儿童白血病分子标志物研究进展△

马东礼 陈虹宇 曹科 张霞 黄娟 钟山

深圳市儿童医院儿科研究所，深圳 518026

儿童白血病是我国最常见的小儿恶性肿瘤。据调查，我国10岁以下儿童白血病的发生率为3～4/10万，且男性发病率高于女性。儿童白血病种类繁多，发病机制复杂，病因至今仍未完全明了。因为缺少有效的早期诊断技术，导致临床治疗效果差及预后不良。小儿时期发生的白血病多为急性白血病，急性白血病根据增生的白细胞种类的不同又可分为急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）和急性非淋巴细胞白血病（acute nonlymphocytic leukemia，ANLL）两大类，前者占小儿白血病的70%～85%。白血病精确的诊断分型是正确选用化疗方案的前提。目前国际上常采用形态学（morphology，M）、免疫学（immunology，I）、细胞遗传学（cytogenetics，C）和分子生物学（molecular biology，M）分型，即MICM分型。白血病在发生发展过程中存在着多种基因和蛋白质水平的改变，而这些基因和蛋白质便可作为白血病的分子标志物。儿童白血病的分子标志物分为两大类，一类是蛋白质水平的标志物，另一类是基因水平的标志物。分子标志物的主要意义为：①白血病的诊断及分型，特别是疾病的早期诊断；②疾病的预后评估；③微小残留病变（minimal residual disease，MRD）的风险评价；④标靶治疗药物的选择及疗效监控。随着分子生物学技术（高通量基因测序技术）的快速发展，新的白血病分子标志物不断被发现，极大地推动了儿童白血病的诊断与治疗。本文对近年来重要的儿童白血病分子标志物的研究进展进行如下总结。

1 儿童白血病分子标志物

1.1 CBFb-MYH -MYH1111嵌合基因

核结合因子（core binding factor，CBF）在白血病中表现异常，主要的特征是编码转录因子CBF异二聚体成分的基因发生重排，而其在血细胞的正常发育中发挥着重要作用。CBF复合物是RUNX1（又称 AML1）和 CBF-β的异二聚体，而此复合物的编码基因常常发生染色体易位，从而导致各种AML1和CBF-β嵌合基因的出现，编码产物为缺陷的CBF复合物，且该产物可以干扰和抑制基因的正常转录。上述染色体易位可导致一些特征性的白血病分子标志物出现，如t（8；21）/RUNX1-RUNX1T1，t（3；21）/RUNX1-EVI1 和 inv（16）/t（16；16）染色体易位而引发的CBFb¯MYH11嵌合基因的出现[1-4]。

1.2 PML-RAR -RARα杂合子基因

根据 FAB（Franch-American-Britai）分型诊断标准可知：急性髓细胞白血病（acute myelocytic leukemia，AML）在临床上可分为M0～M7共8种，其中M3为急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）（AML-M3）。APL特征性的遗传学表现为17号染色体上的维甲酸受体基因（RARα）和15号染色体上的早幼粒细胞性白血病（promyelocytic leukemia，PML）基因发生易位，产生PML/RARα杂合子基因，可通过逆转录PCR（reverse transcription-PCR，RT-PCR）方便地检测出来。这一测试可以对疾病进行快速和准确的诊断，同时PML/RARα杂合子基因还可作为分子标志物被用于监测MRD。同以往形态学、染色体检查等常规方法相比，通过RT-PCR检测PML/RARα基因是在临床上取得的巨大进步。通过检测PML/RARα基因表达水平，可以评估各种抗白血病药物的治疗效果，以及缓解预期和复发风险，从而指导医生提前对某些高风险病例进行必要的干预。

1.3 DEK-CAN -CAN融合基因

伴有t（6；9）染色体易位的AML是一种相对罕见的疾病，该染色体易位主要发生于AML（M1、M2和M4）中。该疾病有特殊的临床表现和形态学特征，且儿童白血病发病前往往表现为骨髓发育不良。DEK¯CAN融合基因可导致嵌合蛋白的出现，而这一嵌合蛋白则被称为NUP214。DEK基因是一种真核细胞的染色质成分，通过引入负超螺旋调节DNA的分子结构。CAN基因是一种细胞核孔复合物蛋白，参与细胞核和细胞质间的物质交换。DEK¯CAN融合基因可以用来作为伴有t（6；9）染色体易位的AML的标志物，为疾病的早期诊断和分型提供帮助[5]。

1.4 NPM-NPM-11基因

NPM1基因位于5号染色体长臂上（5q35），是在生理状况下可以穿梭于核仁、核质和胞质之间的核仁磷酸蛋白。其编码产物可能参与细胞生命环节的多个部分，包括调节ARF/p53的信号传导途径。该基因外显子12的突变与具有正常染色体组型的AML相关，特别与单核细胞白血病相关。具有NPM1基因变异的患者经过标准的化疗药物诱导后能获得极高的完全缓解率。Gale等[6]比较了三组NPM1变异的AML患者，经过标准化疗药物诱导，那些只有NPM1基因变异而没有fms样酪氨酸激酶-3/跨膜区内部串联重复（fms-like tyrosine kinase-3/internal tandem duplication，FLT3/ITD）突变的患者获得了最好的缓解效果；而缺乏上述两种基因变异或者同时具有上述两种基因变异患者的缓解效果较差；只有FLT3/ITD基因的患者化疗缓解率最差。

1.5 c-kit -kit受体

kit基因是坐落于染色体4q11-12上面的原癌基因，其表达产物称c-kit受体。c-kit受体是一个分子量为143.85 ku（145 kD）的跨膜性糖蛋白，属于酪氨酸激酶家族Ⅲ型受体成分。由于编码kit蛋白的某些功能域的核酸变异，导致kit蛋白不依赖配体激活。c-kit受体变异频率在不同白血病患者中高低不一，但在CBF阳性的AML患者中相对高发，包括t（8；21）、inv（16）（p13q22）或t（16；16）（p13；q22）在内的基因标志物往往预示着较高的复发风险。c-kit受体阳性的患者适宜于接受酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinaseinhibitors，TKI）的治疗[7]。

1.6 FLT3基因

FLT3基因是受体酪氨酸激酶家族的成员；其受体主要被表达于造血干细胞，并且可以促进造血干细胞的分化和增殖。FLT3基因受体和配体的相互作用可以导致受体聚合，从而激活受体酪氨酸激酶活性及受体的磷酸化，而磷酸化的FLT3可以启动细胞信号传递途径，进而诱导细胞分化[8]。FLT3基因变异和LTD3¯ITD融合基因通常被发现与白血病的不良预后密切相关[9]。

1.7 EVI EVI11基因过表达

逆转录病毒整合位点1（ecotropic viral integration site 1，EVI1）基因位于染色体3q26，近年被确认为是与人类白血病的发生密切相关的高风险原癌基因[10]。在造血细胞中，EVI1基因的不正常表达与骨髓细胞病变相关。在AML患者中，基因芯片技术可以发现10%～22%病例的EVI1基因高表达。除了与髓系病变有关，EVI1基因在13.8%的ALL患者中同样被观察到了高表达。但是，目前的科研资料尚未明确EVI1的预后价值。

1.8 BAALCBAALC基因和MNMN11基因

脑和急性白血病细胞质（brain and acute leukemia cytoplasmic，BAALC）基 因 位 于 染 色 体8q22.3。Yahya等[11]的研究结果显示，BAALC基因过表达在AML的发病过程中发挥作用，具有一定预后意义；而在正常情况下，BAALC基因在神经外胚层来源组织中并不表达。BAALC基因在造血干细胞和白血病细胞中高度表达，而当细胞进入分化阶段时则表达水平降低。该基因不但对白血病的预后有一定的意义，而且对MRD的评价也有一定的参考价值。

脑膜瘤1（meningioma 1，MN1）基因位于人的第22号染色体，该基因的过度表达对AML患者的预后有一定的指示价值。MN1基因表达水平越高，患者的预后越差，且表现为生存期缩短和复发率高。MN1基因的高表达与inv（16）及EVI1基因密切相关，提示MN1基因可能在AML的发病中发挥重要作用[12]。

1.9 WTWT11基因

Wilms肿瘤基因（Wilms tumor gene，WT1）是一个抑癌基因，在Wilms肿瘤（一种小儿肾癌）患者中该基因关闭。该基因位于11q13，仅存在于肾和造血细胞中。WT1编码产生的一种具有锌指结构的转录因子，不但可以调节细胞内某些生长因子和受体的表达，同时还参与造血干细胞的分化成熟。Candoni等[13]的研究结果显示，随着白血病患者治疗后的完全缓解，WT1基因突变也会消失，提示该基因及编码蛋白可以作为MRD及复发风险评估的生物标志物。

1.1 0MLLMLL基因

混合谱系白血病（mixed lineage leukemia，MLL）基因位于染色体11q23，在急性白血病中，通过染色体易位和其他基因形成融合基因。到目前为止，超过40%的MLL相关融合基因被确认。异常MLL基因可以在初发AML及ALL患者中被检测到。MLL基因重排在AML中涉及11q23的染色体易位是t（9；11）（p22；q23），形成融合转录子MLL-AF。其他发生在11q23的易位的染色体t（6；11）（q27；q23）、t（10；11）（p12；q23）、t（11；19）（q23；p13.1）及t（11；19）（q23；p13.3），分别形成融合转录子 MLL-AF6、MLL-AF10、MLL-ELL 以及MLL-ENL。在AML病例中，融合转录子中的MLLAF9通常被认为与较轻的临床表现有关[14]。因此，检测不同的MLL基因重排对白血病的诊断有着重要的意义，MLL基因可被认为是白血病诊断的分子标志物。

1.1 1 13q14缺失

现有的研究资料显示，运用传统的细胞遗传学方法对慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）患者的病变细胞进行染色体组型检查时发现，单纯的13q14染色体缺失和染色体缺失伴13q染色体易位均可作为儿童白血病预后不良的标志[15-16]。另外，肿瘤细胞表面的一些白细胞分化抗原（如CD11c、CD25、CD68、CD103、CD123、CD200、annexin A1、cyclin D1、DBA.44、HBME-1、phospho-ERK1/2TRAP和T-bet）均在白血病细胞上有特异性的反应，也有可能成为肿瘤细胞标志物。已经有研究者在这一领域进行了诸多探索，并且取得了一定的进展，未来有必要在这一方向进行更深入和广泛的研究[16]。

2 其他的分子标志物

2.1 肾素

肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system，RAS）的重要成分肾素已被证实在病变的骨髓和造血干细胞中表达。某些AML（M4型和M5型）患者的骨髓被检测到了肾素高表达；与此相反，来源于健康志愿者的骨髓内则未发现肾素的高表达[17]。肾素同疾病的活动度有关，当AML完全缓解时，肾素消失；而当疾病复发时，肾素水平重新升高[18]。

2.2 ASPH

人天冬氨酰β羟化酶（aspartate beta-hydroxylase，ASPH）是一种白血病高特异性分子标志物。Lebowitz等[19]研究发现，肿瘤细胞的ASPH在转录和翻译水平有高表达，进而导致细胞内ASPH转移至细胞表面，成为肿瘤免疫治疗的有效标靶。同时研究证明，可以利用外周血细胞标本进行ASPH表达水平的检测，从而评价MRD水平以及白血病复发的可能性，特别是AML。

2.3 血清铁蛋白

血清铁蛋白可以作为髓系白血病的分子标志物。白血病患者血清中存在与总储存不相符的高水平血清铁蛋白。AML在治疗前和CML急变期均表现超高的血清铁蛋白水平（为正常值的21倍）。AML患者经化疗完全缓解后，血清铁蛋白水平可以恢复至正常，白血病复发则导致血清铁蛋白浓度的平行性增高。而CML患者血清铁蛋白浓度表现正常，急变时血清铁蛋白浓度则急剧升高。因此，血清铁蛋白可以作为临床上各型白血病的肿瘤标志物，用于疾病辅助诊断以及病程监控[19]。

2.4 PED7B

有研究发现，环核苷酸磷酸二酯酶（cyclic nucleotide-dependent phosphodiesterase，PDE）7B既是CLL发展的关键因素同时又是潜在的药物靶点，在CLL患者中，其水平比健康人高出10倍[20]。PDE7B可以控制环一磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平，而cAMP又与CLL中异常的细胞凋亡有关。高水平的PDE7B意味着更少的cAMP和细胞凋亡过程异常。美国加州大学药学院Peiró等[21]发现，PDE7B水平越高，患者预后越差。PDE7B可以单独作为CLL的生物标志物，如果水平较低或表达不明确时可以与其他生物标志物配合使用，为白血病诊断提供参考。PDE7B对疾病的预后有一定的作用，同时可能是一个很好的药物靶点，如果我们能够设计药物来阻止这种酶，这将提高cAMP水平和促进癌细胞凋亡。

3 小结

染色体基因组变化的频繁性和随意性导致白血病的临床表现多样化。目前已知某些特定基因的改变可以导致特定的病变细胞形态和临床特征，这些基因改变已经影响到白血病的诊断、预后、治疗方案制定及复发风险评估等方面。随着现代分子生物学的飞快发展，科学家将会发现更多特异性的白血病分子标志物，这将有助于阐明白血病的发生机理，同时为白血病的诊断、分型及个性化治疗提供科学全面的指导。

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