骨髓增生異常綜合征的基因突變及其臨床意義

朱亞男，高鵬，肖中平，付堃，王雪梅

1．長春中醫藥大學臨床醫學院臨床醫學系，吉林長春130117；2．吉林省人民醫院血液科，吉林長春130021

骨髓增生異常綜合征是（MDS）起源于造血干細胞的腫瘤性病變，其常見癥狀為貧血、感染以及出血。該病可發生于任何年齡，但是以中年人居多，其唯一根治方法為造血干細胞移植。根據血細胞減少和相應的癥狀及病態造血、細胞遺傳學異常、病理學改變，MDS的診斷不難確立。但隨著高通量測序技術的發展近年來人們對MDS的認識進一步加深，在對MDS進行基因檢測時，發現了多個基因突變。并且在該領域的相關研究中顯示，MDS的基因突變情況和該病的預后有著密切的關系。現階段研究中已經獲得證實的觀點認為，MDS突變基因可分為6大類，具體包括了轉錄基因突變、RNA剪切因子基因突變以及信號轉導相關基因突變等。這些突變的陽性率可達到90%以上，為MDS的治療提供了重要信息。

1 基因突變

1.1 RNA剪切因子基因突變

在MDS的基因突變中，以剪接體基因的體細胞突變發生率較高，其突變多以互斥的方式影響剪接致基因功能獲得性突變出現新表型[1-5]。前mRNA剪接是真核基因表達的重要生理功能之一，剪接是由剪接體來執行，人類有兩個剪接體系統：主要的U2依賴系統和次要的U12依賴系統。剪接體是由5個核內RNA與蛋白質組成的核內核糖核蛋白(snRNP)[6]。SF3B1、SRSF2、U2AF1和ZRSR2為MDS中基因突變發生率較高的剪接因子基因，編碼的蛋白質都參與識別3"剪接位點[7]。其中SF3B1負責識別前mRNA 3"端附近的分支位點，突變多發生于密碼子700的錯義替換，其可能會導致ABCB7剪切異常，導致帶有缺陷的ABCB7蛋白使線粒體內承載了過多的血紅素而出現無效造血[8]。SF3B1突變多見于MDS伴環形鐵粒幼細胞（MDS-RS）患者。U2AF1編碼U2剪接體負責識別前mRNA內含子中的3"AG二核苷酸末端的亞基，其突變有密碼子S34和Q157兩個發生熱點，研究發現U2AF1突變的患者20q-和+8發生的比例較高。SRSF2是造血細胞存活的必備基因，其主要參與3"剪接受體位點加工。研究發現SRSF2突變常見于慢性粒-單核細胞白血病（CMML）,并與中性粒細胞、血小板的減少相關。ZRSR2是鋅指結構(CCCH型)、RNA結合基序和富含絲氨酸/精氨酸的2基因，參與3"剪接受體位點的識別。ZRSR2位于X染色體上，ZRSR2的多個突變廣泛分布在整個編碼區，其中大多數突變是無義或移碼改變或涉及剪接供體/受體位點，導致蛋白質過早截斷或結構發生較大變化，同時其功能也出現了較大的變化，甚至出現功能喪失。在男性中，出現ZRSR2基因框移突變以及剪接位點突變相對比較多[9-12]。

1.2 表觀遺傳學調控基因突變

表觀遺傳學是指不涉及DNA序列的染色體變化而導致的表型遺傳變化，其包括參與DNA甲基化和組蛋白修飾的蛋白質。參與DNA甲基化的調節基因包 括DNMT3A、TET2和IDHl／IDH2等，DNMT3A是一種甲基轉移酶，其可將甲基加到CpG二核苷酸的胞嘧啶上形成5-甲基胞嘧啶致基因沉默。TET2編碼Tet甲基胞嘧啶雙加氧酶介導CpG島上5-甲基胞嘧啶向5-羥甲基胞嘧啶的轉化，導致功能性去甲基化，該反應需要α-酮戊二酸，IDH1和IDH2可通過Krebs循環將異檸檬酸轉化為α-酮戊二酸。TET2突變后會致CpG島上去甲基化減少導致祖細胞中髓系分化關鍵基因的高甲基化和抑制。組蛋白功能修飾基因包括EZH2、ASXL1等，EZH2、ASXL1屬PcG蛋 白 基 因 家族，PcG蛋白是一組高度保守的轉錄抑制因子。PcG蛋白主要由PRC1和PRC2兩個核心蛋白復合體組成，其可以通過沉默基因的表達拮抗TrxG介導的基因轉錄激活效應來維持阻抑狀態染色質的穩定性[13-14]。

1.3 粘附素基因突變

粘附素是一個大的環狀蛋白復合體，主要由SMC1A、SMC3、RAD21和STAG1/2四個亞基組成。粘附素在細胞分裂、核結構、DNA損傷修復、發育和轉錄中具有重要作用，其可以維持姐妹染色單體的凝聚力，穩定DNA環，也可以調節轉錄因子向染色質的募集。研究發現粘附素和CCCTC結合因子可以調節染色質結構，并幫助建立拓撲相關結構域。粘附素基因突變主要發生于4個亞基，亞基之間的突變是相互排斥的，其中STAG2突變最頻繁[15-16]。

1.4 轉錄因子基因突變

轉錄因子基因的突變主要體現在GATA2和RUNX1，其具有多樣突變型，即其可以出現胚系突變，也可發出現細胞突變，其中胚系突變與髓系腫瘤易感存在一定的相關性。RUNX1是轉錄核心結合因子基因家族的一個成員，其亞基可與CBFβ結合形成二聚體并通過基因重排形成融合蛋白來調節基因的表達，對造血調控及分化具有重要的作用[17-20]。

1.5 信號轉導相關基因突變

信號轉導相關基因包括JAK2、CBL、KIT、FLT3、MPL等基因，參與異常激活激酶等信號通路，與細胞增殖相關。JAK2定位于人類染色體9p24位,通過JAKs-STATs信號通路介導細胞因子的細胞內信號轉導，許多研究證實JAK／STAT途徑的失調與造血系統惡性疾病密切相關。FLT3基因與干細胞生長因子的受體C-Kit、CSF-l的受體C-fms同屬于第Ⅲ族酪氨酸激酸基因家族成員，定位于染色體13g12，它與FLT3配體結合能誘導受體自主磷酸化和胞漿底物磷酸化來傳導信號對造血發育進行調節。

1.6 DNA損傷修復相關基因突變

DNA損傷修復基因主要包括TP53，位于染色體17p13.1上，是人類癌癥中最常突變的抑癌基因。研究發現TP53突變患者復雜核型發生比例較高。

2 基因突變的作用及意義

2.1 基因突變對MDS診斷及危險度評估的作用及意義

骨髓增生異常綜合征是由遺傳學異常驅動的克隆性造血干細胞或祖細胞性疾病。目前MDS的診斷主要依賴骨髓細胞分析中細胞發育異常的形態學表現、原始細胞比例升高和細胞遺傳學異常。但2016年WHO對MDS診斷分型進行了修訂，SF3B1基因突變時環形鐵粒幼紅細胞≥5%就可以歸為MDS伴環形鐵粒幼細胞。骨髓增生異常綜合征具有克隆性，部分人群造血細胞中檢出克隆性遺傳學標志,稱為克隆性造血。研究發現[21-25]等位基因頻率＞2%的突變，就有顯著的克隆性和克隆造血潛能，且有些基因突變預后不佳，故基因突變的檢測能給克隆性造血提供依據并在一定程度上可以評估患病風險，為目前臨床推薦檢測項目，但MDS的診斷是排除性診斷，因此還應進行全面的生物學評價，尤其是部分不典型患者需要經過長期隨訪進行確診。

2.2 基因突變對MDS的個體化治療的作用及意義

MDS的發生和演變是一個多步驟，累及多基因的病理過程。目前骨髓增生異常綜合征患者的疾病進展情況及有效治療情況千差萬別，需個體化評價。目前使用的預后評估系統是由形態學、臨床特點和細胞遺傳學構成，并不包括分子遺傳學數據，不能準確預測危險度。而研究發現骨髓增生異常綜合征相關基因突變的進展情況對MDS的危險評估起著重要的作用，多個突變被認為在IPSS/IPSS-R分類之外具有獨立的預后價值。一項對944名MDS患者的大型研究確定了14個具有預后意義的基因，并且將這14個基因與傳統的IPSS-R模型相結合，能夠比單獨使用IPSSR或僅基于突變的模型更準確地預測生存率[26]。同時相關研究發現有些基因譬如TP53、TET2等能評價對去甲基化藥物治療的反應，并能評估造血干細胞移植后的預后情況，并能對MDS靶向藥物的研究提供幫助，但由于基因突變的數量、種類、組合以及基因突變和臨床因素之間的相互影響使得評估患者預后變得困難，故仍需要大量研究和數據來準確理解這些基因突變的預后價值，從而將基因突變與臨床實踐結合以更好的指導臨床進行精準化治療。

3 總結

MDS是一組異質性的克隆性造血系統疾病，近年來MDS的分子學研究較全面地揭示了基因突變譜系，2015年版NCCN指南也已將基因突變檢測作為MDS的推薦診斷方法，基因突變促進了MDS的發生發展，并對其診斷、治療和預后具有重大影響。相信隨著對MDS發生機制和影響基因的深入研究，日后MDS的治療將逐步進入個體化治療時代。