白血病、慢性淋巴细胞白血病; CLL
白血病、慢性淋巴癌
▼ 正文
慢性淋巴细胞白血病(CLL) 与多个基因的遗传和表观遗传变化相关。
▼ 说明
慢性淋巴细胞白血病(CLL) 是一种常见的 B 淋巴细胞肿瘤,这些细胞在骨髓、血液和淋巴组织中逐渐积累。该疾病的临床演变具有异质性,一些患者患有惰性疾病,而另一些患者则患有侵袭性疾病且生存期短(Quesada 等人的总结,2012)。
慢性淋巴细胞白血病易感性的遗传异质性
通过全基因组连锁分析和易位研究,易感位点已分别定位到染色体 11p11(CLLS1; 609630) 和 13q14(CLLS2; 109543)。染色体 9q34(CLLS3; 612557) 的易感性映射与 DAPK1 基因(600831) 的下调相关。全基因组关联研究已确定染色体 6p25.3(CLLS4; 612558) 和 11q24.1(CLLS5; 612559) 上的易感位点。
▼ 临床特征
威利等人(2002) 指出,CLL 是发达国家最常见的白血病类型,导致成熟 CD5(153340) 阳性 B 淋巴细胞在受影响者的血液和骨髓中逐渐积累。贫血和血小板减少是晚期疾病的特征,但复发性感染和脾肿大(伴或不伴淋巴结肿大)在 CLL 的所有阶段都会出现。白血病 CD5 阳性 B 淋巴细胞在体内发生凋亡的能力降低,这一特征通常归因于 BCL2 过度表达的抗凋亡作用,尽管促凋亡途径的缺陷也可能有助于 CLL 个体中 B 淋巴细胞的存活时间延长。
奥基夫等人(2002) 报道了 2 名成人因 B 细胞淋巴瘤而患有假性前房积脓(肿瘤细胞在眼前房积聚)。 1 名患者的症状是眼部表现;另一种假性前房积脓是在一名已知患有腹部淋巴瘤的患者身上发现的。作者得出的结论是,假性前房积脓可能代表全身性淋巴瘤的最初表现或后来的并发症,类似于急性白血病的报道。
▼ 遗传
慢性淋巴细胞白血病似乎特别容易出现家族性发病。对大量家庭的研究(Gunz 等,1975)表明,CLL 的家族发病率比一般人群的预期高出近 3 倍。 Dameshek 等人首次报道了患有 CLL 的同卵双胞胎(1929)。 Furbetta 和 Solinas(1963) 报道了受影响的祖父、儿子和孙子。弗劳梅尼等人(1969) 报道了与 3 名同胞免疫缺陷相关的慢性淋巴细胞白血病的家族聚集。
布兰达等人(1978) 研究了一对患有慢性淋巴细胞白血病的母子的淋巴细胞。形态、功能和表面标志物特征非常相似,细胞和体液免疫损伤也非常相似。布拉特纳等人(1979) 报告了有关该家族的更多信息,包括 HLA 研究和先证者女儿的结节性低分化淋巴细胞淋巴瘤的描述。
康利等人(1980) 发现 CLL 患者家族中慢性淋巴细胞白血病和自身免疫性疾病(甲状腺功能亢进、恶性贫血、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮)的发病率有所增加。他们得出的结论是,这些家族的遗传因素扰乱了免疫系统的调节。
林奇等人(2002) 描述了一个家庭,其中父亲和他的 4 个孩子都患有 CLL。所有孩子都是男性,其中两个是同卵双胞胎。父亲的 CLL 诊断年龄为 77 ,同卵双胞胎的诊断年龄为 56 岁和 54 ,其他兄弟的诊断年龄为 47 岁和 39 岁。参见 612557。
戈尔丁等人(2004) 使用瑞典家庭癌症数据库来测试 CLL 和其他淋巴增殖性肿瘤的家族风险增加。他们发现,病例亲属患 CLL(相对风险(RR) = 7.52)、非霍奇金淋巴瘤(605027)(RR = 1.45) 和霍奇金淋巴瘤(236000)(RR = 2.35) 的风险显着增加。病例的父母、兄弟姐妹和后代、男性和女性亲属的 CLL 风险相似,并且不受病例诊断时年龄的影响。使用生命表方法进行分析时,预期并不显着。戈尔丁等人(2004) 得出的结论是,CLL 与其他淋巴增殖性恶性肿瘤具有相同的家族成分,这表明存在共同的遗传途径;然而,由于临床诊断的 CLL 并不常见,因此亲属的绝对超额风险很小。
基因预期
霍维茨等人(1996) 报道了常染色体显性慢性淋巴细胞白血病的预期证据(p = 0.008)。在来自 7 个常染色体显性 CLL 家系的 18 名受影响个体中,父母一代的平均发病年龄为 66 ,而年轻一代的平均发病年龄为 51 岁。基于这一预期证据,Horwitz 等人(1996)表明不稳定DNA序列重复的动态突变可能是遗传性造血系统恶性肿瘤的常见机制。他们预期提出了家族性白血病的3个可能的候选染色体区域:21q22.1-22.2、CBL2基因附近的11q23.3(165360)和CBFB基因附近的16q22(121360)。
Goldin 等人对 13 个连续两代患有 CLL 的家庭进行了研究(1999) 发现了预期的证据,即第 2 代疾病发病较早。他们排除了可能解释这一发现的各种偏差,并表示他们计划在显示预期的家族中的候选基因中寻找扩展的三核苷酸重复。
在 7 个有 2 代受影响的 CLL 家庭中,表现出预期(父母平均发病年龄 78 岁;第二代平均发病年龄 50 岁),Auer 等人(2006) 发现从恶性 B 细胞分离的 DNA 基因组内 10 个 CCG 和 CAG 重复基因座上没有三核苷酸重复(TNR) 扩增,而这些基因组先前与其他疾病中的预期现象有关。在对照家族和患病家族中,重复序列的遗传均遵循孟德尔遗传模式。也没有证据表明散发性 CLL 患者的样本中 TNR 有所扩大。有一些证据表明,患者样本中某些位点的某些等位基因长度的频率存在微小差异。
▼ 细胞遗传学
布拉特纳等人(1976) 报道了 5 名同胞中的 4 名及其父亲患有 CLL。 Neuland 等人的后续行动(1983) 显示 1 名同胞的疾病自然消退,而其他同胞的临床模式发生变化。未受影响的同胞患上了肺癌。两名 CLL 患者存在 12 号染色体异常:一名患者为三体性,另一名患者为涉及 12 号染色体的双着丝粒和易位的混合体。在同一个家庭中,沉等人(1987)发现两兄弟的相同重链可变区基因发生重排。沉等人(1987) 认为特定的 V(H) 基因具有不寻常的 DNA 序列,定义了一个以前未被识别的 V(H) 基因家族。它被认为最多由 4 个同源序列代表基因组。
涉及 11q13 和 14q32 的易位
辻本等人(1984) 克隆了携带 t(11;14)(q13;q32) 的 B 细胞类型 CLL 细胞的染色体断点。该断点位于 14 号染色体上重链基因座的连接片段。针对 11 号染色体的特异性探针将 5-prime 立即对应到 14q+ 上的断点,检测到 CLL 细胞中同源基因组 DNA 片段的重排;来自具有 t(11;14) 易位的弥漫性大细胞淋巴瘤的 DNA 显示出相同的重排。这种重排的 DNA 片段不存在于具有 t(8;14) 易位的伯基特淋巴瘤细胞或非肿瘤性人淋巴母细胞中。辻本等人(1984) 得出结论,11q13 上的基因,作者称之为 BCL1(CCND1; 168461),与携带 t(11;14) 易位的细胞的恶性转化有关。
Tsujimoto 等人在 2 例不同的 B 细胞 CLL 病例中(1985) 发现 11 号染色体上的断点彼此相距 8 个核苷酸以内,14 号染色体上的断点涉及 Ig 重链片段的 J4 DNA 片段(参见例如 IGHV;147070)。由于他们在正常 11 号染色体上靠近断点处检测到了一个 7mer-9mer 信号样序列,具有 12 个碱基长的间隔区,因此作者推测 CLL 中的 t(11;14) 染色体易位可能是序列特异性的,并且可能是涉及免疫球蛋白V-D-J基因片段连接的重组系统。
易位 t(14;19)(q32;q13.1) 也是 CLL 患者肿瘤细胞中反复出现的易位。在 1 名此类患者中,McKeithan 等人(1987) 用来自免疫球蛋白重链基因座的探针分析了白血病细胞。他们使用 IGHA1 基因(146900) 的探针,通过 Southern 印迹分析检测到重排的条带。克隆和作图后,通过对人-小鼠体细胞杂交体的分析,显示亚克隆(BCL3;109560)来自19号染色体,证实重排的条带包含易位断点连接。
其他细胞遗传学异常
埃斯皮内特等人(2003) 描述了一对姐妹和兄弟,分别为 63 岁和 61 ,在检查时分别患有 B 细胞 CLL,通过常规细胞遗传学检测到具有不同的异常核型:姐妹中 7q32 缺失,以及 1p36 插入和 6q21 缺失。兄弟。通过间期 FISH 检测到,两个同胞的 D13S319 基因座均存在 del(13)(q14)。
CLL 中最常见的基因组 DNA 缺失发生在染色体 13q14 中。这种缺失在大约 50% 的病例中很明显,并且与诊断和需要治疗之间的较长间隔有关,即所谓的无治疗间隔(Dohner 等,2000)。 13q14 缺失通常是 CLL 和其他类型癌症的唯一异常(Calin 等,2005)。
吴等人(2007) 通过 FISH 分析,在 13 名遗传性 CLL 患者中发现了 11 名(85%) 染色体 13q14 存在缺失。 13q 区域的精细定位发现,4 个 CLL 家族的受影响成员在染色体 13q21.33-q22.2 上 D13S1324 和 D13S162 之间共享一个最小删除的 3.68 Mb 候选区域。在 1 个家族中,所有患有 CLL 的受影响个体均在 13q14 中存在缺失,并在 13q21.33-q22.2 处共享单倍型,这表明遗传因素可能易患 CLL。两名患有 CD5+ 单克隆 B 细胞淋巴细胞增多症(MBL) 的无症状同胞在 13q21.33-q22.2 处携带危险单倍型,其中一名也有 13q14 缺失,表明 CLL 和 MBL 之间存在相关性。吴等人(2007) 表明 13q24 缺失可能代表一系列遗传事件中非常早期的基因组变化,这些遗传事件易于发展为 CLL 和/或 MBL。直接测序分析未检测到染色体13q21-q22区域13个基因的编码区没有移码或无义突变。
▼ 发病机制
在对血液癌症的分子诊断的综述中,Staudt(2003)指出,对 CLL 细胞中免疫球蛋白基因突变的研究表明,CLL 可能是两种不同的疾病。 CLL 细胞免疫球蛋白基因中存在体细胞突变,定义了一组患有稳定或缓慢进展疾病的患者,需要晚期治疗或无需治疗。相比之下,CLL 细胞中不存在免疫球蛋白基因突变则定义了一组具有进展性临床病程且需要早期治疗的患者。 CLL 的这 2 种亚型在致癌机制方面也可能有所不同,因为 11q 染色体上 ATM 基因座(607585) 的缺失与 CLL 中免疫球蛋白基因突变的缺失以及某些患者的生存期缩短有关(Staudt, 2003)。单个最具辨别力的基因 ZAP70(176947) 的表达以 93% 的准确度区分这 2 个亚型(Wiestner 等,2003)。尽管将免疫球蛋白基因序列分析引入常规临床实践是一项具有挑战性且昂贵的测试,但如 Crespo 等人的工作所示,定量 RT-PCR 测定或基于蛋白质的 ZAP70 表达测定是可行的(2003)。
Scielzo 等人在 14 名 IgV(H) 突变状态、CD38(107270) 表达和临床行为一致的 CLL 患者中进行了研究(2005) 观察到预后不良的患者大部分 HS1 蛋白(601306) 被组成型磷酸化,而预后良好的患者中只有一小部分 HS1 被磷酸化。当对 26 名未经选择的患者进行较大队列研究时,所有 40 名患者的生存曲线显示,HS1 主要磷酸化的患者的中位生存时间明显较短。西尔佐等人(2005) 研究了 B 细胞受体结合后 HS1 的表达模式,发现抗 IgM 刺激的正常成熟 B 细胞将 HS1 的非磷酸化或磷酸化程度较低的形式转变为磷酸化程度较高的形式,幼稚 B 细胞表现出HS1 形成,记忆 B 细胞主要表达磷酸化部分。西尔佐等人(2005) 得出结论,抗原刺激在 CLL 中起着核心作用。
▼ 分子遗传学
普恩特等人(2011) 对 4 例 CLL 病例进行了全基因组测序,发现了 46 个可能影响基因功能的体细胞突变。对 363 名 CLL 患者的这些突变进行进一步分析,确定了 4 个反复突变的基因:NOTCH1(190198)、exportin-1(XPO1; 602559)、骨髓分化初级反应基因 88(MYD88; 602170) 和 kelch-like 6(KLHL6;614214)。在 255 例病例中,有 31 例(12.2%)发现了 NOTCH1 基因体细胞突变。 MYD88 和 KLHL6 突变在免疫球蛋白基因突变的 CLL 病例中占主导地位,而 NOTCH1 和 XPO1 突变主要在免疫球蛋白未突变的患者中检测到。功能和临床分析支持的体细胞突变模式强烈表明,复发性 NOTCH1、MYD88 和 XPO1 突变是致癌变化,有助于疾病的临床演变。
Puente 等人研究的后续研究(2011),克萨达等人(2012) 使用来自 105 名 CLL 患者的匹配肿瘤和正常样本的全外显子组测序,确定了每个病例中位数 45 个体细胞突变,涉及 1,100 个不同基因。在免疫球蛋白基因可变区(IGHV)发生体细胞超突变的患者中,每例蛋白质改变突变的数量高于没有此类突变的患者。在1100个具有体细胞突变的基因中,有78个基因反复突变,90%的患者在78个反复突变的基因中至少有1个存在体细胞突变。功能聚类分析表明,许多基因参与 mRNA 剪接途径和转移以及 Toll 样受体(参见,例如 TLR1,601194)信号传导和细胞凋亡。与 Puente 等人报道的不同的特定突变基因(2011) 包括 SF3B1(605590)、POT1(606478)、CHD2(602119) 和 LRP1B(608766)。所有 POT1 体细胞突变都出现在没有 IGHV 区域突变的肿瘤中,而 CHD2 体细胞突变只出现在 IGHV 突变的肿瘤中。这些发现支持这样的观点:有和没有 IGHV 突变的 CLL 病例的疾病发展涉及不同的机制。 Sanger测序在260例CLL中的25例(9.5%)中发现了NOTCH1基因的体细胞突变,在279例CLL中的27例(9.7%)中发现了SF3B1基因的体细胞突变。 SF3B1 基因编码参与剪接体 U2 snRNP(RNU2-1; 180690) 的蛋白质,表明其在基因表达中发挥重要作用。所有 SF3B1 突变均发生在不同的 HEAT 结构域中,并且 SF3B1 突变病例显示各种基因的截短 mRNA 表达增强。临床上,与其他突变患者相比,SF3B1突变患者的疾病进展更快,总生存期更差。在 156 例非霍奇金淋巴瘤病例中未发现 SF3B1 突变(605027)。
王等人(2011) 对 91 名 CLL 患者的 DNA 样本进行了配对肿瘤和种系全外显子组和全基因组测序。有 9 个基因发生显着频率突变,其中 15% 的患者出现 TP53(191170),9% 的患者出现 ATM(607585),10% 的患者出现 MYD88,4% 的患者出现 NOTCH1。检测到五个新基因:SF3B1、ZMYM3(300061)、MAPK1(176948)、FBXW7(606278) 和 DDX3X(300160)。 SF3B1 在剪接体的催化核心发挥作用,是第二个最常突变的基因,15% 的患者发生突变。 SF3B1 突变主要发生在 11q 染色体缺失的肿瘤中,这与 CLL 患者的不良预后相关。王等人(2011) 发现具有 SF3B1 突变的肿瘤样本的前 mRNA 剪接发生了改变。
普恩特等人(2015) 描述了对 452 例 CLL 病例和 54 例单克隆 B 淋巴细胞增多症(一种前驱疾病)患者的基因组景观的综合评估。普恩特等人(2015) 增加了 CLL 驱动程序更改的数量,包括 ZNF292(616213)、ZMYM3、ARID1A(603024) 和 PTPN11(176876) 的更改。普恩特等人(2015) 还在非编码区(包括 NOTCH1 的 3-prime 区)中发现了新的反复突变,这些突变会导致异常剪接事件、增加 NOTCH1 活性并导致更具侵袭性的疾病。此外,位于染色体 9p13 上的增强子突变会导致 B 细胞特异性转录因子 PAX5(167414) 的表达降低。驾驶员改变的累积数量(0 到 4 或更多)区分了临床行为差异的患者。
兰道等人(2015) 通过对 538 个 CLL 和匹配的种系 DNA 样本进行全外显子组测序,鉴定出 44 个反复突变的基因和 11 个反复出现的体细胞拷贝数变异,其中 278 个样本是在一项前瞻性临床试验中收集的。其中包括以前未被识别的假定癌症驱动因素(RPS15, 180535;IKZF3, 606221),并共同确定 RNA 加工和输出、MYC 活性和 MAPK 信号传导为 CLL 中涉及的中心途径。对这个大数据集的克隆性分析进一步能够重建驾驶员事件之间的时间关系。 59 名患者的匹配治疗前样本和复发样本之间的直接比较表明,克隆进化非常频繁。
有关 CLL 与 GNB1 基因体细胞突变之间关联的讨论,请参阅 139380。
关联待确认
威利等人(2002) 提出的证据表明,染色体 12q24 上的嘌呤能受体 P2RX7 的单核苷酸多态性导致 E496A 取代(见 602566)在 CLL 患者中发生频率增加,表明它可能是一个易感因素。
卡林等人(2005) 发现,患有家族性 CLL 家族的所有 5 名癌症成员在染色体 13q14 上的 ARL11 基因(609351) 中都存在 W149X 多态性,而接受分析的 2 名未受影响的成员则没有。该家族中唯一一位多态性纯合的成员在不到50岁的时候就患有肾癌和甲状腺腺瘤。第三代中有6名成员,其中1名被诊断为原发性血小板增多症(癌前状态),患有多态性;其他5名成员年龄均在40岁以下。
卡林等人(2002) 使用定位克隆鉴定了一类小非编码 RNA 或 microRNA 的 2 个成员,即 miR15A(609703) 和 miR16-1(609704),它们位于 13q14 缺失的最小区域,并且经常被删除或在 CLL 细胞中下调。大约 50% 的已知人类 microRNA 位于基因组的癌症相关区域(Calin 等,2004),这一发现表明 microRNA 在各种人类癌症的发病机制中发挥着作用。卡林等人(2005) 发现了由 13 个基因组成的独特 microRNA 表达特征,可将 ZAP70(176947) 表达水平低的 CLL 病例与 ZAP70(176947) 表达水平高的 CLL 病例以及免疫球蛋白重链可变区基因 IgV(H) 未突变的病例区分开来。参见 147070),来自 IgV(H) 突变的患者。相同的 microRNA 特征也与疾病进展的存在或不存在相关。他们还发现了 miR16-1/miR15A(609704) 初级前体中的种系突变,该突变导致体外和体内 microRNA 表达水平较低,并与正常等位基因的缺失有关。在 75 名 CLL 患者中的 11 名患者中,在 42 个已测序的 microRNA 中的 5 个中发现了种系或体细胞突变,但在 160 名没有癌症的受试者中没有发现此类突变(p 小于 0.001)。
西米诺等人(2005) 确定 miR15A 和 miR16-1 的前 9 个核苷酸与 BCL2 cDNA 中心区域的碱基互补。通过对 4 名正常个体的 CD5 阳性淋巴细胞和 26 名 CLL 患者的样本进行 miRNA 微阵列芯片和蛋白质印迹分析,他们发现低 miR15A 和 miR16-1 水平以及高 BCL2 蛋白水平与疾病相关。任一 miRNA 的过度表达不会影响 BCL2 mRNA 的稳定性,而是在转录后水平调节 BCL2 表达,并且巨核细胞白血病细胞中 miR15A 或 miR16-1 的过度表达可诱导细胞凋亡。
为了确定 CLL 的新易感位点,Slager 等人(2011) 对 407 例 CLL 病例进行了全基因组关联研究,其中 102 例有 CLL 家族史,296 例为对照。为了确定这些家族性 CLL 病例特有的位点,他们分别分析了具有 CLL 家族史的病例子集。他们在 252 例家族性 CLL 病例和 965 例对照的额外样本中评估了这些分析中的热门结果。在家族性 CLL 病例的子集中,Slager 等人(2011) 鉴定并证实了染色体 6p21.3 上的一个新位点,包含 HLA-DQA1(146880) 和 HLA-DRB5(604776) 基因。该区域由 5 个 SNP 标记,其中最重要的是 HLA-DRB5 基因中的 rs674313(风险等位基因 T,组合 p = 6.92 x 10(-9))。该位点没有显示散发性 CLL 病例之间存在关联的证据。 Slager 等人的研究结果(2011) 支持以下假设:家族性 CLL 病例具有散发性 CLL 中未见的其他遗传变异。通过连锁分析,Bevan 等人(2000) 先前报道排除了 6 号染色体 MHC 区域内的基因对 CLL 的影响。
伯恩特等人(2013) 进行了当时最大规模的 CLL 荟萃分析,包括 4 项全基因组关联研究,共有 3,100 名 CLL 患者(病例)和 7,667 名对照者。在荟萃分析中,Berndt 等人(2013) 在 9 个新位点中鉴定出 10 个孤立相关的 SNP,并在染色体 2q13 先前鉴定的位点处鉴定出孤立信号。
▼ 群体遗传学
Hamblin(2004) 指出,通过灵敏的技术,可以在 40 岁以上人群中 3.5% 的血液中发现与 CLL 细胞无法区分的单克隆 B 淋巴细胞群。
▼ 历史
在临床细胞遗传学的早期,Gunz 等人(1962) 描述了 CLL 中的染色体异常,影响了一条小的近端着丝粒染色体,可能是 21 号染色体,并将其命名为 Ch(1)(基督城)染色体。 6例报告了这种异常,但在后来的任何细胞遗传学研究中均未发现。近十年后显带方法被描述(Caspersson 等人,1970),近二十年才开发出可靠的原位杂交方法。