综述
幼年型粒单核细胞白血病的研究进展
国际输血及血液学杂志, 2017,40(5) : 418-421. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-419X.2017.05.009
摘要

幼年型粒单核细胞白血病(JMML)是一种特发于婴幼儿时期罕见的造血系统恶性疾病,以骨髓祖代细胞对粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)高度敏感和RAS/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路的病理性活化为特征。近年来,关于JMML的发病机制、诊断及治疗方面的研究均取得较大的进展。笔者拟就JMML的基因诊断学、表观遗传学、治疗及预后的研究进展进行综述。

引用本文: 林宇辰, 彭智勇, 杨秀玲, 等.  幼年型粒单核细胞白血病的研究进展 [J] . 国际输血及血液学杂志, 2017, 40(5) : 418-421. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-419X.2017.05.009.
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幼年型粒单核细胞白血病(juvenile myelomonocytic leukemia,JMML)是一种特发于婴幼儿时期罕见的造血系统恶性疾病,根据世界卫生组织(World Health Orgnization,WHO)2016髓细胞性肿瘤及白血病诊断标准[1] ,JMML属于骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes, MDS)/骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative,MPN)的亚类型。目前,JMML发病率约为1.2×10-6,其发病数约占儿童恶性血液肿瘤发病总数的2%~3%;JMML中位发病年龄为2岁,男、女患者性别比为(2~3)∶1[2]。JMML以骨髓祖代细胞对粒-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)高度敏感和RAS/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路的病理性活化为特征。粒-单核细胞的过度增殖浸润组织器官,是引起JMML相关临床症状的主要原因,而该原因导致的单个或多脏器功能衰竭是JMML的主要死亡原因[3]。近年来JMML的相关研究,尤其是JMML分子及基因水平的研究,取得较大进展,笔者根据近年来JMML相关研究成果,就JMML的分子学及基因学研究进展、诊断标准更新、治疗、预后等方面进行综述如下。

1 幼年型粒单核细胞白血病的基因诊断学研究进展

JMML的基因诊断极为重要。超过90%的JMML患儿存在蛋白酪氨酸磷酸酶,非受体型(protein tyrosine phosphatase, non-receptor type,PTPN)11,KRAS,NRAS,CBL (Casitas B-lineage lymphoma)或Ⅰ型神经纤维瘤(type 1 neurofibromatosis,NF-1)基因体系或种系突变,其中约35%的JMML患儿为PTPN11基因体系突变,20%~25%患儿为NRAS或KRAS基因体系突变,约11%患儿存在NF-1表现或携带NF-1基因突变,另外约10%~15%患儿携带CBL基因突变,部分基因突变类型与NF-1、Noonan综合征、Legius综合征患儿的基因突变重叠,而这些基因与RAS/MAPK信号通路关系密切[1]。JMML也可以由RAS信号通路活化异常的其他疾病进展而来,包括Noonan综合征、NF-1及CBL综合征[3,4]。大部分JMML患儿染色体核型正常,约25%的JMML患儿存在7号染色体单体,并且更多见于合并KRAS基因突变者[2],10%患儿存在其他染色体核型异常。Gandre-Babbe等[5]从PTPN11基因体系突变的JMML患儿的肿瘤细胞中培育出诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC),由JMML iPSC分化生成的髓细胞增殖能力明显增高,可被GM-CSF和高磷酸化的信号传导因子及转录激活子(signal transducer and activator of transcription,STAT)5组合性激活。使用药物(PD0325901)抑制JMML iPSC上的RAS-Raf-细胞外信号调节激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase,MEK)-MAPK/ERK信号通路上的丝裂原活化的MEK后,可减少其对于GM-CSF的高敏感性。于部分患儿,在对GM-CSF的高敏感反应过程中,借助磷酸特异化流式细胞术可以观测到CD33/CD34或CD33CD14CD38low细胞STAT5的过磷酸化[6]。根据WHO更新的JMML诊断标准[1],STAT5的过磷酸化作为新加入的诊断标准,与血红蛋白(hemoglobin,Hb)F高于同年龄人正常参考值、对GM-CSF的高敏感性和染色体核型异常并列,共同用于协助诊断少数未发现基因改变的JMML患儿。

2 幼年型粒单核细胞白血病的表观遗传学研究进展

表观遗传学的改变,尤其是CpG岛的DNA异常甲基化,在JMML的疾病进展、临床表现、预后评估中有重要意义。Olk-Batz等[7]和Sakaguchi等[8]研究结果均显示,部分DNA甲基化水平在与临床不良预后因素相关的同时,可以独立于其他危险因素作为JMML预后评估指标;伴BMP4、CALCA、CDKN2B及RARB基因过甲基化的JMML患儿,无论是否接受造血干细胞移植(hematopoietic stem cells transplantation,HSCT)治疗,其预后均较差;过甲基化的JMML患儿,接受HSCT后5年总体生存(overall survival,OS)率与未接受HSCT者比较显著降低,其HSCT后5年累计复发率显著增高,并且HSCT不能改善JMML预后;部分患儿复发时甲基化水平较未复发时更高。Poetsch等[9]研究发现,RASA4 isoform 2定位于7号染色体并且编码三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate, GTP)酶活化蛋白,51%(64/125)的JMML患儿中可见RASA4 isoform 2过甲基化,并且其过甲基化与JMML患儿的确诊年龄大、高HbF水平及PTPN11基因突变相关,并且该类患儿预后较差、HSCT后复发风险较高;在复发的JMML患儿中,RASA4 isoform 2甲基化水平进一步增高。Wilhelm等[10]研究发现,RAS信号通路下游蛋白激酶A型激酶锚定蛋白(A-kinase anchor proteins,AKAP) 12在JMML患儿中呈不同程度的过甲基化,AKAP12基因表达水平下调,这与JMML患儿确诊年龄大、高HbF水平及HSCT后复发风险增高也相关;伴PTPN11基因突变的JMML患儿的AKAP12甲基化水平较伴CBL或KRAS基因突变者高;HSCT后复发的JMML患儿的AKAP12甲基化水平较其复发前增高,并在复发时达到最高值。Fluhr等[11]研究结果也显示,CREBBP基因过甲基化与JMML患儿确诊年龄大、高HbF水平均有相关关系。从而认为CREBBP基因过甲基化时提示JMML患儿不良预后。上述研究结果均证明,DNA过甲基化对JMML有重要意义,可提示其预后不良。

3 幼年型粒单核细胞白血病治疗的研究进展
3.1 造血干细胞移植

HSCT是目前治愈JMML唯一有效的方法[12,13],而复发是HSCT失败的主要原因。HSCT后JMML的复发率为33%~35%[13,14,15]。非人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)全相合供者HSCT后植入失败可能性较大,对于接受该类供者的HSCT,应加强对JMML受者的预处理强度[16]。对于伴NF-1基因突变、PTPN11或KRAS基因体系突变,以及大部分NRAS基因体系突变的JMML患儿,建议尽早进行HSCT治疗[2,17,18];由于部分NRAS基因体系突变或CBL基因种系突变的JMML患儿有自发缓解趋势,对于该类患儿,应采取以临床观察或非高强度化疗为主的治疗方案;对于由努南综合征进展而来的JMML患儿(伴PTPN11、NRAS、KRAS基因种系突变),建议采用以临床观察或非高强度化疗为主的治疗方案,但当JMML发生进展,则有必要进行HSCT[2]

由于JMML患儿起病年龄通常较小,因此,脐血可作为其进行HSCT的移植物选择之一。既往研究结果显示,接受无关HLA供者脐血造血干细胞移植(cord blood transplantation,CBT)的JMML患儿与接受HLA全相合供者CBT者比较,预后无显著差异[15]。但是,Locatelli等[14]对接受HLA不全相合CBT的110例JMML患儿的研究结果显示,其CBT后5年无病生存(disease free survival,DFS)率为44%,接受仅0~1个HLA位点不相合CBT的JMML患儿预后更佳(HR=0.4,P=0.009)。Yabe等[16]对30例接受CBT的JMML患儿的研究结果显示,HLA全相合CBT患儿的无事件生存(event free survival,EFS)率为70.6%,显著优于HLA不全相合者(28.8%);5例(16.7%)植入失败的JMML患儿均接受HLA不相合的CBT治疗。上述结果提示,接受HLA全相合CBT的JMML患儿治疗效果和预后较好。

3.2 预处理

有研究结果显示,接受以白消安为基础的清髓性预处理患儿的移植物抗白血病(graft versus leukemia,GVL)效应,优于接受全身照射者[19]。Locatelli等[19]使用白消安、环磷酰胺和美法仑作为CBT预处理方案,结果显示,其5年DFS率为44%(n=110)。日本一项对接受白消安、氟达拉滨和美法仑作为预处理方案的30例JMML患儿的研究结果显示,其移植后缓解比例超过50%[16]。上述研究结果提示,白消安、环磷酰胺和美法仑等CBT预处理方案不含细胞周期特异性药物,可避免部分未进入细胞周期的休眠异常造血干细胞植入,提高JMML患儿CBT后的GVL效应及缓解率,改善患儿预后。此外,抗胸腺免疫球蛋白(anti-thymocyte globulin,ATG)虽然在理论上会降低JMML患儿CBT后的GVL效应,但目前研究结果显示,ATG的使用并未增加JMML患儿CBT的复发机会,反而可以减少移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)等CBT相关并发症[14]

3.3 移植前化疗

迄今为止,除HSCT外,化疗等其他治疗方法对于JMML的临床意义有限。目前,JMML的移植前化疗尚无统一标准。研究结果显示,6-巯基嘌呤或小剂量阿糖胞苷治疗JMML,可减小肿瘤负荷、缓解脾大症状,但该治疗效果维持时间较为短暂[2,17] 。Matsuda等[20]研究发现,接受1~14个月的6-巯基嘌呤治疗的JMML患儿,其染色体核型改变比例较治疗前增高,提示使用6-巯基嘌呤可能会导致疾病进展。对于已进入急性转化期或者肺部浸润并危及生命的JMML患儿,可尝试使用氟达拉滨联合大剂量阿糖胞苷的挽救治疗方案[2]

3.4 移植前去甲基化药物治疗

去甲基化药物虽不能治愈JMML,但是可作为JMML患儿接受HSCT前的桥接治疗,可能改善其移植预后[2]。国外有学者尝试使用甲基化转移酶抑制剂阿扎胞苷(azacitidine)作为JMML移植前的桥接治疗和对复发病例的治疗[21],该研究纳入的12例JMML患儿中,3例(3/12)接受移植前阿扎胞苷桥接治疗患儿的血常规、脾体积均恢复至完全缓解状态,并伴有异常体系突变基因(KRAS和PTPN11基因突变)和异常染色体核型(7号染色体异常)转阴,5例(5/12)患儿达到临床部分缓解,3例(3/12)移植后复发患儿接受阿扎胞苷治疗后疾病进展得到控制,并达到临床部分缓解标准[22]。国内李春富团队尝试使用氮杂胞苷衍生物脱氧杂氮胞苷,即地西他滨,作为JMML移植前桥接治疗的临床研究亦在进行中。

3.5 移植前其他治疗

目前已有研究明确提出移植时脾体积和移植前是否进行脾切除,与JMML患儿移植后复发率和生存率无明显相关关系[15,19,22],因此,不建议对JMML患儿进行脾切除治疗。其他药物治疗主要为法尼基转移酶抑制剂及MEK抑制剂。法尼基转移酶抑制剂的代表药物为替匹法尼(tipifarnib)。Stieglitz等[23]对85例JMML患儿采用替匹法尼作为移植前窗口期治疗的临床试验结果显示,替匹法尼并未改善JMML患儿的移植后复发率及长期生存期。MEK抑制剂(PD0325901)尚未进入临床试验阶段,但体外试验结果显示,MEK抑制剂可减少JMML iPSC对于GM-CSF的高度敏感性[5]。Chang等[24]建立JMML小鼠模型的研究结果显示,MEK抑制剂可矫正骨髓祖细胞的异常增殖分化、诱导快速而持续的减低白细胞数量、提高红细胞生成及延长JMML小鼠寿命。然而,法尼基转移酶抑制剂、MEK抑制剂是否可以改善JMML患儿的预后,尚需更大规模临床研究的尝试和证实。

4 幼年型粒单核细胞白血病预后的研究进展

JMML患儿预后差异较大,约1/3的JMML患儿病情进展迅速,可能预后不佳[17,25,26]。起病年龄、血小板计数、HbF比例、原始细胞比例是判断JMML预后的重要评估指标[13,27,28],可影响JMML患儿的长期生存期及HSCT后复发率等。部分基因突变或表观遗传学的改变可以独立影响或与其他因素共同影响JMML患儿的预后[13,14,16,29,30,31]。这些发生于已知的肿瘤基因或抑癌基因的分子学改变,可影响RAS信号通路异常活化程度,并影响相关信号通路、转录因子、表观遗传学调控方式及剪接体复合物发生改变,上述影响可能与JMML的疾病进展及预后具有显著相关关系。影响JMML预后的高危因素及其判断标准,见表1。其中,伴随≥2个基因突变的JMML患儿较不伴或仅伴有1个基因突变者预后更差[17];部分存在NRAS基因体系突变或CBL基因种系突变的JMML患儿预后较好,其在未接受治疗的情况下,可以获得血液学症状的自发性缓解[25,26]

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表1

影响幼早型粒单核细胞白血病预后的高危因素及其判断标准

表1

影响幼早型粒单核细胞白血病预后的高危因素及其判断标准

高危因素判断标准
年龄确诊时年龄>2岁[13,27]
血小板计数确诊时血小板计数<33×109/L[27]
HbF>10%[27]
骨髓原始细胞比例>20%[28]
染色体核型7号染色体单体或复杂核型[14]
发生基因突变的基因PTPN11[13,16]、SETBP1[29]、JAK3[30]、SH2B3[31]、EZH2、DNMT3A、ASXL1、GATA2、RUNX1、ZRSR2[31,32]
发生异常DNA甲基化的基因BMP4, CALCA, CDKN2B, RARB,RASAisoform 2, AKAP12, CREBBP

注:Hb为血红蛋白

5 展望

JMML作为婴幼儿特有的罕见血液系统恶性疾病,具有病情进展迅速、患儿预后不佳的临床特点。早期诊断并尽早行HSCT治疗,仍是目前大部分JMML患儿的最优选择。但是,是否所有JMML患儿均适合行HSCT治疗及不同移植前桥接药物治疗方案和预处理方案对于JMML患儿预后的影响,仍需大样本量、多中心的临床试验进一步证实。

利益冲突
利益冲突

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