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關(guān)鍵詞： 慢性粒細(xì)胞白血病(CML) cML急變 基因
慢性粒細(xì)胞白血病(CML)是一種起源于多能造血干細(xì)胞的血液系統(tǒng)惡性疾病。根據(jù)其臨床進(jìn)展，可分為慢性期(CP)，加速期(AP)和急變期(BC)。加速期和急變期表現(xiàn)為分化受阻，不受髓細(xì)胞生成調(diào)節(jié)因子的調(diào)節(jié)。研究CML急變的分子機(jī)制一直成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。近年來，許多臨床和實(shí)驗(yàn)觀察都顯示CML急變時(shí)涉及到許多基因的改變，現(xiàn)將研究現(xiàn)狀綜述如下。
1 BCR-ABL基因與CML急變
早在1960年Nowell和Hungerford就在CML患者的白血病細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了費(fèi)城染色體(Ph染色體)。1973年，Rowley等應(yīng)用染色體分帶技術(shù)，證明Ph染色體是由于t(9;22)(q34.1;q11.21)而形成的。
位于9q34上的ABL原癌基因易位至22q11的BCR基因3′端，形成BCR-ABL融合基因，其產(chǎn)物為相對分子質(zhì)量為210×103的BCR-ABL融合蛋白(p210)。與正常的ABL蛋白相比，p210有更強(qiáng)的酪氨酸蛋白激酶活性，在體外能使造血祖細(xì)胞轉(zhuǎn)化。Daley等［1］在骨髓移植模型中，將人BCR-ABL基因?qū)胄∈蠊撬杓?xì)胞，再輸入接受致死劑量照射的同系小鼠，結(jié)果在絕大多數(shù)受體小鼠產(chǎn)生了類似人CML的病變，這些研究肯定了p210在白血病發(fā)生中起直接作用。
根據(jù)22號染色體斷裂點(diǎn)的精確定位，可將M-BCR重組分為兩個(gè)區(qū)域，即M-BCR的5′端和3′端重組(見圖1)。Schaefer-Rego等［2］認(rèn)為M-BCR內(nèi)的斷裂點(diǎn)定位可能與CML急變相關(guān)，尤其斷裂點(diǎn)在3′端的容易急變。也有學(xué)者認(rèn)為：BCR斷裂部位(亞區(qū)b2或亞區(qū)b3)與患者的病程、存活期及預(yù)后無明顯關(guān)系，但與患者急變的細(xì)胞類型有一定的關(guān)系。斷裂點(diǎn)在亞區(qū)b2與亞區(qū)b3比較，發(fā)生急性髓系白血病(AML)的急變明顯多于急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)的急變［3］。但不少學(xué)者未能證實(shí)這些相關(guān)性，現(xiàn)認(rèn)為這些不同的結(jié)果可能是由于對病例選擇的差異以及對確切發(fā)病期估計(jì)的不同所致。
圖1 BCR基因結(jié)構(gòu)簡圖(↑為斷裂點(diǎn)位置)
Ph染色體也出現(xiàn)在5%～20%的ALL和2%的AML中，此時(shí)至少有50%的BCR斷裂點(diǎn)位于m-BCR(也稱為次要斷裂點(diǎn)叢集區(qū))，可形成較小的BCR-ABL融合基因，產(chǎn)生相對分子質(zhì)量為190×103的融合蛋白質(zhì)。與p210相比，p190有更強(qiáng)的酪氨酸蛋白酶活性和轉(zhuǎn)化潛能。不少研究表明，p190僅出現(xiàn)在急性白血病細(xì)胞中，部分CML患者從慢性期向急變期轉(zhuǎn)化與產(chǎn)生p210向產(chǎn)生p190轉(zhuǎn)化有關(guān)［4］。
BCR斷裂點(diǎn)還位于u-BCR(見圖1)，產(chǎn)生e19a2BCR-ABL融合基因，產(chǎn)生相對分子質(zhì)量為230×103的融合蛋白質(zhì)。與p210和p190相比，p230多見于慢性中性粒細(xì)胞白血病(CML-N)，其臨床病程經(jīng)過良好，不易發(fā)生急變［5］。
近來，有些學(xué)者還注意到BCR-ABL基因表達(dá)水平與CML急變有關(guān)。CML患者從慢性期發(fā)展到急變期，往往伴隨著BCR-ABL mRNA水平的明顯升高，BCR-ABL基因的表達(dá)狀況和CML細(xì)胞的成熟度呈負(fù)相關(guān)，而且這一分子生物學(xué)改變可發(fā)生于細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化之前［6，7］。進(jìn)一步研究表明：BCR-ABL是一種抑制凋亡的基因，能通過抑制細(xì)胞凋亡，而使細(xì)胞數(shù)量增加［8］，基因組的內(nèi)在不穩(wěn)定性也隨之增加，這樣細(xì)胞就容易發(fā)生第2次突變，從而使CML向急性期發(fā)展。BCR-ABL基因轉(zhuǎn)錄增加的原因仍不太清楚，有人認(rèn)為是與干擾素(IFN)對該基因表達(dá)的下調(diào)作用減弱有關(guān)，亦有人推測它與CML急變相對不成熟的單個(gè)核細(xì)胞所占的比例升高有關(guān)［6，7］。
在CML急變中，Ph染色體除經(jīng)典的t(9;22)外，還可出現(xiàn)其他多種形式的變異易位和復(fù)雜易位，它和CML急變的關(guān)系目前仍限于臨床病例報(bào)道，尚缺少深入的發(fā)病機(jī)制研究。
2 其他癌基因與CML急變
所有編碼生長因子，生長因子受體，第二信使以及調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的基因都有潛在的成為癌基因的可能。癌基因質(zhì)和量的改變，可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在CML的病情發(fā)展中，也有該因素的參與。除了ABL癌基因外，還涉及到其他癌基因的改變。
2.1 生長因子基因與CML急變：
sis基因的蛋白產(chǎn)物是PDGF(血小板衍生生長因子)，包括A鏈和B鏈形成的異二聚體和同二聚體。巨核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及其他一些細(xì)胞和組織都可合成PDGF。PDGF是有效的有絲分裂原和趨化。CML加速期和急變期，PDGF表達(dá)量可明顯增加，使骨髓原始纖維細(xì)胞生長失控，最后導(dǎo)致骨髓纖維化［9］。
2.2 生長因子受體基因與CML急變：
粒系集落刺激因子受體基因 (G-CSFR基因)，其產(chǎn)物是調(diào)節(jié)粒系增殖和分化的重要功能物質(zhì)，許多研究資料證實(shí)，在AML中存在著G-CSFR基因的突變，進(jìn)一步的研究顯示，CML急變過程中，亦可伴有該基因突變的發(fā)生［10］。
2.3 Ras基因與CML急變：
Ras基因的蛋白產(chǎn)物p21是一種膜結(jié)合G蛋白，介導(dǎo)許多信號傳導(dǎo)途徑。近年來，也有不少學(xué)者研究了Ras基因與CML急變的關(guān)系。在慢性期和急變期，Ras基因的突變率分別為3.6%和15.6%，伴有Ras基因突變的患者容易進(jìn)入急變期［11］。還有資料顯示，異常的Ras基因可誘導(dǎo)白血病細(xì)胞分泌PTHrP(甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白)，該蛋白質(zhì)與CML急變時(shí)出現(xiàn)的高血鈣有關(guān)［12］。Ras基因突變對于包括CML在內(nèi)的慢性骨髓增殖性疾病的病程發(fā)展均有影響，但也有學(xué)者提出異議［13］。
2.4 轉(zhuǎn)錄因子基因與CML急變：
2.4.1 c-myc基因與CML急變：c-myc基因定位于8q24，編碼一個(gè)結(jié)合蛋白p62。c-myc基因表達(dá)對細(xì)胞的生長調(diào)控有兩方面作用。一方面參與細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)，另一方面亦能啟動凋亡程序。CML急變時(shí)，c-myc表達(dá)常明顯增加，提示它可能也參與CML急變的發(fā)生和發(fā)展�？赡躢-myc基因通過抑制粒系分化，增加細(xì)胞增殖潛能，同時(shí)通過與bcl-2基因的協(xié)同作用抑制凋亡，從而促進(jìn)CML向急變期發(fā)展［14］。
2.4.2 AML1-EVI1融合基因與CML急變：CML急變時(shí)，80%的患者可出現(xiàn)附加染色體異常。雖然在3q26區(qū)域染色體異常在CML急變時(shí)不常見，但inv(3)(q21;q26),t(3;3)(q21;q26),尤其是t(3;21)(q26;q22)，往往標(biāo)志著疾病向巨核細(xì)胞急變發(fā)展。t(3;21)(q26;q22)的結(jié)果，產(chǎn)生AML1-EVI1融合基因，編碼相對分子質(zhì)量為180×103的融合蛋白，其氨基端為50%的AML1基因，羧基端含有EVI1的2個(gè)鋅指區(qū)域和羧基端。目前認(rèn)為該融合蛋白是一個(gè)嵌合的轉(zhuǎn)錄因子，具有雙重功能。一方面能抑制正常的AML1與PEBP2位點(diǎn)結(jié)合后的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致粒系分化受阻，另一方面可通過增加AP-1的活性，刺激細(xì)胞增殖，從而發(fā)揮其癌基因作用，導(dǎo)致疾病向急變期發(fā)展［15］。
3 抑癌基因與CML急變
由于基因的突變在大多數(shù)情況下是使基因功能減弱或消失，而不是基因功能的增加，所以，抑癌基因異常在腫瘤發(fā)生中的作用可能更為重要。近年來，抑癌基因在CML急變中的作用也得到了廣泛的重視。
3.1 p53基因與CML急變：
p53基因是一種抑癌基因，定位于人類染色體17p13.1，全長16～20kb，共有11個(gè)外顯子，編碼393個(gè)氨基酸。正常野生型p53蛋白是細(xì)胞生長的負(fù)性調(diào)節(jié)劑，在細(xì)胞周期中，通過阻止G1期細(xì)胞進(jìn)入S期，而使損傷的DNA或染色體有時(shí)間得以修復(fù)。若損傷嚴(yán)重時(shí)，p53蛋白能觸發(fā)凋亡機(jī)制以去除損傷的細(xì)胞。p53基因作為基因組的監(jiān)護(hù)點(diǎn)，在保持基因組的內(nèi)在穩(wěn)定性和阻止細(xì)胞轉(zhuǎn)化中起重要作用［16］。
不少研究表明p53基因的改變與CML疾病分期有密切關(guān)系，在CML向急變轉(zhuǎn)化中起促進(jìn)作用［16］。p53基因組的突變多見于加速期和急變期，突變頻率為20%～30%，在各種急變中，以AML急變最常見，罕見于巨核細(xì)胞變，在ALL急變中未發(fā)現(xiàn)。
80年代后期一些報(bào)道認(rèn)為在CML急變中，p53基因組突變的方式以明顯的結(jié)構(gòu)改變?nèi)缰嘏�、缺失為主，但近期研究發(fā)現(xiàn)p53基因的微小變化(如點(diǎn)突變)并不少見。突變可發(fā)生在外顯子和內(nèi)含子，外顯子點(diǎn)突變熱點(diǎn)位于進(jìn)化發(fā)育過程中的4個(gè)保守區(qū)，包括129～146，171～179，234～260，270～287密碼子，尤以175，248，249，273，282密碼子最常見。內(nèi)含子突變主要發(fā)生在外顯子和內(nèi)含子的接頭部位，尤其是在具有獨(dú)特二核苷酸的剪接受體和供體部位，這些微小突變產(chǎn)生異常mRNA，導(dǎo)致p53基因失活［16］。最近也有人報(bào)道了不是通過p53基因點(diǎn)突變，而是通過其他未知原因影響剪接進(jìn)程，也可導(dǎo)致p53基因失活［17］。
在CML向急變期發(fā)展中，p53基因點(diǎn)突變常同時(shí)伴有另一等位基因丟失。目前認(rèn)為p53基因點(diǎn)突變發(fā)生在17p上p53等位基因之一缺失之后［16］。p53基因缺失，細(xì)胞進(jìn)入S期，大量增殖，同時(shí)細(xì)胞凋亡受到抑制，細(xì)胞損害性成熟，基因組內(nèi)在不穩(wěn)定性增加，細(xì)胞容易發(fā)生第2次突變，包括p53基因本身，最后導(dǎo)致CML向急變期發(fā)展。
3.2 p16基因與CML急變：
p16基因，又稱為MTS1、INK4、CDK4I、CDKN2，最近認(rèn)為也是一種抑癌基因，定位于人類染色體9p21，有3個(gè)外顯子，編碼相對分子質(zhì)量為16×103的蛋白質(zhì)。p16蛋白最初在各種腫瘤病毒(包括SV40，乳頭瘤病毒，腺病毒)轉(zhuǎn)化細(xì)胞中，作為一種CDK4相關(guān)蛋白被鑒定的。p16蛋白是CDK4的一種抑制因子，通過抑制細(xì)胞周期蛋白D/CDK4活性，參與并調(diào)節(jié)細(xì)胞從G0期向G1期轉(zhuǎn)化。近年來，不少研究組認(rèn)為，p16基因的純合性缺失在CML向急性期轉(zhuǎn)化中起促進(jìn)作用，且僅限于ALL急變，缺失頻率見于40%～50%的ALL急變患者中［18］。p16基因的純合性缺失，p16蛋白對細(xì)胞周期蛋白D/CDK4的抑制作用被解除，細(xì)胞周期蛋白D/CDK4復(fù)合物就能使RB磷酸化，使細(xì)胞轉(zhuǎn)化、異常增生，外周血中非成熟細(xì)胞數(shù)量增加，疾病向急變期發(fā)展。
鑒于p53基因突變僅限于急非淋變的病例，而p16基因突變僅限于ALL急變的病例。在Serra等［18］的研究中也未發(fā)現(xiàn)在同一病例中同時(shí)涉及p53和p16基因的改變，故提示p53和p16基因是通過不同途徑引起CML向兩個(gè)不同的方向發(fā)展。可能，p53和p16基因的改變，使BCR-ABL的轉(zhuǎn)化潛能得以充分實(shí)現(xiàn)，最后導(dǎo)致急性白血病。
4 其他基因與CML急變
此外，在CML急變過程中，可發(fā)現(xiàn)hlim-1基因和GATA基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)都有不同程度的升高［19，20］。位于11p15的降鈣素基因可發(fā)生高甲基化［21］。在CML向ALL急變發(fā)生的過程中，還可出現(xiàn)免疫球蛋白重鏈基因持續(xù)的重組［22］。我們所在的實(shí)驗(yàn)室還發(fā)現(xiàn)在1號染色體1q12-21區(qū)域可能存在1個(gè)或多個(gè)與CML急變密切相關(guān)的重要基因。這些事件發(fā)生的確切機(jī)制還不清楚，可能與CML急變時(shí)，基因組內(nèi)在不穩(wěn)定性增加，導(dǎo)致克隆進(jìn)化有關(guān)。
綜上所述，CML是一種異質(zhì)性的疾病，CML急變具有廣泛而復(fù)雜的分子基礎(chǔ)，涉及到多方面的分子病理變化，包括癌基因，抑癌基因和其他基因量和質(zhì)的異常，它們相互影響，相互作用，促進(jìn)CML急變期的形成。真正的急性變機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究和探討。
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