急性髓系白血病预后基因的研究进展

任毅飞 吴隼 吕国庆 刘宪凯 陶贞 张肖肖

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia，Aml)是一种高度异质性克隆性疾病，虽然越来越多的药物应用于Aml，但患者的预后并未得到明显改善，预后较差，长期生存时间较短，复发率及死亡率较高。细胞遗传学和分子遗传学在Aml患者中有重要的预后价值，目前预后分层主要根据染色体核型和基因突变类型作为预后分层指标来指导临床治疗[1]。本文将进一步探讨相关预后基因对Aml的预后影响的研究进展。

1 NPM1突变

核磷蛋白(NPM1，nucleophosmin)又称B23、N038，属于核磷蛋白家族，是一种广泛在核仁表达的蛋白，该基因位于5q35，共有12个外显子，其蛋白质由294个核苷酸组成。NPM1的突变会导致该蛋白从细胞核转移到细胞质，引起急性髓细胞白血病[2]。NPM1突变可出现于FAB-Aml各亚型(M3除外)中，其中最常见于M4、M5a和M5b亚型，发生频率分别为77%、71%和90%，但在M2中的发生频率却为34%[3]。NPM1突变在成人Aml中发生频率为25%～35.2%，其中在正常核型Aml(normal karyotypic Aml，nk-Aml)中高达40.9%～61.7%，明显高于异常核型Aml(8.3%)[4]。根据NCCN诊疗指南指出初诊时核型正常患者NPM1突变但不伴有FLT3-ITD 突变为预后良好的标志[5]，但在临床工作中发现仅有部分患者仅能够获得长期生存，根据染色体核型分析，国内外研究均指出正常核型伴有NPM1突变患者的长期生存率明显高于异常核型伴有NPM1突变的患者[3,4]，可能与染色体核型异常存在较高的复发风险有关。侯降雪等[6]研究指出，年龄(≥60岁)、WBC(≥100×109/L)及NPM1高负荷是影响EFS的独立危险因素；年龄(≥60岁)及NPM1高负荷是影响OS的独立危险因素，NPM1高突变负荷是NPM1突变Aml患者的独立预后不良因素，导致患者预后较差。 在临床中，还可发现在正常核型Aml中存在NPM1基因突变与其他突变基因相伴随，最常见的为FLT3、IDH突变[7]，与其他突变相伴随较少见。Susanne等[8]研究发现NPM1突变与IDH1突变呈强相关(P<0.01)，但是没有发现所有其他突变(FLT3-ITD，FLT3-TKD，mlL-PTD，NPM1，CEBPA和NRAS)在预后上是唯一的标志物。然而发现NPM1突变和FLT3野生型的组合是有利的(P=0.029)。邹积艳等[9]研究表明NPM1突变FLT3野生型患者获得CR1频率为88.9%，NPM1突变合并FLT3突变患者获得CR1频率为25%(P<0.01)，导致预后较差，考虑FLT3 ITD突变起源于NPM1突变克隆，支持了“二次打击”的Aml发病理论。

2 FLT3

FMS样的酪氨酸激酶3(Fms-like tyrosine kinase,FLT3)属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase Ⅲ,RTK Ⅲ)家族成员，位于染色体 13q12，包含24个外显子，编码993个氨基酸[10]。FLT3 是 Aml 的基因突变最常见形式，其突变率约为1/3，与预后相关，其中FLT3的激活突变主要有2种：内部串联重复(internal tandem duplication,ITD)和活化环中的点突变(point mutation in the activation loop,TKD点突变)，FLT3-ITD。据报道成人Aml中FLT3-ITD突变发生率为20.8%～27%[11]，而FLT3-TKD突变发生率仅为4.8%～7.7%[12]，根据NCCN指南提出正常核型伴有FLT3-ITD以及野生型NPM1 +/FLT3-ITD高突变负荷为预后不良组[13]，FLT3-TKD突变对预后的影响一直存在争议，戴纬等[14]通过Meta分析指出FLT3-TKD突变为预后不良标志，FLT3-TKD突变仅对Aml患者的OS产生不良影响，导致Aml患者预后较差，但FLT3-ITD突变主要因其可导致Aml患者外周血白细胞计数及骨髓原始细胞比例升高、CR率低、DFS率及OS率均较低且耐药率高成为Aml患者预后不良因素[15]。Schlenk等[16]研究指出FLT3-ITD等位基因比值可影响Aml患者预后，FLT3-ITD等位基因比值>0.51导致预后差，FLT3-ITD等位基因比值<0.51预后相对良好，等位基因比值>0.51可通过allo—HSCT可以改善Aml患者的长期预后，但等位基因<0.51的患者不能通过allo—HSCT改善预后。邹积艳等[9]研究指出NPM1+/FLT3-ITD-患者CR1达到88.9%，而双阴性的患者的CR1为48.5%，不伴有NPM1突变的FLT3-ITD突变阳性的患者CR1仅有15.4%，该研究未提及双阳性，提示获得CR1率越高，预后越好，同时国外研究者Gale 等[17]研究认为NPM1突变阳性不伴FLT3-ITD突变为预后良好组，不伴有NPM1突变且不伴有FLT3- ITD突变或伴有NPM1 突变阳性同时伴FLT3-ITD突变阳性为预后中等组，不伴有NPM1突变但伴FLT3-ITD突变阳性为预后不良组。上述两项研究均再次验证了不伴NPM1突变但伴FLT3-ITD突变阳性为Aml患者预后不良因素。

3 CEBPA双突变

CCAAT/增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein α,C/EBPα)位于染色体19q13，编码一个长为356个氨基酸残基的蛋白质，属于髓系特异性的碱性区域/亮氨酸拉链(bZIP)家族，是维持造血系统粒系增殖与分化平衡的重要转录因子[18]。CEBPA主要包括氨基端(N端)的转录活性区、DNA结合区和羧基端(C端)的亮氨酸丰富的二聚化功能区[19]。CEBPA突变主要包括单突变和双突变。双突变(duCEBPA)是指同时发生N端、C端突变，根据国内外研究发现CEBPA双突变绝大多数见于Aml，占Aml患者CEBPA突变的5%～14%，多见于FAB分型的M1或M2，约70%的具有CEBPA突变的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)，没有观察到CEBPA突变[21]，根据NCCN指南，将CEBPA基因双突变的Aml患者归为预后良好组。单突变(siCEBPA)指仅发生N端或C端突变，约占CEBPA突变患者的2.2%～3.9%[22]，Pastore等[23]研究结果提示与CEBPA单基因突变患者相比，携带CEBPA双突变的患者具有更好的OS和RFS；但CEBPA单突变患者的长期预后与无突变患者的预后相当[24]。研究结果均提示CEBPA双突变的Aml患者OS及CR率均优于无突变者[42]。Pastore等[23]研究报道提示CEBPA双突变的Aml患者1年内复发率(33%)低于CEBPA单突变者(63%)，并且CEBPA双突变患者的OS及RFS明显优于CEBPA单突变者。CEBPA单突变与CEBPA双突变相比更易与其他基因突变相伴性，在法国的一项研究中，在15名患者中有5名(33%)出现了FLT3-ITD阳性，这使CEBPA突变组的OS显著降低，研究者建议将CEBPA突变的患者根据是否存在FLT3-ITD突变分类为中等风险或良好风险[25]，但该研究并未严格细分CEBPA单突变和双突变。Fasan等[26]研究结果表明CEBPA单突变伴NPM1突变者比CEBPA单突变无NPM1突变者预后较好。CEBPA双突变者提示预后良好，但国内外研究CEBPA单突变患者的样本量仍相对较少，这就需要我们进一步扩大样本量研究CEBPA单突变与预后的关系。

4 TP53突变

TP53基因是重要的抑癌基因之一，其位于染色体的17q13.1，长19144个核苷酸。TP53作为转录因子在维持基因组的稳定性、保持正常细胞的状态中发挥关键作用[27]。TP53突变在原发Aml病例中发生率仅为8%，是其他恶性肿瘤中发生率最低的疾病之一，但在治疗相关的Aml(t-Aml)中，其中TP53是最常见的突变基因，TP53突变频率约为30%[28]。复杂核型(CK)-Aml占成人Aml的10%到15%，并且TP53突变是CK-Aml中最常见的分子病变，突变率约为70%[29]，+5/5q-和/或+7/7q- 是在TP53突变的CK-Aml最频繁发生的染色体核型异常。对CK-Aml的发病机制知之甚少，但TP53的高频率改变，特别是双等位基因改变，表明p53在白血病发生中的重要作用。这一假说的证据来自于在小鼠和人类疾病中的几项观察：(1)小鼠研究需要双等位基因TP53失活和一种伴随的髓系白血病基因的“第二次打击”表明，p53丢失的髓系祖细胞表现出异常的自我更新，从而促进Aml[30]；(2)在高危MDS和(或)从5q-综合征演变而来的Aml，观察到先前存在的TP53突变亚克隆的扩增[31]。根据NCCN指南中预后分层标准，将TP53突变作为Aml患者预后不良的标志。国内张莹等[32]研究报道伴TP53基因突变的Aml患者对传统化疗反应较差，中位生存时间(14.1个月)较无TP53基因突变组(31.4个月)明显缩短(P=0.029)，导致预后不良，同样国外Welch[33]研究发现伴TP53基因突变的Aml患者中位生存时间为5～9个月，总生存期短并且易耐药和高复发率均导致预后较差。Terada等[34]研究发现TP53突变与FLT3-ITD和NPM1突变互斥，考虑正常核型Aml中的DNA甲基化调节基因突变经常与高频突变(例如FLT3-ITD和NPM1)共存，与TP53基因突变的Aml相比，具有DNA甲基化调节基因突变的Aml的染色体异常少且总基因突变计数更高。这就表明TP53基因突变与DNA甲基化调控基因突变等其他基因突变有着本质不同的白血病发生机制。研究表明，TP53基因突变的Aml患者对标准化疗反应性差，完全缓解率为20%～40%，复发率高，中位生存时间为4～9个月[35]，低甲基化药物(HMA)阿扎胞苷和地西他滨是老年Aml患者和不适合接受诱导化疗的患者的首选一线治疗[36]。阿扎胞苷在TP53基因突变的Aml患者中的应用已经得到了前瞻性AZA-Aml-001试验亚组分析的支持，与常规治疗方案(最佳支持治疗、小剂量阿糖胞苷或7+3诱导)相比，应用阿扎胞苷治疗的Aml患者的OS(10.4个月VS 6.5个月)更长[37]。Welch等[38]在研究应用地西他滨治疗TP53基因突变的Aml患者中，发现TP53基因突变较野生型TP53患者相比，对10 d/月的地西他滨方案有较高的反应率。并且最近的一项回顾性分析表明，TP53突变的Aml患者中，阿扎胞苷和地西他滨的治疗结果相似，而且HMA治疗后，TP53突变患者的OS有所改善[39]。Middeke研究指出TP53突变Aml患者在常规标准化疗获得CR后接受异基因造血干细胞移植可以改善患者的EFS和OS，但有相关报道在15例初次获得CR且接受HSCT的TP53突变的CK-Aml患者，其中14例复发并死亡[40]，再次验证了TP53突变的CK-Aml患者预后较差，改善高风险患者的长期预后有待进一步研究。

5 ASXL1突变

ASXL1(Additional sex combs-like 1)基因是 Trithorax(TrxG)家族和 Polycomb(PcG)家族的增强子，用于调节同源异型基因(Hox基因)的表达。该基因可通过PcG和TrxG蛋白共同维持Hox基因的稳定状态，该基因定位于染色体20ql1，编码一个长为1541个氨基酸的核蛋白[41]，几乎所有的髓系肿瘤均发生了ASXL1突变，突变频率大约为>5%[42]。根据NCCN指南预后分层标准ASXL1突变为预后不良标志。RUNX1是ASXL1突变Aml中最常见的突变基因，在原发性Aml的发生频率为4.5%～10.8%，在继发性Aml的发生频率为19.3%～58%[43]，并且有研究者报道说，在先前的MDS阶段患者中已经存在ASXL1突变及存在ASXL1突变的CMml患者，易导致Aml的发展[44]。国内外研究报道，ASXL1突变在男性、年龄较大(>60岁)较常见，并且研究表明当根据年龄和疾病类型分层时，发现年轻的原发性疾病患者对预后没有影响[45]。ASXL1突变患者较ASXL1野生型患者的预后较差，2年的OS明显较差。但Sharkawi等[46]研究指出不能将其归因于ASXL1突变患者对化疗的更高的原发耐药性，因为他们观察到根据患者的ASXL1基因类型，缓解和耐药性疾病的发生率没有差异，但ASXL1突变患者较ASXL1野生型患者的复发比率显着增加。Kakosaiou等[47]研究报道异常核型(15.5%)和正常核型(13%)Aml患者的ASXL1突变频率相似，8号染色体三体是Aml中最常见的染色体数目畸变之一，发生频率为10%，仅有8号染色体三体的患者大多被归类为中等预后[48]，但Zong等[49]研究指出ASXL1突变伴8号染色体三体的原发性Aml预后不良。德国-奥地利Aml SG小组对Aml患者进行了更大规模的队列分析，发现ASXL1和NPM1突变同时发生的病例很少见(ASXL1突变病例中有5.9%的NPM1突变阳性，而ASXL1野生型携带者中有29.7%)，大量研究表明NPM1和ASXL1共突变确实存在于少数Aml患者中[50]，并且ASXL1和RUNX1突变的共存仍导致Aml患者预后不良[51]。综上所述，存在ASXL1突变为预后不良的标志。

6 RUNX1(Aml1)突变

Runt 相关转录因子(runt-related transcription factor，RUNX)家族是一类重要的发育调控因子，在细胞增殖、分化、发育以及凋亡中起调控作用。RUNX 家族主要包括 RUNX1、RUNX2 和 RUNX3，其中RUNX1又名为Aml1，定位于染色体2lq22区，是生成和维持造血干细胞(HSC)以及分化成各种造血谱系所必需的转录因子[52]。根据NCCN指南预后分层标准将单独伴有RUNX1突变的Aml患者归为预后不良组。研究结果表明RUNX1突变在成人急性髓系白血病(Aml)的患者中约占8%～13%[53]。国内外研究表明，RUNX1突变多见于老年、男性患者[54]。由于RUNX1基因是作为t(8;21)易位的融合基因克隆而来，因此它参与白血病的发生。从形态上讲，大多数携带t(8; 21)的Aml细胞被归类为Aml M2，而少经常归为Aml M1，Kadia等[55]对RUNX1突变的Aml患者研究中，RUNX1突变高表达组中M1和M2亚型的患者明显多于RUNX1突变低表达组，有RUNX1突变的Aml患者中白血病细胞表达CD34和HLA-DR的频率较高，但表达CD15的频率较低，这可能反映了该突变与Aml的未成熟亚型有关[53]。大量研究结果显示伴RUNX1突变的Aml患者与RUNX1未突变患者相比，对标准化疗方案易耐药，有较低的CR，并且EFS，RFS和OS更差，并且伴RUNX1突变Aml患者中位总生存时间为13.3个月，低于无突变组的21.1个月[56]，国内研究学者报道中，在42例Aml患者中位总生存时间为14个月明显低于无突变组[54]。与以前的研究相似，Gaidzik等[57]发现RUNX1突变与未分化的FAB M0髓细胞形态和中危细胞遗传学相关。根据Tang等[53]的研究，RUNX1突变在高危细胞遗传学的Aml患者中的发生频率较低，而在CBF-Aml和APL未发生。在中危组的Aml中，RUNX1突变与正常核型和8三体性相关，而且根据在以前的报道，RUNX1突变通常与特定的细胞遗传学异常相关，例如三体性8(+8)、+13或+21[58]，但是Tang等[53]在研究中发现除了+8没有找到RUNX1突变与+5/5q-、+7/7q-、+11，+13或+21之间的任何关联，并且该研究在t(15; 17)，t(8; 21)或inv(16)的Aml患者中从未发现RUNX1突变。研究表明最常见的共突变是ASXL1，在老年人群中尤其普遍[59]，并且ASXL1/RUNX1双突变的Aml患者有较低的治疗反应率，而在年轻患者中，RAS共发突变(44%)和FLT3-ITD(33%)也很常见，这两种突变代表了它们具有促进干细胞增殖的能力并因此与RUNX1突变在Aml发病机制中发挥协同作用[60]。Khan等[61]研究发现，与FLT3突变相关的RUNX1突变的Aml患者具有更好的OS和EFS；但先前的研究已经确定RUNX1突变的Aml患者的不良反应与FLT3-ITD无关[62]。Chou等[63]研究结果提示RUNXl突变在非HSCT组是一个影响预后的独立危险因素，而在allo-HSCT组却为预后良好因素。国内陈思帆等[54]研究中allo-HSCT组1年OS、DFS 率显著高于化疗组(P=0.036，P= 0.047)，提示移植可改善RUNXl突变患者的预后。总之，RUNX1突变为Aml预后不良标志，改变患者预后需要我们进一步去研究。

7 C-kit突变

C-kit基因位于人染色体4q12-13，属于原癌基因，其产物是Ⅲ型酪氨酸激酶。C-KIT是酪氨酸激酶受体蛋白家族的重要成员之一，其作为干细胞因子的受体，可以通过一系列信号通路参与造血干细胞增殖分化的调控[64]。C-kit基因突变主要存在于近膜区二聚化结构域(exon8和9)及胞内的近膜结构域(exon11)和激酶结构域(exon13和17)。在Aml中，C-kit突变主要存在于exon8和17，其中exon8主要表现为缺失突变，其中第419氨基酸的缺失(D419del)约占exon8突变的93%；而exon17主要表现为置换突变，其中主要的置换突变是D816V，约占exon17 突变的80%～90%[65]。根据NCCN指南将良好核型伴有C-kit突变归为预后中等组。研究发现，C-kit突变在含以染色体t(8; 21)及inv16为特征的核心结合因子(core binding factor,CBF)异构体和CBF基因重排的Aml患者中更为明显[66]。因为t(8; 21)累及的Aml1基因又称CBFα，而inv(16)和t(16;16)累及的基因为CBFβ，所以将这2种白血病又被称为CBF-Aml(core binding factor leukemia)[67]。国内外研究报道中，在CBF -Aml患者中，C-kit exon17突变率为26.4%～31%，其中D816突变占14.9%～17.4%[68]，说明C-kit exon17突变可被视为CBF -Aml患者预后评估的预测因素。Park等[69]研究结果显示C-kit exon17突变患者的CR率较无突变者相比呈下降趋势，复发率和死亡率明显高于无突变患者。C-kit exon17突变患者的OS、EFS和复发时间间隔明显短于无突变者，表明预后差，C-kit exon17突变的患者5年总生存率比未突变的患者也较低(分别为26.5%和60.9%)，导致预后差。国内外学者研究C-kit突变在正常核型的Aml患者中的发生频率为5.0%，在Aml-M2b中的突变率高达48.1%[70]。根据文献报道已知在核型正常的患者中经常发生的FLT3-ITD、FLT3-D835和NPM1突变在CBF-Aml中的发生率较低[71]。最近，2项不同的研究报道，C-kit突变的t(8；21)Aml患者在诱导治疗过程中使用柔红霉素比使用伊达柔比星治疗效果更好，并且第2次诱导疗程中使用大剂量阿糖胞苷和米托蒽醌对C-kit突变的t(8；21)Aml患者有益[72]。还有根据国内外文献总结得出，C-kit 突变的Aml患者获得完全缓解后容易复发，死亡率较高，预后不良，应尽早采取常规化疗以外的allo-HSCT或用其他激酶抑制剂等其他有效治疗措施来改善患者预后，提高白血病患者的长期生存时间[73]。

综上所述，基因突变在预后评估中已经占据着重要地位，但仅仅根据基因突变并不能更好反映预后情况，这就能体现出基因突变与染色体核型相辅相成的作用。Aml死亡率较高，通过目前先进科学技术进行基因测序和染色体核型分析来评估预后，根据相关文献结果表明对于预后不良的Aml患者可通过应用新的靶向药物治疗和造血干细胞移植来适当改善预后，提高长期生存时间，但目前仍缺乏统一标准，这就需要我们进一步开阔思路根据临床试验发现更多影响患者预后的因素，从而指导临床治疗，提高Aml患者的生存时间。