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T細(xì)胞-急性淋巴細(xì)胞白血病分子遺傳學(xué)改變和靶向治療新進(jìn)展

2013-12-31 15:52 閱讀:8733 來(lái)源:醫(yī)脈通 作者:孫福慶 責(zé)任編輯:云霄飄逸
[導(dǎo)讀] T細(xì)胞-急性淋巴細(xì)胞白血病(T-ALL)是一種高度進(jìn)展性惡性血液腫瘤,預(yù)后差,復(fù)發(fā)率高,尤其是在成年T-ALL患者中,僅有40%的生存期可超過(guò)5年。

    T細(xì)胞-急性淋巴細(xì)胞白血?。═-ALL)是一種高度進(jìn)展性惡性血液腫瘤,預(yù)后差,復(fù)發(fā)率高,尤其是在成年T-ALL患者中,僅有40%的生存期可超過(guò)5年。

    近年來(lái),利用基因表達(dá)芯片和新一代序列分析技術(shù)等進(jìn)一步了解T-ALL發(fā)生發(fā)展過(guò)程中多種重要基因的遺傳學(xué)改變特點(diǎn),及其在T細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化中的主要分子機(jī)制,對(duì)疾病預(yù)后預(yù)測(cè)和靶向治療研究有重要意義?,F(xiàn)主要介紹2012年第54屆美國(guó)血液學(xué)會(huì)(ASH)年會(huì)中有關(guān)T-ALL分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展及其在臨床上可能具有的診治意義。

    1 早期前T細(xì)胞一急性淋巴細(xì)胞白血?。‥TP-ALL)的特點(diǎn)

    2009年,Campana等描述了一種新的T-ALL亞型,該類T-ALL起源于伴有多系分化潛能的早期胸腺細(xì)胞,被稱為ETP-ALL.ETP-ALL細(xì)胞表達(dá)胞質(zhì)CD3但不表達(dá)CDta 和CD8,弱表達(dá)或不表達(dá)CD5,異常表達(dá)干細(xì)胞和髓系標(biāo)記,伴有髓系相似的基因改變特點(diǎn)(如高頻率的FLT3突變),與小鼠早期T前體細(xì)胞(分化可塑性)的免疫表型和轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)有相似性。

    但ETP-ALL細(xì)胞缺乏T-ALL的基因改變特點(diǎn),如NOTCH1活化性突變和CDKN2A/B缺失,也缺乏T-ALL常見的染色體重排。

    ETP-ALL占兒童和成年人ALL的10% ——15%,發(fā)生頻率的差異主要與不同研究中心所采用的診斷性免疫表型標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)。ETP-ALL預(yù)后差與治療反應(yīng)差、誘導(dǎo)治療失敗、無(wú)病生存期短相關(guān)。

    不同研究小組近期通過(guò)新一代序列分析等技術(shù)分析了ETP-ALL的分子遺傳學(xué)改變,大致發(fā)現(xiàn)了以下遺傳學(xué)特點(diǎn):

    (1)ETP-ALL常見三種信號(hào)通路基因突變,包括造血發(fā)育、RAS和(或)細(xì)胞因子受體/JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及組蛋白修飾信號(hào)通路等。58%的ETP-ALL含有一些發(fā)育的基因包括RUNX1、IK**1、ETV6、GATA3和EP300等功能缺失性突變,而這些分子遺傳學(xué)改變?cè)诜荅TP-ALL中的發(fā)生頻率為17%.

    活化性基因突變可在67%的ETP-ALL患者中被發(fā)現(xiàn),包括NRAS、KRAS、JAK1、NFI、 PN11、JAK3、SH2B3(編碼LNK,一個(gè)JAK2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)控因子)和IL7R的新突變,在非ETP-ALL中這些改變的發(fā)生頻率僅為19%.

    (2)成年人ETP-ALL分子遺傳學(xué)改變異質(zhì)性高,多見有表觀調(diào)節(jié)因子的高突變現(xiàn)象,DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶基因DNMT3A(DNA-methyl-transferase 3A)突變發(fā)生頻率較高(16%),常見的突變還有PRC2(D0lycomb repress0r complex 2)成分,一類H3K27的三甲基化酶,誘導(dǎo)正常的轉(zhuǎn)錄抑制和對(duì)抗MLL的轉(zhuǎn)錄活化效應(yīng),PRC2中最常見的突變基因是EZH2 (編碼復(fù)合物的催化成分),在濾泡性淋巴瘤中也會(huì)發(fā)生EZH2突變,但其發(fā)生的是獲得功能的Y641突變,而在T-ALL中,EZH2突變則發(fā)生在其他位點(diǎn),有研究預(yù)測(cè)其是通過(guò)破壞催化SET區(qū)域而使之失去功能。

    另一項(xiàng)對(duì)ETP-ALL-PRC家族成員基因突變檢測(cè)的研究結(jié)果顯示:EZH2突變見于68例中的4例,SUZ12突變見于68例中的1例,而SH2B3基因突變見于69例中的4例,含有至少一種表觀調(diào)節(jié)因子基因(DNMT3A、SUZ12、SH2B3、MLL2或EZH2)突變的患者顯示出較差的生存傾向(1年生存率:50%比85%,P=0.08)。

    (3)GATA3表達(dá)缺失在ETP-ALL中的發(fā)生頻率很高(11/17),而在其他T-ALL中則很低(3/69)。26%(19/71)的ETP-ALL為GATA3,而僅有2%(2/94)的T-ALL屬于GATA3組,同時(shí),ETP-ALL細(xì)胞中GATA3呈高甲基化狀態(tài)(28%甲基化CpG),因此,GATA3表達(dá)缺失與其高甲基化所引起的基因沉默相關(guān),另外,在ETP-ALL中,DNMT3A功能缺失突變與GATA3低甲基化相關(guān)。

    總的來(lái)說(shuō),這些新的研究成果比較明確地描述了ETP-ALL的分子遺傳學(xué)改變特點(diǎn),除了明確ETP-ALL可能代表一種干細(xì)胞或白血病前體細(xì)胞特點(diǎn)外,可以進(jìn)一步明確疾病的預(yù)后和設(shè)計(jì)相應(yīng)的靶向治療研究。

    例如,GATA3表達(dá)缺失與其高甲基化所引起的基因沉默相關(guān),而DNMT3A功能缺失突變與GATA3低甲基化相關(guān),因此DNMT3A在GATA3表觀沉默的特點(diǎn)值得加以利用,由于靶向治療T ALL的藥物相當(dāng)有限,聯(lián)合去甲基化藥物可能通過(guò)增加GATA3的表達(dá)來(lái)解決誘導(dǎo)T細(xì)胞分化而阻斷T-ALL的問(wèn)題。此外,DNMT3A高突變的特點(diǎn)提示表觀遺傳調(diào)節(jié)可能是一個(gè)治療的靶點(diǎn)。

    2 TAL1研究進(jìn)展及其應(yīng)用價(jià)值


    TAL1也被稱為SCL,是具有癌基因特點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄因子。T-AL1首次被發(fā)現(xiàn)于T-ALL患者t(1;14)(p32;ql1)染色體易位斷裂點(diǎn)處。該易位將1號(hào)染色體上的TAL1基因與14號(hào)染色體上的T細(xì)胞受體8位點(diǎn)串聯(lián)而導(dǎo)致TAL1異位表達(dá)。

    隨后在部分T-ALL中發(fā)現(xiàn)涉及TAL1位點(diǎn)的不同融合基因,同時(shí)部分不伴有染色體易位的人類T-ALL(40%)也出現(xiàn)TAL1的異常表達(dá),這是T-ALL的一個(gè)主要特點(diǎn)。

    TAL1在小鼠模型中可誘發(fā)T-ALL.后期的研究進(jìn)一步鑒定了TAL1是一個(gè)重要的造血轉(zhuǎn)錄因子,在造血發(fā)育調(diào)控中發(fā)揮重要作用。本屆ASH年會(huì)上,一些研究進(jìn)一步闡明了在T-ALL中TAL1活化的調(diào)控作用機(jī)制,主要是涉及表觀遺傳調(diào)控機(jī)制。

    Kang等研究了在缺乏TAL1位點(diǎn)重排的多數(shù)T-ALL中TAL1l是如何活化的,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)TIL16(TAL1 interacting locus in chromosome 16)元件可結(jié)合TAL1啟動(dòng)子1a,而對(duì)TAL1的活化起到T細(xì)胞特異增強(qiáng)子效應(yīng),該作用與TIL16的H3K4三甲基化相關(guān)。

    另一項(xiàng)研究顯示miR-223是正常胸腺發(fā)育過(guò)程中TAL1的一個(gè)生理性靶點(diǎn),在TAL1陽(yáng)性細(xì)胞株中miR-223表達(dá)顯著高于TAL1低表達(dá)細(xì)胞株,強(qiáng)制性表達(dá)miR-223可以部分恢復(fù)TAL1敲除所導(dǎo)致的T-ALL生長(zhǎng)抑制作用,而通過(guò)miR-223 shRNA抑制成熟miR-223可顯著抑制TAL1陽(yáng)性細(xì)胞的生長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

    MiR-223對(duì)TAL1的影響與調(diào)節(jié)FBXW7腫瘤抑制基因表達(dá)相關(guān)。這些結(jié)果顯示了在T-ALL中由于TAL1癌基因異?;罨瘜?dǎo)致的新表觀調(diào)節(jié)機(jī)制,同時(shí)也提供了一些可選擇的靶向抑制T-ALL的新靶點(diǎn)。

    3 NOTCH1關(guān)聯(lián)基因及其靶向調(diào)控

    NOTCH1在正常T細(xì)胞發(fā)育和分化過(guò)程中具有重要作用,在T-ALL中,有50%-60%出現(xiàn)活化性NOTCH1突變,活化的NOTCH1可正調(diào)控mTOR活性并通過(guò)下調(diào)PTEN的表達(dá)增強(qiáng)PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

    前期研究已經(jīng)將NOTCH1作為治療T-ALL的重要靶點(diǎn),臨床試驗(yàn)顯示NOTCH1抑制劑可降低和清除一些T、ALL中的白血病起始細(xì)胞(1eukemia-initiating cells,L-IC),但由于明顯的腸道毒性,抗NOTCH1治療在臨床的應(yīng)用受到局限。

    因此,尋找NOTCH1關(guān)聯(lián)的分子以探討更特異或協(xié)同作用靶點(diǎn)是近期研究的重點(diǎn),本屆ASH年會(huì)上也有一些新的結(jié)果被報(bào)道。

    3.1 c-myc抑制劑


    c-myc是與T-ALL發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的癌基因,是NOTCH信號(hào)的一個(gè)直接轉(zhuǎn)錄靶分子。在原發(fā)小鼠T-ALL細(xì)胞中,沉默c-myc可通過(guò)降低L-IC的數(shù)量和自我更新能力而顯著延長(zhǎng)生存期。

    一個(gè)新結(jié)構(gòu)域(bromodomain)抑制物JQ1可以延長(zhǎng)小鼠T-ALL生存期,至少部分是通過(guò)降低c-myc mRNA和蛋白水平而發(fā)揮作用的,但其對(duì)T-ALL患者的治療效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究。

    3.2 NOTCH與PI3K/mToR信號(hào)通路抑制劑的協(xié)同作用

    在伴有NOTCH異常信號(hào)的 I'ALL中,靶向抑制PI3K/mTOR能夠上調(diào)NOTCH-MYC活性,因此,在利用PI3K抑制劑治療T-ALL和其他NOTCH信號(hào)活化的惡性腫瘤時(shí),需要考慮兩個(gè)通路藥物聯(lián)合應(yīng)用的合理性,PI3K/roTOR雙重抑制劑PI-103聯(lián)合NOTCH抑制劑GSI(小分子-分泌酶抑制物),或PI-103聯(lián)合c-myc抑制劑1 0058-F4均可顯著降低T-ALL細(xì)胞的增殖。

    3.3 靶向抑制ZMIZ


    ZMIZ是NOTCH的一個(gè)可能的協(xié)同因子,它是一種活化STAT的蛋白抑制(protein inhibitor ofactivated STAT,PIAS)樣家族成員的轉(zhuǎn)錄聯(lián)合激活因子,它與PIAS蛋白共享一個(gè)鋅指區(qū)(MIZ區(qū))。

    在小鼠模型中,ZMIZ1與白血病相關(guān)NOTCH1等位基因的相互協(xié)同作用促進(jìn)了T-ALL形成。在一個(gè)亞群的T-ALL患者中ZMIZ1和活化NOTCH1共同表達(dá),基因水平抑制ZMIZ1可延緩白血病細(xì)胞生長(zhǎng)和克服一些T-ALL細(xì)胞株對(duì)NOTCH抑制劑的耐藥。

    3.4 靶向抑制RUNX

    有研究在一個(gè)表達(dá)相對(duì)弱活化NOTCH1轉(zhuǎn)基因小鼠誘導(dǎo)白血病發(fā)生模型中,從88個(gè)原發(fā)小鼠白血病中克隆插入位點(diǎn),通過(guò)反轉(zhuǎn)錄病毒插入突變篩選方法,鑒定NOTCH通路之外的協(xié)同分子的突變,其中發(fā)生頻率較高的插入?yún)^(qū)在RUNX3位點(diǎn),RUNX3的結(jié)合區(qū)是緊密聚集在轉(zhuǎn)錄起始位置上游的一個(gè)40——60 kb區(qū)域,推測(cè)反轉(zhuǎn)錄病毒LTR可能誘導(dǎo)了RUNX3表達(dá)增加,而其中RUNX1上游的一個(gè)單一結(jié)合區(qū)也是突變發(fā)生頻率較高的區(qū)域。

    另外,多數(shù)研究顯示RUNX1和RUNX3在T-ALL樣本中廣泛表達(dá)。利用慢病毒shRNA沉默T.ALL細(xì)胞的RUNX1和(或)RUNX3后,T-ALL細(xì)胞生長(zhǎng)抑制,G 期細(xì)胞明顯減少。

    相反,過(guò)表達(dá)RUNX3誘導(dǎo)了T-ALL細(xì)胞迅速增殖和產(chǎn)生對(duì)ABT-263誘導(dǎo)凋亡的抵抗作用。NOTCH1和RUNX因子以協(xié)同或疊加的形式調(diào)節(jié)表面蛋白IGF1R和IL7R的表達(dá),而IGF1R和IL7R在T-ALL細(xì)胞生長(zhǎng)和白血病起始細(xì)胞活性中有重要作用,這顯示了一個(gè)在T-ALL發(fā)生發(fā)展中的新NOTCH1和RUNX蛋白之間的協(xié)同作用機(jī)制 .

    另一項(xiàng)研究則在基因組水平明確了在人類和小鼠T細(xì)胞白血病/淋巴瘤(T-LL)中NOTCH如何與其他轉(zhuǎn)錄因子共同作用而調(diào)節(jié)T-LL細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組(transc**tome),發(fā)現(xiàn)了NOTCH1、RBPJ、ETS1、GABPA和RUNX1每個(gè)因子結(jié)合部位的關(guān)系,NOTCH1/RBPJ與ETS1/GABPA和RUNX1因子結(jié)合部位有很多重疊,聯(lián)合應(yīng)用ETS或RUNX1沉默與GSI治療,對(duì)細(xì)胞的凋亡和生長(zhǎng)抑制作用比單獨(dú)用藥明顯。

    3.5 PP2A

    在利用斑馬魚體內(nèi)篩選抗MYC過(guò)表達(dá)胸腺細(xì)胞的小分子藥物和人類T-ALL細(xì)胞株體外篩選與NOTCH抑制劑協(xié)同作用的藥物的過(guò)程中,符合兩種篩選的一個(gè)藥物是羥哌氯丙嗪(perphenazine),一種被美國(guó)FDA批準(zhǔn)的抗精神病藥物。

    羥哌氯丙嗪具有誘導(dǎo)斑馬魚T-ALL、人類T-ALL細(xì)胞株和原代T-ALL細(xì)胞線粒體凋亡的作用和抗白血病活性,通過(guò)結(jié)合活性相關(guān)蛋白組學(xué)方法分析藥物與其結(jié)合靶標(biāo)研究發(fā)現(xiàn),蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是羥哌氯丙嗪抗白血病效應(yīng)的靶標(biāo)。

    羥哌氯丙嗪具有活化T-ALL細(xì)胞中PP2A的作用,該作用可被一種已知的PP2A活化劑FTY720所模擬。利用shRNA沉默PP2A支鏈或催化亞單位,可以減弱羥哌氯丙嗪的活性,提示PP2A是羥哌氯丙嗪產(chǎn)生抗白血病效應(yīng)所必須的。

    這一研究顯示了腫瘤抑制因子PP2A的藥物性活化是一種治療的策略,同時(shí),腫瘤的發(fā)生也可能是由PP2A底物的過(guò)度磷酸化導(dǎo)致的,這也指出了治療T-ALL的一些新思路。

    3.6 KLF4

    早期研究發(fā)現(xiàn)KLF4 (Krtippel like factor 4)限制了正常CD8+ T細(xì)胞的增殖,KLF4缺失有增加正常造血干細(xì)胞的自我更新和增強(qiáng)存活的作用,這是腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)化過(guò)程中所需要獲得的一種特征。

    在T-ALL患者骨髓樣本中KLF4表達(dá)降低,同時(shí)KLF4的表達(dá)與ALL患者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療的反應(yīng)相關(guān)。將人類T-ALL細(xì)胞的NOTCH1突變體(NOTCH1-L1601P-DP突變)分別插入小鼠KLF4缺失和KLF4野生型骨髓細(xì)胞后,移植入小鼠后結(jié)果顯示:KLF4缺失的骨髓細(xì)胞小鼠白血病發(fā)生率明顯增高,生存期明顯縮短。

    這一研究顯示了KLF4在NOTCH1誘導(dǎo)T-ALL模型中發(fā)揮腫瘤抑制因子作用,提供了預(yù)防促白血病細(xì)胞生長(zhǎng)的新分子靶標(biāo) .

    4 預(yù)后相關(guān)基因

    近年來(lái),從基因水平上預(yù)測(cè)疾病預(yù)后和界定不同亞群白血病的研究對(duì)臨床治療產(chǎn)生了重要影響。利用新一代序列分析技術(shù)鑒定T-ALL的新遺傳學(xué)改變發(fā)現(xiàn)大齡男性兒童有傾向性高發(fā)現(xiàn)象。

    因此,有研究針對(duì)x染色體基因的外顯子組進(jìn)行測(cè)序分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)PHF6的缺失性突變發(fā)生頻率很高,PHF6編碼一種可能的鋅指轉(zhuǎn)錄因子——PHD鋅指蛋白6,但PHF6改變?cè)赥細(xì)胞白血病發(fā)生中的意義還需要進(jìn)一步明確。本屆ASH年會(huì)上有關(guān)在基因水平上對(duì)T-ALL進(jìn)行預(yù)后評(píng)價(jià)的一些報(bào)道值得推薦。

    既往研究多數(shù)顯示:伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變的bcr-abl陰性T-ALL對(duì)治療有明顯有利的效果,缺乏NOTCH1和(或)FBXW7突變與預(yù)后不良相關(guān)。但是仍然有1/3伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變的T-AI|lJ復(fù)發(fā),因此,確定一種非常有利的預(yù)后還需要進(jìn)一步界定。

    一個(gè)包含212例成年人T-ALL樣本的多中心隨機(jī)臨床試驗(yàn)(GRAALL-2003、2005)結(jié)果顯示:NOTCH1和(或)FBXW7突變的有利預(yù)后僅限于不伴有K-RAS/PTEN異常者,因此,建議一種新的低危T-ALL的癌基因分類,即伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變而不伴有RAS/PTEN突變(在這組研究樣本中有51%),而其他患者(49%)包括13%的NOTCH1和(或)FBXW7突變和伴有RAS/PTEN突變者,屬于高危組。

    這一結(jié)果證明RAS和PTEN的檢測(cè)增加了評(píng)估NOTCH1和(或)FBXW7突變狀態(tài)的重要預(yù)后價(jià)值,可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)接近50%的預(yù)后非常好的成年人T-ALL.

    另外,在一組按照統(tǒng)一方案治療的53例初發(fā)T-ALL(前T-ALL 28例,皮質(zhì)/成熟T-ALL 25例)中,利用aCGH(寡核苷酸陣列比較基因組雜交)、免疫表型標(biāo)記和基因突變(包括了T-ALL中常見的癌基因NOTCH1、IL7R、FLT3、NRAS和抑癌基因FBXW7、PTEN、DNM2、PHF6、BCL1 lB、WT1、EZH2、ETV6、IDH1、IDH2、DNMT3A、GATA3和RUNX1等)等技術(shù)綜合分析分子水平的預(yù)后指標(biāo)。

    結(jié)果顯示:前T-ALL基因表達(dá)特點(diǎn)與造血干細(xì)胞和髓系祖細(xì)胞相關(guān),與預(yù)后不良和總生存時(shí)間短相關(guān);CD13+與不良生存明顯相關(guān);大部分(22例)前T-ALL伴有TCR 雙等位基因缺失,在兒童T-ALL中,這一分子標(biāo)志同樣與不良總生存相關(guān);17號(hào)染色體短臂的雜合性缺失(包含了TP53)預(yù)測(cè)臨床效果最差。

    9號(hào)染色體短臂的純合子CDKN2A/CDKN2B位點(diǎn)缺失則與有利預(yù)后相關(guān)(但CDKN2A/CDKN2B純合子缺失的有利預(yù)后僅限于成熟T-ALL類型患者);NOTCH1和(或) FBXW7突變導(dǎo)致活化性NOTCH1信號(hào)與有利預(yù)后相關(guān);BCL11B雜合性失活性突變或缺失同樣屬于有利預(yù)后的類型;表觀調(diào)節(jié)基因DNMT3A和IDHI/2突變則與疾病進(jìn)展相關(guān)。

    總的來(lái)說(shuō),在成年人T-ALL中,多因素分析顯示最主要的關(guān)聯(lián)性是NOTCH1和(或)FBXW7突變與有利預(yù)后相關(guān),TP53缺失和DNMT3A突變與預(yù)后差相關(guān),更重要的是,純合子CDKN2A/CDKN2B缺失和CD5可能可作為成年人成熟T ALL進(jìn)一步分層中低危的預(yù)后標(biāo)志物,而DNMT3A突變則對(duì)高危早期不成熟T-ALL具有危險(xiǎn)分層的價(jià)值。

    目前,基因組序列分析研究主要集中在鑒定編碼基因的體細(xì)胞基因改變特點(diǎn),已經(jīng)明確了一些分子遺傳學(xué)改變對(duì)T-ALL危險(xiǎn)勝分層和治療靶點(diǎn)的臨床重要性。

    而鑒定所有遺傳學(xué)改變對(duì)白血病發(fā)生的作用和確定非編碼遺傳學(xué)改變?cè)诎籽“l(fā)生發(fā)展中的作用也同樣非常重要,隨著新一代序列分析帶來(lái)的巨大信息量及對(duì)疾病發(fā)生的詳盡分子機(jī)制的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),將會(huì)對(duì)臨床診治產(chǎn)生更重要的意義。    T細(xì)胞-急性淋巴細(xì)胞白血?。═-ALL)是一種高度進(jìn)展性惡性血液腫瘤,預(yù)后差,復(fù)發(fā)率高,尤其是在成年T-ALL患者中,僅有40%的生存期可超過(guò)5年。

    近年來(lái),利用基因表達(dá)芯片和新一代序列分析技術(shù)等進(jìn)一步了解T-ALL發(fā)生發(fā)展過(guò)程中多種重要基因的遺傳學(xué)改變特點(diǎn),及其在T細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化中的主要分子機(jī)制,對(duì)疾病預(yù)后預(yù)測(cè)和靶向治療研究有重要意義?,F(xiàn)主要介紹2012年第54屆美國(guó)血液學(xué)會(huì)(ASH)年會(huì)中有關(guān)T-ALL分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展及其在臨床上可能具有的診治意義。

    1 早期前T細(xì)胞一急性淋巴細(xì)胞白血病(ETP-ALL)的特點(diǎn)

    2009年,Campana等描述了一種新的T-ALL亞型,該類T-ALL起源于伴有多系分化潛能的早期胸腺細(xì)胞,被稱為ETP-ALL.ETP-ALL細(xì)胞表達(dá)胞質(zhì)CD3但不表達(dá)CDta 和CD8,弱表達(dá)或不表達(dá)CD5,異常表達(dá)干細(xì)胞和髓系標(biāo)記,伴有髓系相似的基因改變特點(diǎn)(如高頻率的FLT3突變),與小鼠早期T前體細(xì)胞(分化可塑性)的免疫表型和轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)有相似性。

    但ETP-ALL細(xì)胞缺乏T-ALL的基因改變特點(diǎn),如NOTCH1活化性突變和CDKN2A/B缺失,也缺乏T-ALL常見的染色體重排。

    ETP-ALL占兒童和成年人ALL的10% ——15%,發(fā)生頻率的差異主要與不同研究中心所采用的診斷性免疫表型標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)。ETP-ALL預(yù)后差與治療反應(yīng)差、誘導(dǎo)治療失敗、無(wú)病生存期短相關(guān)。

    不同研究小組近期通過(guò)新一代序列分析等技術(shù)分析了ETP-ALL的分子遺傳學(xué)改變,大致發(fā)現(xiàn)了以下遺傳學(xué)特點(diǎn):

    (1)ETP-ALL常見三種信號(hào)通路基因突變,包括造血發(fā)育、RAS和(或)細(xì)胞因子受體/JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及組蛋白修飾信號(hào)通路等。58%的ETP-ALL含有一些發(fā)育的基因包括RUNX1、IK**1、ETV6、GATA3和EP300等功能缺失性突變,而這些分子遺傳學(xué)改變?cè)诜荅TP-ALL中的發(fā)生頻率為17%.

    活化性基因突變可在67%的ETP-ALL患者中被發(fā)現(xiàn),包括NRAS、KRAS、JAK1、NFI、 PN11、JAK3、SH2B3(編碼LNK,一個(gè)JAK2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)控因子)和IL7R的新突變,在非ETP-ALL中這些改變的發(fā)生頻率僅為19%.

    (2)成年人ETP-ALL分子遺傳學(xué)改變異質(zhì)性高,多見有表觀調(diào)節(jié)因子的高突變現(xiàn)象,DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶基因DNMT3A(DNA-methyl-transferase 3A)突變發(fā)生頻率較高(16%),常見的突變還有PRC2(D0lycomb repress0r complex 2)成分,一類H3K27的三甲基化酶,誘導(dǎo)正常的轉(zhuǎn)錄抑制和對(duì)抗MLL的轉(zhuǎn)錄活化效應(yīng),PRC2中最常見的突變基因是EZH2 (編碼復(fù)合物的催化成分),在濾泡性淋巴瘤中也會(huì)發(fā)生EZH2突變,但其發(fā)生的是獲得功能的Y641突變,而在T-ALL中,EZH2突變則發(fā)生在其他位點(diǎn),有研究預(yù)測(cè)其是通過(guò)破壞催化SET區(qū)域而使之失去功能。

    另一項(xiàng)對(duì)ETP-ALL-PRC家族成員基因突變檢測(cè)的研究結(jié)果顯示:EZH2突變見于68例中的4例,SUZ12突變見于68例中的1例,而SH2B3基因突變見于69例中的4例,含有至少一種表觀調(diào)節(jié)因子基因(DNMT3A、SUZ12、SH2B3、MLL2或EZH2)突變的患者顯示出較差的生存傾向(1年生存率:50%比85%,P=0.08)。

    (3)GATA3表達(dá)缺失在ETP-ALL中的發(fā)生頻率很高(11/17),而在其他T-ALL中則很低(3/69)。26%(19/71)的ETP-ALL為GATA3,而僅有2%(2/94)的T-ALL屬于GATA3組,同時(shí),ETP-ALL細(xì)胞中GATA3呈高甲基化狀態(tài)(28%甲基化CpG),因此,GATA3表達(dá)缺失與其高甲基化所引起的基因沉默相關(guān),另外,在ETP-ALL中,DNMT3A功能缺失突變與GATA3低甲基化相關(guān)。

    總的來(lái)說(shuō),這些新的研究成果比較明確地描述了ETP-ALL的分子遺傳學(xué)改變特點(diǎn),除了明確ETP-ALL可能代表一種干細(xì)胞或白血病前體細(xì)胞特點(diǎn)外,可以進(jìn)一步明確疾病的預(yù)后和設(shè)計(jì)相應(yīng)的靶向治療研究。

    例如,GATA3表達(dá)缺失與其高甲基化所引起的基因沉默相關(guān),而DNMT3A功能缺失突變與GATA3低甲基化相關(guān),因此DNMT3A在GATA3表觀沉默的特點(diǎn)值得加以利用,由于靶向治療T ALL的藥物相當(dāng)有限,聯(lián)合去甲基化藥物可能通過(guò)增加GATA3的表達(dá)來(lái)解決誘導(dǎo)T細(xì)胞分化而阻斷T-ALL的問(wèn)題。此外,DNMT3A高突變的特點(diǎn)提示表觀遺傳調(diào)節(jié)可能是一個(gè)治療的靶點(diǎn)。

    2 TAL1研究進(jìn)展及其應(yīng)用價(jià)值


    TAL1也被稱為SCL,是具有癌基因特點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄因子。T-AL1首次被發(fā)現(xiàn)于T-ALL患者t(1;14)(p32;ql1)染色體易位斷裂點(diǎn)處。該易位將1號(hào)染色體上的TAL1基因與14號(hào)染色體上的T細(xì)胞受體8位點(diǎn)串聯(lián)而導(dǎo)致TAL1異位表達(dá)。

    隨后在部分T-ALL中發(fā)現(xiàn)涉及TAL1位點(diǎn)的不同融合基因,同時(shí)部分不伴有染色體易位的人類T-ALL(40%)也出現(xiàn)TAL1的異常表達(dá),這是T-ALL的一個(gè)主要特點(diǎn)。

    TAL1在小鼠模型中可誘發(fā)T-ALL.后期的研究進(jìn)一步鑒定了TAL1是一個(gè)重要的造血轉(zhuǎn)錄因子,在造血發(fā)育調(diào)控中發(fā)揮重要作用。本屆ASH年會(huì)上,一些研究進(jìn)一步闡明了在T-ALL中TAL1活化的調(diào)控作用機(jī)制,主要是涉及表觀遺傳調(diào)控機(jī)制。

    Kang等研究了在缺乏TAL1位點(diǎn)重排的多數(shù)T-ALL中TAL1l是如何活化的,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)TIL16(TAL1 interacting locus in chromosome 16)元件可結(jié)合TAL1啟動(dòng)子1a,而對(duì)TAL1的活化起到T細(xì)胞特異增強(qiáng)子效應(yīng),該作用與TIL16的H3K4三甲基化相關(guān)。

    另一項(xiàng)研究顯示miR-223是正常胸腺發(fā)育過(guò)程中TAL1的一個(gè)生理性靶點(diǎn),在TAL1陽(yáng)性細(xì)胞株中miR-223表達(dá)顯著高于TAL1低表達(dá)細(xì)胞株,強(qiáng)制性表達(dá)miR-223可以部分恢復(fù)TAL1敲除所導(dǎo)致的T-ALL生長(zhǎng)抑制作用,而通過(guò)miR-223 shRNA抑制成熟miR-223可顯著抑制TAL1陽(yáng)性細(xì)胞的生長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

    MiR-223對(duì)TAL1的影響與調(diào)節(jié)FBXW7腫瘤抑制基因表達(dá)相關(guān)。這些結(jié)果顯示了在T-ALL中由于TAL1癌基因異?;罨瘜?dǎo)致的新表觀調(diào)節(jié)機(jī)制,同時(shí)也提供了一些可選擇的靶向抑制T-ALL的新靶點(diǎn)。

    3 NOTCH1關(guān)聯(lián)基因及其靶向調(diào)控


    NOTCH1在正常T細(xì)胞發(fā)育和分化過(guò)程中具有重要作用,在T-ALL中,有50%-60%出現(xiàn)活化性NOTCH1突變,活化的NOTCH1可正調(diào)控mTOR活性并通過(guò)下調(diào)PTEN的表達(dá)增強(qiáng)PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

    前期研究已經(jīng)將NOTCH1作為治療T-ALL的重要靶點(diǎn),臨床試驗(yàn)顯示NOTCH1抑制劑可降低和清除一些T、ALL中的白血病起始細(xì)胞(1eukemia-initiating cells,L-IC),但由于明顯的腸道毒性,抗NOTCH1治療在臨床的應(yīng)用受到局限。

    因此,尋找NOTCH1關(guān)聯(lián)的分子以探討更特異或協(xié)同作用靶點(diǎn)是近期研究的重點(diǎn),本屆ASH年會(huì)上也有一些新的結(jié)果被報(bào)道。

    3.1 c-myc抑制劑

    c-myc是與T-ALL發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的癌基因,是NOTCH信號(hào)的一個(gè)直接轉(zhuǎn)錄靶分子。在原發(fā)小鼠T-ALL細(xì)胞中,沉默c-myc可通過(guò)降低L-IC的數(shù)量和自我更新能力而顯著延長(zhǎng)生存期。

    一個(gè)新結(jié)構(gòu)域(bromodomain)抑制物JQ1可以延長(zhǎng)小鼠T-ALL生存期,至少部分是通過(guò)降低c-myc mRNA和蛋白水平而發(fā)揮作用的,但其對(duì)T-ALL患者的治療效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究。

    3.2 NOTCH與PI3K/mToR信號(hào)通路抑制劑的協(xié)同作用


    在伴有NOTCH異常信號(hào)的 I'ALL中,靶向抑制PI3K/mTOR能夠上調(diào)NOTCH-MYC活性,因此,在利用PI3K抑制劑治療T-ALL和其他NOTCH信號(hào)活化的惡性腫瘤時(shí),需要考慮兩個(gè)通路藥物聯(lián)合應(yīng)用的合理性,PI3K/roTOR雙重抑制劑PI-103聯(lián)合NOTCH抑制劑GSI(小分子-分泌酶抑制物),或PI-103聯(lián)合c-myc抑制劑1 0058-F4均可顯著降低T-ALL細(xì)胞的增殖。

    3.3 靶向抑制ZMIZ

    ZMIZ是NOTCH的一個(gè)可能的協(xié)同因子,它是一種活化STAT的蛋白抑制(protein inhibitor ofactivated STAT,PIAS)樣家族成員的轉(zhuǎn)錄聯(lián)合激活因子,它與PIAS蛋白共享一個(gè)鋅指區(qū)(MIZ區(qū))。

    在小鼠模型中,ZMIZ1與白血病相關(guān)NOTCH1等位基因的相互協(xié)同作用促進(jìn)了T-ALL形成。在一個(gè)亞群的T-ALL患者中ZMIZ1和活化NOTCH1共同表達(dá),基因水平抑制ZMIZ1可延緩白血病細(xì)胞生長(zhǎng)和克服一些T-ALL細(xì)胞株對(duì)NOTCH抑制劑的耐藥。

    3.4 靶向抑制RUNX


    有研究在一個(gè)表達(dá)相對(duì)弱活化NOTCH1轉(zhuǎn)基因小鼠誘導(dǎo)白血病發(fā)生模型中,從88個(gè)原發(fā)小鼠白血病中克隆插入位點(diǎn),通過(guò)反轉(zhuǎn)錄病毒插入突變篩選方法,鑒定NOTCH通路之外的協(xié)同分子的突變,其中發(fā)生頻率較高的插入?yún)^(qū)在RUNX3位點(diǎn),RUNX3的結(jié)合區(qū)是緊密聚集在轉(zhuǎn)錄起始位置上游的一個(gè)40——60 kb區(qū)域,推測(cè)反轉(zhuǎn)錄病毒LTR可能誘導(dǎo)了RUNX3表達(dá)增加,而其中RUNX1上游的一個(gè)單一結(jié)合區(qū)也是突變發(fā)生頻率較高的區(qū)域。

    另外,多數(shù)研究顯示RUNX1和RUNX3在T-ALL樣本中廣泛表達(dá)。利用慢病毒shRNA沉默T.ALL細(xì)胞的RUNX1和(或)RUNX3后,T-ALL細(xì)胞生長(zhǎng)抑制,G 期細(xì)胞明顯減少。

    相反,過(guò)表達(dá)RUNX3誘導(dǎo)了T-ALL細(xì)胞迅速增殖和產(chǎn)生對(duì)ABT-263誘導(dǎo)凋亡的抵抗作用。NOTCH1和RUNX因子以協(xié)同或疊加的形式調(diào)節(jié)表面蛋白IGF1R和IL7R的表達(dá),而IGF1R和IL7R在T-ALL細(xì)胞生長(zhǎng)和白血病起始細(xì)胞活性中有重要作用,這顯示了一個(gè)在T-ALL發(fā)生發(fā)展中的新NOTCH1和RUNX蛋白之間的協(xié)同作用機(jī)制 .

    另一項(xiàng)研究則在基因組水平明確了在人類和小鼠T細(xì)胞白血病/淋巴瘤(T-LL)中NOTCH如何與其他轉(zhuǎn)錄因子共同作用而調(diào)節(jié)T-LL細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組(transc**tome),發(fā)現(xiàn)了NOTCH1、RBPJ、ETS1、GABPA和RUNX1每個(gè)因子結(jié)合部位的關(guān)系,NOTCH1/RBPJ與ETS1/GABPA和RUNX1因子結(jié)合部位有很多重疊,聯(lián)合應(yīng)用ETS或RUNX1沉默與GSI治療,對(duì)細(xì)胞的凋亡和生長(zhǎng)抑制作用比單獨(dú)用藥明顯。

    3.5 PP2A


    在利用斑馬魚體內(nèi)篩選抗MYC過(guò)表達(dá)胸腺細(xì)胞的小分子藥物和人類T-ALL細(xì)胞株體外篩選與NOTCH抑制劑協(xié)同作用的藥物的過(guò)程中,符合兩種篩選的一個(gè)藥物是羥哌氯丙嗪(perphenazine),一種被美國(guó)FDA批準(zhǔn)的抗精神病藥物。

    羥哌氯丙嗪具有誘導(dǎo)斑馬魚T-ALL、人類T-ALL細(xì)胞株和原代T-ALL細(xì)胞線粒體凋亡的作用和抗白血病活性,通過(guò)結(jié)合活性相關(guān)蛋白組學(xué)方法分析藥物與其結(jié)合靶標(biāo)研究發(fā)現(xiàn),蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是羥哌氯丙嗪抗白血病效應(yīng)的靶標(biāo)。

    羥哌氯丙嗪具有活化T-ALL細(xì)胞中PP2A的作用,該作用可被一種已知的PP2A活化劑FTY720所模擬。利用shRNA沉默PP2A支鏈或催化亞單位,可以減弱羥哌氯丙嗪的活性,提示PP2A是羥哌氯丙嗪產(chǎn)生抗白血病效應(yīng)所必須的。

    這一研究顯示了腫瘤抑制因子PP2A的藥物性活化是一種治療的策略,同時(shí),腫瘤的發(fā)生也可能是由PP2A底物的過(guò)度磷酸化導(dǎo)致的,這也指出了治療T-ALL的一些新思路。

    3.6 KLF4

    早期研究發(fā)現(xiàn)KLF4 (Krtippel like factor 4)限制了正常CD8+ T細(xì)胞的增殖,KLF4缺失有增加正常造血干細(xì)胞的自我更新和增強(qiáng)存活的作用,這是腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)化過(guò)程中所需要獲得的一種特征。

    在T-ALL患者骨髓樣本中KLF4表達(dá)降低,同時(shí)KLF4的表達(dá)與ALL患者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療的反應(yīng)相關(guān)。將人類T-ALL細(xì)胞的NOTCH1突變體(NOTCH1-L1601P-DP突變)分別插入小鼠KLF4缺失和KLF4野生型骨髓細(xì)胞后,移植入小鼠后結(jié)果顯示:KLF4缺失的骨髓細(xì)胞小鼠白血病發(fā)生率明顯增高,生存期明顯縮短。

    這一研究顯示了KLF4在NOTCH1誘導(dǎo)T-ALL模型中發(fā)揮腫瘤抑制因子作用,提供了預(yù)防促白血病細(xì)胞生長(zhǎng)的新分子靶標(biāo) .

    4 預(yù)后相關(guān)基因

    近年來(lái),從基因水平上預(yù)測(cè)疾病預(yù)后和界定不同亞群白血病的研究對(duì)臨床治療產(chǎn)生了重要影響。利用新一代序列分析技術(shù)鑒定T-ALL的新遺傳學(xué)改變發(fā)現(xiàn)大齡男性兒童有傾向性高發(fā)現(xiàn)象。

    因此,有研究針對(duì)x染色體基因的外顯子組進(jìn)行測(cè)序分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)PHF6的缺失性突變發(fā)生頻率很高,PHF6編碼一種可能的鋅指轉(zhuǎn)錄因子——PHD鋅指蛋白6,但PHF6改變?cè)赥細(xì)胞白血病發(fā)生中的意義還需要進(jìn)一步明確。本屆ASH年會(huì)上有關(guān)在基因水平上對(duì)T-ALL進(jìn)行預(yù)后評(píng)價(jià)的一些報(bào)道值得推薦。

    既往研究多數(shù)顯示:伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變的bcr-abl陰性T-ALL對(duì)治療有明顯有利的效果,缺乏NOTCH1和(或)FBXW7突變與預(yù)后不良相關(guān)。但是仍然有1/3伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變的T-AI|lJ復(fù)發(fā),因此,確定一種非常有利的預(yù)后還需要進(jìn)一步界定。

    一個(gè)包含212例成年人T-ALL樣本的多中心隨機(jī)臨床試驗(yàn)(GRAALL-2003、2005)結(jié)果顯示:NOTCH1和(或)FBXW7突變的有利預(yù)后僅限于不伴有K-RAS/PTEN異常者,因此,建議一種新的低危T-ALL的癌基因分類,即伴有NOTCH1和(或)FBXW7突變而不伴有RAS/PTEN突變(在這組研究樣本中有51%),而其他患者(49%)包括13%的NOTCH1和(或)FBXW7突變和伴有RAS/PTEN突變者,屬于高危組。

    這一結(jié)果證明RAS和PTEN的檢測(cè)增加了評(píng)估NOTCH1和(或)FBXW7突變狀態(tài)的重要預(yù)后價(jià)值,可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)接近50%的預(yù)后非常好的成年人T-ALL.

    另外,在一組按照統(tǒng)一方案治療的53例初發(fā)T-ALL(前T-ALL 28例,皮質(zhì)/成熟T-ALL 25例)中,利用aCGH(寡核苷酸陣列比較基因組雜交)、免疫表型標(biāo)記和基因突變(包括了T-ALL中常見的癌基因NOTCH1、IL7R、FLT3、NRAS和抑癌基因FBXW7、PTEN、DNM2、PHF6、BCL1 lB、WT1、EZH2、ETV6、IDH1、IDH2、DNMT3A、GATA3和RUNX1等)等技術(shù)綜合分析分子水平的預(yù)后指標(biāo)。

    結(jié)果顯示:前T-ALL基因表達(dá)特點(diǎn)與造血干細(xì)胞和髓系祖細(xì)胞相關(guān),與預(yù)后不良和總生存時(shí)間短相關(guān);CD13+與不良生存明顯相關(guān);大部分(22例)前T-ALL伴有TCR 雙等位基因缺失,在兒童T-ALL中,這一分子標(biāo)志同樣與不良總生存相關(guān);17號(hào)染色體短臂的雜合性缺失(包含了TP53)預(yù)測(cè)臨床效果最差。

    9號(hào)染色體短臂的純合子CDKN2A/CDKN2B位點(diǎn)缺失則與有利預(yù)后相關(guān)(但CDKN2A/CDKN2B純合子缺失的有利預(yù)后僅限于成熟T-ALL類型患者);NOTCH1和(或) FBXW7突變導(dǎo)致活化性NOTCH1信號(hào)與有利預(yù)后相關(guān);BCL11B雜合性失活性突變或缺失同樣屬于有利預(yù)后的類型;表觀調(diào)節(jié)基因DNMT3A和IDHI/2突變則與疾病進(jìn)展相關(guān)。

    總的來(lái)說(shuō),在成年人T-ALL中,多因素分析顯示最主要的關(guān)聯(lián)性是NOTCH1和(或)FBXW7突變與有利預(yù)后相關(guān),TP53缺失和DNMT3A突變與預(yù)后差相關(guān),更重要的是,純合子CDKN2A/CDKN2B缺失和CD5可能可作為成年人成熟T ALL進(jìn)一步分層中低危的預(yù)后標(biāo)志物,而DNMT3A突變則對(duì)高危早期不成熟T-ALL具有危險(xiǎn)分層的價(jià)值。

    目前,基因組序列分析研究主要集中在鑒定編碼基因的體細(xì)胞基因改變特點(diǎn),已經(jīng)明確了一些分子遺傳學(xué)改變對(duì)T-ALL危險(xiǎn)勝分層和治療靶點(diǎn)的臨床重要性。

    而鑒定所有遺傳學(xué)改變對(duì)白血病發(fā)生的作用和確定非編碼遺傳學(xué)改變?cè)诎籽“l(fā)生發(fā)展中的作用也同樣非常重要,隨著新一代序列分析帶來(lái)的巨大信息量及對(duì)疾病發(fā)生的詳盡分子機(jī)制的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),將會(huì)對(duì)臨床診治產(chǎn)生更重要的意義。

 

 


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