
TP53基因作为一个重要的抑癌基因,一直是肿瘤分子生物学领域的研究热点。TP53基因突变/缺失已经应用于慢性淋巴细胞白血病的常规评估。近年来多项研究结果表明,TP53基因突变/缺失在髓系肿瘤中,亦提示疾病预后不良。伴有TP53基因突变/缺失的髓系肿瘤患者对去甲基化药物,例如地西他滨、阿扎胞苷反应良好,而针对TP53基因突变/缺失的一些新型药物,例如半乳凝素抑制剂GCS-100、BH3类似物,则尚处于临床试验研究阶段。为了更深入地了解TP53基因在髓系肿瘤预后中的意义,进一步阐述其作为治疗靶点的潜在可能,笔者拟就TP53基因突变/缺失与髓系肿瘤预后的关系,评估预后的相关分子机制,以及治疗研究进展进行综述。
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TP53(tumor suppressor gene P53)作为最重要的抑癌基因之一,在细胞周期阻滞、细胞衰老、凋亡、分化及代谢过程中起着重要的作用,超过50%的人类肿瘤存在TP53基因改变[1]。TP53基因突变/缺失与髓系肿瘤的发生、发展、疾病的准确诊断、危险分层密切相关,并且TP53基因突变/缺失通常提示髓系肿瘤患者预后不良。最新研究结果显示,急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia,AML)与骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)患者的TP53基因突变/缺失与17p异常、单倍体与复杂细胞遗传学等高危核型相关,同时上述分子及细胞遗传学改变提示疾病的快速进展,并且对常规治疗的抵抗[2]。越来越多的研究者对TP53基因突变/缺失的分子机制与信号通路进行研究,试图从分子水平阐释TP53基因突变/缺失与髓系肿瘤之间的关系,寻找潜在的治疗靶点,以期改善疾病预后。为了更深入地了解TP53基因在髓系肿瘤中的预后意义,进一步阐述其作为治疗靶点的潜在可能,笔者拟就近年有关TP53基因突变/缺失与髓系肿瘤预后的关系,评估预后相关分子机制及治疗的关系进行综述如下。
TP53基因位于17号染色体短臂(17p13.1),编码产物为有"基因组守护者"之称的转录因子P53蛋白[3],其抑癌作用可被多种细胞应激反应,例如癌基因表达、DNA损伤、缺氧等激活,并且诱导相应细胞作出适当应答阻止癌症发生[4]。单纯染色体缺失17p13.1(该基因组区包含TP53基因)与多种肿瘤疾病发生、化疗药物的耐药及患者不良预后密切相关[1]。大部分TP53基因突变(70%~80%)是由单个核苷酸残基发生替换而导致的错义突变,导致相应氨基酸残基,特别是精氨酸残基的改变,可以引起TP53基因活性发生显著变化。突变型P53蛋白不但失去了野生型P53蛋白的抑癌功能,而且还获得了一系列类似于癌基因表达产物的功能,从而增强了肿瘤细胞的活动、侵袭与转移能力,促进了肿瘤的发生、发展[5]。
髓系肿瘤是起源于髓系干/祖细胞的克隆性造血系统疾病[6]。最近研究结果提示,在髓系肿瘤中,TP53基因突变/缺失为关键的不良预后因子,与伴有单倍体核型和(或)复杂核型的患者相比,临床转归更差[7,8,9]。对于髓系肿瘤发展、预后的影响,TP53基因突变与缺失既相互联系,又有所不同。既往研究认为,TP53基因突变发生在染色体17p大片段缺失之前,TP53基因突变伴有染色体17p大片段缺失所造成的双重打击,促进了髓系肿瘤的发生与疾病的快速进展。Liu等[10]通过基因工程技术构建了条件性敲除小鼠染色体11B3的新型小鼠模型,发现不伴有TP53基因突变,仅染色体17p大片段缺失亦可以导致髓系肿瘤的发生,并且伴有染色体17p大片段缺失的髓系肿瘤比仅伴有单个TP53基因缺失者恶性程度更高,这是由于染色体17p大片段缺失,亦造成其他抑癌基因,例如Eif5a与Alox15b基因缺失。在各种髓系肿瘤中,TP53基因突变/缺失亦各有特点。Stengel等[11]对3 307例髓系肿瘤患者进行了分析,研究结果显示,与不伴有TP53基因突变/缺失的AML患者相比,伴有TP53基因突变/缺失者生存期显著缩短(36个月比9个月),并且差异有统计学意义(P<0.001);与不伴有TP53基因突变/缺失的MDS患者相比,伴有TP53基因突变/缺失者生存期亦显著缩短(65个月比19个月),并且差异亦有统计学意义(P<0.001);而TP53基因缺失仅影响MDS患者的生存期(65个月比24个月,P=0.011),对AML患者生存期则无影响(P>0.05)。TP53基因突变/缺失亦与髓系肿瘤对化疗药物(来那度胺)的耐药性密切相关。因此,单独评估TP53基因突变/缺失对不同髓系肿瘤的临床影响是很有意义的[12]。
最新研究结果均表明,TP53基因突变/缺失提示AML患者预后不良。Kadia等[13]对初治AML患者接受治疗后的预后进行回顾性分析,发现初治AML患者中,TP53基因突变率达18%,高于之前文献报道的5%~10%;伴有TP53基因突变AML患者的临床转归较差,并且临床转归与患者的年龄及接受的治疗方案无关;该研究亦总结了TP53基因突变的共存模式,例如存在TP53基因突变的AML通常伴随Fms样酪氨酸激酶(Fms-like tyrosine kinase,FLT)3, RAS,核仁磷酸蛋白(nucleophosmin,NPM)1与Runt相关转录因子(Runt-related transcription factor,RUNX)1基因突变的低表达。TP53基因突变/缺失为伴有复杂核型的AML患者中最常见的分子遗传学变异,预示伴有复杂核型AML患者对常规化疗的耐药与不良预后。Rücker等[7]对234例伴有复杂核型AML患者的筛查结果显示,70%伴有复杂核型AML患者(164/234)存在TP53基因突变/缺失,该类AML患者较不伴有TP53基因突变/缺失者的基因组复杂性程度更高,特定基因拷贝数改变(-5/5q-、-7/7q-、-16/16q-)频率亦更高;与不伴有TP53基因突变/缺失的复杂核型AML患者相比,伴有TP53基因突变/缺失者的完全缓解(complete remission,CR)率(50%比28%),无事件生存(event-free survival,EFS)期(1.94个月比1.12个月),无复发生存期(12.16个月比6.51个月),总体生存(overall survival,OS)期(10.97个月比4.14个月)均显著减低,并且差异均有统计学意义(P<0.005)。TP53基因突变/缺失在特殊AML患者,包括治疗相关急性髓细胞白血病(therapy-related acute myeloid leukemia,t-AML),继发性急性髓细胞白血病(secondary acute myeloid leukemia,sAML)及伴有骨髓增生异常相关改变的急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia with myelodysplasia-related changes,AML-MRC)患者中亦有相关研究。TP53为t-AML患者中最常见的突变基因,其突变率(33.3%)显著高于新发AML患者(12.8%),并且差异有统计学意义(P<0.05)[14]。Wong等[15]分析发现,不同于新发AML患者,t-AML患者伴有更高频率的TP53基因突变与5号或7号染色体异常,并且对化疗药物的反应率显著减低(P<0.000 1)。该研究结果表明,细胞毒性治疗并不直接诱导TP53基因突变,关于TP53基因突变选择性富集于t-AML的机制目前尚未阐明。在sAML中,TP53基因突变是唯一独立的预后不良因素,在AML-MRC中TP53基因突变/缺失同样预示预后不良[16,17]。Tsai等[18]分析年龄>60岁的AML患者基因突变特点发现,与AML年轻患者相比,AML老年患者TP53基因突变率显著增高(4.2%比13%),并且差异有统计学意义(P=0.001);AML老年患者具有与AML年轻患者不同的临床生物学特征及更差的预后。AML作为一种异质性较高的疾病,早期识别最不可能从诱导治疗中受益的AML患者,对于改善该类患者预后意义重大。单倍体核型是目前公认的AML预后不良因素,基于既往细胞遗传学检测的研究结果,75%的单倍体核型AML患者伴有TP53基因突变,疾病诊断时通过筛选TP53基因突变有利于鉴别对化疗耐药的AML老年患者[19]。
文献报道,10%的MDS患者发生TP53基因突变/缺失,其中30%~50%TP53基因缺失的MDS患者伴有复杂核型,TP53基因突变通常与MDS不良预后相关,并且具有较高的白血病转化风险[20]。5q-为MDS中最常见的细胞遗传学异常,有研究结果显示,5q-在MDS中发生频率高(16%,1 869/11 398),其次是MDS/骨髓增生性肿瘤(myeloproliferative neoplasm,MPN)(3%,37/1 107)与MPN(2%,97/6 373),而该研究观察到上述疾病中突变率最高的基因为TP53基因(31%),其次是Janus激酶(Janus kinase,JAK)2基因(23%)与DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DNMT)3A基因(18%)[21]。该研究结果显示,5q-与TP53基因突变密切相关,可能与其他染色体畸变共同作用促进伴有5q-与TP53基因突变MDS患者的疾病进展[21]。在低危MDS患者中也有类似的研究结果,Komrokji等[22]研究发现,在伴有5q-的低危MDS患者中,20%~25%的患者伴有TP53基因突变,并且与不伴有5q-的低危MDS患者相比,伴有5q-者接受来那度胺治疗后,细胞遗传学缓解(cytogenetic remission,CyR)率与OS率均较低。对接受异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)后MDS与MDS/AML患者进行预后评估的结果显示,在接受allo-HSCT的患者中,额外性梳样(additional sex combs-like,ASXL)1,RUNX1与TP53基因体细胞突变为疾病复发与不良预后的独立预测指标;同时与不伴有TP53基因,10~11易位(ten-eleven translocation,TET)2基因及DNMT3A基因突变的MDS患者相比,伴有TP53基因、TET2基因及DNMT3A基因突变者接受allo-HSCT后OS期较短[9,23]。包括TP53在内的基因突变对MDS的预后具有重要意义,将这些体细胞突变整合作为MDS危险分层、预后判断的重要信息,有益于完善MDS国际预后评分系统(international prognostic scoring system, IPSS)。
在涉及MPN白血病转化的基因改变中,较常发生的是TP53基因突变。Koya等[24]利用逆转录病毒将JAK2 V617F基因分别转染到野生型与P53基因缺失型小鼠骨髓细胞中,二者均经历真性红细胞增多阶段,而P53基因缺失型小鼠骨髓细胞最终发展为致死性白血病细胞,野生型骨髓细胞则没有。该研究结果表明,P53基因缺失足以诱导JAK2 V617F呈阳性的MPN发生白血病转化。Lundberg等[25]运用二代测序技术检测了197例MPN患者的体细胞突变及克隆演变,并评估患者的临床转归,研究结果发现TP53基因突变伴有杂合缺失与白血病转化密切相关。TP53基因突变/缺失在MPN中导致疾病进展的机制可能为JAK2 V617F基因通过上调鼠双微基因(murine double minute,MDM)2基因表达水平,从而影响P53蛋白对DNA损伤的修复应答[26]。目前在MDS/MPN患者中,涉及TP53基因突变/缺失的研究相对较少,其预后价值有待进一步研究探索。
TP53基因突变/缺失在复杂核型髓系肿瘤形成中起着重要作用,伴有复杂核型的AML患者中TP53基因突变率约为70%[7]。在细胞周期中,P53蛋白的调节功能主要体现在对G1/S检查点与纺锤体检查点的监测,其完整性保证细胞分裂时染色体均等分配[27]。有研究结果表明,涉及到3、5、17号染色体缺失的复杂核型AML患者有高负荷的P53蛋白功能障碍,并且与患者临床预后不良相关。推测其机制复杂,但是包括未能凋亡非整倍体细胞和(或)基因突变致癌途径,例如MYC激活或P16INK4A失活的共同作用[28]。综上所述,髓系肿瘤中TP53基因突变/缺失与复杂核型通常伴随发生,其可能是非整倍体导致的复杂核型而不是TP53基因突变/缺失本身提示不良预后,究竟何为因、何为果,或是两者共同作用,值得探讨与进一步研究证明。
最近研究发现,P53-微小RNA(microRNA,MiRNA)-34a信号通路在髓系肿瘤发生中具有重要作用[29]。由少于22个核苷酸组成的MiRNA调节增殖细胞中编码蛋白质的mRNA的转录后表达。Rücker等[29]通过分析复杂核型AML患者中P53-MiRNA-34a信号通路的特点,确定MiRNA-34a与MiRNA-100分别是表达水平下调与上调最显著的MiRNA。该研究亦发现,MiRNA-34a连锁基因表达谱,富集属于TP53相关信号通路的基因,并参与细胞周期进程或凋亡。混合谱系白血病(mixed linage leukemia,MLL)重排为AML/MDS中被广泛认识的基因异常,但是MLL扩增却少有研究提及。Tang等[30]对21例伴有MLL扩增的髓系肿瘤患者的研究结果显示,伴有MLL扩增的AML/MDS患者的侵袭性临床进展与高比例复杂核型、TP53基因突变/缺失密切相关。Zhang等[31]报道,伴有RAS基因、TP53基因突变的AML患者OS率较不伴有突变者低;TP53基因缺失协同增强的Nras致癌信号转导,将巨核细胞-红系祖细胞转化为AML起始细胞。
伴有TP53基因突变/缺失在与髓系肿瘤同属血液系统恶性肿瘤的淋巴增殖性肿瘤中已有不少报道,相关靶向治疗亦日趋完善与成熟,新型药物,例如依鲁替尼与B细胞淋巴瘤/白血病(B cell lymphoma/ leukemia,BCL)-2抑制剂已经显示出显著的疗效[32]。越来越多的研究发现,TP53基因突变/缺失在髓系肿瘤的临床预后及治疗选择上亦有独特意义,其规范化治疗方案有望普及。
地西他滨为一种特异性DNA甲基化转移酶抑制剂,可逆转DNA的甲基化过程,激活沉默失活的抑癌基因。Chang等[33]对109例初诊MDS患者的28个突变基因的筛查结果显示,TP53基因突变可以预测初诊MDS患者接受地西他滨治疗后是否达到CR,该研究中66.7%的伴有TP53基因突变初诊MDS患者达到CR。单因素与多因素分析结果显示,TP53基因突变为唯一能够预测初诊MDS患者接受地西他滨治疗后是否达到CR的分子标志物[33]。Welch等[34]研究结果表明,TP53基因突变与髓系肿瘤患者对地西他滨的高度敏感性密切相关。阿扎胞苷与地西他滨作用类似,均属于去甲基化药物,能够延长高危MDS与AML(骨髓原始细胞比例为20%~30%)患者的生存期,是高危MDS与AML治疗的一线治疗药物[35]。最近,一项研究发现,在接受阿扎胞苷治疗的AML与MDS患者中,突变型与野生型TP53基因的患者对该药的反应并无显著差异[36]。Bally等[37]评估了在高危AML与MDS患者中伴有TP53基因突变者对阿扎胞苷治疗的反应率与存活率的影响,发现TP53基因突变不影响高危MDS对阿扎胞苷的反应率,但却是唯一影响患者生存的不良预后因素。鉴于去甲基化药物在治疗MDS与AML中的重要性,去甲基化药物反应的可靠预测对于患者的治疗选择非常重要。已有研究鉴定了可能预测对地西他滨临床反应的生物学标志物,例如DNA甲基化改变[38],DNMT3A,异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)1,IDH2与TET2基因突变[39,40,41],但是对于这些包括TP53基因突变在内的生物学标志物,其预测价值仍存在争议,并且目前没有用于指导地西他滨的规范化个体化治疗方案。
来那度胺被美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于治疗伴有5q-的低危MDS患者,或者中危-1输血依赖或者其他治疗疗效不佳的MDS患者。Komrokji等[22]运用二代基因测序技术检测了55例伴有5q-的MDS患者TP53基因突变情况,结果显示,与不伴有TP53基因突变者相比,伴有TP53基因突变者接受来那度胺后的CyR率较低(50%比0),并且差异有统计学意义(P=0.024)。有研究分析了采用阿扎胞苷联合来那度胺治疗高危MDS/AML患者的疗效结果,研究结果显示伴有严重染色体重排的TP53基因突变患者对治疗无反应,而57%不伴有严重染色体重排的TP53基因突变患者治疗有效,只有当伴随严重染色体重排时,TP53基因突变患者才显示出对治疗的抵抗,这提示基因重排的程度与患者不良预后及对治疗的反应相关,而并非TP53基因突变[42]。
Myhren等[43]设计了一种包含柔红霉素与依米丁的脂质体制剂,用于增强对AML细胞的毒性作用,发现该制剂对伴有P53基因缺失的AML患者尤其有效。一些新型的临床试验药物也显示出对伴有TP53基因突变/缺失AML患者的疗效。GCS-100为一种新型的有希望用于AML治疗的半乳凝素抑制剂,其通过减少MCL-1基因的表达引起AML细胞系凋亡,并且与针对BCL-2基因的BH3类似物,例如ABT-199有协同作用,但是联合用药的剂量与疗效有待进一步研究证明。RG7112属于MDM2拮抗剂,目前处于Ⅰ期临床试验阶段,已被证明具有激活TP53靶基因的效应,并且可以使预后极差的复发/难治性髓系肿瘤患者达到CR,使这类患者有机会接受allo-HSCT。RG7112分子亦存在缺点,包括达到疗效的药物剂量高,易致耐药等。为了解决上述问题,更有效的药物RG7388正在研发中。在伴有5q-的MDS患者中,TP53基因突变/缺失与疾病进展及对来那度胺的耐药性密切相关,潜在新型治疗剂包括翻译增强子L-亮氨酸,有望为该类患者带来福音[44,45,46]。
越来越多的研究结果表明,在髓系肿瘤中,TP53基因突变/缺失为独立于年龄,IPSS分型或者其他异常核型的预后不良因素,其预后意义有助于髓系肿瘤的精确诊断、危险分层与治疗选择。伴有TP53基因突变的髓系肿瘤患者显示了对地西他滨的良好反应,一些新型临床试验药物也已初见疗效。虽然在髓系肿瘤中,TP53基因突变/缺失的临床应用尚在初级阶段,随着研究者对分子标志物及其通路与靶向药物作用机制的不断探索,TP53基因突变/缺失有望成为髓系肿瘤早期诊断及预后判断的新型标志物。以TP53基因为靶点治疗髓系肿瘤在不远的将来有可能成为现实。
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