白血病融合基因檢測綜述20130105

1、白血病相關(guān)融合基因的檢測及意義白血病相關(guān)融合基因的檢測及意義白血病是造血系統(tǒng)的惡性克隆性疾病，由于造血干細(xì)胞受損，導(dǎo)致克隆中的白血病細(xì)胞失去進(jìn)一步分化成熟的能力而停滯在細(xì)胞發(fā)育的不同階段。白血病細(xì)胞具有自我更新增強、增殖失控、分化障礙、凋亡受阻等特點，患者會出現(xiàn)不同程度的貧血、出血、感染和浸潤的臨床癥狀，嚴(yán)重危害生命健康。近年來，隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)認(rèn)識到大部分的白血病中都存在著包括缺失、重復(fù)、易位等染色體畸變

2、，導(dǎo)致原癌基因或抑癌基因結(jié)構(gòu)變異，原癌基因激活或抑癌基因失活，產(chǎn)生新的融合基因，編碼融合蛋白。現(xiàn)有報道的染色體畸變已有五十種以上，累及更多數(shù)目的融合基因，這些異常已經(jīng)逐漸成為不同類型白血病的分子生物學(xué)特異性標(biāo)志。白血病相關(guān)融合基因的種類多樣，常見的融合基因有BCRABL、AML1ETO、PMLRARα、E2APBX1、MLLAF4、TELAML1、SILTAL1、DEKCAN、CBFβMYH11等。BCR（breakpointclust

3、erregion）基因是BCRABL融合基因的組成部分，與費城染色體（PhiladelphiaChromosome）的形成有關(guān)，具有兩種轉(zhuǎn)錄異構(gòu)體。正常的BCR基因編碼產(chǎn)物的功能還尚未清楚，它編碼的蛋白具有絲氨酸蘇氨酸激酶活性，是RAC1和CDC42的GTP酶激活蛋白。ABL1基因是編碼細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核蛋白酪氨酸激酶的原癌基因，與細(xì)胞分化、細(xì)胞分裂、細(xì)胞粘附、應(yīng)激反應(yīng)等生命活動相關(guān)?；罨腁BL1蛋白通過SH3結(jié)構(gòu)域受到負(fù)調(diào)控，SH3結(jié)構(gòu)

4、域的缺失會導(dǎo)致ABL1基因轉(zhuǎn)化為癌基因。CDC2介導(dǎo)的磷酸化能夠調(diào)節(jié)ABL1酪氨酸激酶的DNA結(jié)合活化過程，表明ABL1可能在細(xì)胞周期中發(fā)揮作用。Nowell及Hungerfd于1960年發(fā)現(xiàn)在慢性粒細(xì)胞性白血?。–ML）患者外周血中有一個比G組染色體還小的近端著絲粒染色體，由于首先在美國費城（Philadelphia）發(fā)現(xiàn)，故命名為費城染色體。1971年O`Ridon利用熒光顯帶法確認(rèn)費城染色體是第22號染色體長臂缺失大段后剩余的部分

5、。1973年Rowley發(fā)現(xiàn)缺失下來的那部分通常易位到9號染色體長臂的末端，形成t（9；22）（q34；q11）。1982年Deklein等在費城染色體上首次發(fā)現(xiàn)了原來位于9號染色體長臂末端（9q34）的癌基因ABL1，證明費城染色體上有來自9號染色體長臂末端的片端，是22號染色體與9號染色體相互易位的產(chǎn)物。易位使9號染色體長臂（9q34）上的原癌基因ABL1和22號染色體（22q11）上的BCR基因重新組合成融合基因，因而稱為BCRA

6、BL融合基因。BCRABL融合基因編碼的融合蛋白具有很強的酪氨酸激酶活性，改變細(xì)胞多種蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸化水平和細(xì)胞微絲機(jī)動蛋白的功能，擾亂細(xì)胞內(nèi)正常的信號傳導(dǎo)途徑，使細(xì)胞失去了對周圍環(huán)境的反應(yīng)性，并抑制凋亡的發(fā)生，影響細(xì)胞周期調(diào)控，導(dǎo)致骨髓造血干細(xì)胞過度增殖。BCRABL融合基因在病人中常見有四種剪接體mRNA：編碼P210融合蛋白的b2a2和b3a2，編碼P190的e1a2，編碼P230的e19a2。其中b3a2和b2a2主要存在于C

7、ML，ela2主要在急性淋巴細(xì)胞性白血病(ALL)中出現(xiàn)，而出現(xiàn)較少的e19a2根據(jù)2008年世界衛(wèi)生組織（WHO）最新版的血液系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)被診斷為CML。90%以上的CML患者血細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)有費城染色體的存在，主要為P210融合蛋白，因而費城染色體和BCRABL融合基因可以作為區(qū)分典型CML和非典型CML的診斷指標(biāo)。同時在費城染色體陽性的ALL患者中，65%的成人和80%的兒童能夠檢測到P190融合蛋白陽性。由于BCRABL

8、融合蛋白能夠收到多種小分子化合物的抑制，臨床上第一代針對BCRABL融合蛋白的酪氨酸激酶小分子抑制劑（TKI）伊馬替尼就是是通過結(jié)合抑制BCRABL融合蛋白的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域來抑制其在細(xì)胞周期中的影響，從而發(fā)揮抗白血病作用的。第二代BCRABL酪氨酸激酶抑制劑達(dá)沙替尼和尼洛替尼也是在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以以減少因伊馬替尼使用而帶來的抗藥性。對費城染色體和BCRABL融合基因的檢測，對于正確區(qū)分CML類型，指導(dǎo)臨床治療和判斷預(yù)后情況具有重

9、要的指導(dǎo)作用。RUNX1（Runtrelatedtranionfact1）基因也被稱為AML1（acutemyeloid體上的維甲酸受體α（RARα）形成PMLRARα融合基因。正常的RARα等位基因編碼野生型維甲酸受體，與維甲酸結(jié)合可以調(diào)節(jié)多個靶基因的轉(zhuǎn)錄。PML是POD（PMLoncogenicdomain）多蛋白復(fù)合體的核心組分，通過轉(zhuǎn)錄共激活作用，可以抑制腫瘤生長，在多種凋亡途徑中起重要作用。形成PMLRARα融合基因后，維甲酸

10、核受體基因表達(dá)受抑制，使維甲酸對靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能喪失；PMLRARα融合蛋白通過負(fù)顯性抑制作用抑制早幼粒細(xì)胞分化成熟；PML去定位使POD的結(jié)構(gòu)破壞，形成上百個細(xì)小顆粒分布在核及胞質(zhì)中，正常的抑制增殖和促凋亡功能發(fā)生障礙，導(dǎo)致細(xì)胞大量增殖，凋亡減少，這些導(dǎo)致了APL的發(fā)生。形成PMLRARα融合基因的RARα部分?jǐn)嗔盐稽c位于2號內(nèi)含子上，而PML部分的斷裂位點有三種，因此將PMLRARα融合基因分為三類：1）PML斷裂位點在6號內(nèi)含

11、子上的BCR1型（L型），占APL患者的55%；2）PML斷裂位點在6號外顯子上的BCR2型（V型），占APL患者的5%；3）PML斷裂位點在3號內(nèi)含子上的BCR3型（S型），占APL患者的40%。由于PMLRARα融合基因與APL發(fā)生的重要相關(guān)性，臨床上已經(jīng)將PMLRARα融合基因作為動態(tài)評估患者病情及預(yù)后的重要依據(jù)。E2A基因編碼蛋白能夠與NeuroD形成二聚體復(fù)合物，調(diào)控多種基因的轉(zhuǎn)錄過程。PBX1（PreBcellleukemi

12、atranionfact1）基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子PBX1能夠與HOXB1、MEIS1和HOXB7等蛋白相互作用，形成復(fù)合物，結(jié)合到DNA上，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄過程的進(jìn)行。臨床中發(fā)現(xiàn)的E2APBX1融合基因是由t（1；19）（q23；p13）易位形成的，編碼的融合蛋白中E2A氨基端轉(zhuǎn)錄活化域結(jié)合到PBX1同源結(jié)構(gòu)域蛋白的DNA結(jié)合域上，是急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）中常見的染色體畸變，見于35%的兒童ALL患者和3%左右的成人前BALL患者中，在兒童

13、前體B細(xì)胞ALL（precursBALL）患者中20~25%可以檢測到E2APBX1融合基因陽性。E2A基因13號外顯子和PBX1的2號外顯子斷裂后相連接，形成E2APBX1融合基因，同時在510%的E2APBX1融合基因陽性患者中發(fā)現(xiàn)連接點處有27個核苷酸的突變，編碼出兩種不同的蛋白P85和fy77，兩者只在PBX1部分的羧基端存在差異，并都具有轉(zhuǎn)化特性，屬于癌蛋白。近年來隨著化療方案的改進(jìn)，對于E2APBX1融合基因陽性的ALL兒童

14、采用更強烈的化療方案，可以改善其預(yù)后，5年無病生存率（EFS）已達(dá)89.5%。E2APBX1融合基因陽性和預(yù)后關(guān)系不明顯，但是可以作為ALL和微小殘留病變（MRD）診斷分子標(biāo)志。DEK癌基因編碼的蛋白具有一個SAP結(jié)構(gòu)域，該蛋白能夠結(jié)合到十字形和超螺旋DNA上，誘導(dǎo)閉環(huán)DNA出現(xiàn)超螺旋結(jié)構(gòu)，并且與mRNA形成中剪接位點的選擇密切相關(guān)。該區(qū)域的染色體異常會增加DEK基因的表達(dá)，產(chǎn)生針對DEK蛋白的抗體，引起多種疾病。CAN基因又稱為Nup

15、214（Nuclearpecomplex，核孔復(fù)合物）基因，它編碼的核孔復(fù)合物蛋白是延伸通過核膜的主要結(jié)構(gòu)，形成一個能夠調(diào)節(jié)大分子在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間流通的通道。CAN基因編碼的蛋白定位在核孔復(fù)合物的細(xì)胞質(zhì)一面，是細(xì)胞周期和核質(zhì)轉(zhuǎn)運正常運行的必要調(diào)節(jié)。DEKCAN融合基因是由VonLindern等人在1990年研究發(fā)現(xiàn)的t（6；9）（p23；q34）易位，導(dǎo)致6號染色體上的DEK基因和9號染色體上的CAN基因融合形成的。CAN基因的3’

16、部分和DEK基因的5’部分發(fā)生融合，在6號染色體短臂上產(chǎn)生DEKCAN融合基因，轉(zhuǎn)錄形成一個異常的5.5kb的mRNA。DEKCAN融合基因主要見于急性髓系白血病（AML）的M2型和M4型中，也見于M1型，且常常是唯一存在的核型，發(fā)生率為0.5%~4%，這種異常也存在于MDS的難治性貧血伴原始細(xì)胞增多癥（RAEB）中。伴有這種染色體異常的患者的年齡一般比較輕，且預(yù)后較差。對于DEKCAN融合基因的檢測，有助于輔助診斷分型和判斷預(yù)后。SI