FLT3—ITD和DNMT3A R882基因聯合突變在急性髓系白血病中的研究進展

楊檳熒

[摘要]FLT3基因內部串聯重復序列（FLT3-ITD）突變是急性髓系白血病（AML）中常見的突變類型，與AML的發生發展及不良預后密切相關。DNA甲基化轉移酶3A（DNMT3A）突變在AML中發生頻率較高，其中60%的突變發生在R882位點。DNMT3A R882突變在AML的發生發展過程中起重要作用，并提示預后不良。近幾年研究發現FLT3-ITD合并DNMT3A R882基因突變的AML患者預后極差。本文結合目前研究成果，就FLT3-ITD和DNMT3A R882聯合突變在AML中的發病機制、協同作用、臨床特征、治療以及預后進行綜述。

[關鍵詞]FLT3基因內部串聯重復序列；DNMT3A R882；急性髓系白血病；預后；造血干細胞移植

[中圖分類號] R733.71 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）5（c）-0026-04

Research progress of combined mutation of FLT3-ITD and DNMT3A R882 gene in acute myeloid leukemia

YANG Bin-ying

Medical College，Ningbo University in Zhejiang Province，Ningbo 315211，China

[Abstract]FLT3 mutation-internal tandem duplication （FLT3-ITD） mutation is a common type of mutation in acute myeloid leukemia （AML），which is closely related to the occurrence，development and poor prognosis of AML.DNA methylation transferase 3A （DNM-T3A） mutation has a high frequency in AML.About 60% DNMT3A mutations happened at codon R882.DNMT3A R882 mutation plays an important role in the development of AML，and suggests poor prognosis.In recent years，studies have found that FLT3-ITD and DNMT3A R882 mutations are both factors for poor prognosis of AML.Combined with the results of current research，this paper summarizes the pathogenesis，synergy，clinical characteri-stics，treatment and prognosis of combined mutation of FLT3-ITD and DNMT3A R882 in AML.

[Key words]FLT3-ITD；DNMT3A R882；Acute myeloid leukemia；Prognosis；Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一組異質性惡性血液系統腫瘤。近年來隨著基因組學的發展，對白血病分子遺傳學及分子生物學等方面研究的不斷深入，基因突變研究在AML患者精確分層診斷、預后評估、治療方案選擇等方面具有重要的臨床意義。酪氨酸激酶受體基因FLT3內部的串聯重復序列（FLT3 mutation-internal tandem duplication，FLT3-ITD）和DNA甲基轉移酶3A（DNA methylation transferase 3A，DNMT3A）基因突變是常見的基因突變，在AML的發生發展及病理生理中起重要作用，其與預后的相關性以及基于基因突變的分子靶向治療也越來越受到重視。癌癥基因組圖譜數據顯示，DNMT3A突變往往伴隨著FLT3突變的產生。FLT3-ITD在正常核型AML中突變率達30%～50%，其中36%～44%的患者同時具有DNMT3A突變和FLT3-ITD突變[1]。伴有FLT3-ITD和DNMT3A R882聯合突變的AML患者經誘導化療的完全緩解率明顯偏低，緩解后的復發率明顯升高，總生存期也明顯縮短。由于DNMT3AR882、FLT3-ITD突變與AML的發生發展密切相關，且聯合突變患者預后不良，闡明這兩種基因突變在造血調控和血液腫瘤中的發病機制及其協同作用，將為伴有基因聯合突變的AML患者的治療提供科學依據。

1 FLT3-ITD突變在AML中的發病機制

FLT3基因位于染色體13q12，編碼由993個氨基酸組成的FLT3蛋白。FLT3蛋白屬于Ⅲ型受體酪氨酸激酶家族成員。FLT3蛋白在骨髓中僅表達于CD34+干/祖細胞，其配體為FL。無配體結合時，近膜結構域對FLT3二聚體的形成和活化起抑制作用。當配體與FLT3受體的胞外區結合后，FLT3受體發生二聚體化，其TK結構域活化，激活一系列胞內信號分子，通過PI3K/AKT及MAPK信號轉導通路，調控造血干/祖細胞生長發育[2]。

FLT3-ITD常累及第14號外顯子，在AML中的發生率為20%～30%[3]。FLT3-ITD突變使FLT3在無配體存在的情況下發生二聚體化并持續自活化，引起非配體依賴性磷酸化，導致STAT5、ArK及ErK等激酶信號轉導途徑激活，從而引起造血干、祖細胞增殖、分化及凋亡異常，在其他癌基因協同作用下，導致白血病發生[2]。

2 DNMT3A R882突變在AML中的發病機制

DNMT3A基因位于染色體2p23上，編碼相對分子質量為130 000的DNMT3A蛋白。DNMT3A蛋白屬于DNA甲基轉移酶家族，承擔DNA從頭甲基化的修飾工作，能夠在完全去甲基化的CpG位點引入甲基，調控基因的表達。DNMT3A與 DNMT3L相結合形成DNMT3L-DNMT3A- DNMT3A- DNMT3L異源四聚體復合物，其中DNMT3A內二聚體界面含有DNA結合位點，在催化DNA甲基化反應中發揮重要作用[4-5]。而DNMT3A R882正好位于DNMT3A內二聚體界面。

Russler-Germain等[6]發現DNMT3A R882突變呈現出顯性負調控的功能，能抑制野生型DNMT3A酶活性，而非簡單的單倍劑量不足。大量研究表明DNMT3A R882突變導致DNMT3A基因能被正常轉錄和翻譯，但缺乏完整的結構域和正常的蛋白構象。DNMT3A R882突變破壞DNMT3A內二聚體界面，得到的DNMT3A四聚體復合物仍然具有一定活性，但是DNMT3A與DNA迅速分離，使DNMT3A酶催化活性下降，降低了DNA甲基化，腫瘤基因表達上調，p53、p21等抑癌基因表達下調，最終導致白血病[7-8]。

3 FLT3-ITD突變與DNMT3A R882突變的協同作用

FLT3-ITD突變導致FLT3不依賴配體持續激活，大量動物實驗表明FLT3的持續激活促進了造血祖細胞的增殖，抑制其分化和細胞凋亡，并引起骨髓增殖性腫瘤，但是不足以導致AML的發生[9]，這就意味著可能有協同作用的其他基因突變共同參與急性白血病的發生。白血病的發生發展主要是由Driver基因驅動的，相關研究表明DNMT3A突變作為一個早期事件參與白血病發生發展的過程，并提示DNMT3A突變基因極有可能是Driver基因[10]。DNMT3A突變會使正常造血干細胞轉變成一種前白血病細胞，并隨著分化將突變遺傳給不同分化階段的造血細胞。這些帶有DNMT3A突變的造血細胞在遭受其他基因突變的二次打擊之后，易轉變成惡性腫瘤細胞，導致各種血液腫瘤的發生。

目前，Yang等[11]通過在FLT3-ITD突變小鼠中敲除DNMT3A基因，發現DNMT3A缺失加速FLT3-ITD突變小鼠惡性腫瘤的進展，并推論出DNMT3A突變與FLT3-ITD突變在淋系及髓系白血病中有協同作用。Levin課題組[12]發現FLT3-ITD、DNMT3A及NPM1三種基因突變共存的小鼠可導致AML。而Grimes課題組[13]通過在FLT3-ITD敲入小鼠中敲除DNMT3A單等位基因，發現FLT3-ITD誘發的髓系增殖性疾病可轉化為AML。近來，Yang等[14]進一步研究DNMT3A突變與FLT3-ITD突變的協同作用，提出DNMT3A缺失通過增強子位點低甲基化和激活造血干細胞來加速FLT3-ITD陽性惡性腫瘤的進展，DNMT3A純合突變與FLT3-ITD協同作用導致T-ALL的發生，而DNMT3A雜合突變與FLT3-ITD協同作用導致AML的發生。其中，R882突變是典型的DNMT3A雜合突變，說明FLT3-ITD突變與DNMT3A R882突變共同作用于AML的發生發展過程[13，15]。

以上研究認為，在AML中，DNMT3A R882突變的發生可能早于其他突變并長期存在于造血干細胞，一旦加入FLT3-ITD等基因突變二次打擊后，在基因聯合突變協同作用下驅動AML的發生發展。目前對于這兩種突變之間協同作用的分子學機制尚不清楚，仍需進一步深入研究。

4 FLT3-ITD與DNMT3A R882聯合突變的AML患者的臨床特征及預后

FLT3-ITD與DNMT3A R882聯合突變的AML患者除了具有起病急驟，進展迅速，發熱、感染及出血等一般臨床特征外，通常還具有一些獨特的臨床特征：①聯合突變在M2、M4及M5中有較高的發生率，尤其是在M5中，而在M6和M7中的發生率較低[16]；②聯合突變的初診AML患者年齡較大，伴有較高的骨髓原始計數、外周血高白細胞計數、外周血高血小板計數及高乳酸脫氫酶活性[17]；③聯合突變在正常核型AML中的檢出率高于異常核型的AML[18]；④聯合突變的AML患者經初次誘導化療的CR率明顯偏低。

FLT3-ITD和DNMT3A聯合突變對患者生存期有顯著的影響，并提示聯合突變可以作為一種不良預后分子標志[19-20]。研究發現在接受異基因造血干細胞移植（Allo-HSCT）的正常核型AML患者中，DNMT3A R882和FLT3-ITD聯合突變組比野生型DNMT3A突變組或 R882突變聯合其他基因突變組的無事件生存率（EFS）及總體生存率（OS）下降、復發率明顯增高，且差異有統計學意義[17]。DNMT3A R882突變優先于FLT3-ITD等突變存在于早期造血干細胞。不同于FLT3-ITD突變在AML患者CR時的消失，大部分DNMT3AR882突變的AML患者在CR時仍然能檢測出R882突變的存在，即使AML患者在CR時R882突變消失，復發時可再次檢測到R882突變持續存在，這也意味著DNMT3A突變有可能成為一個較好的監測微小殘留病灶的分子生物學標志[21-22]。

5 異基因造血干細胞移植對聯合突變的AML患者的預后影響

鑒于FLT3-ITD和DNMT3A R882聯合突變是AML的預后不良因素，多項臨床診療指南均推薦首次緩解后行Allo-HSCT作為聯合突變AML患者的一線治療方案[23-24]。Tang等[16]比較了不同突變組AML患者接受Allo-HSCT治療的預后，并分析了影響預后的相關因素，發現Ⅲ～Ⅳ度aGVHD、移植前疾病狀態、FLT3-ITD+ DNMT3A R882+是AML移植預后不良的獨立因素。Allo-HSCT可以降低疾病復發率，但往往伴有較高的移植相關死亡率（TRM），導致TRM的原因主要是感染并發癥和重度GVHD，而致死性感染往往與重度aGVHD相伴而生[25]。研究表明伴有聯合突變的AML患者Allo-HSCT后，致死性感染發生率高，早期復發率、死亡率高。Ahn等[17]對115例經誘導化療獲CR后予Allo-HSCT的AML患者的進行了回顧性的生存分析研究，其中伴有DNMT3A R882和FLT3-ITD聯合突變的AML患者11例，研究提示相比其他突變組合，聯合突變的患者移植后的預計5年OS率、EFS率明顯降低，預計5年復發率明顯升高，提示DNMT3A R882和FLT3-ITD聯合突變是AML患者移植后預后不良的獨立因素。

綜上所述，伴有DNMT3A R882和FLT3-ITD聯合突變的AML患者預后極差，即使通過Allo-HSCT治療也未得到滿意的效果。積極探索新的治療藥物及方案，采取何種治療手段降低Allo-HSCT后復發率，延長患者生存期，提高患者生存質量，這些都是未來需要解決的難點和熱點問題。

6 小結與展望

隨著近幾年對FLT3-ITD和DNMT3A R882突變研究的逐漸深入，聯合突變在AML發生發展中的作用及其與疾病預后的關系也得到初步揭示。FLT3-ITD和DNMT3A R882突變在AML中具有高突變率，且在AML發生發展的過程中具有協同作用，是AML獨立的預后不良的分子標志，對臨床治療具有重要的指導意義。然而FLT3-ITD、DNMT3AR882突變如何協同作用導致AML的分子學機制在很大程度上還處于未知狀態，仍需進一步深入研究，特別是R882突變引起全基因組低甲基化的研究。近年來，隨著地西他濱、索拉菲尼等藥物成功應用于臨床，以及Allo-HSCT技術的成功開展，合并這種單突變的AML的預后得到了一定的改善。但伴有聯合突變的AML患者預后極差，即使通過Allo-HSCT治療也未得到滿意的效果。因此，如何將傳統化療方案、造血干細胞移植及靶向藥物合理應用，實現治療方案的“最優化”；如何在Allo-HSCT治療后采取措施降低移植后復發率并延長生存期，對這些問題的深入研究必將有助于更好地指導AML的治療及預后分型。

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（收稿日期：2018-03-06 本文編輯：許俊琴）