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急性髓系白血病中伴有11q23MLL重排的基因突变分析

  2020-06-19    1445  上传者:管理员

摘要:结论:11q23/MLL重排AML基因突变发生率较高,但多为单一突变,其中RAS通路基因突变最常见。该类患者预后不良,各种基因突变并不影响该类患者的总生存期,FLT3突变患者初诊时血红蛋白高于FLT3野生型患者,行造血干细胞移植可使该类患者获得较好预后。摘要目的:了解AML中常见基因突变在11q23/MLL重排的急性髓系白血病中的发生率,探讨伴有基因突变的11q23/MLL重排AML患者的临床特点,评估这些基因突变对该类AML患者的预后影响。方法:53例AML患者的核型均涉及11q23易位,采用FISH和/或多重PCR进行MLL重排检测;采用基因组DNA-PCR技术对该组标本进行AML中11种常见基因突变的检测,这些基因包括:FLT3-ITD、FLT3-TKD、TET2、N-RAS、ASXL1、EZH2、DNMT3、C-Kit、NPM1、WT1、CEBPA等。结果:53例患者均为MLL重排,其中21例(39.6%)同时合并有其它染色体异常,最常见的为+8;23例(43.4%)为突变阳性,均为单一突变。其中N-RAS突变发生率最高,为8例(15.1%),其次为WT1为4例(7.5%)、FLT3-ITD突变3例、ASXL1突变2例,DNMT3A突变2例,EZH2突变1例,c-Kit17突变1例,FLT3-TKD突变1例,FLT3-ITD和TKD双突变1例,而CEBPA、NPM1、C-KIT8、TET2等基因在本组病例中未发现突变。基因突变患者的中位总生存期为8.5个月,未突变患者的中位总生存期为13个月。18例患者行造血干细胞移植,其中位总生存期为22.5个月,仅行化疗患者的OS时间为7.5个月。

  • 关键词:
  • 11q23/MLL
  • AML
  • 基因突变
  • 白血病
  • 血液内科
  • 造血干细胞移植
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位于11号染色体长臂2区3带(11q23)的混合谱系白血病(mixedlineageleukemia,MLL)基因又称KMT2A基因,11号染色体q23位点与其它染色体发生易位、自身串联重复、倒位等均可导致MLL基因重排。该基因重排可发生于急性髓系白血病(AML)、急性淋巴细胞白血病(ALL)等[1]。伴有MLL基因重排的急性白血病大多恶性程度高,缓解率低,对化疗不敏感,患者预后不佳,已成为急性白血病中的一种独特亚型[2],WHO分型将其单独列为11q23/MLL重排白血病组。高通量测序研究发现,在急性髓系白血病中,除了细胞遗传学异常外,同时还伴有多种基因突变,且在白血病的发生、发展以及患者预后评判中起着重要的作用[3]。本研究采用基因组DNA-PCR结合基因组测序技术,对53例伴有MLL重排的AML进行了多种基因突变检测,包括FLT3-ITD、FLT3-TKD、TET2、N-RAS、ASXLI、EZH2、DNMT3、C-Kit、NPM1、WT1、CEBPA等,并评估各种基因突变在MLL重排AML中的发生率及预后意义。


一、材料和方法


入组病例

2006年12月-2014年7月至我院进行染色体核型分析成功的初诊急性白血病患者170例,选取其中53例留有细胞样本的MLL重排AML患者进行突变检测,所有患者均根据临床表现、血常规检查、骨髓细胞形态学、白血病免疫分型、融合基因及染色体核型等检查明确诊断,诊断标准符合《血液病诊断及疗效标准》[4]。

染色体核型分析

采用骨髓细胞直接法和不加刺激剂的24h培养法,按常规制备染色体并采用R显带技术进行核型分析。染色体异常按《人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN2016)》的有关规定加以识别和描述[5]。

荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization,FISH)检测

MLL双色断裂重排探针购自美国AbbottVysis公司,于-20℃保存备用。FISH操作步骤参照说明书进行。使用OlympusBX60荧光显微镜在DAPI/FITC/TexasRed三色滤光镜下观察间期荧光杂交信号:一红一绿一黄色荧光信号者为MLL断裂重排阳性细胞。每例至少分析300个间期细胞(不计重叠细胞),计算阳性细胞比例。

白血病免疫分型

采用流式细胞术间接免疫荧光法和经典法国Immunotech公司生产的单克隆抗体检测白血病细胞的表面抗原。

多重PCR检测

53例患者均进行扩增45种常见白血病融合基因的多重筑巢式PCR检测。

基因组DNA-PCR及基因组测序

按照GenomicDNAminiKit(购自美国Invitrogen公司)说明书操作。从患者骨髓标本或染色体悬液提取基因组DNA。检测吸光度A260/280值以确定DNA的纯度及浓度。PCR扩增应用引物设计采用的软件为SunMicrosystems的Primer6.1软件设计包,针对序列为DNA的外显子区域,引物由上海生工生物工程公司合成(表1)。

每个PCR反应体系为25μl,包括基因组DNA1.5μl(70ng/μl),双向引物各10pmol,MasterTaqMix12.5μl(Tiangen公司),ddH2O加至25μl。PCR反应条件:95℃预变性5min;然后94℃变性30s,55℃-65℃退火30s,72℃延伸40s,循环35-42次,最后72℃延伸10min。用2%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物,紫外光自动成像仪成像。基因扩增产物序列分析PCR产物纯化后进行正、反向测序(由上海裕晶生物科技有限公司协助完成),分析各个基因外显子序列的突变情况。

统计学分析

所有数据均采用SPSS17.0软件进行统计学分析。临床资料统计分析采用χ2检验(分类变量)或t检验(数值变量)检验。P<0.05为差异有统计学意义。


二、结果


染色体分析情况

53例患者中24(24/53)例为t(9;11)(p22;q23)异常核型,其中单纯t(9;11)者12例,变异易位者1例,同时伴有数目异常者8例,以三体8多见,同时伴有数目和结构异常者2例,伴复杂异常者1例。13(13/53)例为t(6;11)(q27;q23)异常核型,其中单纯t(6;11)者6例,同时伴数目异常者1例,同时伴结构异常者2例,同时伴有数目和结构异常者4例。11(11/53)例为t(11;19)(q23;p13)异常核型,其中单纯t(11;19)者8例,同时伴数目异常者2例,同时伴数目和结构异常者1例。2(2/53)例为单纯t(10;11)(p12;q23)异常。1例为单纯t(11;17)(q23;q21)异常。1例为t(11;22)(q23;q13)异常。1例为t(4;11)(q21;q23)异常。

FISH检测结果

53例患者均经FISH证实为MLL基因重排。

多重PCR检测结果

53例患者均进行了多重PCR检测,除1例t(11;22)(q23;q13)因为无相应引物,未能检测到融合基因外,其余患者均检测到相应的融合基因,包括AF4/MLL,AF6/MLL,AF9/MLL,ELL/MLL和AF10/MLL等。

白血病免疫分型情况

53例患者中,45例进行了白血病免疫表型检测,其中26例为髓系表达,17例为髓单核系表达,髓单核系伴B淋系和髓系伴B淋系表达各1例。

突变分析结果

对53例MLL重排AML患者进行了多种AML常见基因突变检测,结果见表2。其中23(23/53,43.39%)例检测到包括9种基因/位点的突变,8例为N-RAS突变,占突变病例的34.78%(8/23),占总病例的15.1%(8/53),核型包括5例t(11;19),2例t(6;11),1例t(9;11)。4例为WT1突变,占突变病例的17.39%(4/23),占总病例的7.5%(4/53),核型包括3例t(9;11),1例t(6;11)。3例为FLT3-ITD,占突变病例13.04%(3/23),占总病例的5.7%(3/53),核型均为t(9;11)。2例为ASXL1突变,占突变病例的8.69%(2/23),占总病例的3.5%(2/53),核型均为t(9;11)。2例为DNMT3A突变,占8.69%(2/23),占总病例的3.5%(2/53),t(9;11)和t(10;11)核型各1例。1例为FLT3-TKD,占突变病例的4.35%(1/23),占总病例的1.9%(1/53),核型为t(9;11)。1例为FLT3-ITD和FLT3-TKD双突变,占突变病例的4.35%(1/23),占总病例的1.9%(1/53),核型为t(6;11)。C-KIT17及EZH2突变各1例,分别占突变病例的4.35%(1/23)和总病例的1.9%(1/53),核型分别为t(11;19)和t(6;11)。本组病例未检测到CEBPA、NPM1、C-KIT8、TET2等基因突变。病例特点

本组53例伴有MLL重排的AML患者中,男27例,女26例,中位年龄38(3-77)岁。中位白细胞数39.11(1-305.07)×109/L,中位血红蛋白数96(52-157)g/L,中位血小板数58(9-291)×109/L。FAB分型M5最多见(32例),其次为未分类AML(7例)、M4(5例)、M1(5例)和M2(3例)。将53例患者分为突变(23例)和无突变(30例)2组。组间进行比较结果显示,2组患者在发病年龄、性别、白细胞数、血红蛋白和血小板计数等方面并无统计学差异(P>0.05)。53例患者的中位总生存期OS为11个月。突变组中位OS时间为8.5个月,无突变组中位OS时间为13个月,尽管前者生存期短于后者,但无统计学差异。将53例患者根据治疗方法分成仅化疗(35例)和移植(18例)2组进行比较。结果显示,移植组中位OS时间明显长于化疗组(22.5vs7.5个月)(P=0.000)。仅化疗组中,突变组中位OS时间为8.5个月,无突变组为13个月,尽管前者OS短于后者,但无统计学差异。移植组病例中,突变组中位OS时间为13个月,无突变组中位OS时间为23个月,2组OS无统计学差异。本组突变病例中,t(9;11)核型10例,其中位OS时间为17个月(3例失访),t(6;11)核型5例,其中位OS时间为17.5个月(1例失访),t(11;19)7例,其中位OS时间为9个月(2例失访),t(10;11)核型为1例,其生存期为7.5个月。将本组病例分为RAS突变阳性和野生型2组进行比较,结果显示,RAS突变与t(11;19)核型特异相关(P=0.007),在其它方面2组无统计学差异(P>0.05);将FLT3-ITD/TKD合并为FLT3突变,再将患者分成FLT3突变阳性和野生型2组进行比较,结果显示,前者血红蛋白水平明显高于后者(P=0.024),在其它方面2组无统计学差异(P>0.05)。将23例突变患者分成FLT3突变组和其它突变组比较发现,前者总生存期(22.5个月)优于后者(9个月),但2者无统计学差异(P>0.05)。


三、讨论


有研究发现,白血病的转化是由基因重排和基因突变2大类遗传学异常共同作用所致[6]。第一类异常为涉及编码受体酪氨酸激酶基因突变,包括FLT3、KIT和RAS等,突变使得造血祖细胞获得增殖和生存优势;第二类异常为涉及转录因子的功能损伤,包括NPM1,CEBPA基因突变和一些融合基因等,异常导致细胞分化受阻并大量蓄积。染色体异常/基因重排和基因突变的检测有助于对AML患者进行精准的危险分层,并选择合适的治疗策略[7]。

11q23/MLL重排是AML中的常见异常,尽管目前发现与11q23/MLL发生重排的染色体或位点达135种之多,但最常见的只有9种,包括t(4;11)、t(6;11)、t(9;11)、t(11;19)、t(10;11)等[8]。本组53例病例中,52例分别属于以上5种异常核型,其中21例(21/53,39.62%)为11q23/MLL重排伴有至少1种额外异常,最常见的额外异常为+8。

大系列11q23/MLL重排AML的多种基因突变研究并不多见。Grossmann等[9]检测了118例11q23/MLL重排AML中16种基因的突变,包括ASXL1、FLT3-ITD、FLT-TKD,K/N-RAS,KIT、NPM1、CEBPA、WT1、BRAF、CBL、RUNXL1、PTPN11、TP53、IDH1和IDH2等。结果显示,该组病例总的突变发生率为57.6%(68/118),大多数病例仅含有一种基因突变。其中最常见的为RAS通路基因突变,包括N-RAS:22%(26/118),K-RAS:20.3%(24/118),FLT3-ITD:4.3%(5/117),FLT-TKD:8.8%(10/113)。研究还发现,K-RAS和N-RAS互相排斥,极少同时发生在同一患者。ASXL1和WT1突变发生率分别为4.5%(5/110)和6.2%(6/97),未检测到NPM1、CEBPA和KIT突变。本研究对53例MLL重排AML进行了11种基因突变检测,包括ASXL1、FLT3-ITD、FLT-TKD,N-RAS,KIT、NPM1、CEBPA、WT1、DNMT3A、EZH2、TET2等。病例总的突变检出率为43.39%(23/53),发生突变的病例中95.7%(22/23)仅含有一种突变,其中最常见的为RAS通路基因突变,包括N-RAS:15.1%(8/53)和FLT3:9.43%(5/53);ASXL1和WT1突变发生率分别为3.5%(2/53)和7.5%(4/53);未检测到NPM1、CEBPA突变,这与Grossmann等[9]报道基本一致。另外,本组病例中检测到1例KIT和1例EZH2突变(1.9%,1/53),未检测到TET2突变。RAS突变是AML中常见的分子异常,关于在MLL重排AML中的发生率文献报道不尽相同。Yang等[10]报道1组AML病例中,10例为11q23/MLL核型,N-RAS突变发生率为50%(5/10)。Dohner等[11]报道11q23/MLL重排AML中K-RAS和N-RAS突变发生率分别为20%左右。Bacher等[12]报道2502例AML中77例为MLL重排,N-RAS发生率仅为3.9%(3/77)。推测检测位点的不同可能是造成RAS突变发生率不同的原因之一。

Grossmann等[9]报道,WT1和FLT3-ITD突变与t(11;19)/MLL-ELL,K-RAS突变与高白细胞计数,ASXL1突变与低血红蛋白水平具有特异相关性。Driessen等[13]报道,伴MLL重排婴儿白血病中RAS突变与初诊时高的白细胞计数特异相关。本组病例的临床特点与文献报道不尽相同,10例t(9;11)/MLL-AF9未检测到N-RAS突变,8例N-RAS突变患者核型均为t(11;19)/MLL-ENL,且统计学分析结果显示,N-RAS突变与t(11;19)/MLL-ENL具有特异相关性(P=0.007),3/4例WT1突变和2/3例FLT3-ITD患者为t(9;11)核型,尽管例数较少,无法进行统计学分析,但似乎这2种突变更易发生于t(9;11)核型。本组5/8例RAS突变患者中有白细胞资料,中位白细胞数为21.39×109/L,与野生型N-RAS病例白细胞数相比,无统计学差异(P>0.05)。5例FLT3突变与野生型FLT3患者相比,前者血红蛋白水平显著高于后者(P=0.024),而1/2例ASXL1突变患者有血红蛋白资料,为96g/L,因病例数少,无法进行比较。Chou等[14]报道,ASXL1在异常核型AML中发生率为12.9%,该突变与患者高龄、男性、染色体+8、RUNX1、HLA-DR和CD34表面抗原具有相关性,本组中2例ASXL1突变患者均为>60岁的女性,核型均为t(9;11)异常,且其中1例同时伴有+8,2例均表达HLA-DR,但无CD34表达。

根据细胞遗传学和分子突变结果,将AML分成低危、中危和高危不同的风险组。在11q23/MLL重排AML患者的预后分层中,除t(9;11)为中危组外,其它的异常均为高危组[11]。各种基因的分子突变可发生于正常核型,也可与异常核型同时发生,不同的基因突变对预后有不同的影响。本组病例中突变患者中位生存期为8.5个月,无突变患者为13个月,2者之间无统计学差异。RAS信号通路基因(RAS,FLT3)突变是11q23/MLL重排AML中的常见分子异常,但Grossmann等[9]和Lavallée等[15]均发现,该类突变并不影响MLL重排AML患者的生存期。其中N-RAS突变患者中位生存期为5个月,N-RAS野生型患者为11个月,尽管前者生存期短于后者,但二者比较无统计学差异。本组5例FLT3突变患者中位生存期为22.5个月,其它突变患者中位生存期为9个月,前者生存期长于后者,但差异没有统计学意义。由此推测,伴有FLT3突变者较其它突变患者预后相对良好。这可能与前者血红蛋白较高有关,但因为病例数较少,无法得出明确结论。另外,本组病例中检测到2例ASXL1、1例KIT、1例EZH2和1例DNMT3A突变,伴有这些突变的患者生存期均较短。尽管有文献报道这些基因突变在AML中一般患者预后不良,但因为例数较少,无法进行统计学分析,故无法得知这些突变是否能影响11q23/MLL重排核型的预后意义[14,16,17,18]。

对本组53例11q23/MLL重排病例进行多因素分析发现,行造血干细胞移植可使该类患者获得较好预后,其中位生存期显著长于仅化疗患者(P=0.000),核型、突变与否对其并无影响。

综上所述,本组病例具有以下特点:11q23/MLL重排AML核型常合并其它附加异常,最常见的为+8;该类患者突变发生率较高,多为单一突变,RAS通路基因突变最为常见;N-RAS突变多见于t(11;19)异常核型;FLT3突变患者血红蛋白水平高于野生型患者;本组患者预后不良,但突变对本组患者的总生存期并无影响;造血干细胞移植可使该类患者获得较好疗效。


参考文献:

[4]张之南,沈悌.血液病诊断及疗效标准.3版.北京:科学出版社.2007:106-116.

[7]尹佳,孙爱宁,田孝鹏.急性早幼粒细胞白血病中常见白血病基因突变的检测及其临床意义.中国实验血液学杂志,2013;21(1):39-44.


白淑潇,公艳蕾,张静人,吴春晓,张俊,仇惠英,沈红杰,岑建农,陈苏宁,潘金兰.53例伴有11q23/MLL重排的急性髓系白血病的常见基因突变[J].中国实验血液学杂志,2020,28(03):717-723.

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