兒童白血病分子標志物研究進展△

馬東禮 陳虹宇 曹科 張霞 黃娟 鐘山

深圳市兒童醫(yī)院兒科研究所，深圳 518026

兒童白血病是我國最常見的小兒惡性腫瘤。據(jù)調(diào)查，我國10歲以下兒童白血病的發(fā)生率為3～4/10萬，且男性發(fā)病率高于女性。兒童白血病種類繁多，發(fā)病機制復雜，病因至今仍未完全明了。因為缺少有效的早期診斷技術，導致臨床治療效果差及預后不良。小兒時期發(fā)生的白血病多為急性白血病，急性白血病根據(jù)增生的白細胞種類的不同又可分為急性淋巴細胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia，ALL）和急性非淋巴細胞白血病（acute nonlymphocytic leukemia，ANLL）兩大類，前者占小兒白血病的70%～85%。白血病精確的診斷分型是正確選用化療方案的前提。目前國際上常采用形態(tài)學（morphology，M）、免疫學（immunology，I）、細胞遺傳學（cytogenetics，C）和分子生物學（molecular biology，M）分型，即MICM分型。白血病在發(fā)生發(fā)展過程中存在著多種基因和蛋白質(zhì)水平的改變，而這些基因和蛋白質(zhì)便可作為白血病的分子標志物。兒童白血病的分子標志物分為兩大類，一類是蛋白質(zhì)水平的標志物，另一類是基因水平的標志物。分子標志物的主要意義為：①白血病的診斷及分型，特別是疾病的早期診斷；②疾病的預后評估；③微小殘留病變（minimal residual disease，MRD）的風險評價；④標靶治療藥物的選擇及療效監(jiān)控。隨著分子生物學技術（高通量基因測序技術）的快速發(fā)展，新的白血病分子標志物不斷被發(fā)現(xiàn)，極大地推動了兒童白血病的診斷與治療。本文對近年來重要的兒童白血病分子標志物的研究進展進行如下總結(jié)。

1 兒童白血病分子標志物

1.1 CBFb-MYH -MYH1111嵌合基因

核結(jié)合因子（core binding factor，CBF）在白血病中表現(xiàn)異常，主要的特征是編碼轉(zhuǎn)錄因子CBF異二聚體成分的基因發(fā)生重排，而其在血細胞的正常發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。CBF復合物是RUNX1（又稱 AML1）和 CBF-β的異二聚體，而此復合物的編碼基因常常發(fā)生染色體易位，從而導致各種AML1和CBF-β嵌合基因的出現(xiàn)，編碼產(chǎn)物為缺陷的CBF復合物，且該產(chǎn)物可以干擾和抑制基因的正常轉(zhuǎn)錄。上述染色體易位可導致一些特征性的白血病分子標志物出現(xiàn)，如t（8；21）/RUNX1-RUNX1T1，t（3；21）/RUNX1-EVI1 和 inv（16）/t（16；16）染色體易位而引發(fā)的CBFbˉMYH11嵌合基因的出現(xiàn)[1-4]。

1.2 PML-RAR -RARα雜合子基因

根據(jù) FAB（Franch-American-Britai）分型診斷標準可知：急性髓細胞白血?。╝cute myelocytic leukemia，AML）在臨床上可分為M0～M7共8種，其中M3為急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）（AML-M3）。APL特征性的遺傳學表現(xiàn)為17號染色體上的維甲酸受體基因（RARα）和15號染色體上的早幼粒細胞性白血?。╬romyelocytic leukemia，PML）基因發(fā)生易位，產(chǎn)生PML/RARα雜合子基因，可通過逆轉(zhuǎn)錄PCR（reverse transcription-PCR，RT-PCR）方便地檢測出來。這一測試可以對疾病進行快速和準確的診斷，同時PML/RARα雜合子基因還可作為分子標志物被用于監(jiān)測MRD。同以往形態(tài)學、染色體檢查等常規(guī)方法相比，通過RT-PCR檢測PML/RARα基因是在臨床上取得的巨大進步。通過檢測PML/RARα基因表達水平，可以評估各種抗白血病藥物的治療效果，以及緩解預期和復發(fā)風險，從而指導醫(yī)生提前對某些高風險病例進行必要的干預。

1.3 DEK-CAN -CAN融合基因

伴有t（6；9）染色體易位的AML是一種相對罕見的疾病，該染色體易位主要發(fā)生于AML（M1、M2和M4）中。該疾病有特殊的臨床表現(xiàn)和形態(tài)學特征，且兒童白血病發(fā)病前往往表現(xiàn)為骨髓發(fā)育不良。DEKˉCAN融合基因可導致嵌合蛋白的出現(xiàn)，而這一嵌合蛋白則被稱為NUP214。DEK基因是一種真核細胞的染色質(zhì)成分，通過引入負超螺旋調(diào)節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)。CAN基因是一種細胞核孔復合物蛋白，參與細胞核和細胞質(zhì)間的物質(zhì)交換。DEKˉCAN融合基因可以用來作為伴有t（6；9）染色體易位的AML的標志物，為疾病的早期診斷和分型提供幫助[5]。

1.4 NPM-NPM-11基因

NPM1基因位于5號染色體長臂上（5q35），是在生理狀況下可以穿梭于核仁、核質(zhì)和胞質(zhì)之間的核仁磷酸蛋白。其編碼產(chǎn)物可能參與細胞生命環(huán)節(jié)的多個部分，包括調(diào)節(jié)ARF/p53的信號傳導途徑。該基因外顯子12的突變與具有正常染色體組型的AML相關，特別與單核細胞白血病相關。具有NPM1基因變異的患者經(jīng)過標準的化療藥物誘導后能獲得極高的完全緩解率。Gale等[6]比較了三組NPM1變異的AML患者，經(jīng)過標準化療藥物誘導，那些只有NPM1基因變異而沒有fms樣酪氨酸激酶-3/跨膜區(qū)內(nèi)部串聯(lián)重復（fms-like tyrosine kinase-3/internal tandem duplication，F(xiàn)LT3/ITD）突變的患者獲得了最好的緩解效果；而缺乏上述兩種基因變異或者同時具有上述兩種基因變異患者的緩解效果較差；只有FLT3/ITD基因的患者化療緩解率最差。

1.5 c-kit -kit受體

kit基因是坐落于染色體4q11-12上面的原癌基因，其表達產(chǎn)物稱c-kit受體。c-kit受體是一個分子量為143.85 ku（145 kD）的跨膜性糖蛋白，屬于酪氨酸激酶家族Ⅲ型受體成分。由于編碼kit蛋白的某些功能域的核酸變異，導致kit蛋白不依賴配體激活。c-kit受體變異頻率在不同白血病患者中高低不一，但在CBF陽性的AML患者中相對高發(fā)，包括t（8；21）、inv（16）（p13q22）或t（16；16）（p13；q22）在內(nèi)的基因標志物往往預示著較高的復發(fā)風險。c-kit受體陽性的患者適宜于接受酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinaseinhibitors，TKI）的治療[7]。

1.6 FLT3基因

FLT3基因是受體酪氨酸激酶家族的成員；其受體主要被表達于造血干細胞，并且可以促進造血干細胞的分化和增殖。FLT3基因受體和配體的相互作用可以導致受體聚合，從而激活受體酪氨酸激酶活性及受體的磷酸化，而磷酸化的FLT3可以啟動細胞信號傳遞途徑，進而誘導細胞分化[8]。FLT3基因變異和LTD3ˉITD融合基因通常被發(fā)現(xiàn)與白血病的不良預后密切相關[9]。

1.7 EVI EVI11基因過表達

逆轉(zhuǎn)錄病毒整合位點1（ecotropic viral integration site 1，EVI1）基因位于染色體3q26，近年被確認為是與人類白血病的發(fā)生密切相關的高風險原癌基因[10]。在造血細胞中，EVI1基因的不正常表達與骨髓細胞病變相關。在AML患者中，基因芯片技術可以發(fā)現(xiàn)10%～22%病例的EVI1基因高表達。除了與髓系病變有關，EVI1基因在13.8%的ALL患者中同樣被觀察到了高表達。但是，目前的科研資料尚未明確EVI1的預后價值。

1.8 BAALCBAALC基因和MNMN11基因

腦和急性白血病細胞質(zhì)（brain and acute leukemia cytoplasmic，BAALC）基 因 位 于 染 色 體8q22.3。Yahya等[11]的研究結(jié)果顯示，BAALC基因過表達在AML的發(fā)病過程中發(fā)揮作用，具有一定預后意義；而在正常情況下，BAALC基因在神經(jīng)外胚層來源組織中并不表達。BAALC基因在造血干細胞和白血病細胞中高度表達，而當細胞進入分化階段時則表達水平降低。該基因不但對白血病的預后有一定的意義，而且對MRD的評價也有一定的參考價值。

腦膜瘤1（meningioma 1，MN1）基因位于人的第22號染色體，該基因的過度表達對AML患者的預后有一定的指示價值。MN1基因表達水平越高，患者的預后越差，且表現(xiàn)為生存期縮短和復發(fā)率高。MN1基因的高表達與inv（16）及EVI1基因密切相關，提示MN1基因可能在AML的發(fā)病中發(fā)揮重要作用[12]。

1.9 WTWT11基因

Wilms腫瘤基因（Wilms tumor gene，WT1）是一個抑癌基因，在Wilms腫瘤（一種小兒腎癌）患者中該基因關閉。該基因位于11q13，僅存在于腎和造血細胞中。WT1編碼產(chǎn)生的一種具有鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，不但可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)某些生長因子和受體的表達，同時還參與造血干細胞的分化成熟。Candoni等[13]的研究結(jié)果顯示，隨著白血病患者治療后的完全緩解，WT1基因突變也會消失，提示該基因及編碼蛋白可以作為MRD及復發(fā)風險評估的生物標志物。

1.1 0MLLMLL基因

混合譜系白血病（mixed lineage leukemia，MLL）基因位于染色體11q23，在急性白血病中，通過染色體易位和其他基因形成融合基因。到目前為止，超過40%的MLL相關融合基因被確認。異常MLL基因可以在初發(fā)AML及ALL患者中被檢測到。MLL基因重排在AML中涉及11q23的染色體易位是t（9；11）（p22；q23），形成融合轉(zhuǎn)錄子MLL-AF。其他發(fā)生在11q23的易位的染色體t（6；11）（q27；q23）、t（10；11）（p12；q23）、t（11；19）（q23；p13.1）及t（11；19）（q23；p13.3），分別形成融合轉(zhuǎn)錄子 MLL-AF6、MLL-AF10、MLL-ELL 以及MLL-ENL。在AML病例中，融合轉(zhuǎn)錄子中的MLLAF9通常被認為與較輕的臨床表現(xiàn)有關[14]。因此，檢測不同的MLL基因重排對白血病的診斷有著重要的意義，MLL基因可被認為是白血病診斷的分子標志物。

1.1 1 13q14缺失

現(xiàn)有的研究資料顯示，運用傳統(tǒng)的細胞遺傳學方法對慢性淋巴細胞白血?。╟hronic lymphocytic leukemia，CLL）患者的病變細胞進行染色體組型檢查時發(fā)現(xiàn)，單純的13q14染色體缺失和染色體缺失伴13q染色體易位均可作為兒童白血病預后不良的標志[15-16]。另外，腫瘤細胞表面的一些白細胞分化抗原（如CD11c、CD25、CD68、CD103、CD123、CD200、annexin A1、cyclin D1、DBA.44、HBME-1、phospho-ERK1/2TRAP和T-bet）均在白血病細胞上有特異性的反應，也有可能成為腫瘤細胞標志物。已經(jīng)有研究者在這一領域進行了諸多探索，并且取得了一定的進展，未來有必要在這一方向進行更深入和廣泛的研究[16]。

2 其他的分子標志物

2.1 腎素

腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS）的重要成分腎素已被證實在病變的骨髓和造血干細胞中表達。某些AML（M4型和M5型）患者的骨髓被檢測到了腎素高表達；與此相反，來源于健康志愿者的骨髓內(nèi)則未發(fā)現(xiàn)腎素的高表達[17]。腎素同疾病的活動度有關，當AML完全緩解時，腎素消失；而當疾病復發(fā)時，腎素水平重新升高[18]。

2.2 ASPH

人天冬氨酰β羥化酶（aspartate beta-hydroxylase，ASPH）是一種白血病高特異性分子標志物。Lebowitz等[19]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞的ASPH在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平有高表達，進而導致細胞內(nèi)ASPH轉(zhuǎn)移至細胞表面，成為腫瘤免疫治療的有效標靶。同時研究證明，可以利用外周血細胞標本進行ASPH表達水平的檢測，從而評價MRD水平以及白血病復發(fā)的可能性，特別是AML。

2.3 血清鐵蛋白

血清鐵蛋白可以作為髓系白血病的分子標志物。白血病患者血清中存在與總儲存不相符的高水平血清鐵蛋白。AML在治療前和CML急變期均表現(xiàn)超高的血清鐵蛋白水平（為正常值的21倍）。AML患者經(jīng)化療完全緩解后，血清鐵蛋白水平可以恢復至正常，白血病復發(fā)則導致血清鐵蛋白濃度的平行性增高。而CML患者血清鐵蛋白濃度表現(xiàn)正常，急變時血清鐵蛋白濃度則急劇升高。因此，血清鐵蛋白可以作為臨床上各型白血病的腫瘤標志物，用于疾病輔助診斷以及病程監(jiān)控[19]。

2.4 PED7B

有研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)核苷酸磷酸二酯酶（cyclic nucleotide-dependent phosphodiesterase，PDE）7B既是CLL發(fā)展的關鍵因素同時又是潛在的藥物靶點，在CLL患者中，其水平比健康人高出10倍[20]。PDE7B可以控制環(huán)一磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平，而cAMP又與CLL中異常的細胞凋亡有關。高水平的PDE7B意味著更少的cAMP和細胞凋亡過程異常。美國加州大學藥學院Peiró等[21]發(fā)現(xiàn)，PDE7B水平越高，患者預后越差。PDE7B可以單獨作為CLL的生物標志物，如果水平較低或表達不明確時可以與其他生物標志物配合使用，為白血病診斷提供參考。PDE7B對疾病的預后有一定的作用，同時可能是一個很好的藥物靶點，如果我們能夠設計藥物來阻止這種酶，這將提高cAMP水平和促進癌細胞凋亡。

3 小結(jié)

染色體基因組變化的頻繁性和隨意性導致白血病的臨床表現(xiàn)多樣化。目前已知某些特定基因的改變可以導致特定的病變細胞形態(tài)和臨床特征，這些基因改變已經(jīng)影響到白血病的診斷、預后、治療方案制定及復發(fā)風險評估等方面。隨著現(xiàn)代分子生物學的飛快發(fā)展，科學家將會發(fā)現(xiàn)更多特異性的白血病分子標志物，這將有助于闡明白血病的發(fā)生機理，同時為白血病的診斷、分型及個性化治療提供科學全面的指導。

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