骨髓增殖性腫瘤發(fā)病機(jī)制及預(yù)后轉(zhuǎn)歸的研究進(jìn)展

史 妍，楊建征，石 光，于 瓊，唐 艷*

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院 1.腫瘤血液內(nèi)科；2.放療科，吉林 長(zhǎng)春130041)

骨髓增殖性腫瘤(MPN)是一組發(fā)生在造血干細(xì)胞或祖細(xì)胞的惡性克隆性疾病，其特征是骨髓中一系或多系的髓系細(xì)胞異常增殖而致外周血細(xì)胞不同程度增多。BCR-ABL陰性的MPN主要包括真性紅細(xì)胞增多癥(PV)、原發(fā)性血小板增多癥(ET)、原發(fā)性骨髓纖維化(PMF)。MPN疾病進(jìn)展緩慢，疾病相關(guān)并發(fā)癥、轉(zhuǎn)化為骨髓纖維化(MF)及急性白血病(AL)是影響患者生存質(zhì)量和生存期的重要因素。JAK2、MPL、CALR等克隆性分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，對(duì)理解MPN的分子發(fā)病機(jī)制、診斷和治療具有重要意義。此外，包括TET2、ASXL1、DNMT3A等表觀遺傳學(xué)突變、炎癥因子及造血微環(huán)境的改變也參與了MPN的進(jìn)展和轉(zhuǎn)化。近年來(lái)，二代測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用使我們對(duì)MPN患者預(yù)后差異有了分子生物學(xué)層面的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)MPN的發(fā)病機(jī)制及預(yù)后轉(zhuǎn)歸做以下綜述。

1 MPN發(fā)病機(jī)制

1.1 MPN與突變基因

1.1.1JAK2 /MPL/CALR 突變 2005年國(guó)外的多個(gè)研究小組在MPN患者中發(fā)現(xiàn)JAK2V617F突變。JAK2V617F突變?cè)赑V患者中占95%，ET和PMF為50%-60%[1]。JAK2V617F基因突變發(fā)生在JAK2基因14號(hào)外顯子的第1849位核苷酸，由鳥(niǎo)嘌呤G變成胸腺嘧啶T，導(dǎo)致假激酶結(jié)構(gòu)域(JH2)的第617位纈氨酸密碼子被苯丙氨酸取代，去除了負(fù)向調(diào)控酪氨酸激酶活性的作用。目前，JAK2V617F基因突變已成為MPN的診斷性標(biāo)志，除難治性貧血伴環(huán)狀鐵粒幼細(xì)胞和血小板增多(RARS-T)中發(fā)現(xiàn)高比率JAK2V617F突變，其他惡性血液病很少發(fā)現(xiàn)此突變。JAK2與促紅細(xì)胞生成素(EPO)、粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)和促血小板生成素(TPO)等細(xì)胞因子受體結(jié)合使JAK相關(guān)的激酶激活，導(dǎo)致下游JAK-STAT激酶信號(hào)傳導(dǎo)通路異?；罨渌盘?hào)傳導(dǎo)通路(RAS/MAPK、PI3K/AKT)也被異常激活，共同參與調(diào)節(jié)造血細(xì)胞的增殖和分化[2]。

JAK2 exon12突變存在于大部分JAK2V617F陰性的PV患者中，通常與ET和PMF無(wú)關(guān)，但可進(jìn)展為MF。該突變位于JH2上游，干擾JH2區(qū)對(duì)JH1區(qū)的自身抑制作用，導(dǎo)致JAK2自發(fā)性活化[1]。目前報(bào)道的PV中存在20余種不同突變類(lèi)型，其中N542-E543del是最常見(jiàn)的突變類(lèi)型。Grisouard等[3]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)JAK2-N542-E543del信號(hào)傳導(dǎo)的改變顯著影響鐵代謝中關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子的表達(dá)水平，可增加鐵的利用率，從而導(dǎo)致大量紅細(xì)胞(RBC)產(chǎn)生。

MPL基因定位于1p34，通過(guò)JAK-STAT信號(hào)傳導(dǎo)編碼TPO受體，在巨核細(xì)胞增殖、分化和血小板(PLT)成熟中起重要作用。Pikman等[4]在ET及PMF患者中發(fā)現(xiàn)此基因突變發(fā)生在第515位氨基酸由色氨酸(W)轉(zhuǎn)變?yōu)榱涟彼?L)或賴(lài)氨酸(K)，表示為MPL-W515L/K。少見(jiàn)的突變包括MPLW515A/R，MPLS505N。這些突變表現(xiàn)為功能獲得性突變，即在不存在天然配體TPO的情況下呈現(xiàn)出非細(xì)胞因子依賴(lài)性的JAK2激活和下游信號(hào)傳導(dǎo)。

CALR基因位于19p13，是一種高度保守的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶，主要參與鈣離子平衡調(diào)節(jié)，蛋白質(zhì)折疊加工等。Klampfl等[5]和Nangalia等[6]在JAK 2/MPL陰性的ET和PMF(50%-60%ET和75%PMF)中發(fā)現(xiàn)了CALR的移碼突變。此突變是第9號(hào)外顯子的插入/缺失，產(chǎn)生一種缺乏內(nèi)質(zhì)網(wǎng)保留序列KDEL的特異性C-羧基末端，從而引起生物功能的改變。Imai等[7]研究發(fā)現(xiàn)特異性C-羧基末端阻斷P-結(jié)構(gòu)域，促使突變型CALR中N-結(jié)構(gòu)域優(yōu)先與MPL相互作用，進(jìn)一步誘導(dǎo)JAK2活化及非細(xì)胞因子依賴(lài)性生長(zhǎng)。這種突變分子伴侶對(duì)受體的組成性激活是MPN中細(xì)胞轉(zhuǎn)化的新型分子機(jī)制[7]。目前文獻(xiàn)報(bào)道的CALR移碼突變有50余種，最常見(jiàn)的突變類(lèi)型為由52個(gè)堿基缺失(c.1099_1150del52bp)引起的1型變異體(p.L367fs*46)和由5個(gè)堿基TTGTC插入(c.1154_1155insTTGTC)引起的2型變異體(p.K385fs*47)。有報(bào)道在罕見(jiàn)的PV病例中存在CALR突變，但其在PV發(fā)病機(jī)制中的作用尚不清楚。

1.1.2表觀遺傳學(xué)改變

1.1.2.1TET2基因突變 TET2突變約占MPN的12%，是一種不直接參與JAK-STAT信號(hào)通路的周期性體細(xì)胞基因突變。TET2蛋白可作為轉(zhuǎn)化酶促進(jìn)5-甲基胞嘧啶(5-mC)轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶(5-hmC)。此外，TET2蛋白在連續(xù)氧化反應(yīng)中可進(jìn)一步將5hmC依次轉(zhuǎn)化為5-甲?；奏?5fC)和5-羧基胞嘧啶(5aC)。研究發(fā)現(xiàn)TET2蛋白酶參與5-mC動(dòng)態(tài)水平調(diào)節(jié)及主、被動(dòng)去甲基化過(guò)程，但作用機(jī)制尚不明確。Moran-Crusio等[8]特異性敲減TET2基因序列中的第1個(gè)編碼外顯子，可使造血干細(xì)胞室不斷擴(kuò)大，并最終導(dǎo)致骨髓增殖，包括單核細(xì)胞增多,脾腫大及髓外造血。目前關(guān)于TET2敲減小鼠基因表型的多個(gè)研究提示TET2缺失可增強(qiáng)造血干細(xì)胞(HSC)的自我更新能力，并最終發(fā)展為MPN。此外，TET2敲減小鼠研究也表明TET2基因突變與體內(nèi)5-hmC表達(dá)量降低有關(guān)。

1.1.2.2ASXL1基因突變 MPN中ASXL1突變率約為5%，與PV/ET相比，PMF和post-PV/ET MF患者易發(fā)生此突變。ASXL1基因位于20q11，主要結(jié)構(gòu)包含氨基端ASX 同源結(jié)構(gòu)域(ASXH)和羧基端植物同源結(jié)構(gòu)域(PHD)，是Trithorax 家族(TrxG)和 Polycomb 家族(PcG)的增強(qiáng)子。ASXL1突變類(lèi)型主要為移碼突變和無(wú)義突變，其中c.1934dupG p.Gly646TrpfsX12為最常見(jiàn)的移碼突變。ASXL1功能性缺失突變導(dǎo)致Polycomb 抑制物復(fù)合體2(PRC2)介導(dǎo)的組蛋白第27位賴(lài)氨酸上三甲基化(H3K27me3)失調(diào)，促進(jìn)骨髓轉(zhuǎn)化[9]。Wang等[10]在ASXL1基因敲除小鼠模型中觀察到，ASXL1缺失可導(dǎo)致血細(xì)胞減少及發(fā)育異常等類(lèi)似骨髓增生異常綜合征(MDS)的表現(xiàn)，還可削弱HSC自我更新能力。

1.1.2.3DNMT3A基因突變 DNMT3A突變?cè)贛PN發(fā)生頻率低于TET 2突變，約占5%。在細(xì)胞復(fù)制過(guò)程中由幾種DNMT催化胞嘧啶5'碳位共價(jià)鍵結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)。DNMT1主要在DNA復(fù)制中維持DNA甲基化，而DNMT3A和3B主要改變甲基化形式。最初，DNMT3A突變僅在骨髓疾病早期報(bào)道。Nangalia等[11]研究表明此突變也可在疾病晚期發(fā)生，并且突變發(fā)生順序影響MPN表型。在JAK2突變之前發(fā)生時(shí)，DNMT3A或TET2突變與ET相關(guān)。相反，在DNMT3A或TET2突變之前獲得JAK2突變與PV相關(guān)[11]。R882H是DNMT3A最常見(jiàn)的突變類(lèi)型。

1.1.2.4EZH2基因突變 EZH2在MPN中突變率低，約為2%-3%。EZH2基因位于7q35-36，是PRC2的另一個(gè)關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，催化組蛋白H3第27位賴(lài)氨酸27(H3K27)的甲基化以抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄。Yang等[12]研究結(jié)果表明，在表達(dá)Jak2V617F的小鼠中，EZH2缺失可誘導(dǎo)MF快速進(jìn)展。在細(xì)胞水平上，EZH2缺失導(dǎo)致巨核細(xì)胞前體擴(kuò)增和RBC分化受損。EZH2和ASXL1突變都被認(rèn)為在MPN發(fā)展的后期發(fā)生，但到目前為止，沒(méi)有明確的證據(jù)表明它們具有任何獨(dú)立的預(yù)后價(jià)值。

1.1.2.5IDH1/2突變 IDH1/2突變最初在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中被描述，而MPN中發(fā)生率約為1%-1.5%。IDH基因突變產(chǎn)生異常代謝產(chǎn)物2-羥基戊二酸，抑制TET2功能，導(dǎo)致高甲基化表型和造血分化受損。IDH突變?cè)赑V、ET和PMF的發(fā)生率分別為2%、1%和4%。

1.2 造血微環(huán)境改變

造血微環(huán)境主要包括血管周?chē)鷥?nèi)皮細(xì)胞(ECs)、間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)、成骨細(xì)胞(OBCs)及自主神經(jīng)等成分組成。Ramos等[13]研究顯示，MPN JAK2V617F陽(yáng)性患者與健康人骨髓MSCs在形態(tài)學(xué)、增殖分化能力上并無(wú)區(qū)別，但在免疫表型、基因表達(dá)譜及維持造血相關(guān)的基因改變方面有所區(qū)別。說(shuō)明異常的骨髓MSCs參與了JAK2V617F陽(yáng)性MPN的發(fā)生與發(fā)展。此外，由交感神經(jīng)纖維支配的Nestin+ MSCs對(duì)HSCs有調(diào)控作用。Arranz等[14]發(fā)現(xiàn)突變的HSCs能分泌過(guò)多的IL-1β導(dǎo)致骨髓自主神經(jīng)受損，進(jìn)而使MSCs數(shù)量減少。對(duì)體內(nèi)Nestin+ MSCs細(xì)胞功能研究發(fā)現(xiàn)，清除Nestin+ MSCs或其產(chǎn)物CXCL12會(huì)使突變的HSCs數(shù)量增加，加速M(fèi)PN的進(jìn)展[14]。

1.3 炎癥改變

大量文獻(xiàn)報(bào)道慢性炎癥參與許多腫瘤的發(fā)病機(jī)制。炎癥和腫瘤之間存在兩種組成途徑，包括增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)的炎癥性疾病驅(qū)動(dòng)的外源性途徑和基因改變引起炎癥微環(huán)境驅(qū)動(dòng)的內(nèi)源性途徑。上述兩條驅(qū)動(dòng)途徑共同作用，導(dǎo)致NF-κB、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)和缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF1α)等轉(zhuǎn)錄因子的激活，調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生并形成癌癥相關(guān)的炎癥微環(huán)境[15]。JAK2V617F、CALR或MPL等驅(qū)動(dòng)基因突變后，炎癥細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子之間通過(guò)復(fù)雜的旁分泌作用調(diào)控MPN這種異質(zhì)性疾病的臨床表型和克隆演變[16]。Kristinsson等[17]進(jìn)行了一項(xiàng)包括11039例MPN組和43450例對(duì)照組的大規(guī)模研究顯示，既往有自身免疫疾病病史的患者M(jìn)PN發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。同種異體造血干細(xì)胞移植(alloHSCT)可根除腫瘤克隆，促進(jìn)MF的消退及慢性炎癥的愈合[16]。

2 MPN疾病進(jìn)展

2.1 血栓形成和出血

MPN常合并凝血功能異常，表現(xiàn)為血栓形成和出血。目前凝血功能障礙機(jī)制尚不明確，可能是WBC異常增多與激活、PLT及其受體異常、JAK2V617F突變、vWF耗竭、抗PLT聚集藥物等多種因素共同作用的結(jié)果。一項(xiàng)對(duì)13436例MPN患者的薈萃分析表明，新診斷的MPN患者血栓形成發(fā)生率為20.0%，出血的發(fā)生率為6.2%[18]。常見(jiàn)的血栓事件包括心腦血管疾病、外周動(dòng)脈疾病和深靜脈血栓形成，年齡、心血管危險(xiǎn)因素、既往血栓病史、髓系成熟細(xì)胞增多、JAK2V617F突變都增加了MPN患者血栓形成風(fēng)險(xiǎn)。MPN出血傾向由疾病本身、特異性治療或兩者共同促成，常見(jiàn)的出血部位包括胃腸道、黏膜和皮膚出血。JAK2V617F基因突變是MPN發(fā)生血栓性疾病的獨(dú)立預(yù)后因素。同時(shí)，JAK2V617F突變也影響PLT的內(nèi)在功能。Moore等[19]研究表明，JAK2V617F陽(yáng)性ET患者PLT的PI3K/Rap1途徑受損，導(dǎo)致凝血酶和TPO介導(dǎo)的整合素αIIbβ3活化減少。對(duì)于原因不明的血栓形成或異常出血患者，應(yīng)考慮進(jìn)行MPN篩查[18]。

2.2 MPN后MF

PV患者10年、15年MF轉(zhuǎn)化率分別為4.9%-6.0%、6.0%-14.0%。ET后MF多發(fā)生在疾病晚期，發(fā)生頻率低于PV，10年、15年轉(zhuǎn)化率分別為0.8%-4.9%、4.0%-11.0%[20]。高齡、WBC計(jì)數(shù)增多、網(wǎng)狀纖維化、脾大和JAK2V617F等位基因突變負(fù)荷是PV后MF的主要危險(xiǎn)因素。ET后MF的危險(xiǎn)因素包括高齡、WBC計(jì)數(shù)增多、貧血、網(wǎng)狀纖維化、ASXL1突變及阿那格雷的治療。從診斷為MPN起，PV和ET進(jìn)展為MF的中位時(shí)間分別為8.5年-20.0年、7.0年-16.0年。我國(guó)PV后MF轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)更高，10年、15年及20年轉(zhuǎn)化率分別為27.4%、39.9%和61.1%。

2.3 MPN后AML

PV患者10年、15年AML轉(zhuǎn)化率分別為2.3%-14.4%、5.5%-18.7%，ET患者為0.7%-3.0%、2.1%-5.3%[20]。高齡、脾大、WBC計(jì)數(shù)增多、染色體異常核型、MF等級(jí)、TP53或RUNX1突變以及32P、烷化劑的使用與PV后AML有一定的相關(guān)性。ET后AML的危險(xiǎn)因素包括高齡、貧血、WBC計(jì)數(shù)增多、PLT計(jì)數(shù)顯著增多、血栓形成、MF等級(jí)、TP53或RUNX1突變。MPN后AML預(yù)后不良，通常對(duì)治療無(wú)效，中位生存期<6個(gè)月，HSCT可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期疾病緩解。

2.4 MPN后淋巴瘤

MPN合并淋巴瘤的患病率低。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，與普通人群相比，MPN患者發(fā)生非霍奇金淋巴瘤(NHL)、慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)等淋巴組織惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。JAK抑制劑如蘆可替尼在MPN發(fā)生淋巴瘤轉(zhuǎn)化中所起的作用尚不明確。MF中JAK1/2抑制劑治療與侵襲性B細(xì)胞淋巴瘤的發(fā)生率升高有一定相關(guān)性。Porpaczy等[21]研究發(fā)現(xiàn)，JAK1/2抑制劑治療相關(guān)的淋巴瘤發(fā)生頻率顯著增加，且具有相近的臨床病理特征，即他們是起源于MPN病程期間已存在的B細(xì)胞克隆。小鼠Stat1敲出模型模擬了從最初的MPN演變成克隆性、侵襲性B細(xì)胞淋巴瘤的相似疾病經(jīng)過(guò)[21]。Vannucchi等[22]研究推測(cè)淋巴瘤細(xì)胞和MPN可能來(lái)自于一種常見(jiàn)的JAK2V617F突變的淋巴-髓系造血干細(xì)胞。

3 MPN預(yù)后因素

3.1 臨床與生物學(xué)預(yù)后因素

MPN患者預(yù)后取決于是否存在多種不良的預(yù)后因素，如高齡、WBC及PLT計(jì)數(shù)、Hb水平、體質(zhì)性癥狀、脾腫大、心血管危險(xiǎn)因素、血栓病史、是否依賴(lài)成分輸血及炎癥因子水平等。Mayo研究中心[23]總結(jié)數(shù)十年MPN診治經(jīng)驗(yàn)，提供了MPN不同亞組間的生存和預(yù)后數(shù)據(jù)。他們分析了3023例MPN患者(665例PV，1076例ET，1282例PMF)，發(fā)病年齡18-96歲，中位年齡為62歲。其中56%診斷MPN時(shí)年齡>60歲，70歲以上占27%。與ET或PV患者相比，PMF患者的年齡更大。MPN相關(guān)并發(fā)癥影響生存期，其中約54%死亡，6%發(fā)生白血病轉(zhuǎn)化，14%進(jìn)展為MF及17%發(fā)生血栓事件。PV、ET、PMF患者中位總生存期分別為15年、18年、4.4年。與ET相比，PV血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)及向MF轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)更高。

3.2 分子生物學(xué)預(yù)后因素

JAK 2/MPL/CALR突變已在臨床工作中廣泛普及，用于MPN的診斷、危險(xiǎn)分層及預(yù)后判斷。在PV患者中，JAK2V617F突變多為純合子突變，年齡較大，有較高的PLT和WBC計(jì)數(shù)；JAK2 exon12多為雜合子突變，初診年齡較小，WBC和PLT平均計(jì)數(shù)較低。這兩種JAK2突變都與血栓形成、MPN后MF/AML密切相關(guān)。ET患者中，較JAK2V617F突變陰性相比，突變陽(yáng)性患者WBC計(jì)數(shù)及Hb水平高，且有較高的血栓形成風(fēng)險(xiǎn)；與JAK2突變相比，CALR突變血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)較低，而總生存時(shí)間、向MF/AML轉(zhuǎn)化無(wú)差異。對(duì)PMF患者而言，CALR突變預(yù)后較好，血栓形成風(fēng)險(xiǎn)較低，且1型突變患者的預(yù)后優(yōu)于2型突變患者；三陰性患者預(yù)后較差，總生存期及無(wú)白血病進(jìn)展期較低[2]。

Lundberg等[24]研究顯示，MPN中體細(xì)胞突變數(shù)目與總生存期及白血病轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)大多數(shù)體細(xì)胞突變?cè)诔踉\MPN時(shí)已出現(xiàn)，隨訪過(guò)程中很少檢測(cè)到新的基因突變。上述研究也觀察到TET2突變患者白血病轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)高、總生存期較低，而TP53雜合性缺失突變與白血病進(jìn)展密切相關(guān)。ASXL1突變的PMF生存期明顯縮短，而ASXL1突變的ET患者WBC計(jì)數(shù)及腦血管事件發(fā)生率增加。DNMT3A突變和IDH1/2突變也與白血病轉(zhuǎn)化相關(guān)，但后者在MPN急性期預(yù)示著更低的存活率。

3.3 細(xì)胞遺傳學(xué)預(yù)后因素

BCR-ABL陽(yáng)性慢性髓細(xì)胞白血病(CML)具有標(biāo)志性的核型異常t(9;22)(q34;q11)，即Ph染色體形成。而對(duì)于BCR-ABL陰性的MPN則缺乏特異性細(xì)胞遺傳學(xué)標(biāo)志。染色體核型異常不僅與MPN轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)，也與某些類(lèi)型MPN預(yù)后相關(guān)。PV患者在疾病的不同時(shí)期核型異常的發(fā)生率及預(yù)后不同，PV進(jìn)展為MF/AL期核型異常的發(fā)生率更高，且提示預(yù)后不良。Tang等[25]分析了422例PV患者發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞增多期20%患者可見(jiàn)核型異常，20q-、兩種核型異?；驈?fù)雜核型的患者生存期明顯縮短，而+8、+9或其他單一核型異常者生存期無(wú)顯著差異。Post-PV MF期45%患者可見(jiàn)核型異常，僅有復(fù)雜核型的患者生存期明顯縮短。而在疾病進(jìn)展為白血病階段，90%患者出現(xiàn)核型異常。ET患者的核型異常與預(yù)后相關(guān)性不明顯。PMF的DIPSS-Plus預(yù)后評(píng)分系統(tǒng)包括了細(xì)胞遺傳學(xué)異常因素。Caramazza等[26]研究發(fā)現(xiàn)，不良預(yù)后染色體核型包括復(fù)雜核型或涉及+8、-7/7q-、i(17q)、-5/5q-、12p-、inv(3)或11q23重排，5年生存率和白血病轉(zhuǎn)化率分別為8%和46%。

4 展望

MPN起病隱匿，生存期從幾年到幾十年不等。目前 WHO已將JAK2、MPL、CALR突變納入MPN診斷標(biāo)準(zhǔn)，表觀遺傳學(xué)改變?cè)陬A(yù)后不良評(píng)估中的作用越來(lái)越受到重視。對(duì)MPN分子生物學(xué)、炎癥因子及造血微環(huán)境改變等發(fā)病機(jī)制更深入的研究，以及早期的精確診斷,建立全面的危險(xiǎn)分層系統(tǒng),合理化的治療才能最大化改善患者的生存質(zhì)量，延長(zhǎng)患者的生存期。