幼年型粒单核细胞白血病的发病机制及诊治
2020-12-14金秋颖
金秋颖
摘要:幼年型粒单核细胞白血病是一种罕见的慢性粒单核细胞白血病,其恶性程度较高、预后较差。造血干细胞移植是目前唯一能够治愈幼年型粒单核细胞白血病的方法,但是部分患者术后会出现复发。随着临床对其发病机制的深入研究,针对其发病机制的靶向药物治疗应运而生(MEK抑制剂、JAK抑制剂),本文就幼年型粒单核细胞白血病的发病机制、诊断标准及治疗方法作一综述。
关键词:幼年型粒单核细胞白血病;造血干细胞移植;靶向治疗
中图分类号:R733.73 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2020.21.015
文章编号:1006-1959(2020)21-0051-04
Abstract:Juvenile myelomonocytic leukemia is a rare type of chronic myelomonocytic leukemia with a high degree of malignancy and a poor prognosis. Hematopoietic stem cell transplantation is currently the only method that can cure juvenile myelomonocytic leukemia, but some patients will relapse after surgery. With the in-depth clinical research on its pathogenesis, targeted drug therapy (MEK inhibitor, JAK inhibitor) for its pathogenesis has emerged. This article focuses on the pathogenesis, diagnostic criteria and treatment of juvenile myelomonocytic leukemia. Methods are reviewed.
Key words:Juvenile myelomonocytic leukemia;Hematopoietic stem cell transplantation;Targeted therapy
幼年型粒单核细胞白血病(juvenile myelomonocytic leukemia,JMML)是一种罕见的慢性粒单核细胞白血病,属于骨髓增生异常综合征和骨髓增殖性肿瘤的亚型。流行病学资料显示,约95%的幼年型粒单核细胞白血病患儿发病年龄小于4岁,其中约60%的患儿发病年龄小于2岁,男性发病率为女性的1.4~2.5倍[1]。该病起源于多能造血干细胞,可导致红系增生障碍、血小板数量异常及淋巴细胞功能异常。主要表现为粒细胞和单核细胞在外周血或者骨髓中大量增殖浸润。有研究显示[2],多种基因突变引起的RAS/丝裂原蛋白活化激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路异常是其主要的发病机制。同时,骨髓祖细胞对粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)表现出的高度敏感性也是幼年型粒单核细胞白血病特征之一,可用于RAS/MAPK信号通路异常的判断。临床诊断幼年型粒单核细胞白血病除了根据基本的临床表现及血液学检查,基因研究也不断深入。对于该病的治疗主要采用造血干细胞移植及靶向治疗。造血干细胞移植术是目前唯一能够有效治疗幼年型粒单核细胞白血病的方式,但是部分患者会出现移植后复发。幼年型粒单核细胞白血病恶性程度高,多数患儿生存期短于两年,且病程异质性较大,预后较差。本文参考国内外的相关研究,从幼年型粒单核细胞白血病的机制,诊断标准及目前的治疗情况等方面作一探讨。
1发病机制
1.1 PTPN11基因突变 PTPN11突变为幼年型粒单核细胞白血病最常见的基因突变。一项回顾性研究中初诊的14例幼年型粒单核细胞白血病患儿发生PTPN11基因突变的患儿占29%,表现为外显子13或外显子3的点突变或错义突变[3]。PTPN11原癌基因主要编码Src-同源化酪氨酸磷酸酶2(Src-homology tyrosine phosphatase 2,SHP2),一种蛋白质酪氨酸磷酸酶(PTP),其可激活RAS/MAPK通路增强生长因子和细胞因子的信号转导。SHP2由SH2的N端结构域和PTP结构域结合成氢键形成自我抑制,与磷酸酪氨酸残基形成信号伴侣后活化。PTPN11基因突变主要抑制SHP2的N端和PTP结构域的相互作用,增强SHP2催化活性[4]。
1.2 RAS基因突变 有研究显示[5],幼年型粒单核细胞白血病中约35%存在RAS基因的点突变,包括NRAS和KRAS基因突变。RAS基因作为一种“癌基因”,一旦发生突变易激活RAS信号传导途径,RAS激活后可与RAF结合,使MEK1或MEK2磷酸化进一步激活ERK1或ERK2,形成RAS/RAF/MEK/ERKs通路,其异常活化在肿瘤的恶性转化中起关键作用[6]。同时,髓系细胞存在GM-CSF超敏性是幼年型粒单核细胞白血病的特征之一,患儿的造血干细胞可增加NRAS G12D和KRAS G12D等致癌基因的内源性表达,导致对GM-CSF高度敏感的粒细胞-巨噬细胞集落单位祖细胞克隆性生成,单核细胞内源性产生的细胞因子促进幼年型粒单核细胞白血病的自发增殖、胞内的RAS/MAPK信号通路参与GM-CSF的信号转导,一旦RAS/MAPK信号通路发生异常会导致肿瘤细胞对GM-CSF高度敏感[7]。
1.3 NF1基因突变 幼年型粒单核细胞白血病中约15%患儿伴有多发性神经纤维瘤Ⅰ型(NF1)[8],患者存在NF1表现或者无NF1表现但存在NF1基因突变,其作为一种常染色体显性遗传病发生恶性髓系疾病的几率较大。NF1基因位于17q11.2,主要编码RAS-GPT酶活性蛋白,其在不成熟髓细胞中作为肿瘤抑制基因。NF1基因一旦突变会导致RAS-GPT负性调节造血生长,激活RAS信号传导途径,导致NF1患儿发展成白血病[9]。
1.4 CBL基因突变 幼年型粒单核细胞白血病中约11%的患儿携带CBL基因突变,其中85%~90%患儿为胚系突变,发生CBL纯合子及杂合子突变的患儿较少[10]。有研究显示[11],部分存在CBL基因突变的幼年型粒单核细胞白血病可自行缓解。CBL基因主要表达E3泛素连接酶,结构组成包括RING指结构域(RING finger domain,RFD)、连接区域及酪氨酸激酶结合域(tyrosine kinase binding,TKB),CBL基因在受体活化的酪氨酸激酶的增殖信号的衰减过程中起到了传输和降解作用,其中的RFD主要调节泛素化活动、短连接子序列主要调节泛素酶的活性[12]。幼年型粒单核细胞白血病CBL基因突变主要发生于短连接子序列和RFD(内含子7、外显子8、内含子8、外显子9之间),其编码的Grb2蛋白质可与CBL结合,阻断SOS(一种已知RAS通路的GEF)与CBL的结合,抑制增殖信号的衰减过程,引起受体活化的酪氨酸激酶的泛素化的消失,导致幼年型粒单核细胞白血病的发生[13]。
2诊断标准
幼年型粒单核细胞白血病与感染及遗传代谢性疾病症状类似,具有非特异性,因此诊断较为困难。临床主要依靠反复的病情检查和随访观察。随着基因研究的不断深入,幼年型粒单核细胞白血病的诊断标准更加完善,诊断更加精准、可靠。2016年世界卫生组织(WHO)制定的JMML诊断标准如下[14]:①临床和血液学特征(需要满足全部4项):○a外周血单核细胞计数>1×109/L;○b外周血和骨髓原始细胞比例<20%;○c脾肿大;○d Ph染色体(BCR-ABL1)阴性。②遗传学特征(除满足①中的条件外,至少应满足下列中的1项)○a PTPN-11、K-RAS或N-RAS体细胞突变(需排除生殖系突变,指努南综合征);○b临床诊断为Ⅰ型神经纤维瘤或NF-1基因突变;○c CBL基因生殖系突变和CBL杂合性丢失(偶有杂合子剪接位点突变病例)。③无遗传学特征患者除需符合①中的标准外,还需要满足以下所列的标准:7号染色体或任何其他染色体异常,或者至少符合以下2条标准:○a外周血HbF高于同年龄正常值;○b外周血涂片发现髓系或红系原始细胞;○c体外培养髓系原始细胞对GM-CSF高度敏感;○d STAT5高度磷酸化。
3治疗
3.1化疗 化疗一般作为幼年型粒单核细胞白血病造血干细胞移植前的辅助及桥接手段,主要用于减轻移植前患儿的肿瘤负荷,对于病情进展及预后并无改善作用。目前,国内外尚未发现能够提高幼年型粒单核细胞白血病生存率或减低移植术后复发率的化疗手段[15]。有研究通过对对照组和观察组幼年型粒单核细胞白血病患者分别采用6-巯基嘌呤治疗和6-巯基嘌呤联合小剂量的阿糖胞苷化疗治疗,结果显示两组患者病情均未获得缓解(CR)、生存期均为8个月[16]。Locatelli F等[17]研究选取肺部浸润或病情危重的幼年型粒单核细胞白血病患儿,采用氟达拉滨联合大剂量的阿糖胞苷治疗,患儿病情只得到了短暂控制,并不能获得完全缓解。以上研究均表明,化疗只可作为移植前的辅助手段,对疾病起到近期的缓解作用。患者若只给予化疗,预后较差。临床一般不建议在幼年型粒单核细胞白血病患者的治疗中单独使用化疗。
3.2造血干细胞移植 造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)是目前唯一能夠有效治疗幼年型粒单核细胞白血病患者的方式,但仍有患者移植失败,术后出现复发。术后复发的患者高达35%左右[18,19]。虽然人类白细胞抗原配型技术及相关支持治疗手段明显提高,但是患者的总生存率并未得到有效改善。HSCT时机及适应证、供体的选择、术前的预处理方式均会对移植成功率产生很大影响[20]。
3.2.1 HSCT的时机和适应症 幼年型粒单核细胞白血病预后具有明显的异质性,部分患者即便给予治疗,病情依然进展迅速,表现为脏器肿大、恶病质、骨髓衰竭,在短短数月内死亡[21]。也有部分患者在不经治疗的情况下,病情自行缓解,细胞计数甚至完全正常,生存期达2年及以上,因此在治疗前对疾病进行风险评估具有重要意义[22]。确诊年龄大于2岁、血小板低于33×109/L、HbF高于10%的幼年型粒单核细胞白血病患儿一般病情比较严重,存活期较短,临床需及时行HSCT治疗,缓解患者的病情[23]。不同基因突变导致的幼年型粒单核细胞白血病治疗时机也有所不同。对于NF1突变、PTPN11突变、KRAS及大部分NRAS体细胞突变的幼年型粒单核细胞白血病患儿,应及时行HSCT治疗;对于胚系CBL突变及小部分N-RAS体细胞突变的幼年型粒单核细胞白血病患者,一般不建议在确诊初期选择HSCT治疗,因为该类患者存在自发缓解的趋势。临床治疗此类患者一般以强化疗为主,在患者病情进展迅速或者出现染色体异常时再行HSCT治疗[24]。因此,临床治疗幼年型粒单核细胞白血病应根据患儿的病情进展程度及基因突变类型选择恰当的HSCT方式,提高治疗效果。
3.2.2供体的选择 HSCT供体主要包括与HLA相合的同胞供体、HLA相合的无关供体以及无关供体的脐血干细胞[25]。2005年欧洲血液和骨髓移植学会研究采用全相合与半相合造血干细胞移植治疗幼年型粒单核细胞白血病,两组的生存率无明显差异[26]。临床对于起病急、进展迅速的幼年型粒单核细胞白血病患者多采用单倍体造血干细胞移植,其在一定程度上扩大了供体的选择范围,且不会因等待全相合供体导致病情加重甚至失去移植机会。但是其相较于全相合造血干细胞移植术后排异反应较为严重,且造血功能恢复时间长[27,20]。有研究显示[28],在单倍体造血干细胞移植中采用后置环磷酰胺方案,可有效降低移植物抗宿主反应,提高治疗效果。同时,来源于无关供体的脐血干细胞越来越多的被用于急需移植的幼年型粒单核细胞白血病患者,相较于传统的骨髓移植,其具有细胞易获取、排异反应小、配型要求低等优点,两者的复发率以及生存率并无明显差异。给予急需HSCT而无全相合供体或无关供体脐血干细胞患儿单倍体造血干细胞移植治疗有望成为唯一有效的治疗方法,可联合后置环磷酰胺方案减少移植物抗宿主反应[29]。
3.2.3术前的预处理 由于幼年型粒单核细胞白血病患儿年龄较小,一般不选择全身放疗作为预处理的方案。为了避免对患儿造成远期不良反应,临床通常采用白消安/环磷酰胺/美法仑或白消安/氟达拉滨/美法仑的组合清髓预处理,其可清除幼年型粒单核细胞白血病处于非细胞周期的异常克隆。多个研究表明[30,31],氟达拉滨代替环磷酰胺预处理,中性粒细胞植入更快、输血更少,其他移植相关的不良反应和毒性也更少。总之,采用氟达拉滨预处理效果优于环磷酰胺,在术前预处理中是一个较好的选择。
3.2.4靶向治疗 RAS信号通路的异常活化是影响幼年型粒单核细胞白血病治疗的重要因素,信号通路传递失调可能会导致基因突变及表观遗传的改变,阻断RAS通路的药物主要集中在RAF-MEK-ERK及JAK/STAT通路。MEK抑制剂或JAK抑制剂可能成为幼年型粒单核细胞白血病靶向治疗用药。PD0325901[32]作为一种高度选择性MEK抑制剂,其可以调节骨髓造血祖细胞,调控KRAS及NF1基因突变小鼠的骨髓增殖,改善外周血细胞成分及脾肿大、提高生存率。Kong GY等[33]研究选取NRAS G12D/G12D鼠系,采用MEK抑制剂联合JAK抑制剂治疗,结果显示肿瘤细胞的生长受到抑制,造血干细胞功能得到改善,且小鼠获得长期无病生存。目前一组MEK抑制剂曲美替尼治疗难治复发JMML患儿的反应速率二阶段临床试验正在进行中,而JAK/STAT抑制剂鲁索替尼治疗实体瘤、白血病、难治复发的骨髓增生异常疾病正在进行临床一阶段试验。了解幼年型粒单核细胞白血病的发病机制及RAS信号通路的异常活化过程,给予患儿靶向治疗,可有效提高治疗效果,改善患儿生活质量。
4总结
幼年型粒单核细胞白血病是一种罕见的儿童克隆性造血干细胞异常增生性疾病,多种基因突变引起的RAS/丝裂原蛋白活化激酶信号通路异常是其主要的发病机制,常见的基因突变包括PTPN-11基因突变、RAS基因突变、NF1基因突变及CBL基因突变。临床诊断幼年型粒单核细胞白血病主要依据患者的临床表现、血液学指标及基因研究。常规化疗对于幼年型粒单核细胞白血病患者的疾病进展及预后无改善作用,一般只作为造血干细胞移植前的辅助治疗,造血干细胞移植是目前最为有效的治疗方法,但是部分患者术后会出现复发,术后复发是移植失败的主要原因。选择合适的移植时机、供体、做好术前的预处理对于提高移植成功率具有重要意义,目前较为常用的供体为半相合的无关供体以及无关供体的脐血干细胞、通常在半相合供体移植中采用后置环磷酰胺方案,以此减少移植物抗宿主反应。随着对发病机制的深入研究,MEK抑制剂或JAK抑制剂可能成为JMML靶向治疗用药,曲美替尼及鲁索替尼等靶向治疗用药还处于临床实验阶段。幼年型粒单核细胞白血病的恶性程度高,治疗难度大,目前尚未有一种治疗方案能够显著改善患者生存时间,期待后续更大样本、更深入的研究,提高造血干细胞移植的成功率,使更多的靶向治疗药物应用于临床。
参考文献:
[1]曾敏慧,贺湘玲,杨明华,等.幼年型粒单核细胞白血病的临床及基因学研究[J].中国当代儿科杂志,2019,21(4):365-369.
[2]范佳,吴润晖,马洁,等.幼年型粒单核细胞白血病的基因突变与预后分析[J].中国小儿血液与肿瘤杂志,2018,23(3):132-136.
[3]杨三珍,陈炳强,路素英,等.儿童白血病患者PTPN11基因突变及其临床意义分析[J].中国实验血液学杂志,2012(1):34-37.
[4]王贵洲.以蛋白酪氨酸磷酸酶Shp2为靶点的天然产物抑制剂的筛选[D].厦门大学,2018.
[5]Locatelli F,Algeri M,Merli P,et al.Novel approaches to diagnosis and treatment of Juvenile Myelomonocytic Leukemia[J].Expert Rev Hematol,2018,11(2):129-143.
[6]Caunt CJ,Sale MJ,Smith PD,et al.MEK1 and MEK2 inhibitors and cancer therapy:the long and winding road[J].Nature Reviews Cancer,2015,15(10):577-592.
[7]吴圆圆,蔡晟阳,黄薇,等.幼年型粒单核细胞白血病的临床及实验室特征分析[J].中国当代儿科杂志,2018,20(5):373-377.
[8]杨文钰,陈晓娟,王书春,等.儿童幼年型粒单核细胞白血病突变基因型与临床特征分析[J].中国当代儿科杂志,2015,17(1):1-5.
[9]Nichols RJ,Franziska H,Carlos S,et al.RAS nucleotide cycling underlies the SHP2 phosphatase dependence of mutant BRAF-,NF1- and RAS-driven cancers[J].Nature Cell Biology,2018(20):1064-1073.
[10]周剑峰,陈晓娟,杨文钰,等.幼年型粒单核细胞白血病19例分析并文献复习[J].中国小儿血液与肿瘤杂志,2012(2):41-43.
[11]繆艳.儿童幼年型粒单核细胞白血病突变基因型与临床特征分析[C]//第十三届江浙沪儿科学术会议暨2016年浙江省医学会儿科学学术年会论文汇编.2016.
[12]房宜嘉,胡媛媛,凌兰兰,等.Bruton酪氨酸激酶泛素化调节的研究[J].中国实验血液学杂志,2017(5):1559-1565.
[13]曾敏慧.幼年型粒单核细胞白血病的临床及基因学研究分析[D].湖南师范大学,2018.
[14]Arber DA,Orazi A,Hasserjian R,et al.The 2016 revision to the World HealthOrganization classification of myeloid neoplasms and acute leukemia[J].Blood,2016,127(20):2391-2405.
[15]林宇辰.地西他滨联合造血干细胞移植治疗幼年粒单核细胞型白血病[D].南方医科大学,2018.
[16]Atsuda K,Matsuzaki S,Miki J,et al.Chromosomal change during 6-mercaptopurine(6-MP)therapy in juvenilemyelomonocytic leukemia:the growth of a 6-MP-refractory clonethat already exists at onset[J].Leukemia,2006,20(3):485-490.
[17]Locatelli F,Niemeyer CM.How I treat juvenile myelomonocyticleukemia[J].Blood,2015,125(7):1083-1090.
[18]王娅,罗荣牡,司英健,等.单倍体造血干细胞移植治疗幼年型粒单核细胞白血病的临床研究[J].中国小儿血液与肿瘤杂志,2019(4):179-185.
[19]王彤,李渭阳,祁小飞,等.异基因造血干细胞移植治疗慢性粒-单核细胞白血病的临床分析[J].中国实验血液学杂志,2015,23(6):1667-1672.
[20]邵群,王志东,郑晓丽,等.异基因造血干细胞移植治疗慢性粒单核细胞白血病及幼年型粒单核细胞白血病[J].中国实验血液学杂志,2014,22(4):1058-1062.
[21]吴圆圆,蔡晟阳,黄薇,等.幼年型粒单核细胞白血病的临床及实验室特征分析[J].中国当代儿科杂志,2018,20(5):373-377.
[22]王松咪,胡群,刘双又,等.10例幼年型粒单核细胞白血病临床分析[J].临床血液学杂志,2015,28(1):37-39.
[23]郭智,陈惠仁,刘晓东,等.单倍型造血干细胞移植治疗幼年型粒单核细胞白血病的临床研究[J].发育医学电子杂志,2014(3):150-154.
[24]Zhao Q,Mahadeo KM,Kapoor N,et al.Improved outcomesassociated with hematopoietic stem cell transplantation forpatients with juvenile myelomonocytic leukemia[J].Blood,2015,126(4):561-562.
[25]陆凤娟,翟晓文,高怡瑾,等.幼年型粒单核细胞白血病的临床和治疗[J].临床儿科杂志,2007,25(8):648-650.
[26]岳燕,刘嵘,李君惠,等.异基因单倍型造血干细胞移植后应用环磷酰胺治疗幼年型粒单核细胞白血病6例报道[J].中国医刊,2018,53(2):82-87.
[27]孙于谦,陈育红,刘开彦,等.异基因造血干细胞移植治疗慢性粒-单核细胞白血病12例报道[J].中华血液学杂志,2013,34(2):113-116.
[28]秦丹.评价氟达拉滨代替环磷酰胺的移植前预处理方案对髓系白血病的疗效:meta分析[D].重庆医科大学,2018.
[29]彭智勇,吴学东,冯晓勤,等.单倍体造血干细胞移植联合后置大剂量环磷酰胺治疗儿童恶性血液病25例[J].中华器官移植杂志,2014,35(1):8-12.
[30]Engelman JA,Chen L,Tan X,et al.Effective use of PI3K and MEK inhibitors to treat mutant Kras G12D and PIK3CA H1047R murine lung cancers[J].Nature Medicine,2008,14(12):1351-1356.
[31]陈惠仁,何学鹏,司英健,等.氟达拉滨替代环磷酰胺的预处理方案用于单倍型造血干细胞移植[J].中华血液学杂志,2009(8):514-518.
[32]王知秋,陈衔城,杨国源,等.MEK抑制剂阻断小鼠脑缺血后ERK通路的激活和IL-1βmRNA合成[J].复旦学报(医学版),2004(2):119-123.
[33]Kong GY,Wunderlich M,Yang D,et al.Combined MEKand JAK inhibition abrogates murine myeloproliferativeneoplasm[J].Clin Invest,2014,124(6):2762-2773.
收稿日期:2020-07-29;修回日期:2020-08-10
編辑/肖婷婷