急性髓细胞白血病(AML)是一组以多种驱动基因突变为特征的血液系统恶性疾病，具有很高的临床、细胞遗传学和分子生物学异质性。AML患者在接受治疗前进行危险度分层，对选择和拟定恰当的治疗计划，以及预后评估均具有重要意义。随着第2代基因测序技术的广泛应用，越来越多的AML相关基因突变被发现，这一方面使AML的发病机制得以进一步阐明，另一方面AML相关基因突变亦被运用于AML的诊断和预后评估中，从而对AML的分子分型及治疗的发展方向产生深刻的影响。笔者拟就AML中常见的基因突变及其分类进行阐述。
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急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia，AML)是以未分化的髓系祖细胞克隆性增殖为特征，进而导致造血功能损害及骨髓衰竭的血液系统恶性疾病[1]。早在20世纪80年代，与AML相关的细胞遗传学异常就已经被人们所认识，但是直至近15年，大量与AML相关的分子生物学异常才逐渐被揭示。这些遗传学异质性对AML预后的重要性亦被人们所广泛接受[2]。除年龄、一般体能状况外，细胞遗传学和分子生物学异常是评估AML患者预后最重要的因素[3]。在AML患者接受治疗前，根据其遗传学异常情况对其进行危险度分层，对拟定治疗计划，以及判断患者预后尤为重要。因此，笔者拟就AML中常见的基因突变及其分类，阐述如下。
AML是一组以多种驱动基因突变为特征的异质性血液系统恶性疾病，多种基因突变参与AML的发生、发展过程。AML常见的重现性基因突变包括，转录因子融合基因，FLT3、NPM1、DNMT3A、NRAS、TET2、IDH2、RUNX1和CEBPA基因突变等，并且其中某些基因突变之间存在共存或互斥关系。例如，转录因子融合基因、NPM1、RUNX1、TP53、CEBPA基因突变之间存在明显的互斥关系，而FLT3、DNMT3A、NPM1基因突变之间通常共存[4]。
2002年，Kelly和Gilliland[5]首先提出，将与AML相关的基因突变分为2类：第一类基因突变包括FLT3、BCR-ABL及RAS基因突变等，这些基因突变可以激活酪氨酸激酶或其下游信号通路，导致造血干细胞获得增殖或生存优势；第2类基因突变包括CEBPA基因突变、AML1-ETO融合基因及PML-RARα融合基因等，这些基因突变引起转录因子功能缺失，导致造血干细胞分化障碍。
随着第2代基因测序技术的发展，越来越多的AML相关基因突变被发现。2011年，Shen等[6]根据大样本量、回顾性研究的结果，提出将与表观遗传学相关的基因突变，作为与AML相关的第3类基因突变，如DNMT3A、IDH1、IDH2、TET2、EZH2基因突变等。该类基因突变与AML患者的病情进展快、预后不良、老年等临床特征相关[6]。
2013年，癌症基因组图谱研究网(Cancer Genome Atlas Research Network)发布基于50例AML患者全基因组测序及150例AML患者全外显子测序的研究结果，该研究共发现2 585种基因突变，其中23种基因突变为高频基因突变，并且根据各个基因的功能不同，将这23种高频基因突变分为9类：转录因子融合基因(PML-RARα融合基因、MYH11-CBFβ融合基因等)，编码核磷蛋白的基因突变(NPM1基因突变)，肿瘤抑制基因突变(TP53、WT1、PHF6基因突变等)，DNA甲基化相关基因突变(TET1/2、IDH1/2、DNMT3A基因突变等)，信号通路相关基因突变(FLT3、KIT、K-RAS基因突变等)，染色质修饰基因突变(KMT2A相关融合基因、KMLT2A-PTD融合基因、ASXL1基因突变、EZH2基因突变等)，髓系转录因子基因突变(RUNX1、CEBPA基因突变等)，黏连蛋白复合体基因突变，以及剪切复合体基因突变[4]。这种分类方法的优点在于，将AML相关的基因突变根据各个基因的功能进行细分，并且各类基因突变之间存在明显的共存或互斥关系。但是，目前这9类基因突变的临床意义尚未明确。
由于细胞遗传学中危组AML患者最为多见，并且通常伴正常核型，但是其对于化疗的敏感性及预后具有明显差异[4]，故寻找与预后相关的基因突变显得尤为重要。随着第2代基因测序技术的广泛应用，与AML发病机制及预后相关的遗传学异常被不断发现。2016年修订版世界卫生组织(World Health Organization，WHO)髓系肿瘤和急性白血病分型建议将伴重现性遗传学异常的AML分为以下11类。AML伴t(8；21)(q22；q22.1)、RUNX1-RUNX1T1融合基因；AML伴inv(16)(p13.1q22)/t(16；16)(p13.1；q22)、MYH11-CBFB；急性早幼粒细胞白血病伴PML-RARα融合基因；AML伴t(9；11)(p21.3；q23.3)、MLLT3-KMT2A融合基因，AML伴t(6；9)(p23；q34.1)、DEK-NUP214融合基因；AML伴inv(3)(q21.3q26.2)/t(3；3)(q21.3；q26.2)、GATA2基因突变、MECOM基因突变；AML(巨核细胞)伴t(1；22)(p13.3；q13.3)、RBM15-MKL1融合基因；暂定分类：AML伴BCR-ABL1融合基因，AML伴NPM1基因突变，AML伴CEPBA双等位基因突变，AML伴RUNX1基因突变[7]。2016年修订版WHO髓系肿瘤和急性白血病分型建议纳入的AML相关重现性遗传学异常的临床意义较为明确，但是分型较为保守。
2016年，Papaemmanuil等[1]纳入1 540例AML患者进行基因分析研究，并且将提示AML预后存在显著差异的AML相关基因突变和染色体异常分为11类：NPM1基因突变、CEPBA双等位基因突变、inv(16)(p13.1q22)/t(16；16)(p13.1；q22)、t(15；17)(q22；q12)、t(8；21)(q22；q22.1)、t(x；11)(x；q23)、inv(3)(q21.3q26.2)/t(3；3)(q21.3；q26.2)、t(6；9)(p23；q34.1)、IDH2R172基因突变(暂定分类)、TP53基因突变/非整倍体(复杂核型、－5/5q、－7/7q等)、染色质/RNA剪切调节因子相关基因突变(RUNX1基因突变、KMT2A-PTD融合基因、SRSF2基因突变等)，其中IDH2R172基因突变、TP53基因突变/非整倍体、染色质/RNA剪切调节因子相关基因突变的分类为首次被提出。进一步研究结果显示，伴染色质/RNA剪切复合体相关基因突变的AML患者具有高龄、诱导化疗反应率低及复发率高的临床特点，并且其长期预后不良；伴IDH2R172基因突变(暂定分类)AML患者的长期预后与伴NPM1基因突变者相似，均预后良好；伴TP53基因突变/非整倍体AML患者的预后亦不良[1]。
近年，与AML预后相关的遗传学异常已经成为AML相关研究的热点，其中一些基因突变的预后价值已经较为明确。NPM1基因突变不伴FLT3-ITD基因突变或伴FLT3-ITDlow、CEBPA双等位基因突变提示AML预后良好[8,9]；而FLT3-ITDhigh不伴NPM1基因突变、RUNX1基因突变、ASXL1基因突变、TP53基因突变、KMT2A-PTD融合基因，非t(8，21)核心结合因子伴KIT基因突变提示AML预后不良[3,10,11,12,13]。
综合考虑AML患者的预后相关遗传学异常，可以更好地对其预后进行评估。欧洲血液病网(European LeukemiaNet，ELN)与美国国立综合癌症网(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)分别于2017年1月和2018年2月修订了AML预后分层体系，将多种染色体异常，以及NPM1、FLT3、CPEBA、RUNX1、ASXL1、KMT2A相关融合基因等基因突变纳入最新的AML预后分层体系，见表1,表2[13,14]。
2017年欧洲血液病网推荐的急性髓细胞白血病不同预后分层相关遗传学异常指标
2017年欧洲血液病网推荐的急性髓细胞白血病不同预后分层相关遗传学异常指标
| 预后分层 | 遗传学异常指标 |
|---|---|
| 预后良好 | t(8；21)(q22；q22.1)、RUNX1-RUNX1T1融合基因 |
| inv(16)(p13.1；q22)或t(16；16)(p13.1；q22)、CBFB- MYH11融合基因 | |
| NPM1基因突变不伴FLT3-ITD基因突变或伴FLT3-ITDlow | |
| CEBPA双等位基因突变 | |
| 预后中等 | NPM1基因突变伴FLT3-ITDhigh t(9；11)(p21.3；q23.3)、MLLT3-KMT2A融合基因 |
| NPM1野生型不伴FLT3-ITD基因突变或伴FLT3-ITDlow(不伴预后不良的遗传学异常) | |
| 其他非预后良好或预后不良遗传学异常 | |
| 预后不良 | t(6；9)(p23；q34.1)、DEK-NUP214融合基因 |
| t(v；11q23.3)、KMT2A相关融合基因 | |
| t(9；22)(q34.1；q11.2)、BCR-ABL1融合基因 | |
| inv(3)(q21.3q26.2)或t(3；3)(q21.3；q26.2)；GATA2基因突变、MECOM(EVI1) | |
| －5/del(5q)、－7、－17/abn(17p) | |
| 复杂核型、单体核型 | |
| NPM1野生型伴FLT3-ITDhigh | |
| RUNX1基因突变 | |
| ASXL1基因突变 | |
| TP53基因突变 |
2018年美国国立综合癌症网推荐的急性髓细胞白血病预后分层相关细胞遗传学和分子生物学异常指标
2018年美国国立综合癌症网推荐的急性髓细胞白血病预后分层相关细胞遗传学和分子生物学异常指标
| 预后分层 | 细胞遗传学异常指标 | 分子生物学异常指标 |
|---|---|---|
| 预后良好 | 核心结合因子：inv(16)、t(16；16)、t(8；21)或t(15；17) | NPM1基因突变不伴FLT3-ITD基因突变或伴FLT3-ITDlow |
| CEBPA双等位基因突变 | ||
| 预后中等 | 正常核型 | 核心结合因子伴KIT基因突变NPM1基因突变伴FLT3-ITDhigh |
| t(9；11) | ||
| 其他 | NPM1野生型不伴FLT3-ITD基因突变或伴FLT3-ITDlow(不伴有预后不良的遗传学异常) | |
| 预后不良 | 复杂核型 | FLT3-ITD基因突变 |
| 单体核型 | TP53基因突变 | |
| －5、5q－、－7、7q－ | RUNX1基因突变 | |
| 11q23－非t(9；11) | ASXL1基因突变 | |
| inv(3)、t(3；3) | NPM1野生型伴FL3-ITDhigh | |
| t(6；9) | ||
| t(9；22) |
ELN和NCCN的AML研究对象主要是欧美国家人群，而中国人群和欧美国家人群的遗传学背景存在一定差异。欧美国家正常核型的AML患者中，最常见的基因突变为NPM1基因突变(基因突变率：45%～50%)、DNMT3A基因突变(基因突变率：30%～37%)及FLT3基因突变(基因突变率：28%～34%)[2]。而Shen等[6]进行的一项基于中国AML患者的大样本、回顾性研究结果显示，中国正常核型的AML患者最常见的基因突变为CEBPA基因突变(基因突变率：22.0%)、NPM1基因突变(基因突变率：20.9%)及MLL基因突变(基因突变率：14.0%)，并且KMT2A-PTD融合基因和DNMT3A基因突变是影响中国正常核型AML患者预后的独立危险因素。
此外，基因表达水平亦与AML患者遗传学异常及预后有关。Zhu等[16]纳入560例中国AML患者(非急性早幼粒细胞白血病)的研究结果显示，FLT3基因突变通常伴MEIS1、WT1和GATE2基因高表达，以及BAALC基因低表达；而c-KIT基因突变和MEIS1、WT1和GATE2基因低表达，以及BAALC基因高表达相关。表观遗传学相关基因突变的互斥关系亦表现为基因表达水平不同，如CEBPA基因突变通常伴MECOM、MEISI、SPI1和WT1基因低表达，而NPM1基因突变通常伴ERG、BAALC基因低表达，以及MEISI、WIT和GATA2基因高表达。并且FLT3-ITD/TKD和DNMT3A基因突变，以及MECOM和MEISI基因高表达与AML患者预后不良相关。该研究者根据此研究结果，提出根据基因突变、基因表达水平，以及二者的相关性将细胞遗传学危险度分层为中危的AML患者进一步分为4组：低危组，CEBPA双等位基因突变；中危Ⅰ组，MECOM、MEIS1基因低表达不伴CEBPA双等位基因突变/NPM1基因突变/DNMT3A野生型；中危Ⅱ组：不满足低危、中危Ⅰ及高危组分组条件的其他中危AML患者；高危组：FLT3-ITD/TKD基因突变不伴NPM1基因突变/DNMT3A野生型，DNMT3A基因突变，MECOM、MEIS1基因低表达[15]。
AML是一组以多种驱动基因突变、多种竞争性克隆同时存在的复杂疾病，并且不同AML患者的遗传学背景不同。随着对AML相关细胞遗传学、分子生物学、表观遗传学等研究的不断深入，其病理、生理学特征，以及发病机制逐渐被阐明。AML的分类及预后评方法，已经从细胞形态学、免疫学发展到了细胞遗传学、分子生物学水平。随着以第2代基因测序技术为代表的分子生物学新技术的广泛应用，多种与AML发病机制及预后有关的重现性基因突变被发现，为AML的分子分型及预后分层提供可靠的依据。预后分层体系的建立为AML患者选择合适的临床治疗方案提供了依据。此外，与AML发病机制相关基因突变的发现，除增加研究者对AML分子生物学特征的认识外，还为寻找AML靶向治疗药物提供了新的线索。除基因突变外，以微小残留白血病为代表的治疗后评价指标亦被广泛研究。未来综合基因组学、RNA组学、蛋白组学及其他分子生物学研究成果，有望阐明与AML发生、发展及预后有关的更为详细分子生物学机制，以及建立更为全面、完整的AML预后分层体系。
无
