儿童AML的基因突变谱特征及诊断技术新进展研究

儿童AML的基因突变谱特征及诊断技术新进展研究

肖祖刚

昆明市儿童医院 昆明医科大学附属儿童医院 云南 昆明 654000

急性髓系白血病(Acute myelogenous leukemia，AML)在儿童急性白血病发病率仅次于急性淋巴细胞白血病（Acute lymphoblastic leukemia，ALL），约占所有儿童白血病病例的15%-20%[1]。随着化疗、免疫治疗、造血干细胞移植技术等的发展，近年来儿童AML的预后有所改善，但AML（非M3型）儿童的预后仍较其他类型的儿童急性白血病差，其死亡率高达30%-40%[2]。

AML是具有高度异质性的恶性疾病，在AML的诊断、治疗以及判断预后的过程中，基因异常是一项重要指标。在过去的十年中，随着基因检测技术的不断进步，我们对AML突变前景的了解有了巨大的增长，加深了我们对儿童AML分子生物学的理解，也使我们完善了儿童 AML 的分类、预后分层、治疗和反应评估。本文论述了儿童AML的基因突变谱系与诊断技术的研究进展[3]。

1.遗传学突变与预后的关系

体细胞遗传驱动因素的检测在儿童髓系白血病的风险分层和治疗中很重要[3]。儿童AML的有些遗传学突变被认为是预后良好的特征，包括涉及核心结合因子(CBF)的亚型，约占儿童AML病例的20-25%，如t(8;21) (q22;q22)和inv(16)，它们分别导致RUNX1- RUNX1T1和CBFB-MYH11融合基因[4][5]。t(6;9) (p22;q34)导致融合基因DEK-NUP214的表达，而DEK-NUP214仅存在于1-2%的儿童AML中，其在白血病发生中的作用尚不清楚，但由于缓解率低和复发率高，它与不良预后相关。4-9%的儿童AML存在染色体非整倍体，表现为单体5/5q-、单体7和异常12p[6]。

2.基因突变

CEPBA是粒细胞和单核细胞分化的一个非常重要的转录因子，失活突变导致粒细胞分化受阻可能有助于白血病的发生。该基因异常在儿童AML中的预后仍有争议，但一般而言，携带该突变的患者被纳入低/中危组[7]。在预后不良的分子病变中，FMS样酪氨酸激酶3 (FMS-like tyrosine kinase 3, FLT3)是儿童AML的常见基因，其频率与年龄相关，在婴儿中罕见，并随着年龄的增长而增加。FLT3对干细胞/祖细胞的增殖、存活和分化至关重要。FLT3最常见的突变类型为内部串联重复(ITD)突变，但点突变也很常见，这两种病变均导致该基因的组成性激活。WT1基因在CD34+造血干祖细胞中表达，对正常生长发育的调控至关重要。在儿童AML病例中，15%的特征是WT1失活突变，当同时存在FLT3-ITD突变时，与不良预后相关[8]。与成人AML相比，TET2、IDH1和IDH2等表观遗传调节因子突变的发生率要低得多，仅在1-2%的儿童患者中具有特征，而NRAS、KRAS、CBL、GATA2、SETD2和PTPN11等信号突变在年轻患者中更常见[9]。

3. NGS、FISH、常规核型分析在儿童白血病诊断中具有互补性

通过利用核型分析、染色体核酸分析和二代测序（Next-generation sequencing，NGS）检测方法对多例儿童AML患者进行了检测，结果初级和次级DNA突变和RNA融合方面的检出率最高。在儿童AML中，尽管周期较长，但NGS检测的检出率较高，是核型分析和FISH的良好替代方法[10]。染色体核型和FISH分析通常用于儿童血液系统恶性肿瘤的诊断工作。根据核型分析和/或FISH检测到的特定染色体异常，将儿童白血病分为具有不同生物学和临床特征的亚型。

4.基因组和转录组测序

最近，基因组和转录组测序研究发现了儿童血液肿瘤的其他分子亚型，这些亚型通常由核型分析无法检测到的DNA改变驱动[11]。NGS在成人和儿童患者中的应用应分开讨论。正如本研究所示，成人和儿童AML患者在基因改变方面存在显著差异。虽然表观遗传成分或剪接体复合物的突变在成人AML患者中常见，但根据本研究的结果，这些突变在儿童AML患者中明显较少。然而，染色体易位等大结构畸变在AML患儿中更为常见。因此，针对成人AML患者开发的疾病分层指南或新药可能并不总是适用于儿童[12]。

5.单细胞基因组学技术

随着时间的推移，细胞的数量和它们放松管制的可药物的弱点。我们将在此介绍有趣的创新研究，即使主要基于成人白血病背景，因为我们认为这些原创工作是提出诊断和治疗儿童急性白血病的新方法的基础。例如，van Galen等人改进并建立了短读和纳米孔测序方法，以检测单个细胞中的遗传畸变[13]。此外，在某项研究中，他们还利用单细胞分析注意到同一患者内FLT3基因型的功能差异。

Morita等最近发表的一项研究引入了多种单细胞基因组学技术，以揭示123例AML患者的分子结构

[14]。单细胞DNA测序（scDNA-seq）确定了具有相对合子状态的主要体细胞突变，然后通过bulk-seq、微滴数字PCR或定量PCR方法对这些突变进行验证。其中包括众所周知的NPM1、DNMT3A、FLT3、NRAS、KRAS、SRSF2和TET2。

6.免疫表型分析

另一种基本工具是免疫表型分析，在上述研究中通过scDNA + protein-seq进行，然后在多色流式细胞术中进行验证。一些突变与特异性表面标志物的表达之间存在明确的关联，例如NPM1与较低的CD34表达相关，而TP53与较高的CD34表达相关[15]。尽管进一步化疗后出现持续性疾病，表达CD7/CD56/CD19和CD3，髓过氧化物酶水平低，但原始髓系标志物维持。将该方法纳入临床环境可能会使儿童AML的治疗实现以患者为导向的精准策略。

7.总结与展望

尽管在儿科背景下关于克隆进化研究的文献有限，已经对多个儿童白血病患者样本进行了大规模测序，包括诊断和复发时的样本，这使得主要遗传病变和亚克隆白血病群体的广泛表征成为可能[16]。随着大规模样本分析的实验方案变得更容易获得，大量的各种信息可以用于研究目的，但也可以作为一种强大的技术，通过识别白血病的复杂遗传异质性，帮助临床诊断评估。

参考文献

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