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急性髓系白血病免疫表型与预后关系的研究进展

  2020-12-09    372  上传者:管理员

摘要:急性髓系白血病(AML)是我国急性白血病中最常见的一种恶性肿瘤性疾病。AML部分免疫表型与治疗效果及复发之间存在一定的关联性,在AML常见的免疫表型中,预后良好的有MPO、CD38和CD19,预后较差的有CD56、CD7、CD123、CD34和CD11b,而CD117、CD13、CD33、CD14及CD64与预后关系目前尚未明确。大量临床研究肯定了多参数流式细胞术(MFCM)检测微小残留病(MRD)的独立预后意义。本文针对AML常见免疫表型及基于免疫表型基础上的MRD与预后的关系进行综述,旨在帮助临床医生了解AML相关免疫表型的临床与预后意义,在微小残留病检测时抗体组合的选择提供参考。

  • 关键词:
  • 免疫表型分型
  • 急性髓系白血病
  • 抗原CD
  • 白血病
  • 预后
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急性髓系白血病是一类起源于造血干祖细胞的恶性克隆性疾病,其生物学特征具有高度的异质性,在我国急性白血病中发病率最高。AML最重要的预后因素为初诊时年龄和细胞遗传学[1],采用常规染色体显带技术,成人AML的异常核型检出率约为43.75%~54.6%[2,3],而48.1%左右的AML患者为正常核型,还有一小部分患者因无核分裂相无法获得细胞遗传学信息,而且常规细胞遗传学技术不适合做为残留病分层[4]。因此,细胞遗传学因素对急性髓系白血病的预后影响有局限性,目前急需寻找其他简便易行并可普遍应用的预后因素对患者进行预后分层意义重大。

目前多参数流式细胞术检测AML的免疫表型及微小残留病的应用较为广泛,其与预后的关系也有很多相关文献报导,这些文献比较零散且未进行综合,本文针对AML常见免疫表型及基于免疫表型基础上的MRD与预后的关系进行综述,旨在给予临床医生在AML治疗方案的制定、治疗终点及预后的判断、微小残留病检测时抗体组合的选择提供帮助,也为靶向药物的研发提供理论依据,从而给予AML患者精准治疗。


1、MFCM检测AML免疫表型及MRD的优势


白血病细胞免疫分型是利用单克隆抗体及免疫学技术,检测白血病细胞膜表面和/或细胞质存在的特异性抗原,借以分析细胞所属系列,分化程度和功能状态的一种方法。MFCM是运用多种荧光标记的不同抗体组合来检测细胞表面或胞内抗原的表达状况,进而对细胞的系列来源、表型异常与否、分化程度等进行分析判断的高通量、高敏感性检测技术,其在恶性血液病的诊断分型、预后评估、治疗靶点筛查及治疗监测中已成为必不可少的实验诊断手段[5,6]。

影响AML预后的因素较多,治疗后单独形态学的完全缓解(completere-mission,CR)早已经不能做为单独的评估治疗反应的指标。急性白血病患者经诱导治疗达完全缓解后,体内的白血病细胞由发病时的1010~1012降至108~109,这些残留的白血病细胞称为MRD。目前MRD的检测方法主要有聚合酶链反应(polymerasechainreaction,PCR)和MF-CM,还有在发展中的二代测序(nextgener-ationsequencing,NGS)及数字PCR等。PCR检测融合基因仅适用于部分AML患者,由于PCR产物与白血病细胞数目间无确定的比例,因此,很难对残存的白血病细胞做出精确评估。此外,分子标记的不稳定性也为PCR监测MRD带来了困难。与PCR方法比较,MFCM检测MRD的优点是简便易行并可覆盖95%以上的更多AML患者,具有检测速度快、特异性高和可重复分析的特点,且能够区分活细胞与骨髓碎片和死细胞,因此,MFCM成为当前AML免疫表型检测及治疗后检测MRD的重要手段之一,在筛查不到特异性分子标记的AML患者中尤其重要。不足之处主要在于MFCM对检验人员的技术和经验有一定要求,结果判读包含一些主观因素。而其他检测MRD的技术如NGS、数字PCR等由于费用高、相关技术尚不完善还未广泛应用[7]。因此,MFCM检测AML的免疫表型不仅对AML患者诊断及分型有重要作用,而且对AML的MRD检测有重要意义,AML的免疫表型与MRD对患者预后判断有重要的应用价值。


2、AML常见的免疫表型及其与预后的关系


迄今,人类白血病分化抗原(humanleukemiadifferentiationantigen,HLDA)国际会议已正式命名了393个CD分子。目前文献报道较多的与AML免疫表型相关的CD抗原有CD11b、CD11C、CD13、CD14、CD15、CD16、CD33、CD34、CD38、CD64、CD117、CD123、CD300e、MPO和HLA-DR[8,9],AML常见的跨系表达的CD抗原有CD7、CD56、CD19、CD10和CD4等[9,10]。AML抗原表达不同,其临床特征及预后也不相同。详细介绍如下。

2.1CD56

CD56抗原又称神经细胞粘附分子(neuralcelladhesionmolecule,NCAM),是存在于细胞表面的一种糖蛋白,属于免疫球蛋白超基因家族。CD56一般表达在某些单核细胞的亚群、淋巴细胞及自然杀伤细胞[11]中,正常髓系原始细胞不表达CD56,但在AML、ALL和淋巴瘤等肿瘤性疾病亦可表达,CD56在AML中的表达率为17%~20%,属于免疫表型跨系表达。刘莎等[12]回顾性分析了82例初治t(8;21)成人AML患者的临床资料,结果显示CD56阳性组3年无病生存率为25.8%,CD56阴性组为46.9%,差异有统计学意义,而且进行多因素分析,结果显示CD56阳性是患者无病生存率的独立预后不良因素。陈月苗等[13]分析64例初诊急性早幼粒细胞白血病(acutepromyelocyticleukemia,APL)患者,CD56阳性表达率为18.75%,CD56阳性组髓外复发率为27.27%、3年无病生存率为54.55%,而CD56阴性组髓外复发率为4.55%,3年无病生存率为86.36%,两者差异均有统计学意义,提示CD56阳性是初发成人APL患者预后不良的影响因素之一。

CD56阳性的AML具有特殊的临床表现及生物特征,常表现为临床治疗效果差、易复发及生存期短等。因此,检测CD56的表达及纳入CD56的MRD监测对临床治疗和判断预后具有一定的意义。

2.2CD11b

CD11b与CD56类似,均属于细胞粘附分子家族成员,两者的共同作用可介导表皮粘附、细胞移居、跨膜、新环境定居等[14]。许娜等[15]分析发现,CD56与CD11b的表达存在明显相关性,CD56+、CD11b+患者比双阴性患者更容易出现髓外浸润,而且CD56、CD11b双阳性组患者比CD56、CD11b双阴性组患者预后更差。嵇虎等[16]采用KM生存分析证实CD11b与AML预后相关,CD11b阳性患者预后更差。

2.3CD123

CD123又称IL-3受体α,是一种分子量为75Kd的糖蛋白,仅表达于和IL-3结合的细胞,比如造B淋巴细胞、巨核细胞、血干/祖细胞、浆细胞样树突状细胞及单核细胞。CD123与其配体IL-3结合后可诱发酪氨酸磷酸化,进而促进造血细胞的增殖和分化及参与固有和适应性免疫应答、炎症反应等。Testa等[17]发现45%的AML患者存在CD123的过表达,过表达CD123的AML细胞具有更高的增殖活性和耐凋亡能力,存在Stat5的持续磷酸化,患者初诊时肿瘤负荷更高且临床预后更差。刘若阳[18]统计了365例初诊非急性早幼粒细胞白血病的AML患者,CD123阳性表达率为38.90%,且CD123表达阳性患者具有较高的白细胞计数、乳酸脱氢酶水平及骨髓原始细胞比例及与FLT3-ITD基因突变具有相关性,CD123阳性患者具有更高的原发耐药率和复发率。

更为重要的是,CD123在白血病干细胞和更多分化的白血病母细胞中均表达,这使CD123很有可能成为治疗的靶标。各种针对CD123的单克隆抗体正在作为抗白血病药物进行评估,在治疗AML微小残留疾病或复发/难治性AML或母细胞样浆样树突状肿瘤方面显示出令人鼓舞的结果[19]。

2.4CD7

CD7抗原是一种单链糖蛋白,是T细胞发育过程中的标志性抗原分子。除健康人胸腺细胞、T细胞和自然杀伤细胞外,淋系、髓系前体细胞等造血干祖细胞也表达CD7[20]。胡超杰等[21]分析了788例AML患者,其中CD7阳性AML患者占17.8%,其分析结果显示,与CD7阴性AML患者比较,CD7阳性AML患者平均患病年龄低、合并复杂核型及单体核型的比例高、初次诱导化疗后CR率降低明显,提示该类患者预后较差。栾春来等[22]分析了186例初发AML患者,CD7+组MRD阳性复发率为63.6%,CD7-组MRD阳性复发率为22.2%,差异有统计学意义。综上所述,利用CD7与CD45、CD117或CD33等髓系标志的抗体组合可以更好地区分白血病细胞和正常的骨髓细胞,CD7抗原阳性可以作为AML-MRD检测时重要抗原选择指标之一。

CD7由AML原始细胞表达,但在外周血的正常髓样细胞中却不存在,CD7在T细胞和NK细胞前体中稳定表达,但在大多数B细胞和骨髓亚群中却不存在。不必要的清髓风险使AML靶向治疗的安全性复杂化,因为在恶性细胞中选择性表达的表面抗原很少,而在非恶性髓样和红系细胞中却很少表达。表达CD7特异性CAR-T细胞可以有效地靶向表达CD7的侵袭性AML亚群,而不会对正常髓样和红细胞产生细胞毒性,针对CD7的靶向可用于AML的非清髓治疗[23]。

2.5CD38

CD38是一种分子量为45kU的跨膜糖蛋白,能够调控Ca2+的流动,影响细胞内多个信号通路,可表达于正常造血细胞或白血病细胞表面,具有酶促活性,也可作为受体或粘附因子调节细胞的增殖、凋亡和其他新陈代谢活动[24,25,26]。既往研究发现[27,28],CD38的表达与细胞的分化阶段相关联,早期造血干祖细胞表达为阴性,随着细胞分化和成熟,CD38表达阳性并逐渐增强。

Keyhani等[29]分析了304例AML患者白血病细胞的免疫表型,发现CD38表达增高的患者总生期(overallsurvival,OS)延长,但并未发现CD38的表达高低与CR率、细胞遗传学预后分组及疾病的进展复发有相关性。卢业健等[30]分析了123例初发急性髓系白血病(除外APL)患者,结果显示CD38—组具有更差的遗传学特征和治疗反应,更短的无事件生存时间和总生存时间,且在疾病复发进展过程中,部分患者的白血病幼稚细胞CD38的表达减弱甚至转变为阴性,另多因素分析也进一步证明CD38—可以作为AML的一个独立的预后不良因素。

2.6CD34

CD34是目前应用最多的抗原标志物之一。CD34是一种细胞表面粘附分子,表达于早期造血干/祖细胞。CD34在正常骨髓中表达率低,仅1%~5%,是目前公认的最早识别造血干/祖细胞的抗原。CD34在白血病细胞上的表达提示恶性转化的该类细胞可能起源于较早期的造血细胞。CD34常为AML预后不良的因素[31],尤其与CD7或多药耐药基因(multidrugresistancegene1,MDR1)共表达时,常提示预后不良。有研究报道CD34阳性表达的急性白血病患者常有髓外浸润表现,且化疗疗效差,是独立高危因素,这表明CD34阳性是一个预后不良指标[32]。CD34也可以作为监测白血病原始细胞的一个极好标志物。

2.7MPO

髓过氧化物酶(MPO)又称过氧化物酶,存在于髓系细胞(主要是中性粒细胞和单核细胞)的嗜苯胺蓝颗粒中,是髓系细胞的特异性标志。研究发现MPO的表达高低与AML相关基因有一定的关系。Tominaga-Sato等[33]在60例初诊正常核型AML患者中的研究发现CEBPA双位点突变与MPO高表达相关;Kamijo等[34]对164例初诊AML患者进行51种基因的靶向测序发现MPO高表达组AML更易发生KIT基因及CEB-PA基因双位点突变,而DNMT3A、TP53基因更常见于MPO低表达组。

MPO的表达高低影响患者的缓解率。临床疗效方面,Kamijo等[34]的研究显示MPO高表达组诱导缓解率更高;Matsuo等[35]研究发现MPO低表达组患者的CR率明显低于高表达组(64.1%和85.4%)。另有研究发现MPO的表达影响患者的预后。董晓燕等[36]回顾性分析233例初诊AML患者,根据生存分析结果显示,MPO高表达组OS及无进展生存(progressivesfreesurvival,PFS)率均明显优于MPO低表达组,且Cox模型多因素分析证实MPO低表达是影响患者OS及PFS的独立预后不良因素。Matsuo等[35]的研究证实即使在预后中危组和正常核型组AML,MPO低表达均预示不良的OS和PFS,而MPO高表达的正常核型AML甚至达到了与预后良好核型组相似的OS。

2.8CD19

CD19是B淋巴细胞系列标记性抗原,有研究报告在AML中的阳性率为2.31%~16%[37]。此外,有文献报道CD19表达呈阳性与t(8;21)密切相关,提示其可能作为AML患者预后良好的标志物,但目前尚无定论[38]。Huiwitz等[39]回顾性分析发现,B淋巴系抗原CD19在t(8;21)(q22;q22)AML的表达显著高于其他类型的AML,而t(8;21)(q22;q22)AML是一组预后较好的AML,可见CD19和t(8;21)(q22;q22)同样是AML预后良好的指标;同时也有研究[40]表明,CD19+AML患者的缓解率高。

2.9其他

与预后相关性报导较少的抗原CD14和CD64主要表达在AML-M4、-M5亚型中,是单核细胞的特异性标志物。CD71主要表达在AML-M6亚型中,可以作为诊断AML-M6亚型的可靠标志物。CD117由976个氨基酸分子组成,属于细胞跨膜受体,主要表达于人类造血祖细胞及髓系前体细胞,其与配体干细胞因子偶联调节机体造血干/祖细胞增殖、分化及凋亡[38,41]。急性髓系白血病患者骨髓中原始胞也会表达较高水平的CD117[42]。CD13可表达于不同发育阶段的所有粒系细胞,包括粒细胞及其前体细胞,单核细胞也可检测到该抗原,多数AML患者及15%的急性淋巴细胞白血病(acutelymphoblasticleukemia,ALL)患者也可见CD13表达,CD13表达敏感度较高[43]。CD33由364个氨基酸残基构成,是一种分子量为67KD的跨膜受体,属于免疫球蛋白超家族成员,可通过免疫酪氨酸抑制程序途径诱导白血病细胞发生凋亡[44]。王承芯等[45]分析了通过流式细胞术检测的151例急性白血病患者,结果显示,CD13、CD33和CD117在AML中的表达水平均明显高于B和T急性淋巴细胞白血病,差异有统计学意义。因此,CD13、CD33和CD117是重要的髓系白血病免疫表型,但该3种免疫表型与AML患者预后的关系报导较少,尚无定论。


3、急性髓系白血病MFCMMRD与预后的关系


MFCM由于灵敏度高、定量准确,目前MFCM被认为是检测MRD最理想的一种方法。大量临床研究肯定了MFCMMRD的预后意义,不同治疗阶段、不同亚型、不同危险分层AML的MRD与复发、无事件生存、总生存等的关系均有很多研究[46]。Roland等[47]研究发现,AML患者达CR后,MRD阳性患者3年的死亡率是阴性患者的2.61倍,复发率是阴性患者的4.9倍。Terwijn等[48]对成人AML的研究也发现,无论患者处于哪种治疗阶段,MRD阳性患者复发率均高于MRD阴性患者。许多文献也报道了MRD水平与预后密切相关。有研究报道,诱导后达CR的AML患者,MRD≤0.02%组DFS显著高于MRD≥0.2%组[49]。MRD的检测同样可以预测造血干细胞移植后患者的复发率,移植前MRD阴性患者3年后总生存率达68%,而MRD阴性却只有33%,且研究还发现,MRD水平在移植后100d与复发有密切相关性[50]。总之,MRD水平的动态监测不仅可以指导个体化治疗,而且对疗效的判断及预测早期复发也具有重大的意义[51]。基于MRD为基础的分层治疗和早期干预提高了患者的OS,已经成为目前的追求目标。


4、AML免疫表型及MFCMMRD的应用策略


4.1根据白血病细胞抗原的特点,白血病相关免疫表型

(leukemiaassociatedimmunophenotypes,LAIP)的形成有以下几种形式:抗原表达量异常(增加或减少)、非同步抗原表达、跨系抗原表达、抗原漂移、散射光信号异常以及表达少数白血病特异性抗原,所以AML免疫表型较为复杂。AML诱导治疗后或移植治疗前,抗原表达不稳定,且骨髓中较早恢复的是髓系幼稚细胞,因此,对于AML而言,MFCM检测MRD背景干扰较大,所以MFCM检测MRD存在白血病免疫表型抗体选择及抗体组合选择难的问题。通过上面阐述的AML不同的免疫表型表达特点及对预后的不同影响,在应用MFCM检测MRD时,若初诊时检测了LAIP,则治疗后在进行MRD检测时,尽可能多地将初诊时LAIP所涉及的抗原包括在组合中,而对于初发时没有免疫表型的患者,治疗后如果需要检测MRD,只能参考同类型的白血病出现LAIP的频率,选择出现频率高的抗原及选取较多的抗体进行检测,以免漏检。

4.2遗传学特征作为AML治疗前检测指标,是目前白血病

预后判断最重要的依据。而白血病MFCMMRD反映的是肿瘤细胞对不同治疗方案的敏感性,可以作为治疗后重要的预后分层因素,所以MFCMMRD可与遗传学互补以便更好地判断白血病患者的预后。

4.3AML免疫表型的研究,为AML治疗靶点提供有效的生物

学标志物,对AML而言,MFCM检测MRD,不仅有助于AML的分层治疗及以及抢先干预,更可以为MRD阳性的AML患者提供精准的靶标,从而研发出新型靶向治疗药物,使部分AML患者免于无效的治疗,更提高了复发、难治、老年AML患者的治疗效果。


5、小结


5.1急性髓系白血病为造血干细胞的恶性克隆性疾病。MFCM检测AML常见的免疫表型有CD11b、CD11C、CD13、CD14、

MPO和HLA-DR等,AML常见的跨系表达的抗原有CD7、CD56、CD10、CD19和CD4等。其中多数文献报导预后良好的抗原有MPO、CD38和CD19[29,30,35,36,39],预后较差的抗原有CD56、CD7、CD123、CD34、CD11b[12,13,15,16,17,21,31,32],而CD117、CD13和CD33为AML患者诊断分型的重要髓系免疫表型指征,其与预后的相关性目前尚无定论[42,43,45]。CD14和CD64主要表达于AML-M4和AML-M5亚型患者的AML细胞中,其与预后的关系报导较少。

5.2MFCM检测白血病细胞免疫表型是AML诊断与分型的必

备手段,AML部分免疫表型与治疗效果及复发之间存在一定的关联性,但大量临床研究肯定了MRD的独立预后意义[46,47,48,49,50,51]。众多研究证实,PCRMRD与MFCMMRD均是AML的独立预后因素[52,53,54]。MFCM监测AMLMRD具有广泛应用的优势,而且能准确定量残留白血病细胞数,因此,MFCM检测MRD较PCR法临床应用价值更大。


6、展望


MFCM检测AML免疫表型及MRD具有简便易行且广泛应用的优势,对AML的预后判断十分有用。因此,未来建立一个综合形态学、临床特征、细胞遗传学、分子生物学及免疫表型的新型评分系统将会对AML患者诊断、分型、治疗及预后评估起更重要的作用。


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