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急性淋巴细胞白血病(ALL)是前体淋巴细胞发生克隆性异常增殖所致的恶性疾病,近年来,随着分子生物学基因组测序技术的进步,在儿童和成人ALL患者中发现了一个高危的B-ALL亚型,其基因表达谱与Ph染色体阳性ALL(Ph+ALL)患者相似,但无Ph染色体异常或BCR-ABL融合基因,此亚型的临床预后差,异质性很大。从而提出了Ph染色体样ALL(Philadelphia chromosome -like ALL, Ph样ALL)亚型的概念。本文就近年来Ph样ALL的研究进展作一综述。
2009年Mullighan等[1]和Den等[2]首次报道了B-ALL中的一个新亚型,其基因表达谱与Ph+ALL高度相似,通常伴有淋巴转录因子基因异常(常见IKZF1缺失或突变、PAX5、EBF1基因突变等),这种类型的患者预后不良,称为Ph样或BCR-ABL样ALL,具有造血干细胞基因表达增加和B细胞谱系基因表达减少的特征。其通常缺乏B-ALL的典型基因改变和遗传学异常,如BCR-ABL、ETV6-RUNX1、TCF3-PBX1、MLL重排和超二倍体等[2]。
Ph样ALL具有多种活化激酶和细胞因子受体的基因改变,其遗传学异常主要分为两类:①ABL基因异常,包括ABL1、ABL2、CSF1R和PDGFRB基因;②JAK-STAT信号通路异常,包括CRLF2、JAK2及EPOR。除上述主要基因改变外,还有活化其他激酶的基因改变,包括BLNK、DGKH、FGFR1、IL2RB、LYN、NTRK3、PDGFRA、PTK2B、TYK2及RAS信号通路相关基因异常。这些基因异常可引起细胞因子受体或酪氨酸激酶信号的激活,使下游底物磷酸化,影响JAK-STAT、PI3K/mTOR、MAPK/ERK、RAS等多种信号通路,导致细胞异常存活、增殖和分化[3]。
ABL家族相关融合基因主要涉及ABL1、ABL2、CSF1R和PDGFRB基因,见于约14%的儿童Ph样ALL患者和9%~10%的成人Ph样ALL患者[4,5]。ABL家族相关融合蛋白的结构与功能均与BCR-ABL融合蛋白类似(表1),可使酪氨酸激酶异常活化,导致细胞持续增殖[6]。
| 激酶 | 伙伴基因 | 酪氨酸激酶抑制剂 |
|---|---|---|
| ABL1 | CENPC、ETV6、FOXP1、LSM14A、NUP153、NUP214、RANBP2、RCSD1、SFPQ、SNX1、SNX2、SPTNA1、ZMIZ1 | 伊马替尼、达沙替尼 |
| ABL2 | PAG1、RCSD1、ZC3HAV1 | 伊马替尼、达沙替尼 |
| CSF1R | MEF2D、SSBP2、TBL1XR1 | 伊马替尼、达沙替尼 |
| PDGFRA | FIP1L1 | 伊马替尼、达沙替尼 |
| PDGFRB | ATF7IP、EBF1、ETV6 SNX29、SSBP2、TNIP1、ZEB2、ZMYND8 | 伊马替尼、达沙替尼 |
| CRLF2 | IGH、P2RY8、CSF2RA | JAK2抑制剂鲁索利替尼 |
| JAK2 | PAX5、ETV6、ATF7IP、BCR、EBF1、PPFIBP1、SSBP2、STRN3、TERF2、TPR、GOLGA5、HMBOX1、OFD1、PCM1、RFX3、SMU1、SNX29、ZBTB46、ZNF274、ZNF340、USP25 | JAK2抑制剂鲁索利替尼 |
| EPOR | IGH、IGK、LAIR1、THADA | JAK2抑制剂鲁索利替尼 |
细胞因子受体样因子2 (cytokine receptor-like factor 2,CRLF2)与白细胞介素7受体α(interleukin-7 receptor-α,IL7R-α)结合后生成胸腺基质淋巴细胞生成素受体(heterodimeric thymic stromal lymphopoietin receptor,TSLPR),启动下游的JAK-STAT信号通路,参与早期B细胞的发育[9]。CRLF2基因位于性染色体Xp22/Yp11上,约50%的Ph样ALL患者存在CRLF2重排,导致细胞表面CRLF2高表达,刺激前B淋巴细胞增殖[10]。CRLF2重排包括:①易位:常见的CRLF2易位是上游的局灶性缺失与R2RY8基因融合,形成P2RY8-CRLF2,或由位于14q32的免疫球蛋白重链IGH基因易位,形成IGH-CRLF2。Yano等[11]也报道了CRLF2与另一PAR1基因CSF2RA形成CSF2RA-CRLF2融合基因。②点突变:CRLF2 F232C(半胱氨酸替换第232个氨基酸苯丙氨酸)也有报道[12]。约50%的CRLF2重排伴随JAK1或JAK2突变,最常见的是JAK2 R683G(甘氨酸替换第683个氨基酸精氨酸)[12,13,14]。CRLF2过表达及JAK2突变引起下游JAK-STAT信号通路持续活化。
CRLF2重排和JAK2/JAK1突变也常见于唐氏综合征B-ALL(Down syndrome-associated B-ALL,DS-ALL)患儿中,30%~50%的DS-ALL患儿存在CRLF2重排,而非唐氏综合征的ALL患者中仅有5%~10%存在CRLF2重排[13,14]。
JAK2基因位于9p24,编码的蛋白是一种非受体胞质蛋白酪氨酸激酶,在羧基端的同源结构域1(JAK homology domain,JH1)有酪氨酸激酶活性,JH2为类激酶(也称假激酶)结构域,无激酶活性,但对保持JH1激酶活性是必需的。JAK2相关融合基因通常保留了JAK2基因的激酶结构域,破坏了假激酶结构域,解除其对前者的抑制作用,使JAK2持续活化,JAK-STAT信号通路异常激活,导致细胞恶性增殖[6, 15]。在Ph样ALL中,约20%的患者存在JAK2相关融合基因,有研究表明,JAK2融合基因更常见于年轻成人,并且伴有JAK2融合基因/EPOR重排的患者较其他Ph样ALL患者预后更差[6,7]。目前已报道了21种伙伴基因可与JAK2形成融合蛋白(表1)。
红细胞生成素受体(EPOR)基因重排主要涉及4个伙伴基因,即IGH、IGK、LAIP1和THADA,形成相应的融合蛋白[4, 16]。EPOR重排使失去负调控域的短截EPOR过表达,导致JAK-STAT信号通路异常激活。
除上述主要基因异常外,在少数患者中存在SH2B3缺失、IL7R插入或缺失及TSLP、TYK2、IL2RB、FLT3突变等。SH2B3基因编码的蛋白LNK是JAK2通路的负调节因子,SH2B3基因缺失可解除其对JAK活化的抑制作用而影响JAK-STAT通路[6]。上述改变均可影响JAK-STAT通路,故治疗方面对JAK抑制剂敏感[7]。
个别报道提示在Ph样ALL中存在一些少见的相关激酶融合基因,包括NTRK3、BLNK、DGKH、FGFR1、IL2RB、LYN、PTK2B、TYK2和RAS通路相关基因[4,5,7]。目前这些罕见的融合基因的功能暂不清楚,其中ETV6-NTRK3也可见于婴儿纤维肉瘤与分泌性乳腺癌[17,18],目前针对该靶点的TRK抑制剂正在进行临床试验(NCT02576431),在伴有TRK融合基因的成人和儿童实体肿瘤中有很好的应用前景[19]。RAS通路基因突变包括NRAS、KRAS、PTPN11和NF1突变[7],有小部分Ph样ALL患者只存在RAS通路突变,也可见RAS通路突变与CRLF2过表达同时出现,伴或不伴JAK突变[7,20]。
淋系转录因子基因主要包括IKZF1、PAX5、EBF1[21]。IKZF1(Ikaros family zinc finger 1)基因位于染色体7p12.2,其编码的蛋白IKAROS属锌指蛋白家族成员,是一个肿瘤抑制因子。50%~70%的Ph+ALL和Ph样ALL患者中存在IKZF1基因异常[22]。常见的基因异常有:①缺失:IKZF1基因的外显子4~6缺失,使其表达产物IK6蛋白丢失全部N端锌指结构,DNA结合能力减弱;②移码和错义突变:G158S(丝氨酸替换第158个氨基酸甘氨酸),导致IKROS剂量不足或产生突变型IKROS,使B细胞发育停滞,增强激酶依赖的细胞增殖和更新[23]。PAX5和EBF1基因是早期B细胞发育所需的转录因子,与激酶基因如JAK2、PDGFRB形成融合基因,阻碍细胞分化,促进细胞增殖[24]。
GATA3蛋白是一种具有两个GATA序列结合相关的高度保守的锌指结构的转录因子,全基因组关联分析研究(Genome-wide association studies, GWAS)表明,在具有特定GATA 3多态性的人群中,出现Ph样ALL的风险高,并且存在CRLF2基因重排者其风险更高[25,26]。
Ph样ALL通常具有以下临床特征:①不同年龄段的发病率不同:儿童、青少年、年轻成人、成人和老年人的发病率分别为10%~15%、21%、27.9%、20.4%和24%[5];②不同年龄段的基因表达谱不同(图1),JAK2融合基因、EPOR重排、CRLF2重排中的IGH-CRLF2更常见于成人;③初诊时白细胞计数高,多>100×109/L;④早期治疗反应不佳,诱导治疗结束后微小残留病(MRD)水平较非Ph样ALL患者高;⑤预后差,如成人Ph样ALL患者5年无事件生存(EFS)率明显低于非Ph样ALL(22.5%对49.3%,P<0.01)[5],复发率高。5年总生存(OS)率随年龄增长逐渐下降,儿童、青少年、年轻成人的5年OS率分别为58%、41%、24%[27]。
Ph样ALL目前尚无统一的诊断标准,主要是基于基因表达谱分析,各研究机构的诊断方法也不尽一致。美国儿童肿瘤协作组(Children’s Oncology Group,COG)利用低密度基因表达芯片(low density microarray cards,LDA)对新诊断的高危B-ALL患者进行筛查,然后再利用RT-PCR、免疫荧光检测(FISH)、DNA测序等方法对Ph样ALL相关基因异常进行进一步检测[4]。St. Jude儿童研究医院(SJCRH)利用二代测序技术对新诊断的ALL患者进行Ph样ALL的筛查。Yap等[28]针对一些常见的靶向融合转录子做RNA测序(RNAseq)有效检测到Ph样ALL众多异常基因。目前多数临床研究中心则针对化疗效果差和早期复发的B-ALL患者进行Ph样ALL相关重排基因检测,这也是一种可行的策略。Herold等[29]提出了一个诊断Ph样ALL的流程图(图2),对B-ALL患者筛查MLL重排、BCR-ABL1、ETV6-RUNX1、TCR3-PBX1,如有阳性结果,诊断为非Ph样ALL;若无上述基因异常,但存在JAK2突变、IGH-CRLF2者,可诊断Ph样ALL。若仍不能明确诊断,需考虑非Ph样ALL或存在其他基因异常的Ph样ALL,进一步检测Ph样ALL相关其他基因异常。
目前对Ph样ALL的诊断方法有以下几种可供选择[30]:①分析基因表达谱(GEP)特点,是否与BCR-ABL相似,但其依赖于基因芯片的选择,导致分析结果不一致,使其临床应用受限;②LDA,选择Ph样ALL的常见特殊基因表达谱,设计出低密度基因表达芯片,对高危B-ALL患者进行初始筛查,然后再进行相关激酶和细胞因子受体基因检测;③染色体核型、FISH等检测重排基因;④利用流式细胞术分析相关下游分子磷酸化水平,预测酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的治疗反应;⑤二代测序,能完整测出基因突变,但价格昂贵,对检测技术水平要求高,目前很难在临床推广应用。
传统化疗对所有年龄段Ph样ALL的疗效比非Ph样ALL都差,MRD持续阳性者多见,复发率高。成人Ph样ALL患者5年EFS率明显低于非Ph样ALL,5年OS率随年龄增长逐渐下降[5,27]。与其他B-ALL一样,Ph样ALL患者尽早到达MRD阴性对预后是至关重要的,由于预后不好,一旦达到完全缓解,异基因造血干细胞移植应作为后续治疗的首选[31]。
除了传统化疗外,TKI联合化疗显著改善Ph+ ALL患者预后,提示基于Ph样ALL分子遗传学异常的精准靶向治疗具有良好的研究前景。在Ph样ALL的诊断中明确异常活化的激酶信号通路有助于靶向药物的选择。约91%的Ph样ALL存在激酶活化异常[7],主要为ABL、JAK激酶通路基因异常,可作为研发激酶抑制剂的潜在靶点。研究表明,存在ABL1、ABL2、CSF1R、PDGFRB重排者,对ABL抑制剂伊马替尼、达沙替尼敏感。JAK抑制剂鲁索利替尼(Ruxolitinib)能够有效抑制JAK-STAT通路的异常活化;ETV6-NTRK3融合基因对ALK抑制剂克里唑替尼(Crizotinib)敏感[6,7,32]。TKI治疗Ph样ALL的有效性及安全性仍需进一步研究,目前有些临床研究正在进行中(表2)。COG目前正在进行两项研究,分别为针对存在ABL激酶通路和CRLF2/JAK通路异常的新诊断的Ph样ALL,使用达沙替尼和鲁索利替尼治疗的疗效和安全性研究。虽然TKI治疗Ph样ALL有良好前景,但仍存在耐药和复发可能。在TKI耐药的研究中发现,维甲酸可改善TKI的耐药并可增强TKI的活性[22],但能否进一步应用于临床仍需研究。

酪氨激酶抑制剂(TKI)治疗Ph样急性淋巴细胞白血病的临床研究
酪氨激酶抑制剂(TKI)治疗Ph样急性淋巴细胞白血病的临床研究
| 靶点 | TKI | 疾病阶段 | 年龄(岁) | 临床试验 |
|---|---|---|---|---|
| ABL家族 | 伊马替尼/达沙替尼 | 新诊断 | <18 | ChiCTR-IPR-14005706(CCCG-ALL-2015) |
| ABL家族 | 达沙替尼 | 复发 | ≥10 | NCT02420717 (MDACC) |
| ABL家族 | 达沙替尼 | 新诊断 | 1~18 | NCT03117751 (SJCRH Total XVII) |
| ABL家族 | 达沙替尼 | 新诊断 | 1~30 | NCT01406756 (COG AALL1131) |
| CRLF2/JAK通路 | 鲁索利替尼 | 新诊断 | 1~21 | NCT02723994 (COG AALL1521) |
| CRLF2/JAK通路 | 鲁索利替尼 | 新诊断 | 1~18 | NCT03117751 (SJCRH Total XVII) |
| CRLF2/JAK通路 | 鲁索利替尼 | 新诊断 | ≥10 | NCT02420717 (MDACC) |
Ph样ALL中除了上述常见的信号通路异常外,还有PI3K/mTOR、BCL2、RAS信号通路异常激活,针对这些通路的抑制剂正在研究中。尽管不能直接抑制RAS基因,但其下游分子丝裂原细胞外激酶(mitogen extracellular kinase,MEK)抑制剂,如曲美替尼(trametinib)和司美替尼(selumetinib)已被批准应用。曲美替尼已应用于BRAF突变型黑色素瘤,COG ADVL1521正在进行Ⅱ期临床试验,研究曲美替尼治疗Ras/MAPK通路异常导致的罕见儿童骨髓增殖性肿瘤、青少年粒-单核细胞白血病的疗效及安全性。Tasian等[33]发现PI3K/mTOR抑制剂gedatolisib联合达沙替尼或鲁索利替尼的疗效优于单药治疗,更大程度抑制白血病细胞增殖。
对于复发难治或MRD持续阳性的患者,除了激酶抑制剂外,还可考虑CD3-CD19双抗、CD22单克隆抗体、CAR-T等免疫治疗。上述免疫疗法对于复发难治患者,明显优于标准化疗[34,35,36,37]。虽然上述研究中,没有明确分组针对Ph样ALL,但因为CD19、CD22表达于包括Ph样ALL在内的大多数早期B细胞ALL患者白血病细胞中[38],这些研究中存在Ph样ALL。免疫治疗对于Ph样ALL的疗效仍需进一步的临床研究。
Ph样ALL是一种具有独特基因表达谱的B-ALL,通常标准化疗下预后很差。大部分Ph样ALL存在激酶通路异常活化,对这些信号通路的深入研究将会为靶向治疗提供新靶点。由于Ph样ALL的基因改变类型繁多,难以针对每种异常基因进行随机对照研究。Ph样ALL目前尚无统一诊断标准,如何高效、低价地诊断Ph样ALL仍是需要探索的问题。同时,随着TKI更广泛应用于Ph样ALL治疗,激酶结构域可能发生突变而耐药,因此对TKI耐药机制的研究同样重要。在靶向药物治疗过程中联合多种靶向药物治疗的疗效是否优于单药治疗,异基因造血干细胞移植、免疫治疗等能否改善Ph样ALL患者的预后也需进一步研究。随着研究的深入,该群高危B-ALL患者的预后能够得到进一步改善。
























