急性白血病预后相关基因突变的研究

曾雪娇，谢仁古丽·阿力木，庞楠楠，张 瑞，秦丽丹，杜 聪，曲建华

（新疆医科大学第一附属医院血液病中心，新疆 乌鲁木齐 830054）

急性白血病（acute leukemia，AL）是目前最常见的恶性肿瘤之一。不同类型及危险度的AL 患者治疗和预后差异显著。因此，正确的分型和准确的病情评估对指导AL 个体化医疗及预后非常重要。随着基因测序技术的广泛应用，大量与AL 预后相关的基因变异被先后发现，这些基因异常增强了AL细胞的增殖和抗凋亡能力，并对关键化疗药物产生耐药，进而导致复发或预后不良的结果。如目前已知的FLT3 基因、WT1 基因，均是急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）独立的预后不良因素，而PML-RARa 融合基因、AML1-ETO 基因、NPM1 基因阳性突变往往提示着AML 预后良好。针对AL 预后相关基因突变的深入认识，有利于精准地进行危险度分层、判断预后，以期为临床提供更有价值的依据，进一步推动诊疗水平的进展，实现个体化治疗。本文将对目前已知AL的基因突变研究进展情况及其预后价值整理，作一综述。

1 与急性淋巴细胞白血病预后相关的突变基因

1.1 核仁素（NCL）NCL 是一种多功能核蛋白，该蛋白对染色质结构稳定、核糖核酸代谢等具有重要意义。Butz ES 等[1]研究证实，NCL 可以调节细胞增殖、分裂，参与多种肿瘤发生与发展，而NCL 基因高表达可能提示肿瘤患者预后不良。有学者研究发现[2]，在异基因造血干细胞移植（allogeneic hematopoietic stem cell transplantation，Allo-HSCT）治疗急性淋巴细胞白血病（acute lymphocytic leukemia，ALL）患者病例组中，治疗后的BCL 基因表达上升而NCL 基因表达下降，从而考虑可以将原有病理骨髓干细胞替换为正常造血干细胞，发挥异体细胞抗肿瘤效应，治疗ALL 患者。这项研究进一步证实了NCL 基因在ALL 中的发生发展及预后过程中起着重要的负性调控作用，是预后不良的标志。

1.2 ABCB1 ABCB1 编码的膜蛋白来自于ATP 结合盒（ABC）转运蛋白超家族。ABC 蛋白通过细胞外膜和细胞内膜转运各种分子，降低多药替代细胞中的药物积累，增强抗肿瘤药物成分的疗效。ABCB1 基因多态性对化疗药物的耐受及代谢有一定的联系，同时也对ALL的易感性有一定影响。Jamroziak K等[3]研究提出，C3435T的多态性改变了关于糖蛋白的表达水平和细胞对化疗药物的抵抗能力，从而导致ALL 预后不良。赵富磊等[4]研究发现，ABCB1 基因C3435T 位点基因多态性与亚洲儿童ALL的相关性的整体效应具有明显差异，因此，ABCB1 基因C3435T的多态性与ALL 存在着一定关系。上述研究结果均说明，ABCB1 基因突变与ALL的发生机制及预后结果密切相关，且ABCB1 基因阳性会造成ALL 患者化疗耐受，往往提示ALL 预后欠佳。

1.3 细胞色素酶基因家族 CYP1B1、CYP3A4 和CYP3A5 均属于细胞色素酶基因家族，其表达的酶与人体内药物与激素的代谢调控均密切相关[5]。其中CYP1B1 基因编码酶是细胞色素P450 超家族的成员，CYP1B1 酶定位于内质网并参与诸如多环芳烃和17β-雌二醇的致癌物的代谢。Zhou L 等[6]研究提出，CYP1B1 基因rs1056836 位点和CYP3A4 基因rs2740574 位点可能与升高ALL 患病风险相关，而CYP3A5 基因rs776746 位点大概率与降低ALL 患病可能相关。沈莉菁等[7]相关研究表明，初治CYP3A5阳性率与AL 患者耐药明显相关，且复发组患者在达到第一次完全缓解（CR1）出现CYP3A5 阳性显著增高。结合以上研究结果可以推测，细胞色素酶基因家族参与了ALL的发生机制，CYP1B1 及CYP3A4 基因阳性提高了ALL 患病风险，CYP3A5 基因阳性可能降低患者患病机率但会增加患者耐药风险，但具体机制有待学者进一步探索。

1.4 ATG7 ATG7 是一种泛素E1 样连接酶，能够激活哺乳动物ATG8 基因和ATG12 基因表达。ATG7参加p53 介导的细胞周期停滞和细胞老化的调节过程中，提示ATG7 基因可以发挥抑制肿瘤增生的作用[8]。杨秀丽等[9]研究提出，成人ALL 骨髓单个核细胞的自噬活性增强，自噬基因ATG7、ATG12 mRNA表达显著提高，提示自噬基因ATG7、ATG12 激活诱导的自噬活性活跃，可能与成人ALL的发生、发展和复发密切相关。Mortensen M 等[10]的实验证实了小鼠中的ATG7的缺失阻碍了造血干细胞正常生成过程，推测出ATG7 在维持正常造血中发挥了至关重要的作用。综合以上研究结果，推测自噬相关基因ATG7 可通过调控p53 介导的细胞周期停滞和细胞老化的生理过程，从而抑制ALL 肿瘤细胞的形成。

1.5 相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1（ROCK1）ROCK1 是一种调节组建细胞骨架的蛋白酶。既往研究表明[11]，ROCK1 表达水平在各类癌症中都有不同程度增加，且已证明该基因与多种疾病的恶性程度呈正相关。何文华[12]研究表明，ALL 患者ROCK1 基因表达量显著高于对照组，且ROCK1 基因表达量与患者危险分层有显著相关性，危险分层越高危，ROCK1 基因表达量越高。Kotwal J 等[13]提出较高的ROCK1 基因表达量可增加ALL 对化疗药物的耐受性。Mei Y 等[14]表示，ALL 疾病程度与总生存率与ROCK1 基因表达水平有显著相关性，表现在病情危重的ALL 患者细胞中ROCK1 基因表达量可上升37.3%。结合目前研究结果不难得出，ROCK1 基因与ALL的发生、危险程度密切相关，且高水平的ROCK1 基因表达量容易增加ALL 耐药率，降低ALL的预后。

1.6 乙醛脱氢酶（ALDH）ALDH 家族是一类催化体内醛氧化成为相应羧基酸的生物酶。ALDH 基因家族普遍参与到体内各种脂质代谢，降解细胞内有害元素，对细胞产生清除作用[15，16]。近年来，ALDH 基因家族逐步被验证与几类恶性肿瘤的发生机制有着紧密的联系，如ALDH2 与再生障碍性贫血、白血病的进展相关[17]。刘雨薇等[18]研究结果指出，ALDH3B1低表达的ALL 患者复发率更高，长期生存时间比ALDH3B1 高表达的ALL 患者愈加短暂，提示ALDH3B1 低表达可能与ALL的预后相关。

2 与急性髓系白血病预后相关的突变基因

2.1 DEK/CAN DEK 蛋白是一类修饰蛋白，其功能过程包含细胞翻译后的磷酸化、乙酰化和多核糖基化等。同时DEK 也是一种核蛋白，可以由单核细胞分泌并由Treg细胞释放，同时成为嗜中性白细胞的趋化因子，参与细胞免疫过程[19]。有研究表明[20]，伴随有DEK/CAN 基因阳性的AML 患者生存期很短，预后很差，再复发后死亡率非常高。赵霄晨等[21]研究提示，t (6;9）(p23;q34)/DEK/CAN 阳性的AML 患者宜早期行Allo-HSCT 治疗，砷剂治疗有望成为临床较好的治疗措施。Oancea C 等[22]对t(6;9）(p23;q34)/DEK/CAN 阳性患者的研究中证实了DEK/CAN 可激活STAT5，暴露于砷剂的DEK/CAN 阳性的AML细胞开始凋亡，同时STAT5的活性降低。以上研究证实了，STAT5 可作为DEK/CAN 阳性的AML的作用靶点之一。虽然DEK/CAN 融合基因阳性AML 患者在临床上相对少见，结合目前的研究，多提示AML 化疗效果差，缓解率低，复发风险高，死亡率高，预后极差。

2.2 5hmC 5hmC 由TET 家族酶催化氧化5mC 产生，有高等生物基因组的“第六碱基”之称。除了已知5hmC 参与DNA的主动脱甲基化过程，它还对基因的表达与5mC的产生具有负调控作用，属于肿瘤抑制基因[23]。基因启动子羟甲基化水平降低，可导致5hmC 基因表达水平下调而增加AML的发生率。Magotra M 等[24]对41例AML 患者的骨髓活组织进行了抗5hmC 抗体的免疫组织化学染色，同时进行DNA 测序，研究结果显示具有TET2、IDH1、IDH2 或WT1 突变的15例中有10例（67%）显示5hmC 染色不足，而这些基因中没有突变的26例中有9例（35%）显示5hmC 缺失。结合以上研究推测，5hmC基因突变在AML 发生发展中起着重要作用，且减低5hmC的表达可能会增加AML 患病几率，且TET2、IDH1、IDH2 及WT1 基因突变会导致5hmC 基因表达水平下调，具体机制有待进一步研究。

2.3 同源盒基因（HOX）HOX 是一族编码基因，在各类AL 中均有差异性相关表达[25]。该基因可通过信号通路的关联来参与AL的形成及预后，如HOX/Pbx3 通路的失调导致急性粒单核细胞白血病（acute myelomonocytic leukemia，AMML）的不良预后[26]。该基因家族在进化上具有高度保守性，并且可参与胚胎和器官的发育过程中[27]。有研究发现[28]，细胞的生理及信号转导均会受HOX11的相关靶基因的病理性表达的影响，而这些靶基因表达的改变大机率会降低肿瘤细胞对于化疗药物的敏感程度，从而改变化疗的效果，最终导致AL 患者预后不良。由此可以得出，HOX 基因可以促进造血祖细胞向不同的骨髓细胞分化并恶性增殖，从而增加了AML的患病风险，伴随着HOX 基因的表达水平增高，会增加骨髓细胞恶性增殖的程度。

2.4 EVI1/PTEN EVI1 是亲嗜性病毒整合位点基因，其高表达与AML的发生、治疗及预后息息相关。现在已经被证明，EVI1 能够引起髓系分化和凋亡受阻，且在治疗过程中对化疗药物耐药[29]。EVI1 基因阳性突变导致缓解率和长期生存率较低,提示AML预后欠佳。PTEN 基因正常表达时能够抑制机体肿瘤细胞生长、迁移及浸润，但PTEN 基因的突变或异常表达会直接导致某些肿瘤发病。刘云峰等[30]研究显示，在EVI1 阳性的AML 患者细胞中，PTEN 基因的表达水平降低，提示PTEN 基因介导了EVI1 阳性的AML的发病机制。综合以上研究，可以得出EVI1基因突变会增加AML 患病几率，同时增加患者耐药风险，提示预后欠佳。同时发现PTEN 基因介导了EVI1 基因的表达，具体机制需进一步探索。

2.5 HuR 与STAT3 HuR 基因编码的蛋白主要位于细胞核，是一种mRNA 结合蛋白，可联合于多种癌基因的mRNA，加强该基因稳定性，从而发挥其转录后的调控作用。研究显示[31]，HuR 在肿瘤细胞的增殖、凋亡、分化及新生血管形成中发挥重要作用。Benekli M 等[32]研究发现，HuR 表达抑制可下调CD7抗原和CD19 抗原表达，从而进一步促进AML 患者预后良好的转归。STAT3 是STAT 家族的一个关键成员，与多种肿瘤细胞的增殖、转移、凋亡等生物学行为有关。异常持续激活的STAT3 可促进肿瘤形成和发展。在大肠癌、神经胶质瘤、肝癌等实体瘤中具有STAT3 高表达，影响细胞增殖、血管侵入等生物学特征，可阻断某些重要抑癌基因的活性，与疾病的复发及缓解率相关[33]。Dimri S 等[34]研究表明，抑制STAT3 信号能降低AML细胞等恶性肿瘤细胞增生，促进细胞凋亡。黄成双等[35]关于新发初治AML 患者STAT3 mRNA 表达水平的研究显示，该类患者的STAT3 mRNA 表达水平较对照组显著提高，证实STAT3 参与了AML的发生。李光曦等[36]研究指出，抑制HuR 表达可降低P-STAT3 表达，提示HuR 对AML 患者细胞凋亡及细胞免疫表型的影响可能与抑制STAT3 信号通路有关。结合以上研究可以推测，抑制HuR 可以诱导AML细胞凋亡，机制可能与STAT3 信号通路有关，提示HuR 可作为AML 分子治疗的新靶点。

2.6 膀胱癌相关蛋白基因（BLCAP）BLCAP的表达已被证实与多种恶性肿瘤的预后相关。Gromova I等[37]研究结果显示，BLCAP 基因的表达与AML 患者的年龄等因素相关，较为年长的AML 患者BLCAP 基因的表达水平较低，但同时治疗缓解率也较低。此外该研究还指出，BLCAP 基因的表达与AML 患者的疗效及预后密切联系，BLCAP 基因在治疗后未缓解者的表达低于缓解者（P＜0.05）；治疗后复发、病情进展及死亡患者的BLCAP 基因的表达较治疗后病情稳定者显著减低。据此推测，检测BLCAP 基因在AML 中的表达可作为AML 患者病情评估、疗效预测的指标。

2.7 miRNA-107 miRNA-107 是普遍存在于多种生物中的非编码小RNA，在细胞的凋亡、增殖等机制中具有重要作用。临床研究表明[38]，miRNA的异常表达与多种疾病相关，包括肿瘤、自身免疫疾病、神经系统疾病、心血管疾病等。黄凤霞等[39]研究发现，miRNA-107 高表达组患者HGB 水平、NPML 突变型占比及完全缓解率均显著高于miRNA-107 低表达组，提示miRNA-107 可能参与调节患者造血功能，而高表达miRNA-107 患者预后更佳。以上研究表明，miRNA-107 高表达可能是AML 预后良好的标志物，该分子可用来评估AML 预后。

2.8 PTEN PTEN 基因是磷脂酶家族发现的首个抑癌基因，介导了细胞的增殖、凋亡等生物过程的调控。Kitagishi Y 等[40]提出，PTEN 基因在大部分肿瘤中低表达甚至缺失，包括常见的血液肿瘤。孙巨勇等[41]进一步研究发现，AML 中PTEN 表达下降时，BCL-2蛋白及mRNA 表达都呈上升趋势，提示上调PTEN基因表达，从而抑制PI3K/AKT 信号通路，进而下调BCL-2 表达，最终遏制肿瘤的增殖或可成为新的AML 靶向药物治疗研究方向。

2.9 Pim-3 Pim-3 基因最早在大鼠嗜铬细胞瘤细胞株中发现，是一种能够能诱导细胞膜发生去极化的诱导基因，介导了细胞磷酸化通路过程[42]。周震沧等[43]研究指出，Pim-3 基因在AML 中较对照组表达量低，提示Pim-3 基因可能参与了AML 发生发展过程。同时，Pim-3 基因在化疗前后AML 患者细胞上中表达有差异，更加对于Pim-3 基因或可为AML 预后相关基因这一假说提供有力依据。

3 总结

AL的发生发展及复发受到多种预后相关基因突变的影响，涉及细胞代谢的多个途径，且基因之间相互影响、叠加，机制复杂。因此，研究AL 预后相关基因的作用显得更加重要，且是未来进一步认识AL发病根源的必然途径。希望本文能够为AL的临床提供更多的信息及思路，同时为疾病的危险度分层，实现进一步靶向治疗提供相关研究方向。