò)細(xì)胞外膜和細(xì)胞內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)各種分子,降低多藥替代細(xì)胞中的藥物積累,增強(qiáng)抗腫瘤藥物成分的療效。ABCB1 基因多態(tài)性對(duì)化療藥物的耐受及代謝有一定的聯(lián)系,同時(shí)也對(duì)ALL的易感性有一定影響。Jamroziak K等[3]研究提出,C3435T的多態(tài)性改變了關(guān)于糖蛋白的表達(dá)水平和細(xì)胞對(duì)化療藥物的抵抗能力,從而導(dǎo)致ALL 預(yù)后不良。趙富磊等[4]研究發(fā)現(xiàn),ABCB1 基因C3435T 位點(diǎn)基因多態(tài)性與亞洲兒童ALL的相關(guān)性的整體效應(yīng)具有明顯差異,因此,ABCB1 基因C3435T的多態(tài)性與ALL 存在著一定關(guān)系。上述研究結(jié)果均說(shuō)明,ABCB1 基因突變與ALL的發(fā)生機(jī)制及預(yù)后結(jié)果密切相關(guān),且ABCB1 基因陽(yáng)性會(huì)造成ALL 患者化療耐受,往往提示ALL 預(yù)后欠佳。
1.3 細(xì)胞色素酶基因家族 CYP1B1、CYP3A4 和CYP3A5 均屬于細(xì)胞色素酶基因家族,其表達(dá)的酶與人體內(nèi)藥物與激素的代謝調(diào)控均密切相關(guān)[5]。其中CYP1B1 基因編碼酶是細(xì)胞色素P450 超家族的成員,CYP1B1 酶定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并參與諸如多環(huán)芳烴和17β-雌二醇的致癌物的代謝。Zhou L 等[6]研究提出,CYP1B1 基因rs1056836 位點(diǎn)和CYP3A4 基因rs2740574 位點(diǎn)可能與升高ALL 患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),而CYP3A5 基因rs776746 位點(diǎn)大概率與降低ALL 患病可能相關(guān)。沈莉菁等[7]相關(guān)研究表明,初治CYP3A5陽(yáng)性率與AL 患者耐藥明顯相關(guān),且復(fù)發(fā)組患者在達(dá)到第一次完全緩解(CR1)出現(xiàn)CYP3A5 陽(yáng)性顯著增高。結(jié)合以上研究結(jié)果可以推測(cè),細(xì)胞色素酶基因家族參與了ALL的發(fā)生機(jī)制,CYP1B1 及CYP3A4 基因陽(yáng)性提高了ALL 患病風(fēng)險(xiǎn),CYP3A5 基因陽(yáng)性可能降低患者患病機(jī)率但會(huì)增加患者耐藥風(fēng)險(xiǎn),但具體機(jī)制有待學(xué)者進(jìn)一步探索。
1.4 ATG7 ATG7 是一種泛素E1 樣連接酶,能夠激活哺乳動(dòng)物ATG8 基因和ATG12 基因表達(dá)。ATG7參加p53 介導(dǎo)的細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞老化的調(diào)節(jié)過(guò)程中,提示ATG7 基因可以發(fā)揮抑制腫瘤增生的作用[8]。楊秀麗等[9]研究提出,成人ALL 骨髓單個(gè)核細(xì)胞的自噬活性增強(qiáng),自噬基因ATG7、ATG12 mRNA表達(dá)顯著提高,提示自噬基因ATG7、ATG12 激活誘導(dǎo)的自噬活性活躍,可能與成人ALL的發(fā)生、發(fā)展和復(fù)發(fā)密切相關(guān)。Mortensen M 等[10]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了小鼠中的ATG7的缺失阻礙了造血干細(xì)胞正常生成過(guò)程,推測(cè)出ATG7 在維持正常造血中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。綜合以上研究結(jié)果,推測(cè)自噬相關(guān)基因ATG7 可通過(guò)調(diào)控p53 介導(dǎo)的細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞老化的生理過(guò)程,從而抑制ALL 腫瘤細(xì)胞的形成。
1.5 相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶1(ROCK1)ROCK1 是一種調(diào)節(jié)組建細(xì)胞骨架的蛋白酶。既往研究表明[11],ROCK1 表達(dá)水平在各類癌癥中都有不同程度增加,且已證明該基因與多種疾病的惡性程度呈正相關(guān)。何文華[12]研究表明,ALL 患者ROCK1 基因表達(dá)量顯著高于對(duì)照組,且ROCK1 基因表達(dá)量與患者危險(xiǎn)分層有顯著相關(guān)性,危險(xiǎn)分層越高危,ROCK1 基因表達(dá)量越高。Kotwal J 等[13]提出較高的ROCK1 基因表達(dá)量可增加ALL 對(duì)化療藥物的耐受性。Mei Y 等[14]表示,ALL 疾病程度與總生存率與ROCK1 基因表達(dá)水平有顯著相關(guān)性,表現(xiàn)在病情危重的ALL 患者細(xì)胞中ROCK1 基因表達(dá)量可上升37.3%。結(jié)合目前研究結(jié)果不難得出,ROCK1 基因與ALL的發(fā)生、危險(xiǎn)程度密切相關(guān),且高水平的ROCK1 基因表達(dá)量容易增加ALL 耐藥率,降低ALL的預(yù)后。
1.6 乙醛脫氫酶(ALDH)ALDH 家族是一類催化體內(nèi)醛氧化成為相應(yīng)羧基酸的生物酶。ALDH 基因家族普遍參與到體內(nèi)各種脂質(zhì)代謝,降解細(xì)胞內(nèi)有害元素,對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生清除作用[15,16]。近年來(lái),ALDH 基因家族逐步被驗(yàn)證與幾類惡性腫瘤的發(fā)生機(jī)制有著緊密的聯(lián)系,如ALDH2 與再生障礙性貧血、白血病的進(jìn)展相關(guān)[17]。劉雨薇等[18]研究結(jié)果指出,ALDH3B1低表達(dá)的ALL 患者復(fù)發(fā)率更高,長(zhǎng)期生存時(shí)間比ALDH3B1 高表達(dá)的ALL 患者愈加短暫,提示ALDH3B1 低表達(dá)可能與ALL的預(yù)后相關(guān)。
2.1 DEK/CAN DEK 蛋白是一類修飾蛋白,其功能過(guò)程包含細(xì)胞翻譯后的磷酸化、乙?;投嗪颂腔取M瑫r(shí)DEK 也是一種核蛋白,可以由單核細(xì)胞分泌并由Treg細(xì)胞釋放,同時(shí)成為嗜中性白細(xì)胞的趨化因子,參與細(xì)胞免疫過(guò)程[19]。有研究表明[20],伴隨有DEK/CAN 基因陽(yáng)性的AML 患者生存期很短,預(yù)后很差,再?gòu)?fù)發(fā)后死亡率非常高。趙霄晨等[21]研究提示,t (6;9)(p23;q34)/DEK/CAN 陽(yáng)性的AML 患者宜早期行Allo-HSCT 治療,砷劑治療有望成為臨床較好的治療措施。Oancea C 等[22]對(duì)t(6;9)(p23;q34)/DEK/CAN 陽(yáng)性患者的研究中證實(shí)了DEK/CAN 可激活STAT5,暴露于砷劑的DEK/CAN 陽(yáng)性的AML細(xì)胞開始凋亡,同時(shí)STAT5的活性降低。以上研究證實(shí)了,STAT5 可作為DEK/CAN 陽(yáng)性的AML的作用靶點(diǎn)之一。雖然DEK/CAN 融合基因陽(yáng)性AML 患者在臨床上相對(duì)少見,結(jié)合目前的研究,多提示AML 化療效果差,緩解率低,復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高,死亡率高,預(yù)后極差。
2.2 5hmC 5hmC 由TET 家族酶催化氧化5mC 產(chǎn)生,有高等生物基因組的“第六堿基”之稱。除了已知5hmC 參與DNA的主動(dòng)脫甲基化過(guò)程,它還對(duì)基因的表達(dá)與5mC的產(chǎn)生具有負(fù)調(diào)控作用,屬于腫瘤抑制基因[23]?;騿?dòng)子羥甲基化水平降低,可導(dǎo)致5hmC 基因表達(dá)水平下調(diào)而增加AML的發(fā)生率。Magotra M 等[24]對(duì)41例AML 患者的骨髓活組織進(jìn)行了抗5hmC 抗體的免疫組織化學(xué)染色,同時(shí)進(jìn)行DNA 測(cè)序,研究結(jié)果顯示具有TET2、IDH1、IDH2 或WT1 突變的15例中有10例(67%)顯示5hmC 染色不足,而這些基因中沒(méi)有突變的26例中有9例(35%)顯示5hmC 缺失。結(jié)合以上研究推測(cè),5hmC基因突變?cè)贏ML 發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,且減低5hmC的表達(dá)可能會(huì)增加AML 患病幾率,且TET2、IDH1、IDH2 及WT1 基因突變會(huì)導(dǎo)致5hmC 基因表達(dá)水平下調(diào),具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
2.3 同源盒基因(HOX)HOX 是一族編碼基因,在各類AL 中均有差異性相關(guān)表達(dá)[25]。該基因可通過(guò)信號(hào)通路的關(guān)聯(lián)來(lái)參與AL的形成及預(yù)后,如HOX/Pbx3 通路的失調(diào)導(dǎo)致急性粒單核細(xì)胞白血?。╝cute myelomonocytic leukemia,AMML)的不良預(yù)后[26]。該基因家族在進(jìn)化上具有高度保守性,并且可參與胚胎和器官的發(fā)育過(guò)程中[27]。有研究發(fā)現(xiàn)[28],細(xì)胞的生理及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)均會(huì)受HOX11的相關(guān)靶基因的病理性表達(dá)的影響,而這些靶基因表達(dá)的改變大機(jī)率會(huì)降低腫瘤細(xì)胞對(duì)于化療藥物的敏感程度,從而改變化療的效果,最終導(dǎo)致AL 患者預(yù)后不良。由此可以得出,HOX 基因可以促進(jìn)造血祖細(xì)胞向不同的骨髓細(xì)胞分化并惡性增殖,從而增加了AML的患病風(fēng)險(xiǎn),伴隨著HOX 基因的表達(dá)水平增高,會(huì)增加骨髓細(xì)胞惡性增殖的程度。
2.4 EVI1/PTEN EVI1 是親嗜性病毒整合位點(diǎn)基因,其高表達(dá)與AML的發(fā)生、治療及預(yù)后息息相關(guān)。現(xiàn)在已經(jīng)被證明,EVI1 能夠引起髓系分化和凋亡受阻,且在治療過(guò)程中對(duì)化療藥物耐藥[29]。EVI1 基因陽(yáng)性突變導(dǎo)致緩解率和長(zhǎng)期生存率較低,提示AML預(yù)后欠佳。PTEN 基因正常表達(dá)時(shí)能夠抑制機(jī)體腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移及浸潤(rùn),但PTEN 基因的突變或異常表達(dá)會(huì)直接導(dǎo)致某些腫瘤發(fā)病。劉云峰等[30]研究顯示,在EVI1 陽(yáng)性的AML 患者細(xì)胞中,PTEN 基因的表達(dá)水平降低,提示PTEN 基因介導(dǎo)了EVI1 陽(yáng)性的AML的發(fā)病機(jī)制。綜合以上研究,可以得出EVI1基因突變會(huì)增加AML 患病幾率,同時(shí)增加患者耐藥風(fēng)險(xiǎn),提示預(yù)后欠佳。同時(shí)發(fā)現(xiàn)PTEN 基因介導(dǎo)了EVI1 基因的表達(dá),具體機(jī)制需進(jìn)一步探索。
2.5 HuR 與STAT3 HuR 基因編碼的蛋白主要位于細(xì)胞核,是一種mRNA 結(jié)合蛋白,可聯(lián)合于多種癌基因的mRNA,加強(qiáng)該基因穩(wěn)定性,從而發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控作用。研究顯示[31],HuR 在腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、分化及新生血管形成中發(fā)揮重要作用。Benekli M 等[32]研究發(fā)現(xiàn),HuR 表達(dá)抑制可下調(diào)CD7抗原和CD19 抗原表達(dá),從而進(jìn)一步促進(jìn)AML 患者預(yù)后良好的轉(zhuǎn)歸。STAT3 是STAT 家族的一個(gè)關(guān)鍵成員,與多種腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡等生物學(xué)行為有關(guān)。異常持續(xù)激活的STAT3 可促進(jìn)腫瘤形成和發(fā)展。在大腸癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肝癌等實(shí)體瘤中具有STAT3 高表達(dá),影響細(xì)胞增殖、血管侵入等生物學(xué)特征,可阻斷某些重要抑癌基因的活性,與疾病的復(fù)發(fā)及緩解率相關(guān)[33]。Dimri S 等[34]研究表明,抑制STAT3 信號(hào)能降低AML細(xì)胞等惡性腫瘤細(xì)胞增生,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。黃成雙等[35]關(guān)于新發(fā)初治AML 患者STAT3 mRNA 表達(dá)水平的研究顯示,該類患者的STAT3 mRNA 表達(dá)水平較對(duì)照組顯著提高,證實(shí)STAT3 參與了AML的發(fā)生。李光曦等[36]研究指出,抑制HuR 表達(dá)可降低P-STAT3 表達(dá),提示HuR 對(duì)AML 患者細(xì)胞凋亡及細(xì)胞免疫表型的影響可能與抑制STAT3 信號(hào)通路有關(guān)。結(jié)合以上研究可以推測(cè),抑制HuR 可以誘導(dǎo)AML細(xì)胞凋亡,機(jī)制可能與STAT3 信號(hào)通路有關(guān),提示HuR 可作為AML 分子治療的新靶點(diǎn)。
2.6 膀胱癌相關(guān)蛋白基因(BLCAP)BLCAP的表達(dá)已被證實(shí)與多種惡性腫瘤的預(yù)后相關(guān)。Gromova I等[37]研究結(jié)果顯示,BLCAP 基因的表達(dá)與AML 患者的年齡等因素相關(guān),較為年長(zhǎng)的AML 患者BLCAP 基因的表達(dá)水平較低,但同時(shí)治療緩解率也較低。此外該研究還指出,BLCAP 基因的表達(dá)與AML 患者的療效及預(yù)后密切聯(lián)系,BLCAP 基因在治療后未緩解者的表達(dá)低于緩解者(P<0.05);治療后復(fù)發(fā)、病情進(jìn)展及死亡患者的BLCAP 基因的表達(dá)較治療后病情穩(wěn)定者顯著減低。據(jù)此推測(cè),檢測(cè)BLCAP 基因在AML 中的表達(dá)可作為AML 患者病情評(píng)估、療效預(yù)測(cè)的指標(biāo)。
2.7 miRNA-107 miRNA-107 是普遍存在于多種生物中的非編碼小RNA,在細(xì)胞的凋亡、增殖等機(jī)制中具有重要作用。臨床研究表明[38],miRNA的異常表達(dá)與多種疾病相關(guān),包括腫瘤、自身免疫疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等。黃鳳霞等[39]研究發(fā)現(xiàn),miRNA-107 高表達(dá)組患者HGB 水平、NPML 突變型占比及完全緩解率均顯著高于miRNA-107 低表達(dá)組,提示miRNA-107 可能參與調(diào)節(jié)患者造血功能,而高表達(dá)miRNA-107 患者預(yù)后更佳。以上研究表明,miRNA-107 高表達(dá)可能是AML 預(yù)后良好的標(biāo)志物,該分子可用來(lái)評(píng)估AML 預(yù)后。
2.8 PTEN PTEN 基因是磷脂酶家族發(fā)現(xiàn)的首個(gè)抑癌基因,介導(dǎo)了細(xì)胞的增殖、凋亡等生物過(guò)程的調(diào)控。Kitagishi Y 等[40]提出,PTEN 基因在大部分腫瘤中低表達(dá)甚至缺失,包括常見的血液腫瘤。孫巨勇等[41]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),AML 中PTEN 表達(dá)下降時(shí),BCL-2蛋白及mRNA 表達(dá)都呈上升趨勢(shì),提示上調(diào)PTEN基因表達(dá),從而抑制PI3K/AKT 信號(hào)通路,進(jìn)而下調(diào)BCL-2 表達(dá),最終遏制腫瘤的增殖或可成為新的AML 靶向藥物治療研究方向。
2.9 Pim-3 Pim-3 基因最早在大鼠嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn),是一種能夠能誘導(dǎo)細(xì)胞膜發(fā)生去極化的誘導(dǎo)基因,介導(dǎo)了細(xì)胞磷酸化通路過(guò)程[42]。周震滄等[43]研究指出,Pim-3 基因在AML 中較對(duì)照組表達(dá)量低,提示Pim-3 基因可能參與了AML 發(fā)生發(fā)展過(guò)程。同時(shí),Pim-3 基因在化療前后AML 患者細(xì)胞上中表達(dá)有差異,更加對(duì)于Pim-3 基因或可為AML 預(yù)后相關(guān)基因這一假說(shuō)提供有力依據(jù)。
AL的發(fā)生發(fā)展及復(fù)發(fā)受到多種預(yù)后相關(guān)基因突變的影響,涉及細(xì)胞代謝的多個(gè)途徑,且基因之間相互影響、疊加,機(jī)制復(fù)雜。因此,研究AL 預(yù)后相關(guān)基因的作用顯得更加重要,且是未來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)AL發(fā)病根源的必然途徑。希望本文能夠?yàn)锳L的臨床提供更多的信息及思路,同時(shí)為疾病的危險(xiǎn)度分層,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步靶向治療提供相關(guān)研究方向。