急性髓系白血病預后基因的研究進展

任毅飛 吳隼 呂國慶 劉憲凱 陶貞 張肖肖

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia，Aml)是一種高度異質(zhì)性克隆性疾病，雖然越來越多的藥物應用于Aml，但患者的預后并未得到明顯改善，預后較差，長期生存時間較短，復發(fā)率及死亡率較高。細胞遺傳學和分子遺傳學在Aml患者中有重要的預后價值，目前預后分層主要根據(jù)染色體核型和基因突變類型作為預后分層指標來指導臨床治療[1]。本文將進一步探討相關預后基因?qū)ml的預后影響的研究進展。

1 NPM1突變

核磷蛋白(NPM1，nucleophosmin)又稱B23、N038，屬于核磷蛋白家族，是一種廣泛在核仁表達的蛋白，該基因位于5q35，共有12個外顯子，其蛋白質(zhì)由294個核苷酸組成。NPM1的突變會導致該蛋白從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)，引起急性髓細胞白血病[2]。NPM1突變可出現(xiàn)于FAB-Aml各亞型(M3除外)中，其中最常見于M4、M5a和M5b亞型，發(fā)生頻率分別為77%、71%和90%，但在M2中的發(fā)生頻率卻為34%[3]。NPM1突變在成人Aml中發(fā)生頻率為25%～35.2%，其中在正常核型Aml(normal karyotypic Aml，nk-Aml)中高達40.9%～61.7%，明顯高于異常核型Aml(8.3%)[4]。根據(jù)NCCN診療指南指出初診時核型正?；颊逳PM1突變但不伴有FLT3-ITD 突變?yōu)轭A后良好的標志[5]，但在臨床工作中發(fā)現(xiàn)僅有部分患者僅能夠獲得長期生存，根據(jù)染色體核型分析，國內(nèi)外研究均指出正常核型伴有NPM1突變患者的長期生存率明顯高于異常核型伴有NPM1突變的患者[3,4]，可能與染色體核型異常存在較高的復發(fā)風險有關。侯降雪等[6]研究指出，年齡(≥60歲)、WBC(≥100×109/L)及NPM1高負荷是影響EFS的獨立危險因素；年齡(≥60歲)及NPM1高負荷是影響OS的獨立危險因素，NPM1高突變負荷是NPM1突變Aml患者的獨立預后不良因素，導致患者預后較差。 在臨床中，還可發(fā)現(xiàn)在正常核型Aml中存在NPM1基因突變與其他突變基因相伴隨，最常見的為FLT3、IDH突變[7]，與其他突變相伴隨較少見。Susanne等[8]研究發(fā)現(xiàn)NPM1突變與IDH1突變呈強相關(P<0.01)，但是沒有發(fā)現(xiàn)所有其他突變(FLT3-ITD，F(xiàn)LT3-TKD，mlL-PTD，NPM1，CEBPA和NRAS)在預后上是唯一的標志物。然而發(fā)現(xiàn)NPM1突變和FLT3野生型的組合是有利的(P=0.029)。鄒積艷等[9]研究表明NPM1突變FLT3野生型患者獲得CR1頻率為88.9%，NPM1突變合并FLT3突變患者獲得CR1頻率為25%(P<0.01)，導致預后較差，考慮FLT3 ITD突變起源于NPM1突變克隆，支持了“二次打擊”的Aml發(fā)病理論。

2 FLT3

FMS樣的酪氨酸激酶3(Fms-like tyrosine kinase,FLT3)屬于Ⅲ型受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase Ⅲ,RTK Ⅲ)家族成員，位于染色體 13q12，包含24個外顯子，編碼993個氨基酸[10]。FLT3 是 Aml 的基因突變最常見形式，其突變率約為1/3，與預后相關，其中FLT3的激活突變主要有2種：內(nèi)部串聯(lián)重復(internal tandem duplication,ITD)和活化環(huán)中的點突變(point mutation in the activation loop,TKD點突變)，F(xiàn)LT3-ITD。據(jù)報道成人Aml中FLT3-ITD突變發(fā)生率為20.8%～27%[11]，而FLT3-TKD突變發(fā)生率僅為4.8%～7.7%[12]，根據(jù)NCCN指南提出正常核型伴有FLT3-ITD以及野生型NPM1 +/FLT3-ITD高突變負荷為預后不良組[13]，F(xiàn)LT3-TKD突變對預后的影響一直存在爭議，戴緯等[14]通過Meta分析指出FLT3-TKD突變?yōu)轭A后不良標志，F(xiàn)LT3-TKD突變僅對Aml患者的OS產(chǎn)生不良影響，導致Aml患者預后較差，但FLT3-ITD突變主要因其可導致Aml患者外周血白細胞計數(shù)及骨髓原始細胞比例升高、CR率低、DFS率及OS率均較低且耐藥率高成為Aml患者預后不良因素[15]。Schlenk等[16]研究指出FLT3-ITD等位基因比值可影響Aml患者預后，F(xiàn)LT3-ITD等位基因比值>0.51導致預后差，F(xiàn)LT3-ITD等位基因比值<0.51預后相對良好，等位基因比值>0.51可通過allo—HSCT可以改善Aml患者的長期預后，但等位基因<0.51的患者不能通過allo—HSCT改善預后。鄒積艷等[9]研究指出NPM1+/FLT3-ITD-患者CR1達到88.9%，而雙陰性的患者的CR1為48.5%，不伴有NPM1突變的FLT3-ITD突變陽性的患者CR1僅有15.4%，該研究未提及雙陽性，提示獲得CR1率越高，預后越好，同時國外研究者Gale 等[17]研究認為NPM1突變陽性不伴FLT3-ITD突變?yōu)轭A后良好組，不伴有NPM1突變且不伴有FLT3- ITD突變或伴有NPM1 突變陽性同時伴FLT3-ITD突變陽性為預后中等組，不伴有NPM1突變但伴FLT3-ITD突變陽性為預后不良組。上述兩項研究均再次驗證了不伴NPM1突變但伴FLT3-ITD突變陽性為Aml患者預后不良因素。

3 CEBPA雙突變

CCAAT/增強子結(jié)合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein α,C/EBPα)位于染色體19q13，編碼一個長為356個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，屬于髓系特異性的堿性區(qū)域/亮氨酸拉鏈(bZIP)家族，是維持造血系統(tǒng)粒系增殖與分化平衡的重要轉(zhuǎn)錄因子[18]。CEBPA主要包括氨基端(N端)的轉(zhuǎn)錄活性區(qū)、DNA結(jié)合區(qū)和羧基端(C端)的亮氨酸豐富的二聚化功能區(qū)[19]。CEBPA突變主要包括單突變和雙突變。雙突變(duCEBPA)是指同時發(fā)生N端、C端突變，根據(jù)國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)CEBPA雙突變絕大多數(shù)見于Aml，占Aml患者CEBPA突變的5%～14%，多見于FAB分型的M1或M2，約70%的具有CEBPA突變的Aml患者具有正常核型[20]，并且在有良好核型的Aml患者中，如t(15；17)、inv(16)或t(8；21)，沒有觀察到CEBPA突變[21]，根據(jù)NCCN指南，將CEBPA基因雙突變的Aml患者歸為預后良好組。單突變(siCEBPA)指僅發(fā)生N端或C端突變，約占CEBPA突變患者的2.2%～3.9%[22]，Pastore等[23]研究結(jié)果提示與CEBPA單基因突變患者相比，攜帶CEBPA雙突變的患者具有更好的OS和RFS；但CEBPA單突變患者的長期預后與無突變患者的預后相當[24]。研究結(jié)果均提示CEBPA雙突變的Aml患者OS及CR率均優(yōu)于無突變者[42]。Pastore等[23]研究報道提示CEBPA雙突變的Aml患者1年內(nèi)復發(fā)率(33%)低于CEBPA單突變者(63%)，并且CEBPA雙突變患者的OS及RFS明顯優(yōu)于CEBPA單突變者。CEBPA單突變與CEBPA雙突變相比更易與其他基因突變相伴性，在法國的一項研究中，在15名患者中有5名(33%)出現(xiàn)了FLT3-ITD陽性，這使CEBPA突變組的OS顯著降低，研究者建議將CEBPA突變的患者根據(jù)是否存在FLT3-ITD突變分類為中等風險或良好風險[25]，但該研究并未嚴格細分CEBPA單突變和雙突變。Fasan等[26]研究結(jié)果表明CEBPA單突變伴NPM1突變者比CEBPA單突變無NPM1突變者預后較好。CEBPA雙突變者提示預后良好，但國內(nèi)外研究CEBPA單突變患者的樣本量仍相對較少，這就需要我們進一步擴大樣本量研究CEBPA單突變與預后的關系。

4 TP53突變

TP53基因是重要的抑癌基因之一，其位于染色體的17q13.1，長19144個核苷酸。TP53作為轉(zhuǎn)錄因子在維持基因組的穩(wěn)定性、保持正常細胞的狀態(tài)中發(fā)揮關鍵作用[27]。TP53突變在原發(fā)Aml病例中發(fā)生率僅為8%，是其他惡性腫瘤中發(fā)生率最低的疾病之一，但在治療相關的Aml(t-Aml)中，其中TP53是最常見的突變基因，TP53突變頻率約為30%[28]。復雜核型(CK)-Aml占成人Aml的10%到15%，并且TP53突變是CK-Aml中最常見的分子病變，突變率約為70%[29]，+5/5q-和/或+7/7q- 是在TP53突變的CK-Aml最頻繁發(fā)生的染色體核型異常。對CK-Aml的發(fā)病機制知之甚少，但TP53的高頻率改變，特別是雙等位基因改變，表明p53在白血病發(fā)生中的重要作用。這一假說的證據(jù)來自于在小鼠和人類疾病中的幾項觀察：(1)小鼠研究需要雙等位基因TP53失活和一種伴隨的髓系白血病基因的“第二次打擊”表明，p53丟失的髓系祖細胞表現(xiàn)出異常的自我更新，從而促進Aml[30]；(2)在高危MDS和(或)從5q-綜合征演變而來的Aml，觀察到先前存在的TP53突變亞克隆的擴增[31]。根據(jù)NCCN指南中預后分層標準，將TP53突變作為Aml患者預后不良的標志。國內(nèi)張瑩等[32]研究報道伴TP53基因突變的Aml患者對傳統(tǒng)化療反應較差，中位生存時間(14.1個月)較無TP53基因突變組(31.4個月)明顯縮短(P=0.029)，導致預后不良，同樣國外Welch[33]研究發(fā)現(xiàn)伴TP53基因突變的Aml患者中位生存時間為5～9個月，總生存期短并且易耐藥和高復發(fā)率均導致預后較差。Terada等[34]研究發(fā)現(xiàn)TP53突變與FLT3-ITD和NPM1突變互斥，考慮正常核型Aml中的DNA甲基化調(diào)節(jié)基因突變經(jīng)常與高頻突變(例如FLT3-ITD和NPM1)共存，與TP53基因突變的Aml相比，具有DNA甲基化調(diào)節(jié)基因突變的Aml的染色體異常少且總基因突變計數(shù)更高。這就表明TP53基因突變與DNA甲基化調(diào)控基因突變等其他基因突變有著本質(zhì)不同的白血病發(fā)生機制。研究表明，TP53基因突變的Aml患者對標準化療反應性差，完全緩解率為20%～40%，復發(fā)率高，中位生存時間為4～9個月[35]，低甲基化藥物(HMA)阿扎胞苷和地西他濱是老年Aml患者和不適合接受誘導化療的患者的首選一線治療[36]。阿扎胞苷在TP53基因突變的Aml患者中的應用已經(jīng)得到了前瞻性AZA-Aml-001試驗亞組分析的支持，與常規(guī)治療方案(最佳支持治療、小劑量阿糖胞苷或7+3誘導)相比，應用阿扎胞苷治療的Aml患者的OS(10.4個月VS 6.5個月)更長[37]。Welch等[38]在研究應用地西他濱治療TP53基因突變的Aml患者中，發(fā)現(xiàn)TP53基因突變較野生型TP53患者相比，對10 d/月的地西他濱方案有較高的反應率。并且最近的一項回顧性分析表明，TP53突變的Aml患者中，阿扎胞苷和地西他濱的治療結(jié)果相似，而且HMA治療后，TP53突變患者的OS有所改善[39]。Middeke研究指出TP53突變Aml患者在常規(guī)標準化療獲得CR后接受異基因造血干細胞移植可以改善患者的EFS和OS，但有相關報道在15例初次獲得CR且接受HSCT的TP53突變的CK-Aml患者，其中14例復發(fā)并死亡[40]，再次驗證了TP53突變的CK-Aml患者預后較差，改善高風險患者的長期預后有待進一步研究。

5 ASXL1突變

ASXL1(Additional sex combs-like 1)基因是 Trithorax(TrxG)家族和 Polycomb(PcG)家族的增強子，用于調(diào)節(jié)同源異型基因(Hox基因)的表達。該基因可通過PcG和TrxG蛋白共同維持Hox基因的穩(wěn)定狀態(tài)，該基因定位于染色體20ql1，編碼一個長為1541個氨基酸的核蛋白[41]，幾乎所有的髓系腫瘤均發(fā)生了ASXL1突變，突變頻率大約為>5%[42]。根據(jù)NCCN指南預后分層標準ASXL1突變?yōu)轭A后不良標志。RUNX1是ASXL1突變Aml中最常見的突變基因，在原發(fā)性Aml的發(fā)生頻率為4.5%～10.8%，在繼發(fā)性Aml的發(fā)生頻率為19.3%～58%[43]，并且有研究者報道說，在先前的MDS階段患者中已經(jīng)存在ASXL1突變及存在ASXL1突變的CMml患者，易導致Aml的發(fā)展[44]。國內(nèi)外研究報道，ASXL1突變在男性、年齡較大(>60歲)較常見，并且研究表明當根據(jù)年齡和疾病類型分層時，發(fā)現(xiàn)年輕的原發(fā)性疾病患者對預后沒有影響[45]。ASXL1突變患者較ASXL1野生型患者的預后較差，2年的OS明顯較差。但Sharkawi等[46]研究指出不能將其歸因于ASXL1突變患者對化療的更高的原發(fā)耐藥性，因為他們觀察到根據(jù)患者的ASXL1基因類型，緩解和耐藥性疾病的發(fā)生率沒有差異，但ASXL1突變患者較ASXL1野生型患者的復發(fā)比率顯著增加。Kakosaiou等[47]研究報道異常核型(15.5%)和正常核型(13%)Aml患者的ASXL1突變頻率相似，8號染色體三體是Aml中最常見的染色體數(shù)目畸變之一，發(fā)生頻率為10%，僅有8號染色體三體的患者大多被歸類為中等預后[48]，但Zong等[49]研究指出ASXL1突變伴8號染色體三體的原發(fā)性Aml預后不良。德國-奧地利Aml SG小組對Aml患者進行了更大規(guī)模的隊列分析，發(fā)現(xiàn)ASXL1和NPM1突變同時發(fā)生的病例很少見(ASXL1突變病例中有5.9%的NPM1突變陽性，而ASXL1野生型攜帶者中有29.7%)，大量研究表明NPM1和ASXL1共突變確實存在于少數(shù)Aml患者中[50]，并且ASXL1和RUNX1突變的共存仍導致Aml患者預后不良[51]。綜上所述，存在ASXL1突變?yōu)轭A后不良的標志。

6 RUNX1(Aml1)突變

Runt 相關轉(zhuǎn)錄因子(runt-related transcription factor，RUNX)家族是一類重要的發(fā)育調(diào)控因子，在細胞增殖、分化、發(fā)育以及凋亡中起調(diào)控作用。RUNX 家族主要包括 RUNX1、RUNX2 和 RUNX3，其中RUNX1又名為Aml1，定位于染色體2lq22區(qū)，是生成和維持造血干細胞(HSC)以及分化成各種造血譜系所必需的轉(zhuǎn)錄因子[52]。根據(jù)NCCN指南預后分層標準將單獨伴有RUNX1突變的Aml患者歸為預后不良組。研究結(jié)果表明RUNX1突變在成人急性髓系白血病(Aml)的患者中約占8%～13%[53]。國內(nèi)外研究表明，RUNX1突變多見于老年、男性患者[54]。由于RUNX1基因是作為t(8;21)易位的融合基因克隆而來，因此它參與白血病的發(fā)生。從形態(tài)上講，大多數(shù)攜帶t(8; 21)的Aml細胞被歸類為Aml M2，而少經(jīng)常歸為Aml M1，Kadia等[55]對RUNX1突變的Aml患者研究中，RUNX1突變高表達組中M1和M2亞型的患者明顯多于RUNX1突變低表達組，有RUNX1突變的Aml患者中白血病細胞表達CD34和HLA-DR的頻率較高，但表達CD15的頻率較低，這可能反映了該突變與Aml的未成熟亞型有關[53]。大量研究結(jié)果顯示伴RUNX1突變的Aml患者與RUNX1未突變患者相比，對標準化療方案易耐藥，有較低的CR，并且EFS，RFS和OS更差，并且伴RUNX1突變Aml患者中位總生存時間為13.3個月，低于無突變組的21.1個月[56]，國內(nèi)研究學者報道中，在42例Aml患者中位總生存時間為14個月明顯低于無突變組[54]。與以前的研究相似，Gaidzik等[57]發(fā)現(xiàn)RUNX1突變與未分化的FAB M0髓細胞形態(tài)和中危細胞遺傳學相關。根據(jù)Tang等[53]的研究，RUNX1突變在高危細胞遺傳學的Aml患者中的發(fā)生頻率較低，而在CBF-Aml和APL未發(fā)生。在中危組的Aml中，RUNX1突變與正常核型和8三體性相關，而且根據(jù)在以前的報道，RUNX1突變通常與特定的細胞遺傳學異常相關，例如三體性8(+8)、+13或+21[58]，但是Tang等[53]在研究中發(fā)現(xiàn)除了+8沒有找到RUNX1突變與+5/5q-、+7/7q-、+11，+13或+21之間的任何關聯(lián)，并且該研究在t(15; 17)，t(8; 21)或inv(16)的Aml患者中從未發(fā)現(xiàn)RUNX1突變。研究表明最常見的共突變是ASXL1，在老年人群中尤其普遍[59]，并且ASXL1/RUNX1雙突變的Aml患者有較低的治療反應率，而在年輕患者中，RAS共發(fā)突變(44%)和FLT3-ITD(33%)也很常見，這兩種突變代表了它們具有促進干細胞增殖的能力并因此與RUNX1突變在Aml發(fā)病機制中發(fā)揮協(xié)同作用[60]。Khan等[61]研究發(fā)現(xiàn)，與FLT3突變相關的RUNX1突變的Aml患者具有更好的OS和EFS；但先前的研究已經(jīng)確定RUNX1突變的Aml患者的不良反應與FLT3-ITD無關[62]。Chou等[63]研究結(jié)果提示RUNXl突變在非HSCT組是一個影響預后的獨立危險因素，而在allo-HSCT組卻為預后良好因素。國內(nèi)陳思帆等[54]研究中allo-HSCT組1年OS、DFS 率顯著高于化療組(P=0.036，P= 0.047)，提示移植可改善RUNXl突變患者的預后。總之，RUNX1突變?yōu)锳ml預后不良標志，改變患者預后需要我們進一步去研究。

7 C-kit突變

C-kit基因位于人染色體4q12-13，屬于原癌基因，其產(chǎn)物是Ⅲ型酪氨酸激酶。C-KIT是酪氨酸激酶受體蛋白家族的重要成員之一，其作為干細胞因子的受體，可以通過一系列信號通路參與造血干細胞增殖分化的調(diào)控[64]。C-kit基因突變主要存在于近膜區(qū)二聚化結(jié)構域(exon8和9)及胞內(nèi)的近膜結(jié)構域(exon11)和激酶結(jié)構域(exon13和17)。在Aml中，C-kit突變主要存在于exon8和17，其中exon8主要表現(xiàn)為缺失突變，其中第419氨基酸的缺失(D419del)約占exon8突變的93%；而exon17主要表現(xiàn)為置換突變，其中主要的置換突變是D816V，約占exon17 突變的80%～90%[65]。根據(jù)NCCN指南將良好核型伴有C-kit突變歸為預后中等組。研究發(fā)現(xiàn)，C-kit突變在含以染色體t(8; 21)及inv16為特征的核心結(jié)合因子(core binding factor,CBF)異構體和CBF基因重排的Aml患者中更為明顯[66]。因為t(8; 21)累及的Aml1基因又稱CBFα，而inv(16)和t(16;16)累及的基因為CBFβ，所以將這2種白血病又被稱為CBF-Aml(core binding factor leukemia)[67]。國內(nèi)外研究報道中，在CBF -Aml患者中，C-kit exon17突變率為26.4%～31%，其中D816突變占14.9%～17.4%[68]，說明C-kit exon17突變可被視為CBF -Aml患者預后評估的預測因素。Park等[69]研究結(jié)果顯示C-kit exon17突變患者的CR率較無突變者相比呈下降趨勢，復發(fā)率和死亡率明顯高于無突變患者。C-kit exon17突變患者的OS、EFS和復發(fā)時間間隔明顯短于無突變者，表明預后差，C-kit exon17突變的患者5年總生存率比未突變的患者也較低(分別為26.5%和60.9%)，導致預后差。國內(nèi)外學者研究C-kit突變在正常核型的Aml患者中的發(fā)生頻率為5.0%，在Aml-M2b中的突變率高達48.1%[70]。根據(jù)文獻報道已知在核型正常的患者中經(jīng)常發(fā)生的FLT3-ITD、FLT3-D835和NPM1突變在CBF-Aml中的發(fā)生率較低[71]。最近，2項不同的研究報道，C-kit突變的t(8；21)Aml患者在誘導治療過程中使用柔紅霉素比使用伊達柔比星治療效果更好，并且第2次誘導療程中使用大劑量阿糖胞苷和米托蒽醌對C-kit突變的t(8；21)Aml患者有益[72]。還有根據(jù)國內(nèi)外文獻總結(jié)得出，C-kit 突變的Aml患者獲得完全緩解后容易復發(fā)，死亡率較高，預后不良，應盡早采取常規(guī)化療以外的allo-HSCT或用其他激酶抑制劑等其他有效治療措施來改善患者預后，提高白血病患者的長期生存時間[73]。

綜上所述，基因突變在預后評估中已經(jīng)占據(jù)著重要地位，但僅僅根據(jù)基因突變并不能更好反映預后情況，這就能體現(xiàn)出基因突變與染色體核型相輔相成的作用。Aml死亡率較高，通過目前先進科學技術進行基因測序和染色體核型分析來評估預后，根據(jù)相關文獻結(jié)果表明對于預后不良的Aml患者可通過應用新的靶向藥物治療和造血干細胞移植來適當改善預后，提高長期生存時間，但目前仍缺乏統(tǒng)一標準，這就需要我們進一步開闊思路根據(jù)臨床試驗發(fā)現(xiàn)更多影響患者預后的因素，從而指導臨床治療，提高Aml患者的生存時間。