伴RUNX1突变的MDS患者临床特征及预后分析

黄楠芳 宋 扬 郭 娟 贺 琪 吴凌云 张 征 李 晓 常春康 许 峰

骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes,MDS)是一种恶性克隆性造血疾病,主要表现为无效造血、细胞形态发育异常和外周血细胞减少等骨髓衰竭特征[1, 2]。近年来,MDS的大规模测序揭示基因突变是驱动MDS发生的重要因素,约90%的MDS患者至少携带1种基因突变[3]。其中,转录因子RUNX1(Runt-related transcription factor 1)突变已被证实发生在10%～40%的MDS/AML(acute myeloid leukemia)中,可能是MDS发生恶性转化的驱动因素之一[4, 5]。RUNX1,也称为急性髓系白血病1蛋白(AML1),是核心结合转录因子家族的成员,不仅参与调节细胞增殖、分化、造血功能和信号传递等正常生理过程,在肿瘤增殖、转移和血管生成等异常生命过程中也发挥着关键作用,因此也被认为是一种肿瘤标志物[6～10]。近年来,有研究报道,RUNX1突变的AML患者的临床特点,但关于国内MDS患者的研究较少。本研究通过对661例初诊MDS患者进行回顾性分析,研究RUNX1突变的MDS患者的临床特征、共同突变基因表达谱及预后,以期进一步优化患者的预后评估及治疗。

对象与方法

1.研究对象:选取2009年1月～2021年2月在上海交通大学医学院附属第六人民医院初诊的661例MDS患者,其中男性384例,女性277例,年龄11～88岁,中位年龄为60岁。MDS患者的诊断符合维也纳最低诊断标准(2016年),并根据修订国际预后积分系统(IPSS-R)和分子国际预后积分系统(IPSS-M)进行预后分组(表1)[11, 12]。在患者诊断时进行骨髓细胞形态学检测、细胞遗传学检测、血常规检测和基因突变分析。本研究经上海交通大学医学院附属第六人民医院医学伦理学委员会批准(伦理学审批号:2020-YS-236),受试者均签署知情同意书。

表1 携带RUNX1突变MDS患者的临床特征[n(%),M(Q1,Q3)]

2.高通量二代测序:高通量二代测序委托上海金域医学检验所有限公司完成。抽取初诊MDS患者骨髓液3～5ml,置于EDTA抗凝管中短暂储存,采用密度梯度离心法分离骨髓单个核细胞,提取细胞DNA。采用illumina测序平台进行测序,获取36个基因的突变信息。依据是否发生突变,将患者分为RUNX1突变组和RUNX1未突变组。

3.染色体核型分析:抽吸初诊MDS患者骨髓液2～4ml,并用肝素抗凝,采用24h短期培养法和G显带技术进行染色体核型分析,依据IPSS-R进行核型预后分组。由于RUNX1突变患者被分类为极低危组的例数较少(IPSS-R 1例;IPSS-M 0例),为便于统计分析,将IPSS-R≤3.5分的患者归类为较低危组,>3.5分归类为较高危组。同时,将IPSS-M合并为3组,即极低危/低危组(包含极低危组、低危组)、中低危/中高危组(包含中低危、中高危组)、高危/极高危组(包含高危、极高危组)。

4.随访情况:通过电话、门诊及住院病历进行随访,随访截止时间为2022年6月,中位随访时间为22(10,61)个月。失访患者不纳入总体生存及疾病进展分析。总体生存期(overall survival,OS)是从初诊MDS当日至患者死亡或随访截止时间。

结 果

1.RUNX1突变的频率及位点:661例初发MDS患者中,65例(9.83%)携带RUNX1突变,共检出69个突变位点。突变位点主要分布于外显子5号外显子(35.38%,23/65)、6号外显子(30.77%,20/65)和9号外显子(27.69%,18/65),其中4例患者存在不同外显子的双突变。根据突变类型分类,40个突变为点突变,3个为剪切位点突变,26个为移码突变。中位变异等位基因频率(variant allele frequency,VAF)为37%。潜在致病的RUNX1突变包括胚系突变和体细胞突变,由于患者未行自身体细胞对照测序而无法直接区分突变类别,然而根据Simon等[13]所报道的方法,8例患者突变位点为可疑胚系突变(R162*、R166*、R204*和S141*),其中3例患者治疗缓解后其他突变消失但RUNX1突变及VAF值几乎无变化。

2. RUNX1突变患者的临床特征:RUNX1突变和未突变患者在年龄、白细胞计数(white blood cell,WBC)、中性粒细胞绝对值(absolute neutrophil count,ANC)、血红蛋白(haemoglobin,Hb)含量和血小板计数(platelet,PLT)上比较,差异无统计学意义。但RUNX1突变患者多为男性,且骨髓原始细胞比例(bone marrow blast)较高(χ2=7.348,P=0.007,表1)。RUNX1突变与IPSS-R染色体核型预后无显著相关性。结果显示,RUNX1突变患者在IPSS-R较高危组及IPSS-M高危/极高危组中占比较高(χ2=12.627,P<0.001;χ2=46.173,P<0.001)。

3.RUNX1与其他基因的共突变分析:在65例RUNX1突变患者中,59例(90.77%)合并其他基因突变,携带其他基因突变的平均数量高于无RUNX1突变患者(2.17±0.19 vs 1.31±0.05,P<0.001,图1A)。与年龄<60岁的患者比较,年龄≥60岁的患者合并其他基因突变的数量更多(2.58±0.26 vs 1.52±0.23,P=0.008,图1B)。与RUNX1发生共同突变的基因中,频率较高的是ASXL1(24.62%,16/65)、TET2(24.62%,16/65)、EZH2(21.54%,14/65)和U2AF1(21.54%,14/65)(图1C),基因功能类别主要为表观遗传学基因(64.62%,42/65)和剪切子基因(38.46%,25/65,图1D)。进一步相关性分析显示,RUNX1突变与EZH2、PHF6和U2AF1突变呈正相关(Q分别为<0.001、<0.001、0.019)。

图1 RUNX1共同突变基因分析

4.RUNX1突变对患者预后的影响:RUNX1突变的MDS患者中位生存期为16个月,无RUNX1突变患者中位生存期为47个月,两组中位生存期比较,差异有统计学意义(P<0.001,图2A)。与RUNX1未突变的MDS患者比较,RUNX1突变患者发生AML转化的风险较高(P<0.001,图2B)。此外,笔者对影响患者总体生存的因素进行探索,并将单因素分析中P<0.05的影响因素纳入COX等比例风险模型,结果显示,RUNX1突变、年龄和IPSS-R等因素对患者总体生存仍有显著影响(表2)。

图2 RUNX1突变组和未突变组患者生存分析

表2 影响MDS患者总体生存的因素

5.RUNX1主克隆突变和亚克隆突变比较:在合并其他基因突变的59例RUNX1突变患者中,38例(64.41%)患者RUNX1突变为主克隆突变,21例(35.59%)为亚克隆突变,提示RUNX1突变可能是MDS发生的早期事件。笔者进一步分析了RUNX1主克隆突变和亚克隆突变患者的临床特征,两组患者年龄、Blast、WBC、ANC、Hb、PLT、IPSS-R分层、总体生存期及AML转化风险差异无统计学意义(P均>0.05),但亚克隆突变患者多为男性(P=0.011),且合并其他基因突变数量更多(3.05±0.38 vs 2.03±0.18,P=0.027)。

讨 论

RUNX转录因子家族是细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程的重要调节因子,主要包括RUNX1、RUNX2和RUNX3 3个家族成员[6, 14]。RUNX1基因位于染色体21q22.12,全长262kb。RUNX1主要分为3种亚型,转录自不同启动子,3种亚型均包含128个氨基酸构成的Runt同源结构域(runt homology domain,RHD)[9]。研究发现,RUNX1在维持骨稳态、心脏保护及血细胞发育等正常生理过程中发挥重要作用[10, 15～18]。不仅如此,RUNX1还参与肿瘤发生和进展,其表达失调或突变在结直肠癌、乳腺癌、肝细胞癌和胰腺癌等中均有报道[19～23]。

RUNX1是血液系统恶性肿瘤中最常见的突变基因之一,RUNX1体细胞突变在AML中的发生率约为10%,在MDS中为7.9%～12.0%,在骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative-neoplasms,MPN)中为2%～4%,在MDS/MPN重叠综合征约为15%[13, 24]。在一项纳入944例MDS患者的研究中,RUNX1突变频率超过10%,且最常与ASXL1、EZH2和SRSF2基因发生共同突变,且RUNX1突变患者总体生存期较短[3]。Kaisrlikova等[5]在214例低风险MDS患者中发现,RUNX1突变约占7.9%,最常与RUNX1发生共同突变的基因为ASXL1、EZH2和STAG2;RUNX1突变组和未突变组年龄、性别、血红蛋白含量差异无统计学意义,但两组血小板计数比较,差异有统计学意义;在IPSS-R极低危组、低危组和中危组中,RUNX1突变患者中位生存期均明显缩短。DiFilippo等[24]在499例MDS/MPN重叠综合征患者中发现57例(11%)RUNX1体细胞突变,突变患者多为男性,血小板计数较低,骨髓原始细胞比例较高;共同突变基因包括ASXL1、SRSF2、TET2和NRAS;不同的是, RUNX1突变患者总体生存期差异无统计学意义,但无白血病生存期较短。在一项纳入51例AML和7例MDS/MPN患者的小型研究中,8例(6例为AML,2例为MDS/MPN)患者存在RUNX1突变,2例RUNX1突变的MDS/MPN患者均存在ASXL1和EZH2突变[25]。

本研究纳入661例初诊MDS患者,通过二代测序发现RUNX1突变占9.83%(65例),检出的69个位点突变分布于5号、6号、9号、4号和8号外显子。RUNX1突变组与未突变组患者在年龄、WBC、ANC、Hb和PLT上比较,差异无统计学意义,但在性别和骨髓原始细胞比例上比较,差异有统计学意义。在65例RUNX1突变患者中,59例(90.77%)同时存在其他基因突变,年龄≥60岁的患者携带其他基因突变的数量更多。较为常见的共同突变基因为ASXL1(24.62%)、TET2(24.62%)、EZH2(21.54%)和U2AF1(21.54%),功能分类主要为表观遗传学基因(63.64%)和剪切子基因(37.88%)。相关性分析发现,RUNX1突变与EZH2、PHF6和U2AF1突变呈正相关。此外,RUNX1突变患者中位生存期较短,AML转化风险较高,预示着RUNX1能够对MDS患者预后产生不利影响。

本研究结果基本符合既往研究报道,由于研究对象受地区、人种、纳入标准和纳入数量等因素影响,且实施二代测序的目的基因种类和方法存在差异,故研究结果在血小板计数、共同突变基因的优先级等方面略有出入。本研究揭示了RUNX1在MDS患者队列中的临床特征、共同突变基因表达谱及预后意义,然而也存在一定的局限性。首先,RUNX1致病性突变包括胚系突变和体细胞突变,两种突变在患者发病年龄、实验室指标和预后等方面有一定差异[13]。但本研究未行患者自身体细胞对照测序而无法明确突变类别,因此无法对两种突变方式进行深入分析。其次,由于MDS是一种高度异质性疾病,患者的危险分层对治疗方案选择意义重大[26]。本研究仅初步分析了RUNX1突变患者在IPSS-R和IPSS-M预后分组的情况,未来仍需进一步研究RUNX1及其共同突变基因在不同危险分层中的意义,以进一步优化危险分层,指导治疗及评估预后。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。