聶代靜 王芳 周曉蘇 劉銘 李綿洋 劉紅星,,4★
腫瘤的發生是遺傳和環境共同作用的結果。2015年本團隊曾撰文強調血液腫瘤的遺傳和先天易感因素值得重視[1]。在2016年修訂的世界衛生組織(world health organization,WHO)造血和淋巴組織腫瘤分類中,一個重要的更新是將“具有胚系易患因素的髓系腫瘤(myeloid neoplasms with germline predisposition,MNGPs)”列為獨立的分類[2]。美國血液學會(the American Society of Hematology,ASH)已聯合臨床基因組資源協會(the Clinical Genome Resource,ClinGen)成立髓系腫瘤(myeloid neoplasms,MNs)變異治療專家組,制定胚系易感突變相關的指南[3]。本文結合筆者近年的相關研究和工作經驗,介紹該領域的最新研究進展。
既往認為MNGPs 罕見,臨床診療中常忽視遺傳綜合征相關體征的檢查和家族史調查,或因條件限制無法進行相關檢測。近年來新一代高通量基因測序(next generation sequencing,NGS)技術的進展和推廣應用,使基因檢測的臨床常規應用和MNGPs 的正確診斷成為可能。
MNGPs 不僅見于兒童和青少年,也可于中年甚至老年發病[2,4]。相當比例的患者不伴特征性體征或家族史,表現為散發的MNs[2,4]。因此,年齡、體征和家族史都不能作為排除MNGPs 的依據。既往認識不足和缺乏基因檢查的依據時,MNGPs 的發生率被低估。盡管特定基因相關的MNGP 發生率不高,但目前可鑒定的各種MNGPs 的總發生率可達MDS 和AML 的4%~15%[4-6]。不同的MNGPs的內在原因、進展規律和治療反應各有特征,因此需要針對胚系病因制定更合適的治療策略[1,2,4]。MNGPs 患者的家庭成員也可能攜帶致病突變,并有發生MNs 的風險。因此還應進行家系調查,密切隨訪突變攜帶者,必要時進行醫療干預[2]。
這類MNGPs 主要以血液腫瘤發病,目前已鑒定的主要有CEBPA-MNGP 和DDX41-MNGP。
CEBPA是AML 中最常發生體細胞突變的基因之一[1,7]。CEBPA-MNGP 患者發生AML 時常為雙CEBPA等位基因突變(CEBPAdouble mutation,CEBPAdm),胚系突變常位于基因5′端,體細胞突變常位于3′端。CEBPA-MNGP 接近完全外顯,常于兒童及青少年期發生AML,但也有46 歲發病的報道[8]。CEBPA-MNGP 的形態和免疫表型與體細胞CEBPA突變的AML 相似,發病前常無血細胞異常和MDS 病史[9]。患者對化療敏感,但易復發或發生第二次的原發AML,這部分患者需異基因造血干細胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)治療[10]。在本團隊的一項研究中,5.3%的CEBPAdm-AML 患者攜帶胚系CEBPA突變,即為CEBPA-MNGP[10]。所報道的4 例患者分別于4、9、11 和23 歲發病,其中3 例分別在化療緩解后10、26和66個月復發,1例在隨訪期間持續緩解。
DDX41突變見于約1.5%的MNs,其中一半伴胚系突變[4]。DDX41-MNGP 發病年齡大(中位年齡62歲),多以MDS 發病,也可為AML。DDX41-MNGP預后差,但對去甲基化治療反應好。在一項中國的報道中:DDX41-MNGP 在MNs 中的發生率為1.6%,發病中位年齡67 歲;88%的DDX41-MNGP患者伴另一DDX41等位基因體細胞突變;這些患者對去甲基化治療的反應率可達69%[11]。
家族性血小板異常伴AML 易患(familial platelet disorder with predisposition to AML,FPD/AML)是一種RUNX1基因突變的常染色體顯性遺傳綜合征[1-2]。RUNX1編碼一種在造血中起重要作用的轉錄因子蛋白,其體細胞突變和RUNX1-RUNX1T1融合基因在MNs 中常見且具有重要臨床意義。在WHO2016 版分類標準中,伴RUNX1-RUNX1T1的AML 和RUNX1-MNGP 各被列為獨立的AML 遺傳學分型,RUNX1體細胞突變的AML(RUNX1-AML)被列為暫定分型[2]。最近的報道發現高達30%的RUNX1-AML 患者攜帶胚系RUNX1突變,即屬于RUNX1-MNGP[12]。RUNX1-MNGP 與體細胞突變的RUNX1-AML 具有不同的伴隨基因突變譜[13]。
RUNX1 調節巨核細胞發育和血小板生成。RUNX1-MNGP 以血小板數量和功能異常為特點,常在較年輕時進展為MDS/AML(中位發病年齡33 歲)[1-2,4]。不同RUNX1家系外顯率差異很大(11%~100%,中位數44%),同一家系中患者的臨床表現亦不相同[4]。胚系RUNX1突變多位于5′端,進展為AML 時常伴隨其他基因的體細胞突變。另一RUNX1等位基因的體細胞突變常見,但非必須。關于RUNX1-MNGP 的研究相對較多,但對于各種RUNX1突變,如何判斷其病理意義仍是重要問題。ASH/ClinGen 專家組已發布關于胚系RUNX1突變變異致病意義的專家建議,初步制定了含52 個變異的注釋列表[3,14]。
2 型血小板減少癥(thrombocytopenia 2,THC2)是ANKRD26基因突變導致的常染色體顯性遺傳病,以輕至中度血小板減少和MDS/AML易患(較總體人群高約30 倍)為特征[1-2,15]。ANKRD26突變多位于5′端非編譯區,影響RUNX1等轉錄因子與其啟動子的結合。ANKRD26-MNGP患者常表現為輕度血小板減少和輕度出血傾向,血漿促血小板生成素常升高,骨髓檢查可見巨核系造血異常、小巨核細胞伴核分葉異常等[16]。
ETV6基因突變可導致5 型血小板減少癥(thrombocytopenia 5,THC5),表現為常染色體顯性的家族性血小板減少和血液腫瘤[1,2,4,17]。患者伴不同程度血小板減少,輕至中度出血傾向。ETV6突變多位于結合DNA 的ETS 結構域,以二聚體和顯性負效應影響正常ETV6 蛋白的核定位,從而導致血小板相關基因異常表達。THC5 更多進展為急性淋巴細胞白血病,但也可發生MDS/AML。
主要包括GATA2-MNGP、遺傳性骨髓衰竭綜合征(inherited bone marrow failure syndromes,IBMFS)、Bloom 綜合征(Bloom syndrome,BSyn)和遺傳性端粒疾病(telomere biology disorders,TBD)等[2]。這些綜合征多涉及一組基因,具有多種臨床表現。
胚系GATA2突變可見于編碼區和非編碼區,多為單等位基因的錯義、無義或調節區突變。突變攜帶者可表現為免疫缺陷、淋巴水腫、耳聾及MDS/AML 易患[2],也可僅以中性粒細胞減少或骨髓衰竭發病[4]。GATA2相關疾病的發病年齡和疾病表型具有很強的異質性:中位年齡約20 歲,64%表現為感染,9%表現為淋巴水腫,21%以MDS/AML 為首發病;約70%的GATA2胚系突變攜帶者會進展為MDS/AML,中位年齡29 歲[18]。多數GATA2-MNGP 兒童病例表現為散發性MDS/AML,并無MNs 家族史或其他綜合征表現。GATA2-MNGP 預后較差,合并NRAS等體細胞突變可能會促進向AML 的進展[19-20]。Allo-HSCT 可改善這部分患者的預后,但易發生移植相關的神經毒性反應和血栓事件[19]。
IBMFS 包括范可尼貧血(Fanconi anemia,FA)、Shwachman-Diamond 綜合征、Diamond-Blackfan 貧血和先天性重型中性粒細胞減少癥(severe congenital neutropenia,SCN)等。其中FA 最為常見,約25%~30%的FA 患者并無畸形、皮膚色素異常及身材矮小等綜合征表現[2,4,21]。FA 患者發生各種腫瘤的概率是總體人群的600~800 倍,MDS/AML可能是首發病。到50 歲時有40%的FA 患者發生MDS,40 歲時有20%發生AML,其中FANCD1/BRCA2突變攜帶者常更早期發生白血病[4]。目前已鑒定22 種FA 相關的基因,FANCA突變最常見,約23%~40%的FANCA突變為基因片段缺失,在常規NGS panel 測序或WES 分析時容易被忽略[22]。
編碼DNA 解旋酶的BLM基因突變可導致BSyn,患者常有發育異常、光敏性皮炎、免疫缺陷等表現[1,23]。BSyn 患者到40 歲時有80.9%發生腫瘤,其中白血病可占40%[1,23]。本團隊曾報道一例患者于8 歲時被診斷為再生障礙性貧血(aplastic anemia,AA),曾對激素和環孢素治療有反應,但3年后進展為AML[23]。體格檢查有皮膚色素沉著和輕度頭顱骨發育異常,但無其他BSyn 相關的典型體征。經聯合WES 和轉錄組測序發現該患者攜帶兩個遺傳性的BLM截短型突變,并且RUNX1-PRDM16融合基因陽性。該患者的AML 常規化療未能緩解,經挽救性allo-HSCT 獲得了持續的完全緩解。
SCN 以持續的中性粒細胞減少和嚴重的細菌感染為特征,已鑒定的致病基因有ELANE、G6PC3、GFI1、WAS和HAX1等[1,4]。近年來粒細胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor,G-CSF)的應用幫助90%的患者顯著改善了生存,但累積發生MDS/AML 的風險也增加,并且呈G-CSF 劑量相關性。使用G-CSF 超過10年的SCN 患者中,每年約2.3%發生MDS/AML,進展為AML 時常繼發CSF3R突變。
先天性角化不良(dyskeratosis congenita,DC)是TBD 的臨床表現形式之一,除骨髓衰竭和腫瘤易患以外,還可伴肺/肝纖維化。指甲發育不良、花斑狀皮膚色素異常和黏膜白斑是其典型體征,MDS/AML 的發生風險是總體人群的2663 倍[1,2]。部分DC 患者可只表現為造血衰竭,缺乏皮膚黏膜異常等典型表現,難以與AA 和低增生性MDS 鑒別。另一方面,15%的MDS 患者攜帶DC 相關的胚系基因突變[1]。對于伴MDS 家族史或有血細胞減少、頭頸部鱗癌、肺/肝纖維化的MDS/AML 患者,應篩查DC 相關的胚系基因突變。
上述MNGPs 只能解釋一少部分具有遺傳傾向MNs[24]。人們對MNGPs 的認識仍在不斷拓展,近年來報道的相關基因有TET2、SAMD9、SAMD9L、SRP72、STG2B和GSKIP等[4,24-26]。在一項對179 例疑似IBMFS 患者的研究中,用WES 鑒定有48%(86例)為IBMFS,其中18.6%(16/86)為SAMD9或SAMD9L突變,7%(6 例)為MECOM/EVI1突變,8%(7 例)為ERCC6L2突變[24]。SAMD9或SAMD9L胚系雜合突變攜帶者常表現為持續的血小板減少,易進展為伴單體7/7q-的MDS,并且具有多種臨床表型,也可直接以MDS/AML 發病[4,24]。
TET2體細胞突變常見于MNs[7],近兩年也開始有胚系TET2突變的血液腫瘤家系報道[25-26]。在2019年報道的一個家系中,攜帶相同的TET2移碼突變的3 名同胞分別于39、45 和46 歲時發生不同類型的淋巴瘤[25]。在新近報道的一個MNs 家系中,攜帶相同TET2移碼突變的3 名同胞分別于53、60 和61 歲時診斷為真性紅細胞增多癥、CMML 和AML[26]。本團隊曾于2016年報道一例2 歲6 個月發病的AML 患者同時攜帶胚系TET2和NOTCH1突變,該患者同時有RUNX1-RUNX1T1融合基因、CALR突變和KIT突變陽性,并對常規化療方案耐藥[27]。這些報道提示,胚系TET2突變相關的血液腫瘤可能具有異質性強、難治、預后差的特點。
本團隊于2017年撰文提出遺傳致病因素的冰山模型,并預期腫瘤等疾病的遺傳易患因素將越來越多被揭示[28]。高通量基因測序、基因組分析、大數據和人工智能技術的進展正在加速MNGPs的發現和基因檢測的臨床應用[29-31]。越來越多的證據顯示相當比例的血液腫瘤患者存在胚系易患因素[32]。有效檢測和分析MNGPs 相關的基因突變可幫助更多患者得到正確診斷和個體化治療,但亦應注意基因變異臨床意義的準確解釋需要病理學家、臨床醫師和臨床遺傳學家等多學科的緊密合作[2-3]。