白血病融合基因檢測綜述20130105

1、白血病相關融合基因的檢測及意義白血病相關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，由于造血干細胞受損，導致克隆中的白血病細胞失去進一步分化成熟的能力而停滯在細胞發(fā)育的不同階段。白血病細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，嚴重危害生命健康。近年來，隨著細胞生物學和分子生物學技術的發(fā)展，人們已經認識到大部分的白血病中都存在著包括缺失、重復、易位等染色體畸變

2、，導致原癌基因或抑癌基因結構變異，原癌基因激活或抑癌基因失活，產生新的融合基因，編碼融合蛋白?，F(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，這些異常已經逐漸成為不同類型白血病的分子生物學特異性標志。白血病相關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，具有兩種轉錄異構體。正常的BCR基因編碼產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基因是編碼細胞質和細胞核蛋白酪氨酸激酶的原癌基因，與細胞分化、細胞分裂、細胞粘附、應激反應等生命活動相關。活化的ABL1蛋白通過SH3結構域受到負調控，SH3結構

4、域的缺失會導致ABL1基因轉化為癌基因。CDC2介導的磷酸化能夠調節(jié)ABL1酪氨酸激酶的DNA結合活化過程，表明ABL1可能在細胞周期中發(fā)揮作用。Nowell及Hungerfd于1960年發(fā)現(xiàn)在慢性粒細胞性白血病（CML）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，改變細胞多種蛋白質酪氨酸磷酸化水平和細胞微絲機動蛋白的功能，擾亂細胞內正常的信號傳導途徑，使細胞失去了對周圍環(huán)境的反應性，并抑制凋亡的發(fā)生，影響細胞周期調控，導致骨髓造血干細胞過度增殖。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)腫瘤分類標準，也應被診斷為CML。90%以上的CML患者血細胞中都發(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。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合抑制BCRABL融合蛋白的酪氨酸激酶結構域來抑制其在細胞周期中的影響，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沙替尼和尼洛替尼也是在這個基礎上進行改進，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，指導臨床治療和判斷預后情況具有重

9、要的指導作用。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，與維甲酸結合可以調節(jié)多個靶基因的轉錄。PML是POD（PMLoncogenicdomain）多蛋白復合體的核心組分，通過轉錄共激活作用，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、核受體基因表達受抑制，使維甲酸對靶基因的轉錄調節(jié)功能喪失；PMLRARα融合蛋白通過負顯性抑制作用抑制早幼粒細胞分化成熟；PML去定位使POD的結構破壞，形成上百個細小顆粒分布在核及胞質中，正常的抑制增殖和促凋亡功能發(fā)生障礙，導致細胞大量增殖，凋亡減少，這些導致了APL的發(fā)生。形成PMLRARα融合基因的RARα部分斷裂位點位于2號內含子上，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)生的重要相關性，臨床上已經將PMLRARα融合基因作為動態(tài)評估患者病情及預后的重要依據(jù)。E2A基因編碼蛋白能夠與NeuroD形成二聚體復合物，調控多種基因的轉錄過程。PBX1（PreBcellleukemi

12、atranionfact1）基因編碼的轉錄因子PBX1能夠與HOXB1、MEIS1和HOXB7等蛋白相互作用，形成復合物，結合到DNA上，促進轉錄過程的進行。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氨基端轉錄活化域結合到PBX1同源結構域蛋白的DNA結合域上，是急性淋巴細胞白血?。ˋLL）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，并都具有轉化特性，屬于癌蛋白。近年來隨著化療方案的改進，對于E2APBX1融合基因陽性的ALL兒童

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

15、214（Nuclearpecomplex，核孔復合物）基因，它編碼的核孔復合物蛋白是延伸通過核膜的主要結構，形成一個能夠調節(jié)大分子在細胞核與細胞質之間流通的通道。CAN基因編碼的蛋白定位在核孔復合物的細胞質一面，是細胞周期和核質轉運正常運行的必要調節(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號染色體短臂上產生DEKCAN融合基因，轉錄形成一個異常的5.5kb的mRNA。DEKCAN融合基因主要見于急性髓系白血?。ˋML）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后。SI