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细胞遗传学分析在白血病中的应用

    
     
      白血病染色体异常的检出率依赖于精确的方法和细致的分析。随着细胞遗传学技术的发展,尤其是1970年以后染色体分带技术的问世和应用,研究发现绝大多数白血病都有非随机的染色体畸变,其类型不仅在急性髓性白血病(AML)与急性淋巴细胞白血病(ALL)之间有明显区别,且在它们各自的亚型间也互不相同。目前染色体异常已成为白血病诊断分型和预后评价的重要指标。
一、慢性髓性白血病(CML)
      Ph染色体是CML的重要诊断标志,细胞遗传学分析显示大约95%的CML都有Ph染色体,借此可将CML与类白血病反应、骨髓增生异常综合征(MDS)及其它骨髓增生性疾病等相鉴别。绝大多数(约92%)CML患者染色体检查都为典型的Ph易位即t(9;22)(q34;q11),少数病例(约8%)可见变异、复杂或遮蔽的Ph易位。遮蔽的Ph易位只有用染色体分带技术才可检出,否则易误诊为Ph阴性CML。分子学研究已证实不论变异、复杂或遮蔽的Ph易位,它们都具有和典型Ph易位相同的分子病理学基础即bcr/abl基因重排,因此,Ph阳性CML,不论其变异类型如何,都有相同的临床、血液学和预后特征。初诊时绝大多数Ph阳性CML患者骨髓中Ph阳性细胞百分比为100%,临床和血液学完全缓解(CR)后Ph染色体并不消失,但在用干扰素或格列卫治疗后Ph阳性细胞可减少甚至有可能消失。异基因造血干细胞移植后Ph阳性细胞可显著减少或消失。CML加速期或急变期,20%的患者保持原有的46,Ph核型不变,而80%的患者可出现额外的染色体异常,其中+Ph、+8或i(17q)最多见,且一般比临床或血液学急变征象早2~4个月出现。这些额外染色体异常的有无及多少与患者预后相关,无额外染色体异常的患者80%对治疗有反应,部分细胞有额外染色体异常的患者50%对治疗有反应,所分析的全部细胞有额外染色体异常的患者30%对治疗有反应。由于Ph染色体并非仅见于CML,也可见于其它恶性血液病如10%~30%左右的成人ALL等,因此,诊断CML时还需结合临床综合分析,防止绝对化。
      Ph阴性CML(大约占CML病例的5%)中,有50%为bcr/abl融合基因阳性,实质上仍属Ph阳性CML范畴,其余Ph阴性bcr/abl融合基因也阴性的CML,临床和血液学表现多不典型,预后差,多数学者认为其为慢性粒单细胞白血病的一种亚型或伴有过多原始细胞的难治性贫血,真正的Ph阴性CML实际上并不存在。
二、 慢性淋巴细胞白血病(CLL)
      CLL是一种低度恶性的淋巴细胞白血病,其中95%是B细胞CLL,其余为T细胞CLL,以往采用不加有丝分裂刺激剂的骨髓培养或加PHA的外周血培养所做的研究大多未见异常核型。近年来由于细胞培养技术的改进,特别是多克隆B细胞激活剂(PBA)的应用,发现50%以上的B细胞CLL有克隆性染色体异常。12号三体(+12)、14q+和13q-是CLL中最常见的异常,其次还可见11q-、17p-和6q-等异常。伴有13q-患者的预后和正常核型患者相同,而伴有+12、14q+、11q-或17p-患者的预后较差。T细胞CLL的特征性染色体异常为inv(4)(q11q32)。
三、急性髓性白血病(AML)
      AML是目前细胞遗传学研究得较为深入的血液恶性肿瘤之一。现已发现大约80%~90%的AML患者有非随机的染色体畸变,其类型多达上百种。AML的原发性核型异常可分为2大类:一类是与FAB亚型相关的特异性染色体重排,约占60%,以易位最多见,其次为倒位;另一类是和FAB亚型不相关的异常,其中大多数为数目异常,最常见的是+8和-7。新近世界卫生组织(WHO)关于造血系统肿瘤诊断分型建议中提出4种以再现性染色体重排为特征的AML。即:t(8;21)(q22;q22)、t(15;17)(q22;q21)、inv(16)(p13q22)和t/del(11)(q23)。这4种特异性染色体重排只要被检出,则不论骨髓原始细胞百分比是否大于20%,均应诊断为AML。
(一)t(8;21)(q22;q22)
      该易位约见于10%的AML,它与AML-M2有特别的关联,t(8;21)的病例中92%为AML-M2,7%为AML-M4,个别为AML-M1。有t(8;21)的白血病常有下列典型的细胞学特征:髓过氧化物酶活性强,Auer小体显著,胞质空泡易见,骨髓嗜酸性粒细胞增多,成熟中性粒细胞胞质中有橙红色颗粒。白血病细胞还显示如下免疫学表型特征:CD34+、HLA-DR+、CD13+、CD33+、CD19+及CD56+。t(8;21)白血病常伴有额外染色体异常,其中性染色体丢失最多见(73%),其次为9号染色体长臂中间缺失即9q-(11%)、7q-(10%)、+8(7.5%)及+4(少见)。分子生物学上该易位导致原位于21q22上的AML1基因易位到8q22上和位于该处的ETO基因并置,形成AML1-ETO融合基因,从而干扰许多与髓系细胞生成、分化相关的基因表达,最终导致细胞的恶性转化。t(8;21)白血病好发于儿童和青年人。成人患者预后较好,儿童患者和伴有9q-、复杂染色体异常、髓系肿瘤及CD56+者通常预后差。
(二)t(15;17)(q22;q21)
      该易位到目前为止仅见于急性早幼粒细胞白血病(APL),约85%的APL患者包括多颗粒型和细颗粒型两种类型均可检出t(15;17)。在分子生物学上该易位导致原位于17q上的维A酸受体α基因(RARα)易位到15q22上和位于该处的早幼粒细胞白血病基因(PML)并置,形成PML-RARa融合基因。近年来还发现少见的变异型易位:t(5;17)(q32;q21)、t(11;17)(q13;q21)、t(11;17)(q23;q21)和dup(17q),它们的分子学改变和典型的t(15;17)不完全相同,虽都涉及17q21的RARα基因,但“对手”基因分别为NPM、NuMA、PLZF和STAT5b,而不是PML。临床上凡有t(15;17)或PML-RARa融合基因的APL患者应用全反式维A酸(ATRA)治疗有效,而有t(11;17)或PLZF-RARα融合基因的APL患者对ATRA治疗不敏感。
(三)inv(16)(p13q22)
      1987年有学者注意到骨髓嗜酸粒细胞增多与16号染色体异常的关系,确定16q异常是AML-M4EO特征性改变。该易位约见于8%的AML和25%的M4患者,患者均有突出的骨髓嗜酸细胞数量增加或形态异常。细胞遗传学上有2种类型: inv(16)( p13q22)和t(16;16)(p13;q22),以前者多见。inv(16)最常见的继发性改变为+8,其次为+22。细胞学上该型白血病常显示粒系和单核系的白血病细胞浸润伴特征性骨髓嗜酸性粒细胞异常。分子学特征是该易位导致原位于16p13的平滑肌肌球蛋白重链(MYH11)基因与位于16q22的核心结合因子β亚单位(CBFβ)并置,形成CBFβ-MYH11融合基因。该类白血病患者CR率接近100%,MS长达5年以上。由于inv(16)是一种微小的异常,常规细胞遗传学技术不易发现,因此,采用较敏感的分子生物学技术如FISH等检测手段结果更准确可靠。
(四)t/del(11)(q23)
      该异常与单核细胞白血病有特别的关联,可见于AML-4或AML-M5亚型,包括原发性和治疗相关性白血病。85%经拓扑酶Ⅱ抑制剂治疗后的继发性AML可见到11q23异常。常见的易位形式为:t(6;11)(q27;q23),t(9;11)(p22;q23),t(10;11)(p12;q23),t(11;17)(q23;q21),t(11;19)(q23;p13) 等。在分子生物学上,位于11q23的MLL基因在各种结构改变中受累及。研究表明,是MLL基因,而非其伙伴基因的改变在此类分子致病中起决定作用。临床上有白细胞计数高、脏器肿大和皮肤受累等表现,预后大多不佳。
      除上述染色体异常外,AML中还可见到其它再现性染色体重排如:t(6;9)(p23;q34)、t(8;16)(p11;p13)、t(7;11)(p15;p15)和 t(16;21)(p11;q22)等,虽然检出频率较低(1%-0.1%),但均与不良预后相关。此外,我们工作中注意到,凡检出复杂异常核型的患者多预示病情凶险,预后差。
四、急性淋巴细胞白血病(ALL)
      ALL包括成人ALL和儿童ALL两大类。其发病年龄呈双相分布,80%的儿童发生在2-5岁之间,成人在50岁左右呈峰值。60%~85%的ALL患者具有克隆性染色体异常,其中66%为特异性染色体重排,以前B-ALL居多,它们主要与免疫学亚型相关。
(一)前体B淋巴细胞白血病(B-ALL)
1.t(4;11)(q21;q23)该易位见于2%~6%的ALL,63%的患者同时有CD15表达。临床上常有白细胞计数高和中枢神经系统受累,不论成人还是儿童,伴有t(4;11)的ALL患者预后均较差。法国血液病细胞遗传学研究组发现7%成人ALL具有11q23异常,其中半数为 t(4;11),55%协同表达髓系抗原,CR率为75%,中位无病生存期7个月。同整个11q23组相比,预后更差。常规化疗疗效不佳,增大化疗剂量可提高长期疗效,采用ALLO-BMT 近60%的患者可长期生存。分之水平该易位导致MLL-AF4融合基因。
2.t(1;19)(q23;p13):该易位见于5%~6%的儿童ALL,特别是25%的儿童前B-ALL。临床上有高白细胞计数、高乳酸脱氢酶水平和DNA指数小于1.16等特点,预后不良。分之水平该易位导致E2A-PBX1融合基因。
3.t(9;22)(q34;p13):该易位见于2%~5%的儿童ALL和15%~33%的成人ALL。部分病人同时有CD13和CD33表达。临床上常见白细胞计数增高,化疗效果差,CR率低,复发率高。分子学改变与Ph阳性CML不同,成人病例中融合蛋白P210和P190各占一半,儿童病例中融合蛋白P190高达82%。治疗上现主张采取强烈化疗,在获得首次CR时即采用异基因造血干细胞移植治疗。
4.t(12;21)(p13;q22):该易位约见于16%~30%的儿童前B-ALL。免疫表型:24.6%的t(12;21)患者协同表达髓系抗原(CD13,CD33等)。临床上CR率高,复发率低,预后好。分子水平上该易位导致TEL-AML1融合基因。由于t(12;21)十分微小,常规细胞遗传学技术难以检出,应用分子学手段如FISH、Southern blot或RT-PCR技术才可能诊断。
5.染色体众数>50的超二倍体:约见于25%~30%的儿童ALL,染色体数目在51~65之间,众数为55。临床上白细胞计数不高、乳酸脱氢酶水平低,化疗效果好,MS常大于2~3年。
6.亚二倍体/近二倍体:亚二倍体核型染色体数目<46,见于5%的ALL,近二倍体核型染色体数目在26~36之间,见于不到1%的ALL。有这2种类型异常的ALL患者预后均不佳。
(二)伯基特型淋巴细胞白血病
      此型白血病的染色体异常与伯基特淋巴瘤相同。t(8;14)(q24;q32)为最常见的异常,约占3% 的ALL,见于85%~90%成熟B-ALL。其2种变异易位形式: t(2;8)(p12;q24)和t(8;22)(q24;q11) 各见于5%的病例。该型白血病临床特征为:男多于女,成人多于儿童。白细胞计数偏低,1/3病例常合并脑膜白血病和(或)腹部肿瘤。免疫表型常显示sIg+,同时可表达CD19,CD20,部分还表达CD10。患者预后极差,常规化疗 CR率35%,中位生存期5个月。应用大剂量烷化剂,大剂量MTX和ara-c可改善临床结果。分子水平上t(8;14)导致原位于8q24上的C-MYC基因与免疫球蛋白基因之一[IgH(14q32)、Igκ(2p12)、Igλ(22q11)]并置而导致异常表达。
(三)前体T淋巴细胞白血病(T-ALL)
      约占15%的 ALL( L1或L2),染色体易位类型很多,但断裂点通常累及T细胞受体基因位点如TCR α/δ(14q11)、TCRβ(7q35)和TCRγ(7p15)。易位包括:t(11;14)(p13;q11)、t(10;14)(q24;q11)、t(1;14)(p32-34;q11)、t(8;14)(q24;q11)和t(11;14)(p15;q11),它们分别见于25% 、5%~10% 、3%、2%和1% 的 T-ALL。分子水平上上述易位导致不同“对手”染色体上编码转录因子的基因如LMO2(11p13)、HOX11(10q24)、TAL1(1p33)、MYC(8q24)和LMO1(11p15)与T细胞受体基因之并置,致使前者调空失常而高表达。临床上常有白细胞计数增高,纵隔肿块和脑膜白血病等表现。除t(10;14)和 t(11;14)外,其余类型预后均不佳。
五、治疗相关性白血病(TRL)
      90%的TRL患者有克隆性染色体异常,依据诱发TRL的药物和染色体畸变类型的不同,一般将TRL 分为以下2大类。
(一)烷化剂所致的TRL
      此类TRL常以-5/5q-和(或)-7/7q-异常为特征,临床上潜伏期较长,常有白血病前期,白血病类型可以是M3以外的各FAB亚型。多有病态造血改变,以老年患者居多,对化疗反应差,长期生存者少见。
(二)DNA拓扑异构酶Ⅱ抑制剂治疗所致TRL
      此类TRL常以涉及11q23、21q22、t(15;17)或inv(16)等见于原发性AML的特异性染色体易位为特征,临床上潜伏期较较短,常无白血病前期,病态造血改变少见,以年轻患者居多,对化疗或靶向治疗反应好,长期生存者多见。
六、染色体检查的临床和生物学意义
      大量资料表明,白血病的染色体检查具有重要的临床和生物学意义。首先,克隆性染色体异常的检出有助于白血病的诊断和鉴别诊断,特异性染色体重排的发现有利于急性白血病的分型。第二,染色体异常可作为监测急性白血病病情缓解或复发,以及CML急变的重要指标。最初的核型异常完全消失提示病情缓解,而重新出现则预示复发。除原有的异常外,又增加了新的克隆性异常提示疾病的进展如CML急变。第三,性染色体标志可用来验证不同性别供受者间的异基因造血干细胞移植成功与否或确定白血病复发的来源。第四,染色体也是独立的预后指标,对于患者治疗方案的选择和预后评估具有重要意义。最后,染色体异常的发现还可为分子学研究提供重要线索,从而进一步促进白血病发病机制的研究。

发布时间:2009-2-27 浏览次数: 766
   

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